Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование физиологически активных веществ для повышения эффективности селекционного процесса в виноградарстве

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование физиологически активных веществ для повышения эффективности селекционного процесса в виноградарстве"

На правах рукописи 4858540

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В ВИНОГРАДАРСТВЕ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 7 ОКТ 2011

Краснодар-2011

4858540

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я.И. Потапенко Российской академии сельскохозяйственной наук (ГНУ ВНИИВиВ имени Я. И. Потапенко Россельхозакадемии).

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Майстренко Людмила Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Петров Валерий Семёнович

доктор биологических наук, профессор Трошин Леонид Петрович

Ведущая организация: Российский государственный аграрный

университет - МСХА им. К. А. Тимирязева

Защита диссертации состоится «09» ноября 2011 года в 1022 часов на заседании диссертационного совета Д 006.056.01 при ГНУ Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии по адресу: 350901, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39, тел ./факс 8(861)257-57-02

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке - ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии.

Автореферат размещен на официальном сайте ВАК РФ http://vak.ed.gov.ru, разослан «30 » сентября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат е.- х. наук У В. В. Кудряшова

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Виноградарство перспективно в зонах Северо-Кавказского региона России. Однако сортимент зон не всегда отвечает современным требованиям производства - экологачности, низкой энергоемкости производства в сочетании с высоким качеством урожая. В связи с этим селекция винограда на устойчивость к биотическим и абиотическим условиям среды, наряду с высокой продуктивностью и качеством особенно актуальны в настоящее время. Вместе с тем создание сорта занимает около 15 лет, и одной из причин является низкая всхожесть семян и длительность ювенильного периода.

Повышение всхожести семян - направление исследований, требующее особого внимания, так как часто наблюдается очень низкая всхожесть, или отсутствует совсем, что сводит на нет усилия селекционеров. Необходима предпосевная обработка семян различными способами, в том числе и химическими соединениями.

В связи с распространением филлоксеры на селекционных участках научных учреждений, сеянцы погибают в гибридном питомнике на 2-3 год, не вступив в плодоношение. Использование физиологически активных веществ (ФАВ) позволит в сжатые сроки преодолеть сеянцами ювенильный период и сократить сроки нахождения в школке сеянцев

В настоящее время к применению в сельском хозяйстве на территории Российской Федерации разрешено 81 наименование регулирующих рост веществ. Из этих препаратов ни один не рекомендован для применения в селекционном процессе. В то же время, в России и за рубежом учеными разработаны препараты (Свит, Мивал, Крезацин, Бигус, Лариксин и др.), имеющие ряд неоспоримых преимуществ при выращивании плодовых и овощных культур. Однако в виноградарстве многие из данных препаратов не испытывались. В связи с этим необходимость применения биостимуляторов роста нового поколения в селекции является актуальным направлением в совершенствовании современного селекционного процесса.

Цель исследований - разработать методы применения ФАВ на всех этапах селекционного процесса от гибридизации до создания привитого гибридного питомника, что будет способствовать повышению его эффективности.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

- установить эффективность действия ФАВ на генеративные органы винограда, активность опыления и выход гибридных семян;

- изучить влияние ФАВ на всхожесть гибридных семян;

- определить степень влияния используемых регуляторов на жизнеспособность и развитие сеянцев, получение зелёных побегов, пригодных для производства зелёных прививок при переносе гибридного питомника на привитую основу;

- на основе обобщений многолетних наблюдений за ростом и развитием обработанных ФАВ насаждений, сделать заключение о последействии регуляторов роста;

- определить экономический эффект использования регуляторов роста в селекционном процессе от гибридизации до перевода гибридного питомника на привитую основу и вступления сеянцев в плодоношение.

Объект исследований - гибридные семена винограда различных комбинаций скрещивания, соцветия сортов и гибридных форм винограда, более 300 сеянцев межвидового происхождения, физиологически активные вещества.

Предмет исследований - формирование и всхожесть семян, сила роста и развитие сеянцев винограда под воздействием физиологически активных веществ.

Научная новизна исследований:

- впервые дано научное обоснование реакции растений различных гибридных комбинаций на применение ФАВ в экологических условиях Нижнего Придонья:

- получены результаты по стабильному положительному изменению итогов гибридизации с применением физиологически активных веществ;

- разработаны, экспериментально апробированы технологические приемы, способствующие активизации роста и развития сеянцев, их переноса в привитой гибридный питомник в первый год жизни;

- выявлено последействие применяемых препаратов на биометрические показатели привитых кустов.

Практическая значимость работы.

Предложенные методы выращивания сеянцев позволяют более целенаправленно и с меньшими затратами труда и времени вести селекционную работу в виноградарстве. Разработана технология применения новых регуляторов роста для использования в селекции и выращивания гибридных сеянцев винограда.

Применение ФАВ позволяет перенести сеянцы методом зеленой прививки на взрослые подвойные кусты в первый год жизни, что позволяет ускорить вступление сеянцев в плодоношение и спасти гибридный фонд от гибели в условиях заражения филлоксерой. Предложенные методы выращивания сеянцев позволяют более целенаправленно и с меньшими затратами труда и времени вести селекционную работу в виноградарстве.

На защиту выносятся следующие положения:

- результаты оценки влияния ФАВ на эффективность опыления, выход семян и жизнеспособность сеянцев;

- повышение всхожести семян и жизнеспособности сеянцев в результате применения физиологически активных веществ;

- обоснование влияния ФАВ на этапе направленного выращивания сеянцев в первый год жизни;

- экономическое обоснование применения изучаемых препаратов, как наиболее эффективных по выходу семенного материала, жизнеспособности, росту и развитию гибридных сеянцев.

