Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

БИОПРЕПАРАТ РИБАВ-ЭКСТРА В ТЕХНОЛОГИИ РАЗМНОЖЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО КАРТОФЕЛЯ

Уромова И.П. 1 Новиков Д.А. 1 Машакин А.М. 1 Соколов И.С. 1 Шихалеева Е.В. 1 Шихалеева С.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина»
В лабораторно-производственных (защищенный грунт) условиях испытан биопрепарат нового поколения Рибав-Экстра. Целью исследования являлось изучение влияния регулятора роста на рост, развитие и продуктивность оздоровленного исходного материала – картофеля сорта Ред Скарлетт зарубежной селекции, полученного методом апикальной меристемы. Полученные результаты позволяют считать перспективным применение препарата с целью стимуляции корнеобразования и дальнейшего улучшения условий роста и развития растений в культуре in vitro. Добавление Рибав-Экстра в питательную среду на последнем этапе микроразмножения в условиях in vitro увеличивает высоту растений на 10,6–22,7 %, количество междоузлий на растении на 9,5–23,8 % и усиливает рост корневой системы на 17,2–41,4 % в зависимости от концентрации препарата. Использование биопрепарата Рибав-Экстра при прикорневой обработке при дальнейшем выращивании меристемных растений в условиях защищенного грунта способствует увеличению биометрических показателей, таких как высота растений (на 43,6–36,3 %), количество стеблей в кусте (на 28,3–10,9 %) и масса корней (на 28,3–20,0 %), в зависимости от дозы препарата. В результате обработки препаратом увеличивается урожайность на 22,6–12,3 % и коэффициент размножения на 23,2–13,6 %, благодаря более интенсивному росту корней на начальном этапе развития. Таким образом, на последнем этапе черенкования целесообразно использовать питательную среду МС с добавлением Рибав-Экстра в дозе 0,05 мл/л для увеличения мощности корневой системы. Для повышения устойчивости меристемных растений к стрессу при пересадке и увеличения продуктивности эффективнее при прикорневых подкормках использовать препарат в дозе 0,1 мл/л.
биопрепарат
регулятор роста
апикальная меристема
оздоровленный картофель
питательная среда Мурасиге – Скуга
Рибав-Экстра
биометрические показатели
защищенный грунт (теплица)
1. Булдаков С.А. Оздоровленный картофель в пленочных теплицах / С.А. Булдаков, Н.А. Шаклеина, Л.П. Плеханова, О.Н. Логинов // Картофель и овощи. – 2013. – № 6. – С. 28.
2. Булдаков С.А. Микроразмножение картофеля на Сахалине / С.А. Булдаков, О.В. Щегорец // Картофель и овощи. – 2014. – № 2. – С. 25–26.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования) / Б.А. Доспехов. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
4. Засорина Э.В. Реакция сортов картофеля на применение регуляторов роста в Центральном Черноземье / Э.В. Засорина, К.Л. Родионов, К.С. Катунин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2010. – вып. 5. – С. 50–51.
5. Козлов А.В. Влияние кремнийсодержащих стимуляторов роста на биологическую продуктивность и показатели качества озимой пшеницы и картофеля / А.В. Козлов, И.П. Уромова, А.Х. Куликова // Вестник Мининского университета. – 2016. – № 1–1(13). – С. 31.
6. Кравченко Д.С. Влияние регуляторов роста на развитие пробирочных растений картофеля и их последующую продуктивность в открытом грунте / Д.С. Кравченко // Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии. – М.: РАСХН-ВНИИСХБ. – 2004. – С. 19.
7. Методика исследований по культуре картофеля – М.: НИИКХ, 1967. – 167 с.
8. Пентелькина Н.В. Выращивание сеянцев березы повислой с использованием регуляторов роста / Н.В. Пентелькина, Г.И. Иванюшева // Мат. ХIII межд. научн.-техн. конференции. – Брянск. – 2012. – С. 158.
9. Уромова И.П. Урожай и качество картофеля при использовании биопрепаратов / И.П. Уромова // Плодородие. – 2009. – № 1. – С. 33.
10. Уромова И.П. Перспективные сорта картофеля для Нижегородской области / И.П. Уромова. – 2008. – № 2. – С. 6.
11. Уромова И.П. Влияние брассиностероидов на продуктивность микрорастений картофеля в защищенном грунте / И.П. Уромова, Т.А. Грибановская // Вестник Мининского университета. – 2015. – № 2 (10). – С. 24.
12. Ходянков А.А. Влияние брассиностероидов на устойчивость растений льна-долгунца к засухе / А.А. Ходянков // Агрохимический вестник. – 2008. – № 1. – С. 22.
13. Черемис А.И. Влияние стимуляторов роста и биофунгицидов на продуктивность микрорастений картофеля / А.И. Черемис, И.А. Якимова // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – № 3. – С. 26–27.
14. Шевелуха В.С. Регуляторы роста в сельском хозяйстве / В.С. Шевелуха // Вестник сельскохозяйственной науки. – 1985. – № 9. – С. 58–59.
15. Шипунова А.А. Клональное размножение плодовых растений: автореф. дис… канд. с-х. наук. – М. – 2003. – 24 с.

