Использование фиторегуляторов роста для укоренения стеблевых черенков декоративных культур

УДК 631.8

, , (ВКГТУ им. Д. Серикбаева)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИТОРЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ДЛЯ УКОРЕНЕНИЯ СТЕБЛЕВЫХ ЧЕРЕНКОВ ДЕКОРАТИВНЫХ КУЛЬТУР

Растения – легкие планеты. Именно растения играют значительную и важную роль в нашей жизни. Наши маленькие и большие помощники поглощают вредный углекислый газ и выделяют чистый и жизненно важный для всех живых обитателей планеты кислород. Ученые всего мира трудились десятками лет, и их работа увенчалась успехом – стимуляторы роста стали главными помощниками, не только для сельского хозяйства, но и для декоративного растениеводства [1].

Актуальность. Экологически чистым приемом повышения качества продукции растениеводства является применение регуляторов роста, которые рассматривается как экологический фактор антропогенного происхождения. На данный момент накоплен большой объем информации о применении данных препаратов. В связи с быстрым ростом ассортимента регуляторов роста необходимо детальное изучение их влияния на рост и развитие декоративных комнатных растений. При этом приоритет должен быть за экологически чистыми препаратами растительного происхождения [2].

Известно, что применение различных химических веществ – регу­ляторов роста, природных стимуляторов – значительно ускоряет цве­тение растений, а некоторые средства также облегчают их адаптацию к колебаниям погодных условий, защищают от различных заболеваний.

Регуляторы роста растений, органические соединения, стимулирующие или тормозящие процессы роста и развития растений. Природные регуляторы представлены в растениях фитогормонами и ингибиторами роста, а также веществами типа витаминов. К фитогормонам относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины [3].

Обработка фитогормонами значительно повышает содержание фенольных соединений, антоцианов и антиоксидантную активность. Обработку фиторегуляторами можно использовать для увеличения размера мелких растений и их зеленой массы.

Одно из важных свойств фиторегуляторов – повышение устойчивости растений к поражению болезнями и вредителями. Применение фитостимуляторов роста позволяет наиболее полно реализовать потенциальные возможности растения, улучшать качество и увеличивать продуктивность растений [4,5].

Исходя из актуальности проблемы, мы провели исследования направленные на изучение влияния биологически активных добавок на укоренения стеблевых черенков декоративных культур.

Научная новизна. Впервые разработаны инновационные биотехнологии составов ростостимулирующих препаратов на основе на основе хвои ели сибирской, экстрактов надземных и подземных частей лопуха большого и определено влияние фитостимуляторов роста на процесс образования корней стеблевых черенков.

Объекты исследования. В качестве исходного материала для получения ростостимулирующих препаратов использовали хвою ели сибирской надземные и подземные части лопуха большого. Объектом исследования являются черенки Герани крупно корневищной (Gerбniummacrorrhizum).

Название «герань» произошло из греческого языка. Оно переводится как «аист», а второе значение – «журавль», так как форма плодов этих растений своим видом напоминает клюв аиста.

Герамнь, или журавемльник (лат. Geranium) – главный род семейства Гераниевые (рисунок 1). Всего известно более 400видов трав и полукустарников, рассеянных по всему миру, а также в тропическом поясе – на горах.

Рисунок 1 – Растение рода Geranium – Герань большая крупно корневищная

Цветки правильные, чашелистиков и лепестков по 5, медовых железок 5, чередующихся с лепестками, тычинок 10, свободных или при основании едва спаянных. Завязь из 5 плодолистиков, пятигнездная, с придатками, вытянутыми в клювообразную колонку, увенчанную пятью рыльцами.

Чаще всего герань размножают черенками – самый быстрый способ получить цветущее растение. К тому же семена, полученные от гибридных гераней, не воспроизводят в точности всех качеств родительских форм. Поэтому гораздо чаще применяют черенкование, которое гарантирует сохранность сорта, кроме того растения начинают цвести вскоре после укоренения. При посадке семенами период до цветения дольше [6].

