Новые элементы в технологии размножения садовых растений зелеными черенками

23 Августа 2012 г.
 О.Н. Аладина, доктор с-.х. наук,
г.н.с. лаборатории плодоводства, проф. кафедры плодоводства
 
 Зелёное черенкование — один из наиболее перспективных способов вегетативного размножения, позволяющих получать корнесобственные растения в промышленных масштабах. Основные этапы технологии были разработаны к началу 80-х годов. Большой вклад в ее разработку внесли такие ученые, как М.Т. Тарасенко, З.А. Прохорова, В.В. Фаустов, Б.С. Ермаков, Ф.Я. Поликарпова, Е.Г. Самощенков, В.К.Бакун, В.А.Маслова, А.Г. Матушкин, И.М. Поснова, Л.П., Скалий и др.
Зелёное черенкование основано на естественной способности растений к регенерации – восстановлению утраченных органов или частей, образованию целостных растений из облиственных стеблевых черенков после формирования придаточных корней. Регенерация проявляется неодинаково и зависит от многих факторов: жизненной формы, наследственных особенностей, возраста, состояния маточных растений, условий укоренения и пр.
Зелёное черенкование позволяет увеличить выход черенков с одного маточного растения (до 200-300 шт.) и существенно (в 4-5 раз) сократить площади маточников. Оно позволяет расширить число видов и сортов, способных размножаться вегетативно и незаменимо для быстрого размножения форм, имеющихся в маточнике в ограниченном количестве (ценные селекционные формы, редкие сорта, оздоровленные растения). Зелёное черенкование способствует оздоровлению посадочного материала: растущие побеги в меньшей степени заселены вредителями (стеклянница, галлица, почковый клещ), чем одревесневшие. Значительным преимуществом зеленого черенкования является то, что посадочный материал представляет собой корнесобственные растения, которые отличаются физиологической целостностью и генетической однородностью; оно обеспечивает не только высокий коэффициент размножения, но и более короткий период выращивания. Эта технология успешно сочетается с другими способами: микроклональным размножением, размножением зелёной прививкой, одревесневшими черенками. Возможно сочетание с пикировкой розеток земляники, с получением рассады цветочных, овощных и лекарственных растений.
В технологии зелёного черенкования используются современные средства механизации и автоматизации технологических процессов. Укоренение зелёных черенков и, отчасти, их доращивание осуществляются в защищённом грунте в контролируемых условиях, при этом результаты выращивания посадочного материала не зависят от неблагоприятных климатических факторов. Благодаря интенсивному использованию защищённого грунта (плотное размещение черенков на единице площади, применение контейнеров, освоение вертикального профиля теплиц, введение культурооборотов) зелёное черенкование высокорентабельно.
 Узкое место существующей технологии – большие потери укоренённых растений в период хранения и после пересадки на доращивание. У трудноразмножаемых культур длительный период корнеобразования, укореняемость не более 30-50%, а слабое развитие корневой системы является причиной плохой приживаемости при пересадке, низкой зимостойкости укоренённых черенков и невысокого качества посадочного материала. Способ эффективный, но требует значительных дополнительных затрат на закладку интенсивных маточников, сооружение туманообразующей установки с автоматизированной системой регулирования внешних условий, строительство культивационных сооружений, помещений для черенкования и зимнего хранения укоренённых черенков и пр. Зелёное черенкование, несмотря на кажущуюся простоту выполнения, требует хорошего знания биологических особенностей размножаемых видов и сортов, продуманной системы мероприятий по организации производства и чёткости при выполнении всех технологических приемов.
За несколько десятилетий исследований были разработаны основные элементы технологии. Было выявлено, что эффективность зелёного черенкования зависит от жизненной формы растений (древесные укореняются плохо, лучше всего – лианы и травянистые многолетники) и видовых и сортовых особенностей. Оказывается, даже в пределах одного вида (например, сорта яблони, косточковых, крыжовника, барбариса) укореняемость черенков неодинакова.
