Применение ретардантов в селекции и семеноводстве петунии гибридной (Petunia x hybrida Vilm.) и циннии изящной (Zinnia elegans Jacq.) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, кандидат сельскохозяйственных наук Горбаченков, Михаил Валентинович

• Горбаченков, Михаил Валентинович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Горбаченков, Михаил Валентинович

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Петуния гибридная

1.1.1. Ботаническая характеристика и систематика

1.1.2. Биологические особенности

1.1.3. Агротехника

1.1.3.1. Выращивание рассады

1.1.3.2. Вегетативное размножение петунии

1.1.3.3. Сохранение маточников в зимний период

1.1.3.4. Агротехника петунии в открытом грунте

1.1.3.5. Особенности агротехники семеноводческих посевов

1.1.4. Классификация сортов и гибридов петунии

1.1.5. Современный ассортимент петунии

1.1.6. Болезни и вредители петунии и меры, борьбы с ними

1.1.6.1. Бактериальные и вирусные болезни

1.1.6.2. Грибные болезни

1.1.6.3. Вредители

1.2. Цинния изящная

1.2.1. Ботаническая характеристика и систематика

1.2.2. Биологические особенности

1.2.3. Агротехника

1.2.3.1. Выращивание рассады

1.2.3.2. Агротехника циннии в открытом грунте

1.2.3.3. Особенности агротехники семеноводческих посевов

1.2.3.4. Химический способ борьбы с сорняками на посадках циннии

1.2.4. Классификация сортов и гибридов циннии

1.2.5. Современный ассортимент циннии

1.2.6. Болезни и вредители циннии и меры борьбы с ними

1.3. Химические соединения с ретардантным действием и их использование в сельском хозяйстве

1.3.1. Общие сведения о ретардантах

1.3.2. Ретарданты, использованные в исследовании

1.3.2.1. И, N. М-триметил-Ы-(2-хлорэтил)аммония хлорид

1.3.2.2. N. К-диметил-Ы-(2-хлорэтил) гидразиния хлорид

1.3.2.3. Ы-диметилгидразид янтарной кислоты

1.3.2.4. Стероидные гликозиды 56 1.4 Безопасность жизнедеятельности при работе в защищенном грунте и при работе с пестицидами

2. Материал и методы исследований

2.1. Характеристика района проведения исследований

2.1.1. Агроклиматические условия района проведения исследований

2.1.2. Погодные условия вегетационных периодов 2002-2004 годов

2.2. Материал исследований

2.3. Схема исследований

2.4. Методика наблюдений

2.5. Методика приготовления растворов ретардантов и стероидных гликозидов

2.6. Агротехника петунии и циннии в опыте

3. Результаты исследований 77 3.1. Отработка отдельных элементов технологии возделывания петунии гибридной и циннии изящной

3.1.1. Влияние ретардантов на рост и развитие растений петунии гибридной группы «крупноцветковая»

3.1.1.1. Закономерности влияния ретардантов, в зависимости от концентрации действующих веществ

3.1.1.2. Особенности сортоспецифичной реакции на обработки ретардантами

3.1.2. Влияние ретардантов на рост и развитие растений петунии гибридной группы «многоцветковая»

3.1.2.1. Закономерности влияния ретардантов, в зависимости от концентрации действующих веществ

3.1.2.2. Особенности сортоспецифичной реакции на обработки ретардантами

3.1.3. Влияние ретардантов на рост и развитие растений циннии изящной

3.1.3.1. Закономерности влияния ретардантов, в зависимости от концентрации действующих веществ

3.1.3.2. Особенности сортоспецифичной реакции на обработки ретардантами

3.1.4. Перспективы использования стероидных гликозидов в качестве потенциальных ретардантов

3.2. Влияние ретардантов на устойчивость циннии изящной к альтернариозу

3.3. Практическое использование ретардантов в селекции и семеноводстве

3.3.1. Влияние ретардантов на семенную продуктивность

3.3.1.1. Петуния гибридная

3.3.1.2. Цинния изящная

3.3.2. Влияние ретардантов на махровость цветков и соцветий

3.3.2.1. Петуния гибридная

3.3.2.2. Цинния изящная

3.3.3. Некоторые аспекты использования ретардантов для практики селекции и семеноводства петунии гибридной и циннии изящной

Выводы

Рекомендации производству

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение ретардантов в селекции и семеноводстве петунии гибридной (Petunia x hybrida Vilm.) и циннии изящной (Zinnia elegans Jacq.)»