Большинство из биологически активных веществ в низких и очень низких концентрациях играют роль стимуляторов роста, способствуют повышению иммунитета, активизируют плодоношение. В высоких концентрациях эти же препараты оказывают действия, угнетающие физиологические процессы в растениях.

Стимуляторы роста усиливают процессы вегетации растений и бывают двух видов – природные и синтетические. К природным стимуляторам относятся различные виды фитогормонов, а также некоторые витамины. Синтетические стимуляторы, активируют деятельность фитогормонов, в результате наблюдается временное усиление ростовых процессов. Стимуляторы роста используются в форме водных растворов, эмульсий, дустов, аэрозолей и паров.

Для нормального роста и развития растений необходимо присутствие в них определенной совокупности трех известных групп гормонов: ауксинов, гиббереллинов и цитокининов.

Ауксины стимулируют рост клеток, регулируют дифференциацию органов и тканей (например, корнеобразование), процессы цветения и доминирования верхушечной почки, завязывание и рост плодов, опадение листьев.

Гиббереллины – органические кислоты, обладающие высокой физиологической активностью, впервые выделены из гриба, паразитирующего на молодых растениях риса. Они оказывают мощное воздействие на рост и накопление сухой массы многих растений.

Цитокинимны – группа фитогормонов, производные азотистого основания пурина, необходимые для деления клеток, роста и дифференцировки растений. Природные цитокинины – зеатин (6-(4-окси-3-метил-2-бутенил) аминопурин), изопентениладенин, дигидрозеатин, о-оксибензиладенин – часто выявляются в виде рибозидов и риботидов. Рибозиды считаются основной транспортной формой цитокининов [7,8].

Для проведения исследований использовали черенки 4-х видов герани крупно корневищной. Были отобраны лучшие по внешнему виду черенки без внешних повреждений, с наличием 1-2 листиков,  имеющих крепкий стволик не менее 10 см. Исследования проводились в январе-апреле 2014 года в 3-х кратной повторности.

Изучения действия биологически активных веществ на укоренения растений проводили на кафедре «Лесные ресурсы, технологии деревообработки и перерабатывающих производств» ВКГТУ.

При разработке способа приготовления фитостимулятора, мы основывались на данных, полученных , который обнаружил, что при неблагоприятных воздействиях на растения и животных в их тканях накапливаются сложные высокополимерные вещества небелковой природы, стимулирующие жизненные процессы и названные биогенными стимуляторами.

Изучение влияния фиторегуляторов на образование корней герани.

Опыт 1 Изучение активности фиторегулятора, содержащего экстракты надземных частей лопуха Большого

Распределение черенков производили одновременно во все подготовленные сосуды (пробирки). В ходе проращивания корней у декоративных цветочных культур для исследования, создавались одинаковые условия влажности для всех вариантов опыта. Обработку растений в вариантах опыта проводили согласно инструкции.

Схемой опыта были предусмотрены следующие варианты:

Вариант 1. 12 черенков Герани крупно корневищной находились в 1% растворе фиторегулятора до образования корней;

Вариант 2.12 черенков Герани крупно корневищной находились в 0,1% растворе фиторегулятора до образования корней;

Вариант 3. 12 черенков Герани крупно корневищной находились в 0,01% растворе фиторегулятора до образования корней;

Вариант 4. 12 черенков Герани крупно корневищной находились в 0,001% растворе фиторегулятора до образования корней;

Вариант 5. 12 черенков Герани крупно корневищной находились в 0,0001% растворе фиторегулятора до образования корней;

Вариант 6. 12 черенков Герани крупно корневищной находились в дистиллированной воде до образования корней (рисунок 2).

Рисунок 2 – Черенки герани крупно корневищной помещенные в различные концентрации фиторегулятора

Опыт 2 Изучение активности фиторегулятора, содержащего экстракты подземных частей лопуха Большого

Схемой опыта были предусмотрены варианты, которые были описаны выше.