Одной из главных задач безвирусного семеноводства картофеля является выращивание качественных семян в условиях защищенного грунта (теплица) [1, 2, 10, 11]. В последнее время для выращивания мини-клубней все большее внимание уделяется применению биологических методов, в частности обработки биологическими стимуляторами роста растений.

Стимуляторы роста – это большая группа природных и синтетических органических соединений, которые в малых дозах оказывают существенное влияние на ростовые и физиолого-биохимические процессы, которые проявляются чаще всего в стимулировании собственного иммунитета, что позволяет в дальнейшем растениям индуцировать неспецифическую устойчивость к действию различного рода фитопатогенов и неблагоприятным факторам (засуха, стресс при пересадке) [4, 5, 13, 14].

К таким стимуляторам роста относится биологический препарат нового поколения Рибав-Экстра, представляющий собой продукт метаболизма микоризных грибов, экстрагированных из корней женьшеня. Действующим веществом данного препарата являются аминокислоты – L – аланин (0,00152 г/л) и L – глутаминовая кислота (0,00196 г/л).

Механизм действия состоит в том, что аминокислоты включаются в синтез структурных и ферментных белков, регулирующих процессы деления, роста и дифференцировки клеток в период роста и образования корней растений. Благодаря корнеобразующей активности и способности к быстрой регенерации растительных тканей препарат Рибав-Экстра рекомендован для введения в состав питательной среды при выращивании растений in vitro [8, 15].

Рибав-Экстра стимулирует развитие мицелия микоризных грибов, находящихся в симбиозе с корнями растений, и синтез фитогормонов, что приводит не только к усилению роста и развития корневой системы, но и к повышению устойчивости к болезням и неблагоприятным факторам окружающей среды.

Поэтому данный агроприем, по мнению некоторых ученых [2, 6], перспективен, так как способствует сглаживанию стрессовых явлений, возникающих при пересадке микрорастений в качественно новые условия и получению большого количества мини-клубней, что особенно важно в системе семеноводства при выращивании в условиях защищенного грунта.

Цель и задачи исследования

Определить оптимальные концентрации стимулятора роста Рибав-Экстра для внесения в питательную среду МС, а также проведения прикорневых обработок растений картофеля в условиях защищенного грунта. Для этого необходимо решить следующие задачи:

1) изучить влияние Рибав-Экстра на рост и развитие меристемных растений in vitro;

2) изучить влияние Рибав-Экстра на биометрические показатели растений картофеля в условиях теплицы;

3) изучить влияние препарата на урожайность и коэффициент размножения картофеля.

Материалы и методы исследования

Экспериментальная работа проводилась в биотехнологической лаборатории и теплице ООО «Элитхоз» Борского района Нижегородской области в 2014–2016 гг. В данных лабораторно-производственных опытах использовали оздоровленный меристемный материал картофеля Ред Скарлетт зарубежной селекции.

В схему опыта включены 3 варианта: 1 (контроль) – стандартная питательная среда Мурасиге – Скуга (МС); 2 – МС + Рибав-Экстра (0,1 мл/л); 3 МС + Рибав-Экстра (0,05 мл/л). Концентрация препарата в лабораторном опыте – 0,1 мл/л; 0,05 мл/л. Препарат Рибав-Экстра добавляли в питательную среду на последнем этапе черенкования. В лабораторных условиях определяли биометрические показатели растений in vitro.

Лабораторно-производственные опыты закладывали и обрабатывали в соответствии с установленной методикой [3]. Общая площадь делянки составляла 28 м2, учетная – 14 м2, повторность опыта четырехкратная, расположение делянок систематическое. Схема посадки – 70?24 см. Во время вегетации проводили двукратную прикорневую обработку в дозах 0,1 мл/л и 0,05 мл/л. Первую обработку проводили через 7 дней после посадки меристемных растений, вторую – через 14 дней. Концентрация препарата соответствовала рекомендуемой согласно инструкции по применению.

