Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ В УСЛОВИЯХ ЦЧР

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ В УСЛОВИЯХ ЦЧР"

~?>55Э£

На правах рукописи

ЗОЛОТОВА Ольга Михайловна

ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ В УСЛОВИЯХ ЦЧР

специальности 06,01.07 - плодоводство, виноградарство, 06.01.05 - селекция н семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

М-

Мичуринск - 2005г.

Работа выполнена на кафедре биологии н основ сельского хозяйства Мичуринского государственного педагогического института

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Тру нон Игорь Андреевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Скрннннкова Марина Константиновна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Круглое Николай Михайлович

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Пустоваловя Светлана Валентиновна

Ведущая организация—Всероссийский научно-исследовательский институт генетики н селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина

Защита диссертации состоится 26 мая 2005 года в 13ш на заседании диссертационного совета Д220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан {"ОЛ^г/Л.'ШЬ г.

Отзывы на автореферат и двух экземплярах, заверенные н скрепленные гербовой печатью, просим напраьляи, ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета Д220.041.01, кандидат сазььцохозяйсгвенных наук

н,М. Соломатин

Актуальность темы Земляника занимает ведущее место среди садовых ягодных культур. К несомненным достоинствам этой культуры следует отнести высокую рента* белшость ее возделывания. В то же время, анализ состояния товарного производства данной культуры в Центре России показывает, что средняя урожайность ее в 8-10 раз ниже потенциальной. Полнота реализации потенциальной продуктивности зависит, в первую очередь, от способности растений сопротивляться внешнему негативному воздействию среды. Основными лимитирующими факторами для культуры земляники в Центральном Черноземье являются поздне-весенние заморозки, осенние заморозки на фоне отсутствия снежного покрова, а в отдельные годы переувлажнение. В настоящее время используются различные агротехнические приемы для снижения негативного эффекта от воздействия повреждающих факторов. К таким приемам относятся обработки макро- и микроэлементами, различными фитоиммуно-корректорами. Большое значение для получения высоких стабильных урожаев земляники имеет сочетание высокого адаптивного потенциала сорта с применением сортовой агротехники, наиболее полно отвечающей требованиям возделываемого сорта в конкретных почвенно-кл иматических условиях. По мнению A.A. Жученко (1990), наряду с оптимизацией условий внешней среды и механизацией процессов возделывания сельскохозяйственных культур, техногенные факторы могут быть использованы и для экзогенной регуляции адаптивных реакций растений. Следовательно, выделение адаптивных сортов, а также приемов регулирования экологической устойчивости весьма актуально. Отсюда - необходимость выявления наиболее эффективных видов некорневых обработок, оптимальных сроков и кратности их применения.

Целью нашнх исследований было комплексное изучение сортовых реакций земляники на отрицательные температуры воздуха и переувлажнение почвы, выявление наиболее эффективных некорневых обработок в качестве экзогенных регуляторов устойчивости к негативным факторам окружающей среды.

В задачи исследований входило:

* проведение фенотипнческой и гистологической оценки надземной части растений земляники по реакции на отрицательные температуры воздуха и переувлажнение почвы;

* определение реакции корневой системы растений земляники на негативные факторы вегетационного периода в зависимости от сорта и вида обработок;

* изучение параметров биохимических показателей состояния вегетативных и генеративных органов сортов земляники в вегетационный период в зависимости от степени адаптивности сорта;

* определение оптимальных сроков и кратйо&пгобработок растений земляники в течение вегетационного сезона в зависимости $)Т. степени устойчивости сорта; / Ф°ИД науч,^« Alf7VJ .....

3 !»■ Л :JSS&Z

* установление влияния обработки бором на степень эавязываемости плодов сортов земляники;

* оценка влияния комплекса некорневых обработок на устойчивость сортов земляники к негативным погодным факторам и урожайность.

Научная новизна

Впервые в условиях Центрального Черноземья на основе комплексного изучения определены параметры отдельных биохимических показателей экологической устойчивости сортов земляники. Проведено ранжирование изучаемых сортов земляники по степени их адаптивности. Установлены оптимальные сроки проведения некорневых обработок и критерии подбора видов, кратности обработок макро- и микроэлементами и имму ►юкорре кто ром (иммунонитофит) в зависимости от степени экологической устойчивости сорта. На основе изучения адаптивного потенциала сортов разработана система некорневых обработок растений земляники в течение вегетационного периода, позволяющая повысить экологическую устойчивость и урожайность.

Практическая значимость работы Предлагаемые схемы обработок могут быть включены в технологию возделывания земляники для повышения урожайности сортов, а установленные критерии подбора видов и крайности обработок макро- и микроэлементами и им му но корректором дают возможность повысить эффективность их применения.

Апробация работы

Результаты исследований были доложены на заседаниях кафедры биологии и основ сельского хозяйства и кафедры химии Мичуринского государственного педагогического института (1999-2005 гг.); конференции преподавателей и студентов (Мичуринск, 1999); Международной конференции молодых ученых (Сочи, 1999); Международной научно-лрактической конференции (Воронеж, 2004); IV областной научно-практической конференции (Мичуринск, 2004).

Публикация результатов исследований

По материалам диссертации опубликовано б работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, обсуждения результатов, выводов, рекомендаций производству, содержит 9 таблиц и 50 рисунков. Список использованной литературы включает 252 наименования, в том числе 31 на иностранных языках.

Условия, методика проведения и объекты исследований

Экспериментальная работа выполнялась с 2000 по 2004гг. на кафедрах биологии и основ сельского хозяйства, химии и агробиостанции Мичуринского государственного педагогического института.