Опыт 3 Изучение активности фиторегулятора из хвои ели сибирской

Схемой опыта были предусмотрены варианты, которые были описаны выше.

Объектом изучения служили черенки Geraniummacrorrhizum L., предварительно обработанные предложенными фиторегуляторами. Лабораторные работы с помещением черенков Geraniummacrorrhizum L.  в разные концентрации фитостимулятора  проводились в два этапа [9].

Сроки:

1 Опыт 1 – с использование фитостимулятора на основе экстрактов надземных и подземных частей лопуха Большого (рисунок 3). Период 12-19 января 2014 года.

Рисунок 3 – Черенки герани в растворе фиторегулятора из лопуха большого

2 Опыт 2 – использование фитостимулятора из хвои ели сибирской (рисунок  4). Период 3-11 апреля 2014 года.

Рисунок 4 – Черенки герани в растворе фитостимулятора из хвои ели сибирской

За время исследовательской работы провели следующие эксперименты:

1 Изучение динамики прорастания корней черенков герани;

2 Изучение динамики развития корневой части растений за 1 неделю осуществляли путем замеров: определяли диаметр, количество и длину корней.

Корень лопуха особенно богат инулином (в некоторых растениях может содержаться до 50% этого полисахарида), минеральными веществами (соли селена, цинка, марганца, железа, калия, магния, хрома, кобальта, фосфора, кальция, меди), витаминами (А, С, Е, Р, группы В), жирными кислотами  (олеиновая, стеариновая, пальмитиновая, линолевая), алкалоидами, эфирными маслами, дубильными веществами, флавоноидами, протеином (около 12%), иридоидными гликозидами и многими другими активными соединениями (Таблица 1).

Таблица 1 – Химический состав экстрактов из надземной и подземной частей лопуха большого

Микроэлементы	Экстракт листа лопуха	Экстракт корней лопуха
Li	0,30	1,3
Bе	0,017	0,039
В	24,1	24,9
Na	2993	2883
Мg	2492	1270
Al	439	1272
Si	246	1011
К	30072	31821
Ca	5120	6026
Sc	0,26	0,60
Ti	18,8	39,9
V	2,5	3,7
Сr	2,6	5,1
Mn	19,2	19,9
Fe	289	605
Co	0,45	0,87
Ni	2,0	2,7
Cu	10,8	6,6

Хвоя ели сибирской. В хвое содержится большое количество аскорбиновой кислоты (570 мг%) флавоноидов, дубильных веществ, смол, минеральных веществ, фитонцидов.

В хвое обнаружены калий, кальций, фосфор, натрий, магний, железо, марганец, кремний, медь, цинк, кобальт. В хвойной древесной зелени больше чем в бобовых травах, кобальта, железа и марганца. В ней в 1,5-2 раза больше аскорбиновой кислоты, чем в лимонах и апельсинах, и в 25 раз больше, чем в луке и картофеле. Хвоя прекрасный источник витаминов: Е, К, С, Р, В, каротина.

В ходе выполнения работы были получены следующие результаты, которые представлены ниже.

Результаты лабораторного эксперимента фиксировались, составлялся отчет о проделанной работе (рисунок 5).

Рисунок 5 – Черенки герани с пророщенными корнями при применении фиторегулятора, содержащего экстракты надземных частей лопуха большого различных концентраций: 1) 0,1%  2) 0,01% 3) 0,001% 4) 0,0001% 5) 0,00001% 6) дистиллированная вода

Исследования показали, что, в целом, обработка черенков герани фиторегулятором, содержащеим экстракты надземных частей лопуха большого оказала значимое положительное влияние на прорастание корневой части черенков. Существенные различия в энергии прорастания были выявлены в разных концентрациях, так, например, при концентрации 0,001% и 0,0001 % – был наилучший результат. Здесь наилучший показатель был выявлен в варианте с 0,001 % концентрацией фиторегулятора роста. Ниже приведена таблица поэтапного развития корневой системы у черенков герани при использовании фитостимулятора из надземных частей лопуха Большого обыкновенного (Таблица 2).