Реализация результатов исследований. Разработанные в диссертации положения и методы применения ФАВ внедрены в ГНУ ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко Россельхозакадемии, используются при выращивании саженцев в школке в ООО «Дионис», ООО «Южно-Цимлянское» Ростовской области.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на заседаниях ученого совета ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко (2004-2007 гг.), на конференциях Ростовского отделения общества генетиков и селекционеров (Ростов-на-Дону 2004, 2006, 2009 гг.), школе молодых ученых и специалистов «Адаптивное ведение виноградарства (селекция, питомниководсгво, технология возделывания, виноделие)» (Новочеркасск, 2004), на шестой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2004), «Экологическая генетика культурных растений» (Краснодарский край, п. Криница, 2005 г.), на конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехнологии» (Годичное собрание общества физиологии растений России), (Ростов - на Дону, 2006 г.), на научно-практической конференции «Критерии и принципы формирования высокопродуктивного виноградарства» (Анапа, 2007 г.), на международной научно-практической конференции «Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем» (Орел, 2008 г.), на международной научно-практической конференции «Мобилизация и сохранение генетических ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса» (Новочеркасск, 2008 г.), на международной научно-практической конференции «Генетические ресурсы и селекционное обеспечение современного виноградарства» (Новочеркасск, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 11 научных статей, одна из которых в журнале, определенном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 169 страницах компьютерного текста, состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы, включающего 202 наименования, в том числе 19 зарубежных авторов и 12 приложений. В основной части работы диссертация содержится 22 таблицы и 29 рисунков.

2 МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2004 - 2008 гг. на опытном поле, в гибридном питомнике селекционного центра ГНУ Всероссийского НИИ виноградарства и виноделия им. Я. И. Потапенко Россельхозакадемии (г. Новочеркасск Ростовской области, широта 47° 25' с. ш.; долгота 40 ° 06 в. д.). Участки расположены на степном плато правобережья Дона, на высоте 80 -100 метров над уровнем моря, в континентальном климатическом районе, в зоне недостаточного увлажнения.

Почвы - чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный слабогу-мусированный, на лессовидных суглинках; не засолены. Грунтовые воды залегают на глубине 15-20 м и для корней сеянцев винограда недоступны.

Исследования включали 4 опыта:

Опыт I. Обработка соцветий материнских форм ФАВ для повышения выхода и жизнеспособности гибридных семян. Опыление проводили в оптимальные сроки по 3-5 соцветий на вариант опыта. В опыте использовали комбинации скрещивания: $ Талисман х Эльф (2004 - 2005 гг.) и Восторг х Einset seedless (2005 - 2008 гг.).

Опыт U. Вымачивание гибридных семян в растворе регуляторов роста для получения большего количества всходов и жизнеспособности сеянцев. Экспозиция 1 час перед высевом семян в песок, по 100 семян на вариант опыта.

В опыте применяли гибридные семена следующих комбинаций скрещивания: Восторг х Einset seedless (2004 - 2006 гг.), II-2-5-4 х Цветочный (2007 -2008 гг.).

Опыт III. Для сокращения ювенильного периода приживаемости и получения хорошо развитых растений в корнесобственном гибридном питомнике открытого грунта проводилась 3-х кратная обработка ФАВ 25 сеянцев в каждом варианте опыта. Первая обработка - через 15 дней после посадки, последующие обработки - через 14-15 дней.

Используемые комбинации скрещивания: Восторг х Einset seedless (2004 -2006 гг.), $11-2-5-4 х Цветочный (2007 - 2008 гг.).

Опыт IV. Прививка сеянцев на взрослые кусты подвоя Кобер 5ББ окулировкой без пробуждения глазка делали с 20 июля по 15 августа в год высева семян или с пробуждением глазка на следующий год.

Используемые комбинации скрещивания: Восторг * Einset seedless (2004 -2006 гг.), $11-2-5-4 х Цветочный (2007 - 2008 гг.).

Учеты и наблюдения проводили по следующим методикам:

Селекционную ценность исходных родительских форм по рекомендациям Д. С. Фольконера (1985).

Гибридизация, подбор родительских пар, отбор элитных сеянцев согласно методике С А. Погосяна (1974).

Изучение силы роста и степени вызревания однолетних побегов по методике МА. Лазаревского (1963).

Оценку зимостойкости и морозоустойчивости по методике С. А. Погосяна (1974).

Обработка регуляторами роста согласно «Методических указаний по применению регуляторов роста растений» (Казакова, Агафонов, 1990).

Площадь листовой поверхности - ампелометрическим методом С А. Мельника и В.И. Щегловской (1953).

Устойчивость гибридных форм к грибным болезням согласно рекомендациям М. А. Лазаревского (1963).

Математическая достоверность результатов по методикам Б. А. Доспе-хова (1985) и В. А. Волосухина (2007).

В годы исследований (2004 - 2008 гг.) все мероприятия на опытных участках проводились своевременно с высоким качеством.

Работа выполнялась в рамках тематического задания НИР: 04.16.01.

Посев семян проводился с 1 по 5 марта на стеллажах ускоренного выращивания растений (СУВР) с последующей пикировкой в пластиковые вазоны, доращиванием и высадкой в гибридный корнесобственный питомник по схеме посадки 1 х 0,1м. Изучение сеянцев проводилось в корнесобственном гибридном питомнике по схеме куст-повторность. Уходные работы в первый год жизни общепринятые. На зиму сеянцы окучивали на высоту 30см. Инфекционный фон естественный, без проведения защитных мероприятий. Культура ведения -корнесобственная.

В конце первого года вегетации сеянцы, методом зеленой прививки на взрослые кусты подвоя, переносятся в привитой гибридный питомник.