В течение вегетационного периода в условиях защищенного грунта определяли биометрические показатели растений и урожайность. Учет урожая проводили весовым способом путем взвешивания всех клубней с делянки. Учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам [7].

В период вегетации по мере необходимости производили поливы и обработку против колорадского жука и фитофтороза.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследования показали, что добавление в питательную среду Мурасиге – Скуга препарата Рибав-Экстра в исследуемых концентрациях (0,1 мл/л и 0,05 мл/л) на последнем этапе черенкования оказало положительное влияние на биометрические показатели микрорастений картофеля сорта Ред Скарлетт в культуре in vitro (табл. 1).

Наблюдения за морфогенезом меристемных растений в условиях in vitro показали, что при добавлении в питательную среду препарата Рибав-Экстра высота растений и количество междоузлий возрастали, причем в большей степени это происходило в варианте с применением препарата в меньшей концентрации (0,05 мл/л). Так, на 21-й день культивирования высота растений увеличилась на 14,1–6,6 мм в зависимости от концентрации, по сравнению с контролем.

Также произошло и увеличение числа междоузлий на стебле при внесении препарата Рибав-Экстра в питательную среду. Через три недели выращивания количество междоузлий стало больше на варианте с применением препарата в концентрации 0,05 мл/л – на 1,5 шт., по сравнению с контролем. На варианте с применением препарата в концентрации 0,1 мл/л междоузлий образовалось незначительно меньше – на 0,9 шт.

При черенковании меристемных растений в культуре in vitro важно получить не только большее количество междоузлий, но и их оптимальную длину, чтобы имелась возможность делить растения на микрочеренки для дальнейшего черенкования в питательную среду. В нашем опыте в вариантах с обеими концентрациями отмечены сегменты с одинаковой длиной, пригодной для дальнейшего черенкования.

Процесс образования корней – это главный и необходимый фактор для культивирования микрорастений in vitro, особенно это важно на последнем этапе микрочеренкования перед высадкой растений в условия защищенного грунта для последующего выращивания, с целью получения мини-клубней. Микрорастения с более мощной корневой системой в почве быстрее приживаются, от этого в первую очередь зависит их дальнейшее развитие.

Применение препарата Рибав-Экстра в концентрации 0,05 мл/л вызвало максимальное увеличение длины корней – в 1,4 раза, по сравнению с контролем. При повышении концентрации препарата в питательной среде длина корней также увеличивается, но в меньшей степени – в 1,2 раза, по сравнению с контрольным вариантом.

Препарат Рибав-Экстра в исследуемых концентрациях способствовал увеличению ростовых показателей, однако в большей степени это происходило в варианте с применением большей концентрации – 0,05 мл/л.

За период исследования у меристемных растений картофеля сорта Ред Скарлетт в культуре in vitro с применением препарата Рибав-Экстра в используемых концентрациях не отмечено внешних изменений по форме, размеру и опушенности листовых пластинок и стеблей. По мнению некоторых исследователей [2, 12], препараты антистрессового действия сохраняют устойчивость морфологической структуры растения. Следовательно, препарат Рибав-Экстра в данных концентрациях не вызывает у растений, культивируемых in vitro модификационных нарушений, связанных с изменением фенотипа и имеющих в большинстве случаев адаптивный характер.

Применение препарата Рибав-Экстра при выращивании картофеля в теплице способствовало также увеличению биометрических показателей растений (табл. 2).

Высота основного стебля в опытных вариантах увеличилась на 43,6–36,2 %, в зависимости от концентрации, по сравнению с контролем. Двукратная прикорневая обработка растений препаратом в концентрации 0,1 мл/л оказала более стимулирующее действие на высоту растений.

Помимо увеличения высоты растений, также было установлено и увеличение количества стеблей в кусте – на 28,3–10,9 %, по сравнению с контрольным вариантом. Наряду с увеличением надземной массы растений отмечено увеличение и подземной части, т.е. массы корней на опытных вариантах с применением препарата – на 28,3–20,0 % соответственно, по сравнению с контролем.

Таблица 1

Влияние препарата Рибав-Экстра на биометрические показатели сорта Ред Скарлетт в условиях in vitro (в среднем за 2014–2016 гг.)

Вариант

Высота

растений, мм

Количество

междоузлий, шт.

Длина

корней, мм

Контроль (МС)

62,1

6,3

20,3

МС + Рибав-Экстра (0,1 мл/л)

68,7

6,9

23,8

МС + Рибав-Экстра (0,05 мл/л)

76,2

7,8

28,7

НСР05

3,1

1,1

2,8

 

Таблица 2

Влияние препарата Рибав-Экстра на биометрические показатели растений картофеля сорта Ред Скарлетт в условиях защищенного грунта (в среднем за 2014–2016 гг.)