Почвы опытного участка двучленные аллювиальные дерновые, слоистые пойменные. В верхних слоях имеют легкий гранулометрический состав (слоистые супесчаные наносы Лесного Воронежа) на границе с горизонтом погребенной почвы изменяется до тяжелосуглинистого. Содержание физической глины в погребенном горизонте А возрастает в 3,2 раза по сравнению с верхним генетическим горизонтом А, что создает большой запас почвенной влаги. Содержание гумуса невысоко - в горизонтах 0-20 см — 2,46%; 20-36 см - 1,83%; 36-68 см - от 1,6 до 0,39%; в более низких горизонтах (от 68 до 106см) содержание гумуса возрастает до 4,97%. Установлено, что в верхних горизонтах имеется невысокое содержание подвижных форм азота, фосфора и калия. По данным Н.А. Протасовой и А.П. Щербакова (2003) такие почвы бедны Мп, Б, Ре, Си, Со, Мо, Ве и др. микроэлементами.

Ранее, с 1998г. были испытаны различные виды обработок: иммуно-корректорами (экост, иммуноцнтофит) и микроэлементами (монофакторно и в комплексе). По результатам опытов отобраны наиболее эффективные н доступные препараты, которые использованы в данной работе.

Погодные условия за годы исследований были достаточно разнообразны. Сухая и теплая погода отмечена в периоды вегетации 2001, 2002 и 2003гг. К экстремально влажным и прохладным отнесены 2000 н 2004гг.

Исследования проводили по следующим методикам; «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных н орехоплодных культур», ВНИИС им. И.В. Мичурина (1973); «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур», Орел (1999); Методическим указаниям «Агрометеорологическая оценка отношения сортов с/х культур к заморозкам» (1982). Состояние и активность корневой системы определяли по методике ИЛ. Трунова (1998) н методом подсчета мнтотнчески активных клеток в корневых апексах по методике Ростовцевой (1984) и Ю.А, Смирнова (1976). Активность ферментов определяли стандартными методами, рекомендованными в «Практикуме по биохимии » (1979). Статистическая обработка результатов исследований проводилась методами наименьших существенных различий (НСР<и), однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализов (Доспехов, 1985; Потапов и др., 1996).

Объектами исследований служили различные по степени экологической устойчивости сорта земляники отечественной (Лировидная, Сюрприз Олимпиаде, Фестивальная, Урожайная ЦГЛ) И зарубежной (Зефир, Кама, К-106, Марышка, Зенга Зенгана) селекции.

Агротехника возделывания общепринятая для ЦЧР,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

фенотнппческая оценка надземной части растений земляники

но реакции па повреждение: отрицательными температурами В ОСЕННИЙ 11 ВЕСЕШШЙ ПЕРИОДЫ

К наиболее серьезным повреждающим факторам растений земляники относятся отрицательные температуры воздуха. Страдают растения от заморозков в осенний период (до выпадения снега) и от поздних весенних понижений температур. Поздне-весеннне заморозки опасны для генеративной сферы и листового аппарата. За годы исследований наиболее сильное негативное влияние осенних низких температур было отмечено в 3 декаде сентября - 1 декаде октября 2002г., когда температура воздуха понижалась до . -10°...-]1сС. Это вызвало сильные повреждения надземной части растений земляники. Существенно пострадали сорта Зефир (до 53% поврежденных листьев) и К-106 (до 41%).

В последние годы достаточно частым явлением стали высокие температуры воздуха во 2 декаде апреля, сменяющиеся низкими, вплоть до заморозков в 3 декаде апреля и в 1 декаде мая. Сильные заморозки данного периода отмечены в 2000, 2003 и 2004гг. Особенно следует выделить май 2000г., когда после длительной теплой погоды в апреле, температура воздуха в первой декаде мая опускалась до ...-З.-ТС. Это вызвало высокую степень повреждения как листьев, так и цветков практически всех изучаемых сортов.

По результатам мноюлетних исследований установлено, что наиболее устойчивым листовым аппаратом к низким температурам обладает сорт Урожайная ЦГЛ, неустойчивым - сорт К-106.

Сортовая устойчивость генеративного аппарата земляники также различна. Высокую устойчивость к низким температурам проявили цветки сортов Зенга Зенгана (8,6 % поврежденных цветов) н Кама {12,1% поврежденных цветков) и низкую - сорта К-106 (29,3 %) и Лировидная (24,2 % поврежденных цветков (рис. ))•

PiIC.1. ПОВРЕЖДЕНИЕ ЦВЕТКОВ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ ЗАМOPOÎKAМП ВЕСНЫ 2000г.

1 у

0,9 О.в 0.7 -0.6 ■

|о.5

° 0,4 0,3

0.2 ■ — 0,1

М;

x

s

£

в-

§ i

п

8

£

а

'S 6

Й Ь

JT

s

s

РИС. 2. КОЭФФИЦИЕНТ УСТОЙЧИВОСТИ К OTPII1ÍA ТЕЛЬНЫМ ТЕМПЕРАТУРАМ НАДЗЕМНОЙ ЧЛСГИ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ

С целью выявления степени комплексной устойчивости надземной части исследуемых сортов земляники, нами был подсчитан коэффициент устойчивости (Ку)ио формуле: Ку= [100 - (Х+У) /2]/100, где X-% поврежденных цветков, У - % поврежденных листьев.

Расчет коэффициента устойчивости позволяет предположить, что но комплексу исследованных признаков (устойчивость к заморозкам цветков и листового аппарата) к наиболее устойчивым к отрицательным температурам следует отлести сорта Урожайная ЦГЛ и Сюрприз Олимпиаде (рис.2).

ГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ ГЕНЕРАТИВИЫХ И 1ШЕ1ЛТ1ШПЫХ ОРГАНОВ РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЯНИКИ, ВЫЗВАННЫХ АКИОТИЧЕСКИМИ II БИОТИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ

Для определения степени повреждаемости сорта используют данные гистологического анализа тканей как генеративных, так и вегетативных органов. Были про ведены гистологи чсские исследования степени повреждения |«нератмнных органов земляники поздне-весенннми заморозками и вегетативных органов (листьев) различными негативными факторами весенне-летнего периода.

Анализы генеративных органов земляники, проведенные в экстремальные 2000 и 2004гг. показали, что наиболее распространенные типы повреждений второй декады апреля: гибель клеток меристемы центрального цветоноса, повреждение и гибель клеток проводящей системы цветоноса, зачатков органов цветка. Отрицательные температуры начала мая вызывают повреждения пыльников и рылец пестиков. Следует отметить, что рыльца пестика оказались менее устойчивы к низким температурам, чем пыльники.

U целом, по всем изученным сортам, сильнее повреждаются клетки основания центральною цветоноса и проводящих тканей (степень повреждения 18,5-23,3 %). Близки к ним по повреждаемости рыльца пестика (в среднем 17,9%). К наиболее устойчивым можно отнести ныльннки - средняя ловреж-денность их составила 9,3% (табл. 1).

1. ПОВРЕЖДЕНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ ТЕМПЕРАТУРАМИ ТКАНВП ГЕНЕРАТИВНЫХ ОРГАНОВ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ

ГИКЕЛЬ КЛЕТОК ТКЛНН. Ч тикельчмтейнЕети*.

СОРТ (А) ГОДЫ <Б) Мь1кц Агэячл. ИНК 11» 1« 1ГЛЯЫНДО иькнкк ЮОМ УС тлини огччюдн-тьк имгсии> ЛЕце- стки пестики ты. чинки

Урожай- 2000 15,3 12,3 19,1 8.7 17,1 5,3

ная цгл 2004 18,4 9,5 3,7 8,5 19,2 8,2

Сюрприз 2000 21,1 193 28,2 12,5 17,3 9.7

Одпнпмлс 2004 26,5 18,7 зи 17,1 21,7 7,4

Кама 2000 14,7 13,8 21,5 7,9 4,1 7,9

2004 19,2 13,3 19,3 9,9 13,8 10,3

К-106 2000 23,3 21,4 19,8 15,9 19,3 9.7

2004 34,1 19,9 21,3 17,1 12,9 12,1

Зефир 2000 24,1 19,8 4,2 13,2 21,3 9.7

2004 36.2 23,1 9,8 11,7 25,8 13,2

НСРк Л V 2,1 . 2.0 0.7 1,0 0,6

НСРаг Б 1,9 1.8 1 1.7 0,9 0,7 1.0

НСРв< ЛБ 2,1 2,6 2,4 1,2 1,8 2,0

2, ПОВРЕЖДЕНИЕ ТКАНЕЙ ЛИСТОВОЙ ИЛАСТИНКН _СОРТОВ ЗКМЛЯНИКН,*/._

сорт (А> шды (В) 1ювржжда юши к фд кторы

абиотические ьиашческнЕ

Урожайная ЦГЛ 2000 2004 6,1 9,9

юз 7,3

Сюрприз Олимпиаде 2000 15Д 123

2094 17,9 9,7

Кама 2000 14,9 П,9

2004 17,1 10,1

К-106 2000 21,3 33,6

2004 24,7 25,9

Зефир 2000 32,9 36,8

2004 39,7 38,7

НСРК А 2,2 23

НСР* Е 2,0 2,4

НСРм А,В 2,3 3,0

Различные повреждения листьев, цветоносов, усов достаточно хорошо видны при визуальном осмотре, однако гистологический анализ позволяет более точно определить характер и причину данных повреждений.

По результатам анализа выявлено повреждение листьев пятнистостями и некрозами абиотического происхождения, причем доля тех и других видов

повреждений колеблется в широких пределах в зависимости от сорта.

Листья сорта Урожайная ЦГЛ достаточно устойчивы к любым видам повреждений. Сорта Сюрприз Олимпиаде и Кама сильно подвержены повреждениям низкими температурами воздуха и избыточной влажностью и в меньшей степени белой и бурой пятнистостями. Для сорта К-106 более характерно повреждение болезнями, которые превалируют над некрозами абиотического происхождения, а листья сорта Зефир поражаются обоими тинами примерно и равной степени (табл. 2).

1Ч.ЛКЦ1Ш КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЗЕМЛИ ПИКИ ПА НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ВЕГЕТАЦИОННОГО ПЕРИОДА

Корневая система растений обеспечивает поступление воды и питательных веществ в надземную часть растения. Основным критерием, характеризующим интенсивность деятельности корневой системы ягодных культур, является показатель ее активности (Трунов, 1999). Известно, что серьезным повреждающим фактором для корневой системы является переувлажнение почвы, резко ухудшающее воздухообмен, что приводит к снижению активности корней и вызывает различные заболевания.

Наши исследования активности корневой системы сортов земляники в зависимости от погодных условий иериода вегетации выявили значительные различия по данному показателю, причем экстремальные условия 2000 и 2004гг. позволили достаточно достоверно оценить сортовую реакцию на переувлажнение почвы.

С целью возможного снижения негативного воздействия переувлажнения на растения земляники нами с 2002г. в моделируемых опытах по влиянию избытка влаги на изучаемые растения были проведены различные некорневые обработки.

Варианты обработок:

• иммуноциюфит+комплекс макро- и микроэлементов [ИЦ+МЭ]

• нммуиоцитофит + сера коллоидная [ИЦ+СК]

• контроль (без обработок)

Во всех вариантах был применен агроприсм - рыхление почвы.