Схема опыта

Опыт I Опыт II Опыт III

Контроль Контроль Контроль

Свит 0,1% Симбионта 0,01% Симбионта 0,01%

Свит 0,2% Симбионта 0,02% Симбионта 0,02%

Свит 0,3% Симбионта 0,03% Симбионта 0,03%

Крезацин 0,1% Крезацин 0,01% Эпин 0,1%

Крезацин 0,2% Крезацин 0,03% Эпин 0,2%

Крезацин 0,3% Крезацин 0,05% Эпин 0,3%

Мивал 0,02% Мивал 0,02% Мивал 0,01%

Мивал 0,03% Мивал 0,04% Мивал 0,02%

Мивал 0,04% Мивал 0,06% Мивал 0,03%

Эпин 0,1% Циркон 0,1% Циркон 0,01%

Элин 0,2% Циркон 0,2% Циркон 0,02%

Эпин 0,3% Циркон 0,3% Циркон 0,03%

Альбит 0,1% Никфан0,01% Никфан 0,01%

Альбит 0,2% Никфан 0,02% Никфан 0,02%

Альбит 0,3% Никфан 0,03% Никфан 0,03%

Эмистим 0,01% Эмистим 0,01% Бигус 0,01%

Эмистим0,02% Эмистим0,02% Бигус 0,02%

Эмистим 0,03% Эмистим 0,03% Бигус 0,03%

Лариксин 0,1% Лариксин 0,2%

Лариксин 0,2% Лариксин 0,4%

Лариксин 0,3% Лариксин 0,5%

РастСтим 0,2%

РасгСтим 0,4%

РастСтим 0,5%

Метеоусловия в годы исследований. Метеорологические показатели приводятся по данным метеостанции института. Годы исследований в целом характеризовались чередованием благоприятных и менее благоприятных погодных условий для развития растения винограда:

В августе 2004 года выпало осадков в 2,4 раза больше нормы - 97,6 мм (при многолетней норме - 41 мм), при сочетании с высокими температурами воздуха это вызвало эпифитотии грибных заболеваний.

Зима 2005 - 2006 гг. отличалась низкими температурами: минимальная температура воздуха опускалась до минус 28°С, промерзание почвы отмечено на глубине 40 см. Сумма отрицательных температур за период покоя составила 519,3°С.

Летний период 2007 года характеризовался высокой суммой активных температур (3981,3°С при средней многолетней 3350,8°С) и очень низкой влажностью воздуха (менее 30%).

Такие контрастные условия позволили получить объективную информацию о влиянии физиологически активных веществ на морфологическую реакцию виноградного растения.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1 Применение физиологически активных веществ на этапе получения гибридных семян

Значительное место в селекционной практике занимают сорта с функционально женским типом цветка, однако, вследствие плохого опыления сорта этой группы образуют до 90% партенокарпических ягод. Нами исследовалось влияние шести ФАВ для получения большего количества полноценных гибридных семян. Исследования подтвердили, что в результате обработки растений регуляторами роста происходит лучшее завязывание плодов и меньшее осыпание завязей. Наиболее эффективны обработки для сортов винограда с рыхлой гроздью и склонных к горошению (Талисман, Тимур, Восторг и т. д.), осыпанию завязей (Русмол),

Высокие показатели выхода семян были получены в варианте обработки материнских соцветий препаратом Крезацин 0,3%. Обработка препаратом Мивал обеспечила превышение выхода семян по отношению к контролю: в 2,6 раз в концентрации 0,01%, и в концентрациях 0,02% и 0,03% превышение в 1,1 раза. Высокий выход гибридных семян наблюдали при обработке соцветий раствором препарата Свит независимо от условий года и комбинаций скрещивания. Лучшие результаты отмечены при применении препарата Свит в концентрации 0,3%, выход гибридных семян в 3,0 раза выше, чем в контроле (рис. 1,2). Наименьшая существенная разница (НСР05) в опыте составила 17,4.

-2'9-

* сч?

Рисунок 1 - Выход гибридных семян, комбинация скрещивания Талисман * Эльф, 2004 - 2006 гг.

^

Л* V5

Рисунок 2 - Выход гибридных семян,

комбинация скрещивания Восторг х Ешхй зесПезв, 2007 - 2008гг.

Установлена нестабильность влияния отдельных препаратов на процессы опыления и оплодотворения завязи, особенно проявившаяся в засушливые годы.

В результате обработки соцветий материнской формы ФАВ, высокий выход всхожих семян и жизнеспособных сеянцев получены в следующих вариантах опыта: Свит в концентрации 0,3% - выход сеянцев комбинации скрещивания Талисман х Эльф составил 49,9% и Восторг * Einset seedless - 21,7%, Мивал в концентрации 0,03% - выход сеянцев 16,9% и 25,6% соответственно, Эмистим в концентрации 0,03% - выход сеянцев составил 27,9%. Более жизнеспособные сеянцы были получены после применения препарата Альбит в концентрации 0,2% в комбинации скрещивания Талисман * Эльф- 29,7%, в контроле - 26,7%.

Рисунок 3 - Выход сеянцев, Рисунок 4 - Выход сеянцев,

комбинация скрещивания комбинация скрещивания

Талисман * Эльф, 2004 - 2005 гг Восторг х Einset sedless, 2007 - 2008 гг.

Обработка соцветий отцовской формы ФАВ оказалась неэффективной. Всхожесть семян и приживаемость сеянцев выше контрольного варианта выявлена лишь при обработке соцветий отцовской формы препаратом Альбит в концентрации 0,2%.

При обработке обеих комбинаций скрещивания ФАВ Свит 0,3% и препарат Мивал во всех концентрациях установлена зависимость между выходом семян и обработкой раствором препарата.

3.2 Повышение всхожести семян с использованием ФАВ

Чаще всего низкий выход гибридных сеянцев наблюдается в комбинациях скрещивания столового и особенно бессемянного винограда, также наиболее низкий выход сеянцев наблюдается в комбинациях, где материнская форма является раннеспелой.

Анализ всхожести семян показал преимущество использования ФАВ для стимулирования процессов роста и повышения жизнеспособности семян.