Выяснилось, что для того, чтобы производство посадочного материала было рентабельным подбор пород и сортов надо вести с учетом их производственной ценности, потребительского спроса и естественной способности к размножению зелёными черенками. Укореняемость должна быть не менее 60-90%, и выход стандартных саженцев не ниже 30-40% от исходного числа черенков. Ассортимент садовых растений  -  разнообразным и  регулярно обновляться. В этой связи необходимо предусмотреть оперативную замену маточных насаждений.
Вообще роль маточных растений трудно переоценить. Было установлено, что способность к размножению зелёными черенками определяется не только наследственными особенностями, но также возрастом и физиологическим состоянием материнских растений.
Как правило, растения на ранних стадиях своего онтогенеза проявляют высокую регенерационную способность, которая в дальнейшем, по мере старения, снижается. В связи с этим маточники целесообразно использовать до 10-12-летнего возраста, а у отдельных пород — и того меньше.
Совершенно оправданы затраты на закладку маточников чистосортным оздоровлённым посадочным материалом, что существенно увеличивает черенковую продуктивность насаждений и сокращает защитные мероприятия и пестицидные нагрузки.
Многие исследователи справедливо полагают, что при разработке технологий размножения зелёными черенками и в стерильной культуре состояние материнского растения имеет первостепенное значение и считают необходимым выделить предварительный этап, целью которого должна стать целенаправленная подготовка растений к размножению.
Маточные растения высаживают загущенно в рядах (по типу живой изгороди) при разреженных междурядьях. В течение двух лет посадки довольно коротко обрезают, чтобы получить разветвлённые, однородные по силе роста растения. При сдержанном росте у побегов формируются свойства, способствующие образованию корневых зачатков. Уплотнённое размещение кустов и сильная обрезка обеспечивают увеличение суммарного прироста и, следовательно, выхода зелёных черенков с единицы площади маточника.
Высокоэффективный приём – выращивание маточных растений в защищённом грунте: выход черенкового материала в 5-20 раз выше, чем в открытом грунте (повышение вегетативной продуктивности особенно важно на начальных этапах размножения), до трех недель увеличивается благоприятный период для черенкования, у ряда трудноразмножаемых растений на 20-35% повышается укореняемость черенков.
Хорошая оводнённость тканей побегов способствует успешному укоренению черенков, поэтому влажность почвы в маточниках должна быть не ниже 70-80% полевой влагоёмкости. В этой связи, особенно в условиях защищённого грунта, оправдано сплошное мульчирование почвы чёрной полиэтиленовой пленкой. Под плёнкой лучше сохраняется влага, весной раньше прогревается почва, исключается ручная прополка. Благоприятный температурный и водный режим в корнеобитаемом слое обеспечивает мощный рост корней, способствует лучшему росту надземной части и на 20% увеличивает черенковую продуктивность.
Большое значение имеет обеспеченность маточных растений элементами минерального питания, однако следует иметь в виду, что избыток азота  и чрезмерно сильный рост побегов препятствует укоренению черенков. Поэтому азотные удобрения вносят только в виде подкормок в начале лета.
К известным приемам относится этиоляция маточных растений: рано весной однолетние и двухлетние ветви закрепляют горизонтально и на 3-4 недели укрывают светонепроницаемой плёнкой. После снятия плёнки молодые этиолированные побеги окучивают, оставляя верхушки. По достижении побегами длины 20-25 см их срезают у основания и черенкуют. В нашей стране этот способ широко применяется при выращивании клоновых подвоев. Этиоляция активизирует пробудимость почек, в т.ч. спящих, усиливает побегообразование, увеличивает выход черенков с маточного растения, положительно влияя на формирование корневых зачатков. Причина в том, что этиолированные побеги по развитию тканей более молодые и превосходят зелёные по запасу пластических веществ, активности ферментов и гормонов, особенно ИУК (β-индолилуксусная кислота), которая индуцирует придаточное корнеобразование.