Учитывали активность корневой системы и реакцию ее на переувлажнение. Критерием переувлажнения служила влажность почвы в опытах выше 90% от НИ, которую определяли термостатно-весовым методом (Зашенко, 1991).

По результатам анализов лучшим вариантом обработки был нммуноци-тофит+сера коллоидная. У сортов Фестивальная, Зефир, Марышка, К-106 активность корневой системы в данном варианте в период переувлажнения составила 73,3-82,7% (в зависимости от сорта). Сорта Лировидная и Кама в одинаковой степени положительно реагировали на оба варианта обработки, и активность корневой системы в период переувлажнения составила 81,285,8% (соответственно). Дня сортов Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана также наиболее эффективной была обработка ИЦ+СК, однако активность корневой системы возросла по сравнению с контролем лишь на 2,9-3,9% (рис. 3)._

0 Иымумоцктофст+сера коллоидн**) О контроль

РИС 3. АКТИВНОСТЬ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ В ПЕРИОД ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВ ОВРДЬОТКИ (2002-2004|Т.)

Следует отметить, что активность корневой системы во всех вариантах опыта была выше, чем в контроле, однако более отзывчивы на обработку менее устойчивые сорта, у которых данный показатель был на 43-57% выше контроля.

Достаточно информативным способом определении активности корневой системы является, по мнению многих исследователей, метод подсчета митотачески-активных клеток в корневых апехсах. С этой целью нами были зафиксированы корневые апексы изучаемых сортов земляники.

По результатам наших исследований наиболее высокой митотической активностью обладала корневая система сортов Урожайная ЦГЛ, Зенга Зен-гана и Лировидная, наименьшие показатели отмечены у сортов Зефир и Ма-рышка (табл. 3).

3. МИТОТИЧ ЕСКЛИ АКТИВНОСТЬ КОРНЕВЫХ АПЕКСОВ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ

(200№-2004гг.)

Число делящихся клеток, % 1

СОРТ Голы Среднее за годы НСРИ

2000 2001 2002 2003 2004

Урожайная ЦГЛ 1 35,7 41,9 53,9 50,4 39,9_ 44,4 2,7

Лировидная 32,9 38,7 49,7 49,3 34,3 40,9 2,2

Кама 30,7 34,4 41,9 43,9 31,7 36,5 19

К-106 25,6 29,9 37,7 37,4 24,6 31,1

Марышка 16,7 21,3 34,5 31,5 16,7 24,1 2,4

Зефир 10,9 18,7 31,9 32,7 9,9 20,8 3,1

| Фестивальная (К) , 27,3 35,8 41,2 43,6 22,1 34,1 2,8

| Зенга 3*нпн» (К) 36,1 40,9 54,3 48^71 34,7 42,9 2,4

РИС. 4. ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА АКТИВНОСТЬ ДЕЛЕНИЯ КЛЕТОК КОРНЕВЫХ АПЕКСОВ

Анализ влияния погодных условий на митотическую активность клеток корневых апексов показал, что в экстремальные годы (2000 н 2004гг.) доля делящихся клеток уменьшается более чем в 3 раза, что подтверждает наше предположение о преимущественном влиянии на данный показатель погод-

ных условий вегетационного периода и, особенно, повышенного количества осадков (рис. 4.)

Большой ущерб землянике приносят различные заболевания корневой системы, в том числе, связанные с переувлажнением почвы.

Совместно с сотрудниками кафедры экологии н защиты растений МичГАУ выявлено значительное распространение корневых гнилей на изучаемых сортах земляники. Наиболее устойчивы к заболеваниям copra Урожайная ЦГЛ и Лировидная.

Известно, что вредоносность грибных корневых гнилей значительно усиливается во влажные годы, В 2000 и 2004 гг. выявлено значительное распространение корневых гнилей на изучаемых сортах земляники. В эти годы количество осадков превышало среднемноголетнее значение, в среднем, на 50%, тогда как сумма эффекгивных температур была ниже на 25-30%. Именно это сочетание негативных факторов стимулировало развитие корневых гнилей на изучаемых сортах земляники. Помимо этого, нами выявлено массовое распространение физиологического отмирания корневых апексов.

С целью снижения негативных последствий переувлажнения нами в 2003 и 2004гг. были заложены опыты в насаждениях земляники агробиостаи-ции МГПИ. Исследования проводили как в моделированных опытах, так и в естественных условиях, В качестве средства воздействия на растения земляники нами использовался раствор серы коллоидной в концентрации 0,4%,

С целью предотвращения развития грибных корневых гнилей, по рекомендации сотрудников кафедры экологии и защиты растений, дважды за сезон вносили в почву биопрепарат «триходермин Ж» в концентрации 0,5%. Варианты обработок:

• Сера коллоида ая

• Сера коллоидная 4- Триходермин

• Триходермин

Анализ полученных результатов показал, что все варианты опытов положительно воздействовали на корневую систему земляники. Следует отметить,

что в варианте обработки почвы биопрепаратом Триходермик развитие грибных корневых гнилей было снижено на 48-75% по сравнению с контролем (в зависимости от сорта), однако физиологическое загнивание от воздействия переувлажнения почвы предотвратить не удалось.

—

1 А и * г

а

X

Гимн, ВЫЗВЗД4Ы6 бжгпмс». _ _ „

«нн фнюрни П Обработка комплексом Тридадермин + сера коллоидная

и контроль

гим мим «ьмп«- о Обработка комплексом Триходермин + сера коллоидная

ЕЧЫММ фягсрим

¿контроль

РИС 5. ПОВРЕЖДЕНИЕ РЛСТЫШЙ КОРНЕВЫМИ М1Ш1ЯМН ПРИ ОБРАБОТКЕ КОМПЛЕКСОМ ТР11ХОДЕ],МИН + СЕРА КОЛЛОИДНАЯ

В варианте с обработкой серой коллоидной физиологическое отмирание корней было ниже по сравнению с контролем на 31-43%, поражение грибными корневыми тилями - на 12-18% (в зависимости от сорта). Наиболее эффективна была комплексная обработка растений серой коллоидной и почвы биопрепаратом Триходермин. В данном варианте было отмечено значительное (до 80 % но сравнению с контролем) снижение гнилей различного происхождения (рис. 5).