Лучшие результаты получены в следующих вариантах: Крезацин 0,05% выход сеянцев составил в среднем 28,8%, Мивал 0,02% и Циркон 0,1%. -25.8%, Лариксин - 0,2% - 26,5%. Применение ФАВ увеличивает выход жизнеспособных сеянцев в 1,8 - 2,2 раза в сравнении с контролем (рис. 5).

Обработка семян препаратом Симбионта в меньшей степени повлияла на всхожесть семян, положительная реакция отмечена только при обработке раствором в концентрации 0,01%.

Рисунок 5 - Зависимость выхода жизнеспособных сеянцев от обработки семян в ФАВ, 2004 - 2008 гг.

Полученные данные свидетельствуют о положительном влиянии изученных препаратов на процессы стимулирования ростовых процессов и повышение всхожести семян.

3.3 Применение ФАВ на этапе выращивания гибридных сеянцев в питомнике открытого грунта

Один из наиболее важных этапов в селекционной работе - адаптация и выращивание сеянцев в условиях открытого грунта.

С целью сокращения периода адаптации и получения хорошо развитых растений, пригодных к производству зеленой прививки, сеянцы подвергались 3-х кратной обработке ФАВ. Наглядно ответная реакция растений на обработку отображена на рисунках 6 и 7. Установлено, положительное влияние всех препаров на процессы роста и развития сеянцев в питомнике.

Максимальное увеличение прироста под действием ФАВ получено в вариантах обработки препаратами: РастСтим в концентрациях 0,5, 0,4 и 0,2% (увеличение прироста в сравнении с контролем в 1,9; 1,9 и 1,8 раза соответственно) и Лариксин в концентрации 0,2% (увеличение в 1,9 раз). При увеличении прироста обработка препаратом РастСтим приводит к уменьшению диаметра побега.

Рисунок 6 - Влияние ФАВ на длину побега сеянцев винограда

Использование раствора препарата Лариксин в концентрации 0,2% приводит к увеличению диаметра прироста в 1,3 раза относительно контроля, применение препарата Циркон во всех концентрациях - в 1,4 раза.

Никфан0,02% ]шштпшшшшвЩшhwiiiiни Miman 0.3е» i

Симбионта 0,01% яшшшшшшяавшт\ j

Эти 0.5*0 >11ш»ммм11шмим11

Контроль ммшмкм

0 20 40 60 80 100 120 Прирост побега сеянца винограда, см

Бшус 0.01 "о

Циркон о.о 1 шшри яда- щшштшшаяшвщт -i 1

РастСтим 0,5% Мивал 0.3%

Нпкфан 0,02% Ларнкснн 0.2°о

Снмбпонга 0.010 о

Этом 0,5% мшямвшвийиии

Контроль )Ш1Ш11МИ1И11|11|И1111»1МИ1111'<1И11М11 !

012345678

Диаметр прироста сеянца виноград

Рисунок 7 - Влияние ФАВ на диаметр побега (мм) сеянца винограда

Обработка сеянцев регулятором роста Бигус в концентрации 0,01% способствует увеличению прироста сеянцев в 1,6 раза и диаметра побега в 1,4 раза. Аналогичная реакция растений отмечена в результате обработки препаратами: Циркон 0,01%, увеличение прироста в 1,5 раза и диаметра побега - в 1,4 раза; Лариксин в концентрации 0,2% - увеличение прироста в 1,9 раз и диаметра побега в 1,6 раза по сравнению с контролем. В данном опыте линейная зависимость средняя - г=0,5, существенная (Ч г> 105).

Нашими исследованиями достоверно установлено, что обработка сеянцев винограда ФАВ приводит к увеличению площади листовой поверхности во всех вариантах опыта.

Как видно из представленного графика (рис. 8), влияние ФАВ на опытные растения очевидно. В результате обработки сеянцев препаратами: Циркон концентрацией 0,01% площадь листовой поверхности составила 1530,0 см2, что в 2,2 раза выше контроля; Лариксин 0,2% - в 1,9 раза превысил контроль по приросту побега, площадь листовой поверхности при этом составила 1430,0 см2, превышение по отношению к контролю в 2,1 раза, в концентрациях 0,4% и 0,5% показатели площади листовой поверхности выше контроля в 1,4 раза; Никфан 0,03% способствовал увеличению длины побега в 1,6 раза, площадь листовой поверхности -1230 см2, в контрольном варианте 684 см2.

Рисунок 8 - Влияние ФАВ на площадь листовой поверхности сеянцев, среднее за 2004 - 2008 гг.

Математическая обработка экспериментальных данных показывает, что с увеличением длины прироста на 1 см площадь листовой поверхности растения увеличивается в среднем на 15,7см .

Выявленная существенная регрессия (te > tos), коэффициент детерминации показывают, что увеличена площадь листовой поверхности, доля увеличения длины побега составляет 64% (рис. 9).

Рисунок 9 - Зависимость площади листовой поверхности от длины побега сеянцев винограда, комбинация скрещивания Восторг х Einset seedless, среднее

за 2004 - 2008 гг.

Зависимость площади листовой поверхности от длины побега прямая, тесная (г=0,8), достоверная.

Известно, что нормальное вызревание побегов благоприятно сказывается на перезимовке растения. Данные экспериментов показывают, что сеянцы гибридных комбинаций отличаются степенью вызревания однолетней лозы (рис. 10). Промеры лозы и вызревание побегов исследовали 20 октября.

Ннкфан 0,01% Млвал 0.3° о Эмистпы 0.03° ь Бпгус 0.05° о Циркон 0.03% Ларнкенн 0.1% РастСтпм0.5% Ш Контроль

Рисунок 10 - Влияние ФАВ на вызревание однолетнего прироста сеянцев винограда, 2004 - 2008 гг.