Вариант

Высота

растений, мм

Количество стеблей, шт/растение

Масса

корней, г

Контроль (МС)

41,9

4,6

26,5

МС + Рибав-Экстра (0,1 мл/л)

60,2

5,9

34,1

МС + Рибав-Экстра (0,05 мл/л)

57,1

5,1

31,8

НСР05

2,8

0,6

1,9

 

Таблица 3

Влияние препарата Рибав-Экстра на продуктивность картофеля сорта Ред Скарлетт в условиях защищенного грунта (в среднем за 2014–2016 гг.)

Вариант

Урожайность мини-клубней

Коэффициент размножения,

шт/растение

г/растение

кг/м2

Контроль (МС)

319,8

1,9

7,3

МС + Рибав-Экстра (0,1 мл/л)

389,2

2,3

9,0

МС + Рибав-Экстра (0,05 мл/л)

359,9

2,1

8,3

НСР05

9,9

0,1

0,4

 

Результаты наших предыдущих опытов по изучению стимуляторов роста [9] свидетельствуют о том, что мощность корневой системы растений картофеля определяет в большей степени (особенно это важно на начальном этапе роста) устойчивость к неблагоприятным условиям (засуха, пересадка растений), а также продуктивность растений. Растения, которые имеют более развитую корневую систему, способны эффективнее использовать питательные элементы и влагу из почвы, поэтому они меньше страдают от засухи и переувлажнения, что особенно важно при выращивании в теплице.

Таким образом, было установлено, что прикорневая обработка растений картофеля данным препаратом стимулировала рост и развитие корневой системы и в меньшей степени зависела от концентрации. В дальнейшем данное стимулирование привело к увеличению клубнеобразования, что положительно отразилось на продуктивности картофеля (табл. 3).

Прикорневая обработка растений в обеих концентрациях оказала положительное влияние на урожайность и количественный выход мини-клубней. Так, максимальные прибавки урожая и количества мини-клубней с одного куста были отмечены в варианте при применении препарата в концентрации 0,1 мл/л. В этом варианте достоверная прибавка к контролю в расчете на одно растение составила 69,4 г по массе и 1,7 штук по количеству клубней под кустом. Меньшие, но также достоверные прибавки урожая и количества мини-клубней были получены на варианте с обработкой препаратом в концентрации 0,05 мл/л.

Выводы

Добавление препарата в питательную среду на последнем этапе микроразмножения в условиях in vitro увеличивает высоту растений на 10,6–22,7 %, количество междоузлий на 9,5–23,8 % и удлиняет корни на 17,2–41,3 % в зависимости от концентрации препарата. Применение биопрепарата при выращивании мини-клубней в условиях защищенного грунта из меристемных растений способствует увеличению биометрических показателей, таких как высота растений (на 43,6–36,3 %), количество стеблей в кусте (на 28,3–10,9 %) и масса корней (на 28,3–20,0 %), в зависимости от дозы препарата. В результате прикорневой обработки препаратом увеличивается урожайность на 22,6–12,3 % и коэффициент размножения на 23,2–13,6 %, благодаря более интенсивному росту корней на начальном этапе развития.

Установлено, что биопрепарат Рибав-Экстра, при добавлении его в искусственную питательную среду и обработке данным препаратом растений при определенных концентрациях, обладает высокой биологической активностью. Однако, сравнивая эффективность изучаемых концентраций, можно сделать вывод о неодинаковом их действии в культуре in vitro и дальнейшем выращивании этих растений в теплице. Таким образом, на последнем этапе черенкования целесообразно использовать питательную среду МС с добавлением Рибав-Экстра в дозе 0,05 мл/л для увеличения мощности корневой системы. Для повышения устойчивости меристемных растений к стрессу при пересадке и увеличения продуктивности эффективнее при прикорневых подкормках использовать препарат в дозе 0,1 мл/л.


Библиографическая ссылка

Уромова И.П., Новиков Д.А., Машакин А.М., Соколов И.С., Шихалеева Е.В., Шихалеева С.В. БИОПРЕПАРАТ РИБАВ-ЭКСТРА В ТЕХНОЛОГИИ РАЗМНОЖЕНИЯ ОЗДОРОВЛЕННОГО КАРТОФЕЛЯ // Успехи современного естествознания. – 2017. – № 7. – С. 54-58;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36477 (дата обращения: 21.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074