Таблица 2 – Влияния  различных концентраций фиторегулятора, содержащего экстракты надземных частей лопуха Большого на процесс роста и развития корней герани

№ п/п	Концентрация, %	Скорость роста и развития корней у черенков (мм/день)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1	-	-	11	18	25	38	45	52	55	57
2	0,1	-	-	13	19	28	43	54	58	60	62
3	0,01	-	-	24	28	34	41	48	55	58	60
4	0,001	-	-	32	35	40	45	57	63	70	72
5	0,0001	-	-	31	34	38	45	56	62	69	70
6	контроль	-	-	10	15	21	28	36	43	50	52

Из данных таблицы 2 и рисунка 6 видно, что фиторегулятор, содержащий экстракт надземных частей лопуха большого активно влияет на процесс роста и развития корней герани. Образование корней герани началось на 3 сутки после начало опыта. Активнее образования корней проявилось в концентрации 0,001 % (32 мм), а за весь период наблюдений длина корней равна 72 мм. В контроле длина корней была 52 мм, что в 1,3 раза меньше чем в концентрации 0,001 %.

Рисунок 6 – Влияния  различных концентраций фиторегулятора, содержащего экстракты надземных частей лопуха большого на процесс роста и развития корней герани

Результаты влияния  различных концентраций фиторегулятора, содержащего экстракты подземных частей лопуха Большого на динамику прорастания корней герани представлены в таблице 3 и на рисунке 7.

Таблица 3 – Влияние  различных концентраций фиторегулятора, содержащего экстракты подземных частей лопуха большого на динамику прорастания корней герани

№ п/п	Концентрация, %	Скорость роста и развития корней у черенков (мм/день)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1	-	-	14	21	28	41	48	55	58	60
2	0,1	-	-	16	22	31	46	57	61	63	65
3	0,01	-	-	27	31	37	44	51	58	61	63
4	0,001	-	-	35	39	43	48	60	66	73	75
5	0,0001	-	-	34	37	41	48	59	65	72	73
6	контроль	-	-	10	15	21	28	36	43	50	52

Исследования показали, что, в целом, обработка черенков герани фиторегулятором оказала значимое положительное влияние на динамику прорастания корней герани.  Наилучший показатель был выявлен в варианте с 0,001 % концентрацией фиторегулятора роста. Из данных таблицы 3 и рисунка 7 видно, что образование корней герани началось на 3 сутки после начало опыта. Активнее образования корней проявилось в концентрации 0,001 % (35 мм), а за весь период наблюдений длина корней равна 75 мм. В контроле длина корней была 52 мм, что в 1,4 раза меньше чем в концентрации 0,001 %.

Рисунок 7 – Влияния  различных концентраций фиторегулятора, содержащего экстракты подземных частей лопуха Большого на динамику прорастания корней герани

Результаты влияния  концентраций фиторегулятора из хвои ели сибирской на интенсивность прорастания корней герани представлены в таблице 4 и на рисунке 8.

Таблица 4 – Влияния  концентраций фиторегулятора из хвои ели сибирской на интенсивность образования корней герани

№ п/п	Концентрация, %	Скорость роста и развития корней у черенков (мм/день)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1	-	-	13	20	27	40	47	54	57	59
2	0,1	-	-	15	21	30	45	56	60	62	64
3	0,01	-	-	26	30	36	43	50	57	60	62
4	0,001	-	-	34	37	42	47	59	65	72	74
5	0,0001	-	-	33	36	40	47	58	64	71	72
6	контроль	-	-	10	15	21	28	36	43	50	52

Исследования показали, что наилучший показатель был выявлен в варианте с 0,001 % концентрацией фиторегулятора роста. Из данных таблицы 7 и рисунка 8 видно, что образование корней герани началось на 3 сутки после начало опыта. Активнее образования корней проявилось в концентрации 0,001 % (34 мм), а за весь период наблюдений длина корней равна 74 мм. В контроле длина корней была 52 мм, что в 1,4 раза меньше чем в концентрации 0,001 %.