Действенным способом предварительной подготовки побегов для черенкования является их локальное этиолирование, которое заключается в изоляции от света тех частей стебля, которые при нарезке черенков являются базальными. По мере отрастания побега, начиная с длины 5-7 см, на верхнюю часть интенсивно растущего побега надевают спиралевидную трубку длиной 30 мм из черной полиэтиленовой пленки. По мере отрастания на побег накладывают еще несколько трубок по числу черенков. При локальном этиолировании в 2-3 раза сокращается период укоренения, улучшается качество корневой системы. Локальное этиолирование позволяет на длительное время сохранить способность средней и нижней частей побега к укоренению. Использование всего побега для черенкования обеспечивает высокий выход посадочного материала. У легкоукореняемых видов и сортов на затенённых участках формируются корневые зачатки, что в 2 раза сокращает сроки укоренения
Весьма перспективно полное затенение маточных растений после сильной обрезки в комбинации с локальным этиолированием основания побегов. Особый интерес представляет этиолирование в сочетании с выращиванием маточных растений в защищённом грунте, что позволяет значительно увеличить коэффициент размножения и в 1,5-2 раза повысить число укоренённых черенков с приростом. При выращивании в теплице и локальном этиолировании возникает однотипная реакция, которая выражается в перестройке анатомии стебля черенкуемых побегов и усилении меристематической активности.
Новое направление в подготовке исходных растений к черенкованию связано с применением на маточниках регуляторов роста. Обработка растений биологически активными веществами влияет на физиологическое состояние растений, вызывая цепь реакций, не наблюдаемых в привычных условиях. В основе действия регуляторов роста лежат глубокие изменения функционального состояния мембран, гормонального статуса и многих метаболических реакций.
Наши двадцатилетние опыты доказали целесообразность обработки маточных растений плодовых, ягодных и декоративных растений регуляторами роста перед черенкованием. Наиболее эффективно применение ретардантов (хлорхолинхлорид, культар, пикс, ким-112) и препаратов с цитокининовой активностью (дропп, 6-БАП). После обработки маточников регуляторами роста усиливается корнеобразование у стеблевых черенков средне- и трудноукореняемых видов и сортов, увеличиваются выход укоренённого материала с хорошо развитой корневой системой, возрастают зимостойкость и доля стандартных саженцев. Несомненное преимущество имеет совместное применение регуляторов роста с азотом мочевины (5 г/л) и комплексом микроэлементов (цитовит, 1мл/л). Положительное действие достигается без обработки самих черенков стимуляторами корнеобразования, что существенно упрощает процесс черенкования, особенно при размножении шиповатых растений (крыжовник, барбарис, шиповник). После применения ретардантов черенки легкоукореняемых растений хорошо укореняются в простых парниках; черенки же трудноукореняемых пород и черенки из открытого грунта лучше укоренять в контролируемых условиях. У легкоразмножаемых растений, особенно в молодом возрасте, положительное последействие наблюдается на следующий год.
Следует отметить, что результативность такого способа подготовки маточных растений зависит от ряда факторов.
Высокий эффект достигается при обработке маточников только в определённую фазу роста однолетних побегов: у легкоукореняемых растений – в начале, у трудноукореняемых – в конце фазы затухающего роста. У последних оптимальная фаза короткая и наступает раньше, чем у легкоукореняемых культур. В защищённом грунте благоприятный период для обработки увеличивается на 2-3 недели.
В проявлении максимального эффекта большое значение имеет и время обработки в течение суток. Опрыскивание растений необходимо проводить в утренние (с 7до 11) и вечерние (с 17 до 19 ч) часы, когда восстанавливается тургор. Очевидна связь с состоянием устьиц, которое в свою очередь зависит от температуры, освещённости, обеспеченности растений влагой, интенсивности ассимиляционных процессов.
Лучшие результаты получены нами в годы с влажной и очень тёплой погодой. Опыты подтвердили, что в засушливые годы качество обработок возрастает на фоне орошения (60-70% ПВ). При этом особенно отзывчивы трудноукореняемые формы.
При выращивании маточных растений в защищённом грунте при сплошном мульчировании и регулярном поливе эффективность обработок увеличивается и в меньшей степени зависит от погоды в период вегетации. Кроме того, при содержании маточников в теплице период от обработки до начала черенкования сокращается до 3-6 дней; в открытом грунте он более продолжительный и составляет 2-3 недели.
Ежегодная обрезка маточных растений необходима, но следует иметь в виду, что при очень сильном укорачивании существенно снижается суммарный прирост. Кроме того, важно сохранить несколько порядков ветвления, чтобы ограничить число сильно растущих осевых, жирующих побегов, черенки от которых укореняются слабо.