ДИНАМИКА АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ КАТА ЛАЗЫ И ПЕРОКСИДАЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ АДАИПШПОСТИ СОРТА

Известно, что степень адаптивности растений можно определить, проследив динамику активности ферментов при воздействии негативных факторов среды. С этой целью нами в 2000 - 2004гг. были проведены исследования активности ферментов катал азы и пероксидазы в вегетативных и генеративных органах сортов земляники. Активность ферментов определяли в листьях, цветоножках и цветоложе, отбор проб проводили каждые 5-10 дней в зависимости от погодных условий года. К наиболее сложным для растений земляники можно отнести 2000 и 2004гг., т.к. а эти годы отмечено сочетание трех негативных факторов - отрицательные температуры воздуха в период начала вегетации и цветения, переувлажнение и низкие температуры воздуха в период массового цветения и плодоношения.

В среднем за вегетацию активность ферментов катал азы и пероксидазы в экстремальные 2000 и 2004 годы показала, что copia по степени экологической устойчивости распределились следующим образом: Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана, Сюрприз Олимпиаде, Лировидная, Кама, К-Юб, Марышка, Фестивальная и Зефир.

Помимо этого нами выявлено, что в условиях экстремальных вегетационных периодов у более устойчивых сортов средневегетационная активность катал азы превышает активность пероксидазы. Так, у сортов Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана они составили соответственно 0,635 и 0,625 ед. акт, по ката-лазе и 0,555-0,550 ед. акт. по пероксидазе, тогда как у слабоустойчивых сортов - Зефир и Фестивальная - активность каталазы составила в эти годы соответственно 0,475 и 0,4б5ед. акт., а пероксидазы - 0,610 и 0,577 ед, акт. (рис. б).

Обобщение результатов исследования активности ферментов сортов земляники в зависимости от условий воетацнонного периода и степени устойчивости показало, что оценку устойчивости сорта к негативным экологическим факторам можно проводить по средне-суммарной активности каталазы.

0.65---

Л Активность мюапаэы

♦ Активность перокседазы

P1IC. «.СОР ГОВЫК ОСОБЕННОСТИ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ КАТАЛАЗЫ И ИЕРОКСШ1АЗЫ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ (в среднем зй 2000 н 2004) ГОДЫ

ГНС. 7. СОРТОВАЯ АКТИВ11 ОСТЬ ФЕРМЕНТА КАТАЛАЗЫ (£д, акт.) В СРЕДНЕМ ЗА ВЕГЕТА1Ц]ОН11ЫЙ СЕЗОН (2000 - 2004гг.)

В связи с этим нами проведены расчеты активности каталазы в среднем но изученным сортам земляники. По данному показателю наибольшей эколо-

16

ги ческой устойчивостью облапают сорта Урожайная ЦГЛ и Зенгз Зенгана, активность катал азы которых составляет в среднем 0,680 и 0,672 ед. акт. соответственно. Промежуточное положение но степени экологической устойчивости занимают сорта Сюрприз Олимпиаде, Лировидная, Кама, К-106 и Марышка. Самой низкой, из изученных сортов, экологической устойчивостью обладают сорта Зефир и Фестивальная. Значение активности катал азы у них было 0,542 н 0,553 ед. акт., соответственно (рис.7).

НЕКОРНЕВОЮ РЕГУЛИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЯНИКИ

Отмеченные нами ранее негативные воздействия логодных условий существенно снижают урожайность н качество плодов сортов земляники, поэтому необходимо искусственно помочь растениям преодолеть последствия повреждающего воздействия. Многие исследователи отмечают повышение устойчивости растений при использовании некорневых обработок микроэлементами и фитоиммунокорректорами. В связи с этим нами а 2002-2СЮ4гг. были испытаны различные их виды: сульфат марганца (СМ), комплекс макро- и микроэлементов, включающий К', К, Р, Си, Са, Ре, 2X1, Мё, Б, Со, Зе (МЭ), иммуноцнтофнт (ИЦ).

Нами было испытано три схемы опытов, включая варианты:

• Схема 1: СМ (первая обработка) — ИЦ (вторая обработка) - МЭ (третья обработка),

• Схема 2: СМ+ИЦ (первая обработка) - МЭ (вторая обработка) — ИЦ+МЭ (третья обработка),

• Схема 3: СМ (первая обработка) - МЭ-ШЦ (вторая обработка) -МЭ (третья обработка).

Фон - стандартные защитные мероприятия.

Учет вели но доле тканей, пораженных физиологическими некрозами, и по общему состоянию растений.

Балльная оценка состояния растений показала, что при обработке сортов Зефир, К-106, Фестивальная, Кама, Лировидная, Марышка и Сюрприз

Олимпиаде по схеме 2 их состояние, в среднем, улучшилось на 13 балла в зависимости от сорта, но сравнению с контрольными растениями. Обработка растений сортов Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана по схеме 1 позволила улучшить их состояние в среднем на 0,5 балла (табл. 4).