Рисунок 8 – Влияния  различных фиторегулятора, содержащего экстракты подземных частей лопуха Большого на динамику прорастания корней герани

В сельскохозяйственной деятельности регуляторы роста используют для достижения различных полезных целей. В том числе, с помощью регуляторов роста усиливается корнеобразование у черенков, улучшается срастание тканей при прививках и пересадках растений.

Основываясь на данном опыте можно сделать вывод, что стимуляторы роста это очень полезное, эффективное и малозатратное средство, направленное на помощь в получении качественного и полноценного урожая, с низким процентом отпада.

Растения до обработки препаратами – фитостимуляторами были очень слабыми: внешний вид – пожухлый, некоторые черенки не имели листьев или же имели поврежденные.  Для активизации ростовых процессов и общего поднятия тонуса растения, черенки были помещены в пробирки со стимуляторами. После первого наблюдения и в последующие, в течение недели, состояние растений начало заметно улучшаться: листья обрели интенсивно зеленую окраску, и активизировался верхушечный рост. Они характеризовались хорошей проросшей корневой системой – крепкими и здоровыми корнями.

В результате проведенных опытов были разработаны, подобраны составы и определены оптимальные концентрации фиторегуляторов природного происхождения для укоренения стеблевых черенков декоративных культур на примере герани. Во всех проведенных опытах рекомендуемая концентрация для проращивания крепких и здоровых корней у растений это растворы с концентрациями 0,001% и 0,0001% – именно при таких концентрация будет достигнут наилучший результат для развития корневой системы. Длина корней герани в продуктивных концентрациях была в 1,4-1,5 раза больше чем в контроле.

По экспериментальным данным отмечалось очень хорошее формирование всей мочковатой корневой системы в целом, что позволит избежать дополнительных операций в подкормке в течение приживаемости растения при посадке в грунт, что значительно снижает затраты на разведение декоративных растений. Таким образом, изучаемые фиторегуляторы роста оказывали заметное влияние на количество и качество развития корневой системы декоративных растений на примере семейства Geranium.

Применение подобных средств стимуляции жизненных процессов и защиты растений одновременно экономически эффективно, поскольку на производство подобных альтернативных средств практически не требуется никаких значительных финансовых вложений. К тому же, применение препаратов чисто природного происхождения экологически безопасно.

Список литературы

1 Петровская- Физиология адаптации и интродукция растений. М.: Наука, 1983г. – 151 с.

2 Новые регуляторы роста в сельскохозяйственном производстве. Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия / , . – М., 2000 г. – С. 71-89.

3 , ,   Экологически безопасные стимуляторы роста для предпосевной обработки семян, Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. – [izdanie indeksiruemоe scopus], Выпуск № 7, 2014 г. – С. 96-101.

4 , Изучение ингибиторов роста в почках некоторых древесных растений Севера // Конф. научн. молодежи "Эрэл-95". - Якутск, 1995 г. С. 14.

5 , Регуляторы роста в растениеводстве эффективный элемент сельскохозяйственных технологий. – Киев, 1998 г, – С. 814.

6 Энциклопедия комнатных и садовых растений. М – 2011 г. – 608 с.

7 , Основные гормоны роста растений и способы их увеличения // Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы и технологии в современном мире» г. Уфа 29-30 ноября 2013 г. – С 134-136.

8 , Методы стимулирования образования корней у листовых черенков под действием фиторегуляторов роста // Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы и технологии в современном мире» г. Уфа 29-30 ноября 2013 г. – С 128-130.

9 , , Образование корней у черенков Gerбnium Macrorrhizum (Герани Крупнокорневищной) при использовании стимулятора роста природного проихождения: «Творчество молодых – инновационному развитию Казахстана» – Материалы ХIV Республиканской научно-технической конференции студентов, магистрантов и молодых ученых – Усть-Каменогорск, 2014 г. – С 108-109.