Методика изучения регенерационной активности виноградных черенков

Заготовка и качество черенков. Черенки для проведения исследований по изучению их регенерационной активности в зонах укрывного виноградарства заготавливают в октябрепервой половине ноября, до наступления ранних осенних заморозков, которые могут привести к повреждению части почек зимующих глазков. В зонах неукрывного виноградарства черенки заготавливают в течение ноября, также до наступления осенних заморозков.

Для получения достоверных данных необходимо обращать внимание на то, чтобы заготавливаемые черенки были однородными по качеству, за исключением случаев, когда объектами исследований является изучение влияние толщины черенков, степени их вызревания или зоны заготовки вдоль однолетних побегов.

Если изучается влияние сортовых особенностей на регенерационные свойства черенков, то сначала необходимо выявить среднюю толщину побегов по каждому сорту, а затем заготавливать дл заготавливают я опыта черенки с побегов этой толщины. Черенки заготавливают из побегов развившихся или на плодовых стрелках, или на сучках замещения, из одной и той же зоны (лучше нижней или средней, как наиболее вызревших). Нижний и верхний срез производят в средней части междоузлий. Чтобы в дальнейшем не перепутать морфологические концы черенков, верхний срез выполняют косо. На срезанных черенках удаляют листья, пасынки и усики, Затем черенки укладывают нижними концами в одну сторону и, выровняв их, связывают с помощью синтетического шпагата или мягкой проволоки в пучки по 50−100 шт.

Хранение черенков. Хранят черенки в холодильных камерах при температуре 0−4 ⁰С, упакованными в полиэтиленовую пленку, а также в прохладных подвалах в песке или прикопанными в траншеях. Если осень была сухая, и запасы влаги в почве были минимальными, черенки перед укладкой на хранение необходимо в течение 24−48 часов вымочить в воде. После вымочки черенки необходимо обсушить с поверхности, а затем уложить на хранение. Для предотвращения поражения черенков во время хранения плесенью и серой гнилью их можно после замачивания в воде подержать около 10 мин в темно-розовом растворе перманганата калия или 1%-ном растворе сернокислой меди (медного купороса) и лишь затем, после подсушивания с поверхности, уложить на хранение.

Закладка опытов. К закладке опыта можно приступать уже с середины января, после зимних каникул, так как в это время черенки уже выходят из состояния физиологического (глубокого) покоя и находятся в вынужденном. Черенки достают из хранилища, тщательно промывают от грязи и нарезают на нужную длину. Для экономии черенкового материала можно использовать одноили двуглазковые черенки. На них удобно проводить учеты и наблюдений, так как из верхнего глазка распускается только один побег. Однако более высокие результаты по укореняемости начинаются с трехглазковых черенков.

При нарезке одноглазковых черенков верхний срез выполняют на 1,5−2,0 см выше глазка, а нижний по мерке, так, чтобы длина всех черенков была одинаковой. Обычно сначала нарезают черенки с более короткими междоузлиями, а затем остальные черенки подгоняют к этой длине. При нарезке двуглазковых и более длинных черенков верхний срез выполняют также на 1,5−2,0 см выше верхнего глазка, а нижний под узлом, примерно на 0,5 см ниже. После нарезки черенки замачивают в воде в течение 24−48 часов, а затем, после определенного воздействия на них, согласно цели исследований и схемы опыта, помещают на проращивание.

Для получения достоверных результатов в каждом варианте должно быть по 30−50 черенков, при трехпятикратной повторности (по 10 черенков в повторности). Обычно в наших исследованиях каждый вариант представлен 40 черенками. Если опыт является предварительным (рекогносцировочным), направленным на выявление наличия или отсутствия эффекта от изучаемого фактора или примерной оптимальной зоны воздействия, то в варианте может быть и около 10 черенков. Однако после выявления примерных оптимальных параметров, количество черенков в уточненных вариантах более детального опыта увеличивают до 30−50 шт.

Как известно, уровень достоверности, полученных в полевых или вегетационных опытах цифровых данных, определяют с помощью статистической обработки, проводимой методом дисперсионного анализа [1]. Для получения высокого уровня достоверности необходимо добиваться, чтобы качественные показатели черенков в вариантах, и повторностях в пределах каждого варианта, были выровненными. Поскольку добиться, чтобы все черенки в опыте имели идеально одинаковые размерные характеристики практически невозможно, необходимо при распределении их по вариантам и повторностям следить, чтобы в каждом варианте и каждой повторности было одинаковое количество черенков тех или иных размеров. Для этого сначала все черенки распределяются по длине на несколько групп, например — длинные, средние и короткие, затем каждая группа делится на подгруппы по числу вариантов. После этого черенки каждого варианта распределяются на повторности. Допустим, опыт закладывается в четырехкратной повторности. Сначала в каждый из 4-х сосудов помещают по одному самому длинному черенку, затем по одному с несколько меньшей длиной и так доходят до самых коротких.