4. ВЛИЯНИЕ НЕКОРНЕВЫХ ОБРАБОТОК НА СОСТОЯНИЕ РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЯНИКИ (2002-2004 гг.) (В БАЛЛАХ)

Сорт Состояние растений ¡ICPf¡

ОВГ АБОГАШ1МЕ РАСТЕНИЯ РАСТКНИ Я БЕ} ОЕРАЬОТКИ

Урожайная ЦГЛ 4,9 4,4 0.10

Зефир 3,8 2,3 0,09

К 106 3,9 2,6 0,0S

Кама 4,3 3,0 0,12

Лировидная 4,4 3,1 0,09

Марышка 4,0 2,9 0,08

Сюрприз Олимпиаде 4,4 3,2 0,07

Зенга Зенгана (К) 4,8 4,4 0,07

Фестивальная (К) 4,1 2,8 0,0$

НСРо, 0,0$ 0,07

По результатам исследований выявлено, что все схемы обработок положительно влияли на состояние листьев сортов земляники, однако отмечены значительные различия, как по степени влияния, так и по сортам в зависимости от их устойчивости.

Установлено, что для сортов с высокой устойчивостью листового аппарата эффективной является схема обработок 1 — сульфат марганца в начальный период вегетации, иммуноцитофит - в период созревания урожая и внесение комплекса макро- и микроэлементов после сбора урожая.

Для сортов со средней и слабой степенью устойчивости листового аппарата для снижения степени повреждения тканей листа негативными погодными факторами наиболее эффективна обработка по схеме 2 - сульфат марганца + иммуноцитофит в начальный период вегетации; комплекс макро- и микроэлементов — в период созревания урожая и иммуношлофит + комплекс макро- и микроэлементов после сбора урожая.

НЛИЯНИКОВРАЬОГКИ БОРОМ ИЛ О'ЕИКПЬ ЗЛВЯЗЫВЛЕМОСТИ ПЛОДОВ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ

С целью повышения степени завязиваемости плодов земляники в ранее испытанные схемы обработок были добавлены 2 обработки бором. В качестве источника бора использовали борную кислоту в концентрациях 0,02%. Обработки проводили в начале вегетации, а затем в период активного цветения.

По результатам исследований нами не установлено существенного влияния обработки бором на увеличение количества цветков на 1 цветонос. Значимое влияние дополнительная обработка бором оказывала на степень завязываем ости плодов. Отмечено снижение процента редукции цветков, причем обнаружена та же закономерность но эффективности ответной реакции сорта, как н в случае с другими указанными ранее видами обработок. Сорта, нмеюшие больший процент завязей относительно количества цветков на 1 цветонос без дополнительных обработок, оказались менее отзывчивы на обработку, а сорта, обладающие высокой редукцией цветков — более отзывчивы.

РИС. 8, ЗА ВЯЗЫ BAEMOCTL ПЛОДОВ ПРИ ДВУКРАТНОЙ ОКРАЬОТКЕ ЬОРОМ

Наиболее существенно увеличился процент завязываемостн плодов у сортов Марышка, К-106, Фестивальная. Сорта Урожайная ЦГЛ и Зенга Зен-гана несколько менее эффективно изменяли степень завязываемостн при обработке бором (рис. 8).

УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕМЛЯНИКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЯЕМОЙ СИСТЕМЫ НЕКОРНЕВЫХ ОБРАБОТОК

Достоверную оценку влияния какого либо фактора на растения можно полупить, оценив его урожайность. Существенное влияние на данный показатель оказывают погодные условия вегетационного сезона и степень экологической устойчивости сорта. Нами в 2003-2004гг. была проведена оценка влияния разработанного ранее комплекса некорневых обработок (схема 1 -для устойчивых сортов и схема 2 - для средне- и слабоустойчивых сортов) на урожайность 9 сортов земляники в конкретных почвенных условиях. В обе схемы обработок были включены: двукратная обработка бором (для повышения завязываемости) и двукратная обработка комплексом сера коллоидная (растения) Ириходермин Ж (в почву) (для снижения корневых гнилей).

По результатам исследований установлено, что у всех изученных сортов применение комплекса некорневых обработок способствовало снижению степени редукции завязей на 4-13% и увеличению массы ягод на 9,6 — 28,3% в зависимости от сорта. Наиболее отзывчивыми на обработки оказались сор-га Зефир, Марышка и Фестивальная, у которых редукция завязей снизилась на 16,3-18%, а средняя масса ягоды по всем сборам возросла на 27,4; 24,8 и 28,3% соответственно.

Конечным результатом наших исследований по влиянию некорневых обработок на растения земляники явился учет урожая изучаемых сортов. Общий урожай оценивали взвешиванием ягод каждого сбора и суммированием данных величии по всем сборам. В исследования включены данные по двум последним годам — 2003 и 2004гг., т.к. погодные условия этих лет были различными для растений земляники, причем, если 2003 год можно отнести к Солее благоприятным, то 2004г. характеризовался как экстремальный. В связи с этим правомерно утверждать, что оценка влияния комплекса некорневого воздействия была достаточно объективной.

Установлено, что комплекс обработок оказал положительное влияние на все исследуемые сорта земляники, однако, выявлены сортовые различия (табл. 5).

5. ВЛИЯНИЕ НЕКОРНЕВЫХ ОБРАЬОТОК НА УРОЖАЙНОСТЬ СОРТОВ ЗКМЛИННКИ. АГГОБИОСТЛНЦИЯ МШИ (2003-2Шгг.)