После обработки регулятором роста Бигус в концентрации 0,05% - вызревание лозы - 86,3%, при этом приживаемость сеянцев составила 92,0%. В вариантах с применением препаратов: РастСтим 0,5% - однолетний прирост вызрел на 91,0%, приживаемость сеянцев составила - 71%.

При обработке препаратом Циркон 0,03% вызревание побегов - 85,2%, приживаемость сеянцев - 94% и РастСтим 0,5% - вызревание составило 91%. Лоза контрольного варианта вызрела на 82,8%.

3.4 Влияние регуляторов роста на устойчивость сеянцев к грибным болезням

Повышение устойчивости сеянцев к грибным болезням является существенным показателем эффективности использования ФАВ в селекционном процессе.

Гибридологический анализ устойчивости к милдью популяций сеянцев: Восторг х Einset seedless и II-2-5-4 х Цветочный, обработанных регуляторами роста, показал повышение устойчивости сеянцев к этому заболеванию.

Высокий суммарный выход устойчивых и толерантных сеянцев отмечен в вариантах обработок регуляторами роста: Бигус 0,01% - 95,8% и Бигус 0,02% -94,7%,. Лариксин 0,2% - 98,2% ,в контроле выявлено 55,2% устойчивых и толерантных сеянцев (рис. 11).

Обработка сеянцев регуляторами роста Бигус и Лариксин в первый год жизни повышает иммунитет растений к милдью.

Анализируя данные по устойчивости гибридных сеянцев к оидиуму, можно отметить, что используемые регуляторы роста по разному влияли на молодые растения.

»Устойчивые (1-2 балла)

Толерантные (Збалла)

Восприимчивые (J-5 баллов)

Рисунок 11 - Устойчивость сеянцев к милдью в зависимости от ФАВ

Обработка ФАВ повысила устойчивость сеянцев к оидиуму. Высокий суммарный выход устойчивых и толерантных сеянцев отмечен в вариантах: Никфан в концентрации 0,01% - 94,3%, Лариксин в концентрации 0,2% - 93,1%, Бигус в концентрации 0,01% - 74%, контроль - 67,6% (рис. 12).

is Устойчивые (1-2 балла)

« Толерантные (Збалла)

Восприимчив ые (4-5 баллов)

Рисунок 12 - Устойчивость сеянцев к оидиуму в зависимости от ФАВ

Выделился вариант препарата Бигус в концентрации 0,01% - он позволил повысить суммарный выход устойчивых и толерантных сеянцев до 74%.

Анализируя зависимость поражения растения милдью и оидиумом, с помощью линейной корреляции не была обнаружена сопряженность, в частности между % поражения и длиной прироста. Однако, применив алгоритм криволинейной зависимости, достоверно определены тесные криволинейные зависимости, которые в большей степени имеют место в биологических исследованиях (рис. 13,14).

Рисунок 13 - Зависимость поражения милдью (2 балла) от длины прироста сеянцев, комбинация скрещивания Восторг х Einset seedless , среднее за 2004 - 2008 гг.

Величина корреляционного отношения составила 0.84, зависимость сильная, достоверная.________

. . ■ . ...

у ~ 0,00 04х* .0.1859Х + 31,875

R- - 0,1267

■__♦ ♦ * . .

fill •гтг—«

■ * " -

•

-,---1-—-1-1---1---1-

О 20 -10 60 SO 100 120 140 _длина прироста, см_

Рисунок 14 - Зависимость поражения оидиумом (2 балла) от длины прироста сеянцев, комбинация скрещивания Восторг х Einset seedless, среднее за 2004 - 2008 гг.

Величина корреляционного отношения составила 0,87, зависимость сильная, достоверная.

Можно отметить, что обработка гибридных семян и сеянцев регуляторами роста мобилизует генетический потенциал растения и повышает сопротивляемость к грибным болезням. В большинстве вариантов опыта после обработки физиологически активными веществами выделяется большее количество устойчивых растений к милдью и оидиуму с поражением на уровне 1-2 балла.

3.5 Закладка привитого гибридного питомника

Применение регуляторов роста позволяет перенести сеянцы из корнесоб-ственного гибридного питомника в привитой в первый год жизни, что спасает их от преждевременной гибели от филлоксеры.

Эффект стимулирования процессов жизнедеятельности, полученный после обработки сеянцев регуляторами роста (повышение всхожести, выживаемости сеянцев в условиях естественного инфекционного фона), сохраняется и последующие годы роста и развития уже на привитых растениях (рис. 15).

Установлено, что во всех вариантах опыта ФАВ оказали стимулирующее последействие на рост и развитие прививок.

Привитые кусты, где в качестве привоя использованы сеянцы, обработанные препаратом Лариксин в концентрации 0,2%, имели длину прироста побега в конце вегетации - 202,3 см.

Площадь листовой поверхности находилась в прямой зависимости от длины побега и возрастала с увеличением концентрации Лариксина: 0,2% -2187,0 см2, 0,4% - 2100 см2,0,5% - 2378,0 см2.

Рисунок 15 - Площадь листовой поверхности привитых саженцев, см2

Достаточно высокие показатели развития привитых кустов мы наблюдали в вариантах с применением препарата Бигус в концентрации 0,03% - приживаемость прививок составила 98,0% (площадь листовой поверхности - 1641,0 см2).

По результатам проведенных исследований в последующий год после прививки установлено, что препарат Симбионта оказал ингибирующее действие на рост привитых кустов. Другие используемые ФАВ положительно влияют не только на развитие сеянцев в корнесобственном питомнике, но и на развитие привитых кустах на следующий год после прививки.

Положительное и стабильное воздействие на развитие сеянцев и в последующем на развитие привитых кустов оказали препараты Лариксин и Бигус.