Известно множество способов проращивания виноградных черенков, с целью изучения их регенерационной активности (в опилках, в песке, в поролоновой крошке, в гранулах из полипеностирола, в перлите, в вермикулите, в торфе, на специальных грядах, и в различных контейнерах с питательной смесью). Недостатком перечисленных выше способов является то, что они требуют наличия определенных, иногда довольно больших, площадей в теплицах или других отапливаемых помещениях, субстратов, контейнеров, периодического полива субстрата и т. д., что не всегда имеется в средних общеобразовательных учреждениях.

По нашему мнению, более доступно и технологично в этом случае проращивать черенки по технологии, разработанной на кафедре виноградарства Кубанского ГАУ Л. М Малтабаром, П. П. Радчевским, Н. Д. Магомедовым [3] и П. П. Радчевским [4−7] в стеклянных сосудах в воде. Данный способ не требует больших площадей, является оптимальным с точки зрения санитарного состояния, и позволяет учащимся видеть в динамике все процессы побегои корнеобразования. Кроме того, он позволяет вести индивидуальные наблюдения за каждым опытным черенком.

Проращивание двухтрехглазковых черенков можно проводить в 0,5−0,75 литровых стеклянных банках, обрезанных пластиковых бутылках из-под воды, а также любых других водонепроницаемых контейнерах. Одноглазковые черенки проращивают в сосудах меньшего размера. Важно, чтобы слой воды в сосудах не превышал 3−4 см. Для того, чтобы поддерживать его на одном и том же уровне, на наружной стенке сосудов в нижней их части с помощью маркера делаются метки, указывающие толщину слоя воды, например 3,5 см. На каждый сосуд наклеивается этикетка с указанием варианта и повторности, а каждый черенок после помещения в сосуд на проращивание нумеруется в верхней части с помощью маркера. Так например, в первой повторности черенки нумеруются от 1 до 10, во второй — от 11 до 20, в третьей — от 21 до 30, в четвертой — от 31 до 40.

С января до первой половины апреля проращивание проводится в отапливаемых помещениях на обычных столах, начиная со второй половины апреля, необходимость в отоплении отпадает. Достаточно, чтобы температура воздуха в помещении, где проводится проращивание, была не менее 20 ⁰С. До начала распускания глазков на черенках проращивание может проводиться в условиях слабого освещения, однако после появление зеленого прироста освещенность необходимо увеличить.

Для того, чтобы вода в сосудах не портилась, в них можно добавить по 2 таблетки активированного угля. Если вода в сосудах прозрачная и без запаха, то ее не меняют, а периодически доливают. Для этого в помещении, где проводится опыт, должны находиться емкости (ведра) с отстоянной водой, имеющей комнатную температуру. Если же вода в сосудах с черенками начинает мутнеть и приобретать неприятный запах, то ее необходимо вылить, сосуд и нижнюю часть черенков хорошо промыть, после чего налить в сосуд чистую воду.

Учеты, анализы и наблюдения. К учетам приступают после начала набухания глазков на черенках. Визуально это проявляется в том, что происходит увеличение размера глазка. Однако заметить это может только опытный исследователь. Более наглядным и легко определяемым моментом является начало распускание глазков. Началом этого процесса является момент разрыва волосяного покрова глазка и появления зеленого конуса. С этого момента начинают учеты, которые желательно проводить через 1−2 дня. Данные учетов заносят в таблицу, сделанную по следующей форме (табл. 1).

Таблица 1 — Показатели побегои корнеобразовательной способности виноградных черенков.

В первой колонке таблицы идет нумерация черенков по порядку, например от 1 до 40. При этом после каждых 10 черенков (повторности), необходимо оставлять свободную строчку для вычисления средних данных по повторности. В конце таблицы оставляют свободную строчку для вычисления средних данных по опыту. В подзаголовках следующих колонок указывается дата проведения учетов, а ниже, против номера каждого конкретного черенка, отмечаются показатели его побегоили корнеобразования. Набухший глазок отмечается буквой «н», распустившийся «р». Начиная со второго-четвертого учетов, когда распустится более половины глазков на черенках, приступают к измерению длины побегов, указывая значение длины в сантиметрах. Корневые бугорки отмечают символом «кб», корни буквой «к», указывая впереди количество корней. Если на нижнем срезе черенка образовался каллус, его отмечают символом «кл».