В технологии зелёного черенкования размер и тип черенка имеют, действительно, большое значение. Для заготовки черенков лучше всего использовать однолетний прирост высших порядков ветвления, средней силы роста, с хорошо освещенной стороны кроны. Размеры черенков зависят планируемого выпуска посадочного материала, особенностей культуры. Известно, что растения из длинных черенков развиваются лучше, однако в обычной практике средняя длина черенка - 12-15 см. При размножении видов с крупными листьями используют 2-3-узловые черенки. Как правило, лучше укореняются комбинированные (с частью прошлогодней древесины) и верхушечные черенки, однако, многое зависит от сроков черенкования.
У одних пород оптимальный срок черенкования относительно короткий (10-14 дней) и четко совпадает или с фазой интенсивного роста побегов (вишня, слива, персик, сирень, барбарис, золотистая и красная смородина и пр.), или с фазой затухающего роста (европейские сорта крыжовника, облепиха, клоновые подвои, яблоня, айва). Как правило, это породы с пониженной способностью к размножению. У легкоукореняемых растений период зелёного черенкования более растянутый и может продолжаться в средней полосе России с начала июня до середины августа. Хвойные растения (туя, можжевельник, кипарисовик, биота) с длительным периодом укоренения лучше черенковать в середине — конце июня. При содержании маточников в защищённом грунте период черенкования отдельных пород более растянутый. Определяя сроки черенкования, следует обращать внимание на такие показатели, как гибкость или ломкость побега, степень одревеснения, наличие травянистой верхушки. При заготовке побегов и черенков нельзя допускать подвядания. Заготавливать их лучше в утренние часы, когда ткани растений насыщены влагой.
Обработка базальных частей регуляторами роста была наиболее результативным приемом, стимулирующим процессы регенерации придаточных корней у зеленых черенков. Этот прием обеспечивает большой экономический эффект при малых затратах труда и средств. В свое время благодаря открытию способности некоторых гормональных препаратов стимулировать корнеобразование многие трудноразмножаемые культуры были переведены в ранг средне- и легкоукореняемых.
В качестве стимуляторов корнеобразование чаще всего используют β-индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) или гетероауксин (50-200 мг/л); β-индолил-3-масляную кислоту (ИМК; 5-100 мг/л); α-нафтилуксусную кислоту (НУК, 5-50 мг/л). В производственных условиях используют 4 способа обработки регуляторами роста:
— слабоконцентрированными водными растворами (нижние концы черенков погружают в раствор на достаточно продолжительное время (16-24 ч);
— концентрированными спиртовыми растворами; глубина погружения в раствор нижних концов черенков минимальная, экспозиция обработки — от одной до нескольких секунд;
— ростовой пастой; пасту можно наносить заранее на побеги на маточных растениях или же на нижнюю часть заготовленных черенков
— ростовой пудрой; черенки основаниями опускают в пудру-порошок (корневин), а затем высаживают на укоренение.
Обработка черенков водными растворами - способ наиболее простой, доступный и широко используемый в технологии зелёного черенкования. Оптимальная температура рабочего раствора - +18...+20°С. Концентрация препарата и длительность обработки зависят от корнеобразовательной способности и степени одревеснения побегов.
Несмотря на высокую стимулирующую активность синтетических ауксинов, их применение в настоящее время ограничено, поскольку они относятся к токсичным соединениям. Ведется поиск столь же эффективных, но экологически безопасных препаратов. Выяснилось, что стимулирующие свойства проявили витамины (аскорбиновая кислота, тиамин) и препарат циркон, выступающие как антиоксиданты, ИУК, а также фенольные соединения (рутин, янтарная, галловая, салициловая, ферулловая кислоты) и стеройдные гликозиды (эмистим, экост).
Наши исследования позволили выделить в качестве эффективных стимуляторов корнеобразования препараты, полученные на основе эндофитных грибов (никфан, симбионт, мицефит), эпин, лигногумат калия, соли крезоуксусной кислоты (крезацин, крезивал, этиран), производные хитозана (экогель), препарат Байкал ЭМ-1.