3.6 Экономический эффект от внедрения новых методов ускорения селекционного процесса

Расчет экономической эффективности, проведенный по методике Чернявского А. Ф. (1990), произведен в ценах 2008 года с учетом затрат на ФАВ и обработку сеянцев, также учтены расходы на производство зеленых прививок. Расчеты по производственным и трудовым затратам выполнены на основании технологических карт по выращиванию гибридных сеянцев винограда.

Проведенные исследования показали, что применение регуляторов роста повышает всхожесть семян до 40%, сеянцы становятся более крепкими и жизнеспособными, себестоимость одного сеянца снижается и составляет 48,23 руб. В результате применения ФАВ привитой гибридный питомник закладывается за 2 года.

В контроле всхожесть гибридных семян очень низкая - 18,3%, возрастают расходы на выращивание одного гибридного сеянца, себестоимость одного

сеянца достигает 77,46 руб. В контрольном варианте молодые растения выращиваются 6 лет и до вступления их в плодоношение до 50% растений погибает. Таким образом, экономия средств на выращивание 1 тыс. сеянцев с применением ФАВ составляет 29 тыс. рублей.

Максимальные затраты на покупку препаратов для получения 1 тысячи сеянцев однолеток составляют 625 рублей, минимальные - 23,8 рубля.

Предлагаемая технология значительно сокращает сроки закладки привитого питомника винограда, при этом существенно снижается себестоимость выращивания одного растения, как результат - ускоренный отбор сеянцев в элиту и сокращение продолжительности селекционного процесса от получения и высева гибридных семян до передачи сорта в Госсортоиспытание в два раза.

ВЫВОДЫ

1. Обработка соцветий материнских форм ФАВ за 3-5 дней до цветения повышает выход гибридных семян: Свит в концентрации 0,3% - в 3 раза, Мивал 0,01% - в 3 раза выше контроля.

2. В результате обработки соцветий отцовской формы регуляторами роста получен незначительный или отрицательный эффект.

3. Увеличение всхожести семян и повышение жизнеспособности сеянцев достигается замачиванием гибридных семян в растворе препаратов Крезацин в концентрации 0,05 % и Лариксин 0,2% с экспозицией 1 час.

4. Для сокращения ювенильного периода в первый год трёхкратная обработка сеянцев препаратами Бигус 0,01%, Лариксин 0,2%, усиливает рост и развитие сеянцев, что дает возможность получения зеленых побегов в качестве привоя.

5. Обработка сеянцев регуляторами роста Лариксин 0,2%, Бигус 0,01% в гибридном питомнике оказывает положительное влияние и на устойчивость сеянцев к грибным болезням.

6. На основе обобщений многолетних наблюдений за ростом и развитием обработанных ФАВ насаждений опытных участков можно сделать заключение о положительном последействии регуляторов роста.

7. При математической обработке результатов исследований выявлены прямые (линейные) корреляционные зависимости между приростом побега и обработкой физиологически активными веществами. Коэффициент регрессии показывает, что с увеличением длины прироста на 1 см увеличивается площадь листовой поверхности в среднем на 15,7 см2.

8. Расчет экономической эффективности показал, что предлагаемая технология значительно сокращает сроки закладки привитого гибридного питомника, при этом существенно снижается себестоимость выращивания одного

гибридного сеянца винограда с 77,46 рублей в контроле до 48,23 рублей с применением регуляторов роста. Экономия средств на выращивание 1 тыс. сеянцев с применением ФАВ составляет 29 тыс. рублей.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На этапе гибридизации рекомендуется проводить обработку соцветий винограда за 3-5 дней до цветения препаратами: Свит в концентрации 0,3%, Мивал в концентрации 0,01%, которые обеспечивают высокий выход гибридных семян и жизнеспособных сеянцев.

2. Для повышения всхожести семян рекомендуется их замачивание на I час препаратами: Лариксин в концентрации 0,2% и Крезацин в концентрации 0,05%.

3. Для повышения приживаемости, усиления роста и развития сеянцев в первый год жизни рекомендуется трёхкратная обработка сеянцев в гибридном питомнике открытого грунта препаратами Лариксин концентрация 0,2% и Би-гус - 0,01%. Первую обработку рекомендуется проводить через 15 дней после высадки вегетирующих сеянцев в гибридный питомник, последующие - с интервалом 14-15 дней.

4. Обработка сеянцев регуляторами роста Лариксин 0,2% и Бигус 0,01% в гибридном питомнике мобилизует генетический потенциал виноградного сеянца, тем самым повышая устойчивость к грибным болезням (оидиуму и милдью).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Публикации в издании, определенных ВАК Минобразования и науки РФ:

1. Кологривая, Р.В. Повышение эффективности селекционного процесса с использованием регуляторов роста / Майстренко Л. А, Кологривая Р. В.// Виноделие и виноградарство. - № 5,2009. - С. 36-37; № 6,2009. - С.37-38.

Публикации в других изданиях:

2. Кологривая, Р. В. Влияние регуляторов роста на всхожесть семян, рост и развитие сеянцев/ Майстренко Л. А., Кологривая Р. В. //Материалы научно-практической конференции школы молодых ученых и специалистов «Адаптивное ведение виноградарства (селекция, питомниководство, технологии возделывания, виноделие)» - Новочеркасск. - 2004. - С. 76-79.

3. Кологривая, Р.В. Использование регуляторов роста в селекционном процессе / Р.В. Кологривая // Материалы шестой региональной научно-практической конференции молодых ученых. - Краснодар, 2004. - С. 118-119.

4. Кологривая, Р.В. Использование регуляторов роста в селекционном процессе создания экологически адаптированных устойчивых сортов виногра-

да. /Р.В. Кологривая //Экологическая генетика культурных растений. - Краснодар, 2005. - С.247-249.