УРОЖАЙНОСТЬ ч/га ПРИБАВКА УРОЖАИ, %

СОРТ контроль Обработанные Растения НСРИ

Урожайная ЦГЛ 119,0 125,9 5,8 4,7

Марышка 85,4 110,9 29,9 5,1

Лировидная 94,5 109,2 15,5 3.9

Кама 91,4 109,5 19,8 4,8

Зефир 88,5 108,7 22,9 3.9

К-106 92,8 110,7 19,3 5,0

Сюрприз Олимпиаде 99,6 111,3 11,7 3.9

Фестивальная (к) 91,5 120,5 31,6 4,5

Зенга Зенгана (к) 99,3 104,1 4,8 3,1

иСР„ч 3,4 3,6

Более устойчивые сорта Зенга Зенгана, Урожайная ЦГЛ увеличили урожай на 4,8-5,8 %; средиеустойчивые: Сюрприз Олимпиаде — 11,7 %; Лировидная, Кама, К-106 - на 15,5 • 19,8%; Марышка, Фестивальная, Зефир - на 22,8-31,6%.

Таким образом, сохранилась общая тенденция степени влияния некорневых обработок в зависимости от степени устойчивости сорта, однако дифференцированный подход к выбору схемы обработки с учетом сорговых особенностей позволил компенсировать дефицит адаптивности..

Расчет экономической эффективности свидетельствует, что при применении некорневых обработок уровень ренгабсльностн возделывания устойчивых сортов был выше, в среднем, на 15,3%, а средне- и малоустойчивых сортов, в среднем, на 52,3%, чем в контроле (табл. 6).

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНЫ» НЕКОРНЕВЫХ ОБРАБОТОК РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЯНИКИ

СОРТА ё & УРОЖАЙНОСТЬ, и/га стоимость ВАЛОВОЙ продукции с 1ГА, мыс рув ВСЕГО ЗАТРАТ «л 7 га, мне руб. чистый доходе руб РЕНТАБЕЛЬНО» сти, %

Урожай пая Ц1Л г 119,0 357,0 76,67 280,3 365,6

2* 125,9 377,7 79,94 297,8 372,7

Марышка 1 2 85,4 256,2 76.67 179,5 234,2

110,9 332,7 82,12 250,6 305,1

Лировидная 1 94,5 283,5 76,67 206,8 269,8

2 109,2 327,6 82,12 245,5 298,9

Кама 1 91,4 274,2 76,67 197,5 257,6

2 109,5 328,5 82,12 246,4 300,0

3«фнр 1 88,5 26S.5 76,67 188,3 246,3

2 108,7 326,1 82.12 243.9 297,1

К-106 1 92,8 278,4 76,67 201,7 263,1

2 110,7 332,1 82,12 249,9 304,4

Сюрирю Oui м м «нале 1 99,6 298,8 76,67 222,1 289,8

2 11U 333,9 82.12 251,8 306,6

Фестивальная 1 91,5 274,5 76,67 197.8 258,0

2 120.5 361,5 82,12 279,4 340,2

Чеша Згнпн* 1 99,3 291,9 76,67 215,2 280,7

2 | 104,1 312,3 79,94 232,4 290,6

}* - растения без дополнительных обработок (контроль)

2* -растении, еогдеямаемые с применением некорне$ых обработок по разработанным схемам

Растения, подвергнутые обработкам, были более развиты, листовой аппарат был менее поражен различными негативными факторами, урожайность - более высокой, ягоды по всем сборам отличались высоким качеством и более крупным размером.

ВЫВОДЫ

/. По степени устойчивости к негативным абиотическим факторам (отрицательным температурам воздуха и переувлажнению почвы) изученные сорта земляники можно разделить на трн группы: высокоу стойчн в ые-У рожай мая ЦГЛ, Зенга Зенгана; среднеу сто й чивые • Сюрприз Олим-ннаце, Лировидная, Кама, К-106; слабоустойчивые ~ Марышка, Зефир,

Фестивальная. Определены критерии полбора системы некорневых обработок для повышения неспецифической устойчивости и урожайности сортов.

2, Наиболее устойчивы к отрицательным температурам вегетативные органы

сортов Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана; наименее - сортов Фестивальная, К-106, Зефир. Наибольшей устойчивостью корневой системы к переувлажнению почвы обладают сорта Урожайная ЦГЛ, Лировидная и Кама, активность корневой системы которых даже в период переувлажнения почвы составляла 74,8 - 82,7%.

3. Гистологический анализ поврежденности тканей генеративных органов

сортов земляники в экстремальные 2000 и 2004гг. показал, что наиболее сильно повреждаются клетки основания центрального цветоноса и проводящих тканей (степень повреждения 18,5-233%). Близки к ним по повреждаемости рыльца пестика (17,9%) и клетки конуса нарастания (17,1%). К наиболее устойчивым можно отнести пыльники, повре-жденность которых составила в среднем 9,3%,

Для борьбы с различными видами корневых гнилей наиболее эффективна обработка комплексом сера коллоидная (растение) + биолрепарт Трн-ходермии Ж (в почву). В данном варианте было отмечено значительное (до 80% по сравнению с контролем) снижение обоих типов гнилей. Наибольшую устойчивость к корневым гнилям показали сорта Урожайная ЦГЛ, Зенга Зенгана и Лировидная (доля пораженных растений не превышала 5% от числа исследованных).

5. Изученные сорта по степени экологической устойчивости, корелирующей

со средневегетационными значениями активности ферментов катал азы и пероксидазы, распределились следующим образом: Урожайная ЦГЛ, Зенга Зенгана, Сюрприз Олимпиаде, Лировидная, Кама, К-106, Ма-рышка, Фестивальная и Зефир.

6. В условиях экстремальных вегетационных периодов у более устойчивых

сортов средиевегетациоиная активность каталазы, в среднем, на 12,7% превышает активность пероксидазы, а у слабоустойчнвых - активность пероксидазы, в среднем, на 21,7% превышает активность каталазы.

7. Обработка препаратом иммуноцитофнт совместно с применением серы

коллоидной повышает устойчивость корневой системы земляники к переувлажнению. Более отзывчивы на обработку менее устойчивые сорта, у которых активность корневой системы обработанных растений была на 43-57% выше контроля.