Таким образом, во время учетов определяют:

• 1. Количество черенков с распустившимися глазками;
• 2. Количество побегов, образовавшихся на каждом черенке;
• 3. Длину побегов;
• 4. Количество листьев, образовавшихся на каждом черенке;
• 5. Длину листовых пластинок;
• 6. Количество соцветий, образовавшихся на каждом черенке;
• 6. Количество черенков с корневыми бугорками и корнями;
• 7. Количество коней, образовавшихся на каждом черенке;
• 8. Длину каждого корня.

Длину листовой пластинки замеряют от края зубчика центральной лопасти до самого удаленного зубчика нижней боковой лопасти. Длину листа используют для вычисления площади листовой пластинки, по так называемому, ампелометрическому методу, принимая ее за диаметр круга. Таким образом, площадь листовой пластинки вычисляют по формуле площади круга S = рd²/4.

Учитывая, что нормальный рост побегов, образование и рост корней проходят в течение 30−40 дней после закладки опыта, последний учет необходимо сделать до начала затухания ростовых процессов, то есть на 30-й — 35-й дни после закладки опыта.

Во время последнего учета, кроме описанных выше показателей, определяют длину зоны корнеобразования черенка, путем замера с помощью мерной линейки расстояния от самого верхнего корешка до его пятки.

На основании полученных данных по каждому сроку проведения учетов рассчитывают:

• 1. Количество черенков с распустившимися глазками, %;
• 2. Процент распустившихся глазков;
• 3. Суммарную длину побегов на черенок, см;
• 4. Среднюю длину одного побега, см;
• 5. Укореняемость, означающую процент черенков, образовавших корни;
• 6. Процент черенков образовавших три корня и более, как от числа помещенных на проращивание черенков, так и от числа укоренившихся черенков;
• 7. Среднюю длину зоны корнеобразования черенков, см;
• 8. Среднюю продолжительность распускания глазков на черенках в днях;
• 9. Среднюю продолжительность предкорневого периода в днях.
• 10. Среднюю продолжительность распускания глазков и среднюю продолжительность предкорневого периода рассчитывают по формуле И. А. Комарова [2].

ПП = АЧа+ВЧв+ …NЧn / R.

где ПП — продолжительность предкорневого периода;

А, В и т. д. — сроки распускания глазков или сроки укоренения в днях (дней от начала опыта);

а, в — процент или количество укоренившихся черенков или черенков с распустившимися глазками в каждый из сроков;

R — процент или общее число черенков с распустившимися глазками или укоренившихся черенков к концу опыта.

После проведённых расчетов строят графики:

• 1. Динамика распускания глазков, %;
• 2. Динамика нарастания длины побега, см;
• 3. Динамика укореняемости, %;
• 4. Динамика образования корней, шт.

Как уже говорилось выше, для того, чтобы убедиться в достоверности полученных результатов, проводят математическую обработку цифрового материала методом дисперсионного анализа [1]. Для проведения этого анализа данные по повторностям заносят в таблицу по следующей форме (табл. 2).

Таблица 2 — Средние данные по повторностям для дисперсионного анализа.

Для установления наличия и степени корреляционных связей между различными показателями побегои корнеобразовательной способности черенков проводят статистическую обработку данных методом корреляционного и регрессионного анализов [6]. Нужные программы по статистической обработке результатов исследований можно найти в интернете, ВУЗах или НИИ аграрного профиля.

Подвергнутые статистическому анализу конечные результаты исследований оформляют в виде сводных таблиц и графиков, после чего проводят их анализ.

Примеры оформления сводных таблиц, отражающие побегои корнеобразовательную способность черенков приведены ниже (табл. 3,4).

Таблица 3 — Побегообразовательная способность виноградных черенков.

Таблица 4 — Корнеобразовательная способность виноградных черенков.

Таким образом, каждый школьный учитель биологии, ознакомившись с нашими методическими рекомендациями, может оказать помощь школьникам в правильном составлении программы и методики исследований по изучению регенерационной активности виноградных черенков, проведении эксперимента и составлении научного отчета.