5. Кологривая, Р.В. Влияние регуляторов роста на рост и развитие сеянцев винограда / Р. В. Кологривая // Материалы конференции «Физиология растений - фундаментальная основа современной фитобиотехнологии» (Годичное собрание общества физиологии растений, России). - Ростов - на Дону. - 2006. -С. 108.

6. Кологривая, Р. В. Применение регуляторов роста с целью интенсификации селекционного процесса / Майстренко Л. А., Кологривая Р. В. // Материалы научно-практической конференции «Агротехнологические и экологические аспекты развития виноградно-винодельческой отрасли» - Новочеркасск. -2007.-С. 260 - 264.

7. Кологривая, Р.В. Влияние регуляторов роста на рост и развитие сеянцев винограда. /Л.А. Майстренко, Р.В. Кологривая // Инновационный путь развития АПК - магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства. Материалы международной научно-практической конференции 6-9 февраля 2007. пос. Персиановский, 2007. - С. 41-42.

8. Кологривая, Р. В. Применение регуляторов роста в селекционном процессе / Л.А. Майстренко, Р.В. Кологривая // Материалы научно практической конференции «Критерии и принципы формирования высокопродуктивного виноградарства», Анапа, 2007. - С. 151 - 158.

9. Кологривая Р. В. Влияние регуляторов роста на устойчивость гибридных сеянцев к милдью / ЛА. Майстренко, Р.В. Кологривая // Материалы международной научно-практической конференции «Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем». - Орел. - 2008. - С. 249 -252.

10. Кологривая, Р. В. Использование регуляторов роста в селекционном процессе винограда / Л.А. Майстренко, Р.В. Кологривая // Мобилизация и сохранение генетических ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса: Материалы международной научно-практической конференции. - Новочеркасск, 2008. - С. 187 -192.

11. Кологривая, Р. В. Влияние физиологически активных веществ на устойчивость сеянцев винограда к грибным болезням / Р. В. Кологривая// Генетические ресурсы и селекционное обеспечение современного виноградарства: Материалы международной научно-практической конференции. - Новочеркасск, 2011.- С. 67-70.

Кологривая Раиса Викторовна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА В ВИНОГРАДАРСТВЕ

Автореферат

Подписано в печать 28.09.2011. Формат 60^84 '/,<;. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 48-3480.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, тел., факс (8635)25-53-03

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Кологривая, Раиса Викторовна

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.

1.1 Основные направления в селекции винограда.

1.2 Основные проблемы при выращивании гибридных сеянцев винограда.

1.3 Селекционный процесс и способы его ускорения.

1.4 Практическое применение физиологически активных веществ в виноградарстве.

2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Предмет, объект и место выполнения исследований.

2.2 Почвенно-климатические условия района проведения исследований.

2.3 Метеорологические условия в годы наблюдений.

2.4 Методика проведения исследований.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Получение гибридных семян винограда с использованием ФАВ.

3.2 Повышение всхожести семян с использованием ФАВ.

3.3 Применение ФАВ на этапе выращивания гибридных сеянцев в питомнике открытого грунта.

3.4 Влияние ФАВ на устойчивость сеянцев к грибным болезням.

3.5 Закладка привитого гибридного питомника.

3.6 Экономический эффект от внедрения новых методов ускорения селекционного процесса в виноградарстве.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ И НАУЧНЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ,

ЗАНИМАЮЩИМСЯ СЕЛЕКЦИЕЙ ВИНОГРАДА.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Использование физиологически активных веществ для повышения эффективности селекционного процесса в виноградарстве"

Актуальность темы диссертационного исследования. Виноградарство наиболее эффективно в зонах Северо-Кавказского региона России. Однако сортимент зон не отвечает современным направлениям производства - экологичности, снижения энергоемкости производства, уровню и качеству урожая. В связи с этим проблема селекции винограда на устойчивость к биотическим и абиотическим условиям среды, наряду с высокой продуктивностью и качеством особенно актуальны в настоящее время и в ближайшей перспективе. На создание нового сорта винограда уходит много лет, в результате чего затрачиваются значительные средства. Методы ускорения селекционного процесса направлены на получение наибольшего* количества сеянцев и ускоренное вступление их в плодоношение. Из-за сплошного заражения филлоксерой виноградников выращивание корнесобственного гибридного питомника винограда затруднено, сеянцьк погибают на 2-3 год, не вступив в плодоношение. ,

Исследования многих ученых России — Смирнова К.В., Айвазяна П.К, Захаровой Е.И., Потапенко Я.И., Кострикина И. А.; Болгарии - Стоева К., Занкова И., Славчева Т., Христова X.; Германии - Вейна Р., Вабера М.; Венгрии - Чиз-мазия И. и Козьма Пала были направлены на ускорение и совершенствование' селекционного процесса в виноградарстве.

Работы, в основном, велись и ведутся в двух направлениях:

- повышение всхожести семян;

- сокращение ювенильного периода развития сеянцев.

Повышение всхожести семян актуальная задача, так как часто при, посеве наблюдается очень низкий процент всхожести семян, а некоторые комбинации скрещивания не дают всхожих семян, что сводит на нет усилия селекционеров. Необходима обработка семян различными химическими соединениями, механическими способами, воздействием электромагнитных излучений и так далее.

В настоящее время большое значение имеет физиологически активные вещества (ФАВ) - регуляторы роста и развития растений (РРР) в сельском хозяйстве. В нашей стране и за рубежом накоплен большой материал, характеризующий многоплановое влияние экзогенных физиологически активных веществ на виноградное растение (М. X. Чайлахян, М. Н. Перепелицина, М. К. Манан-ков, К. В. Смирнов и др.). Получены положительные результаты в получении бессемянных ягод в Японии (Kishi, Tasaki, 1960), США (Clore, 1965), Индии (Prasad, 1967), но только с использованием гибберелина.