8. Применение некорневых обработок в течение вегетационного сезона по-

вышает экологическую устойчивость сортов земляники (их состояние улучшилось на 0,5-1,3 балла в зависимости от сорта, по сравнению с контрольными растениями). Установлена необходимость днфференци-

роваиного подхода к схеме обработок в зависимости от степени собственной устойчивости сорта,

9. Наиболее эффективными схемами некорневых обработок являются: для более устойчивых сортов - сульфат марганца (в начале вегетации); им-муноцитофнт (во время цветения); комплекс макро- и микроэлементов (после окончания плодоношения). Для менее устойчивых - сульфат марганца совместно с иммуноцитофигом (в начале вегетации); комплекс макро- и микроэлементов (во время цветения); нммуношггофит и комплекс макро- и микроэлементов (после окончания плодоношения).

/¿¿Выявлены сортовые различия по степени отзывчивости на некорневые обработки: сорта Урожайная ДГЛ н Зенга Зенгана, в среднем, на 5,3% увеличили урожай, Сюрприз Олимпиаде на 11,7%, Лировидная, К-106, Кама - на 15,5-19,8%; Марышка, Фестивальная, Зефир — на 22,8-31,6%.

//.Двукратная обработка бором оказывала положительное влияние на завя-зываемость плодов. Наиболее существенно повысили процент завязы-ваемосгн сорта Марышка, К-106, Фестивальная (на 16,0 - 17,8% в за-висмостн от сорта). Применение обработки в течение вегетационного сезона комплексом различных макро- и микроэлементов и иммуноци-тофнтом позволила повысить среднюю массу плодов на 9,6 - 283% в зависимости от сорта.

/¿Экономическая эффективность возделывания ягод земляники при применении некорневых обработок повышается. Уровень рентабельности в опытном варианте для более устойчивых сортов, в среднем, на 15,3%, а для менее устойчивых - в среднем, на 523% выше, чем в контроле.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА, КОЛЛЕКТИВНОГО САДОВОДСТВА II СЕЛЕКЦИОНЕРАМ

/, Для повышения урожайности сортов земляники предлагаются две наиболее эффективные схемы некорневых обработок:

• для более устойчивых сортов (таких, как Урожайная ЦГЛ и Зенга Зенгана): сульфат марганца (0,04%)- в начале вегетации; имму-ноцитоф ит(0,005%)' во время цветения; макро- и микроэлементы (0,2%) - после окончания плодоношения;

• для менее устойчивых сортов (таких, как Сюрприз Олимпиаде, Лировидная, Марышка, Кама, К-106, Зефир, Фестивальная): сульфат марганца (0,04%) совместно с им му ноцитоф игом (0,005%) - в начале вегетации; комплекс макро-н микроэлементов (0,2%) - во время цветения; им му ноцитофит (0,005%) и макро- и микроэлементы (0,2%) - после окончания плодоношения.

2. Двукратную обработку бором (0,02%) следует включать в систему обработок, особенно в годы с эктремальными весенними погодными условиями.

3. В годы с высоким количеством осадков для повышения устойчивости корневой системы земляники к повреждению рекомендуется применение двукратной обработки растений серой коллоидной в фазах «начало вегетации» и «начало созревания плодов» в концентрации 0,4% н внесение в почву триходермина Ж (титр не менее 1млрд. спор/г) - в концентрации 0,5% в период максимального переувлажнения.

4. В качестве исходных форм для селекции на устойчивость рекомендуются сорта:

> листьев к отрицательным температурам - Урожайная ЦГЛ, Сюрприз Олимпиаде;

> к корневым гнилям - Урожайная ЦГЛ, Лировидная, Кама.

> к переувлажнению почвы - Урожайная ЦГЛ, Сюрприз Олимпиаде.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Золотова, О.М. Сортовые особенности устойчивости земляники к биотическим факторам /О.М. Золотова //Материалы научно-практической конференции преподавателей и студентов МГПИ (22-30 марта 1998г,).- Мичуринск , 1998,- Вып.4-С.98-99.

2. Золотова, О.М. Оценка сортов земляники по засухоустойчивости /О.М. Золотова //Материалы научно-практической конференции преподавателей и студентов МГПИ (22-26 марта 1999г.).- Мичуринск , 1999.- Вып. 5 - С. 113.

3. Золотова, О.М. Зимостойкость сортов земляники в условиях Мичуринского района /О.М. Золотова //Материалы международ ной конференции молодых ученых (21-25 сентября 1998г.),-Сочи, ВНИИЦиСК, 1999.-С.90.

4. Трунов, И.А. Влияние некорневой обработки на активность корневой системы земляники при переувлажнении /И.А. Трунов, О.М. Золотова //Материалы международной научно-пракгической конференции (13-15 октября 2004г.).- Воронеж, 2004. - С. 79-81.

5. Золотова, О.М. Влияние обработки бором на закладку и развитие генеративных органов сортов земляники / О.М. Золотова, И.А. Трунов //Материалы международной научно-практической конференции (13-15 октября 2004г.).- Воронеж, 2004. - С. 82-84.

6. Золотова, О.М. Способы повышения устойчивости растений земляники к абиотическим стрессорам ! О.М. Золотова //Материалы IV областной научно-практической конференции (16 ноября 2004г.).- Мичуринск, 2004 (в печати)

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО МичГАУ Подписано в печать 04.04.05. г. Формат 60x84 '/>$, Бумага офсетная № 1. Усл.печл. 1,45 Тираж 100 экз. Ризограф Заказ №11156

Мичуринский государственный аграрный университет 393760, Тамбовская обл., г.Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, тел. +7 (07545) 5-26-35 Е-mall; wdem@mgau.ru