Исследователи и практики единодушны в том, что условия укоренения (влажность, температура, освещённость, субстраты) являются, пожалуй, самым главным фактором успешного укоренения зелёных черенков. Для активного корнеобразования необходим комплекс факторов, который может одновременно обеспечить максимальное сокращение транспирации, интенсивный фотосинтез и гормональную деятельность листьев. В классической литературе по зелёному черенкованию представлен исчерпывающий материал по реакции черенков разных пород и сортов на внешние условия, по конструкции теплиц и туманообразующих установок, оптимизации режимов, устройству гряд, подготовке субстратов, способам закаливания и пр.
Однако, несмотря на то, что основные элементы технологии на этапе укоренения достаточно хорошо разработаны, нельзя обойти вниманием некоторые новые приёмы, которые позволяют увеличить выход качественного и жизнеспособного укорененного материала с единицы площади теплиц, повысить его сохраняемость после пересадки и при зимнем хранении.
Хорошие результаты укоренения получены нами на субстрате, содержащем следующие компоненты: торф верховой, крупнозернистый перлит и свежие обезвоженные, стабилизированные осадки городских сточных вод (ОГСВ; удобрение Куддек) в равных частях по объёму. Такой субстрат отличается хорошими физическими свойствами, содержит все необходимые элементы питания, свободен от патогенной флоры, отличается значительной гормональной активностью, в т.ч. ауксиновой. Последнее свойство позволяет укоренять легкоразмножаемые кустарники без применения регуляторов роста. Можно добавить также, что при доращивании укоренённых черенков в контейнерах включение в субстрат ОГСВ способствует быстрому начальному росту, мощному развитию корневой системы и надземной части растений.
Нетрадиционный, но очень эффективный подход к проблеме укоренения – применение некорневых обработок зелёных черенков регуляторами роста. Известно положительное влияние некорневых подкормок черенков минеральными удобрениями (мочевина, суперфосфат, хлорид калия или калийная соль, комплексные удобрения), что в условиях промывного режима обеспечивает хорошее развитие корневой системы.
Мы установили, что однократные некорневые обработки зелёных черенков в начале корнеобразования физиологически активными веществами и их смесями оказывают существенное положительное влияние как на формирование корней, так и на устойчивость укоренённых растений к неблагоприятным внешним факторам и выход качественного посадочного материала. Фаза начала корнеобразования варьирует в зависимости от корнеобразовательной способности растений: у легкоукореняемых она наступает через 2-4 недели, у трудноукореняемых – через 4-6 недель после посадки. По результатам многолетних опытов стабильные результаты дают некорневые обработки препаратами с цитокининовой активностью (дропп, 6-БАП, цитадеф (20-50 мг/л); лигногумат калия (150-200 мг/л), эпин (0,2 мл/л); мицефит (10 мг/л), черказ (40-50 мг/л). Эффективны обработки составами, содержащими перечисленные цитокинины и соли крезоуксусной кислоты (крезацин, крезивал, этиран (10-40 мг/л). Эффект усиливается при совместном применении веществ и составов с азотом мочевины (5 г/л) и микроэлементами (цитовит, 1мл/л).
Проблему зимостойкости укоренённых растений, особенно таких, как крыжовник, жимолость, лапачатка, барбарис, вишня и пр., которые плохо зимуют и хранятся, может решить укоренением черенков в пластиковых ячейках диаметром 5 см. Как правило, в кассетах черенки укореняются хуже, чем в грядах, но перечисленные способы (использование комбинированных черенков и субстраты с ОГСВ, некорневые обработки) достоверно увеличивают выход укоренённого материала с неповрежденным, оплетённым корнями корневым комом. Такие черенки хорошо хранятся и в кассетах и насыпью в подвале при низкой положительной температуре, успешно зимуют в открытом грунте после пересадки и как нельзя лучше подходят для контейнерной культуры. При посадке в феврале к началу июня получается хорошего качества посадочный материал ягодных и декоративных кустарников. А после доращивания в открытом грунте практически весь посадочный материал можно отнести к стандартному.
 
Доклад  сделан на V ежегодной конференции АППМ, февраль 2012 г.

Все публикации

Новости Все новости

Ближайшие события Все события