Повышение всхожести не всегда становиться залогом успеха селекционной работы, немаловажную роль играет и направленное выращивание, призванное сократить ювенильный период сеянцев. При обычных условиях выращивания сеянцы винограда начинают плодоносить примерно через 15 лет [131]. Этот период может быть сокращен с помощью направленного выращивания: путем усиления вегетативного роста за счет интенсивной агротехники: обрезки, стимулирующей развитие плодоносных почек, усиленного питания, выращивания в теплицах [8].

Регуляторы роста в селекционном процессе используют для повышения1 степени всхожести и качества семян, что позволяет усиливать или ослаблять признаки и свойства растений в пределах нормы реакции, определяемой генотипом, наследственностью [187]. • ,

Цель исследований - разработать методы применения ФАВ на всех этапах селекции от гибридизации до создания привитого гибридного питомника, что предусматривает повышение эффективности селекционного процесса в виноградарстве.

Для достижения этой цели были поставлены и решены задачи:

- установить эффективность действия ФАВ на генеративные органы винограда, активность опыления и выход гибридных семян;

- изучить влияние ФАВ на всхожесть гибридных семян;

- определить степень влияния используемых стимуляторов на жизнеспособность и развитие сеянцев: получение зелёных побегов, пригодных для использования в качестве привоя для производства зелёных прививок при переносе гибридного питомника на привитую основу;

- на основе обобщений многолетних наблюдений за ростом и развитие^ч^и обработанных ФАВ насаждений опытных участков, сделать заключение о по— следействии регуляторов роста;

- определить экономический эффект использования стимуляторов роста т=&. селекционном процессе от гибридизации до перевода гибридного питомника привитую основу и вступления сеянцев в плодоношение. •

Объект исследований - гибридные семена винограда различных комби:— наций скрещивания, соцветия сортов и гибридных форм винограда, более 300 сеянцев межвидового происхождения, физиологически активные вещества.

Предметом исследований — формирование и всхожесть семян, сила рос— та и развитие сеянцев винограда под воздействием физиологически активны:?-^ веществ.

Информационная база исследований: публикации результатов, отечест— венных и зарубежных исследований и непубликуемые материалы (отчеты о на— учно-исследовательских работах, диссертации).

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- впервые дано научное обоснование реакции растений различных. ги(5— ридных комбинаций на применение. ФАВ в экологических условиях Нижнегс^> Придонья: '

- получены результаты по стабильному положительному изменению ито— гов гибридизации с применением физиологически активных веществ;

- разработаны, экспериментально апробированы технологические прие— мы, способствующие активизации роста и развития сеянцев, их переноса в при:— витой гибридный питомник в первый год жизни;

- выявлено последействие применяемых препаратов на биометрические^ показатели привитых кустов.

Теоретическая значимость работы заключается в выявлении положи:— тельного влияния физиологически активных веществ на всех этапах селекционс— ного процесса. Виноградарская наука пополнена новыми знаниями в области: изучения влияния ФАВ на эффективность селекционного процесса в виноградарстве. Результаты этих исследований могут быть использованы для выработки конкретных рекомендаций по применению ФАВ с целью повышения выхода гибридных семян и сохранения гибридного фонда в зависимости от метеорологических условий, а также от биологических особенностей гибридных комбинаций и применяемой агротехники.

Гибридный фонд нуждается в более ранних сроках переноса в привитой гибридный питомник из-за сплошного заражения филлоксерой виноградников Ростовской области.

Практическая значимость работы:

Разработана технология применения новых стимуляторов роста для использования в селекции и выращивания гибридных сеянцев винограда.

Применение ФАВ позволяет перенести сеянцы методом зеленой1 прививки на взрослые подвойные кусты в первый год жизни, что позволяет ускорить вступление сеянцев в плодоношение и спасти гибридный фонд от гибели в условиях заражения филлоксерой.

Предложенные методы выращивания сеянцев позволяют более целенаправленно, и с меньшими затратами труда и времени вести селекционную работу в виноградарстве.

На защиту выносятся следующие положения:

- результаты оценки влияния ФАВ на эффективность опыления, выход семян и жизнеспособность сеянцев;

- повышение всхожести семян и жизнеспособности сеянцев в результате применения физиологически активных веществ;

- обоснование влияния ФАВ на этапе направленного выращивания сеянцев в первый год жизни;

- экономическое обоснование применения изучаемых препаратов, как наиболее эффективных по выходу семенного материала, жизнеспособности, росту и развитию гибридных сеянцев.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на заседаниях научно — технического совета селек-центра, Ученого совета ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко (2004-2008 гг.), на конференциях Ростовского отделения общества генетиков и селекционеров (Ростов-на-Дону, 2004, 2006, 2009 гг.), школе молодых ученых ‘ и специалистов «Адаптивное ведение виноградарства» (Новочеркасск, 2004), на У1-ой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного' комплекса» (Краснодар, 2004), на международной научно-практической конференции «Инновационный путь развития АПК — магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства» (пос. Персиановский, 2007), на международной научно-практической конференции «Мобилизация и сохранение ресурсов винограда, совершенствование методов селекционного процесса» (Новочеркасск, 2008), на международной научнопрактической конференции «Генетические ресурсы и селекционное обеспечение современного виноградарства» (Новочеркасск, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей; одна в издании, определенном-ВАК Минобразования и науки РФ.

Реализация результатов исследования. Разработанные в диссертации положения и рекомендации внедрены в Государственном научном учреждении Всероссийский научно - исследовательский институт виноградарства и виноделия имени Я. И. Потапенко Россельхозакадемии, используются в ООО «Дионис», ООО «Южно-Цимлянское» Ростовской области.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 169 страницах компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, условий, объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и практических рекомендаций, библиографического списка, включающего 202 наименования, в том числе 19'зарубежных авторов и 12 приложений. В основной части диссертация содержит 22 таблицы, 29 рисунков.