Актуальность. Диссертационная работа посвящена актуальной теме -изучению влияния синтетических ретардантов и вторичных метаболитов растений на селекционно ценные характеристики и семенную продуктивность петунии гибридной и циннии изящной.

Петуния гибридная и цинния изящная - одни из самых популярных однолетних цветочных культур, тем не менее, селекция по ним в нашей стране не ведется. Развитию данного направления препятствует не только отсутствие коллекционного и селекционного материала, но и современных технологий селекции и семеноводства этих культур. Для того, чтобы в кратчайшие сроки начать производство семян отечественных сортов и гибридов петунии и циннии, требуется решить ряд проблем: получение качественного посадочного материала с хорошей приживаемостью; получение семян от махровых и других форм с неполноценными репродуктивными функциями; увеличение семенной продуктивности; совершенствование системы защитных мероприятий против наиболее распространенных и вредоносных болезней, в частности -альтернариоза циннии.

Во многом обозначенные проблемы могут быть решены путем использования физиологически-активных веществ, и в том числе -синтетических ретардантов и вторичных метаболитов.

В России в настоящее время ретарданты и вторичные метаболиты практически полностью отсутствуют в технологических схемах возделывания однолетних цветочных культур. Между тем, использование регуляторов роста - одно из наиболее динамично развивающихся направлений в мировой практике. Особую актуальность исследования приобретают в русле изучения влияния ретардантов и вторичных метаболитов не только на рост растений, но и на весь комплекс биологических и хозяйственно ценных признаков.

Цель и задачи исследований

Цель - разработать современную технологию возделывания петунии гибридной и циннии изящной с применением ретардантов. В ходе исследования ставились следующие задачи:

- изучить влияние ретардантов в различных концентрациях на комплекс биологических и хозяйственно ценных признаков сортов и гибридов петунии и циннии на разных фазах развития растений;

- выявить сортоспецифичность действия ретардантов;

- отработать элементы технологии практического использования ретардантов.

Научная новизна исследований:

- изучены особенности влияния синтетических ретардантов на комплекс биологических и хозяйственно ценных признаков (в т.ч. - устойчивость к болезням, семенную продуктивность, декоративные качества) петунии гибридной и циннии изящной, в зависимости от концентрации, а также фазы и кратности обработок;

- впервые установлен факт формирования полноценных репродуктивных органов у махровых форм петунии гибридной и циннии изящной под действием данных синтетических ретардантов;

- выявлена видо- и сортоспецифичность действия ретардантов;

- впервые зафиксирован ретардантный эффект вторичных метаболитов на культуре петунии гибридной.

Практическая значимость исследований:

- установлена возможность применения ретардантов для улучшения селекционных характеристик и повышения семенной продуктивности петунии гибридной и циннии изящной;

- разработана современная технология возделывания петунии гибридной и циннии изящной с использованием ретардантов;

- сформулирована концепция использования ретардантов для защиты селекционных достижений;

- подтверждена возможность применения ретардантов в системе защиты циннии от альтернариоза, как элемент цепочки защитных мероприятий, с целью сокращения использования токсичных фунгицидов;

- показана перспективность вторичных метаболитов, как экологически чистых соединений с ретардантными свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

- особенности влияния обработок ретардантами на биологические и хозяйственно ценные признаки петунии гибридной и циннии изящной;

- ретардантный эффект вторичных метаболитов;

- технология практического использования ретардантов в селекции и семеноводстве петунии гибридной и циннии изящной.

1. Обзор литературы 1.1. Петуния гибридная

Заключение диссертации по теме «Селекция и семеноводство», Горбаченков, Михаил Валентинович

3. Результаты исследований

3.1. Отработка отдельных элементов технологии возделывания петунии гибридной и циннии изящной 3.1.1. Влияние ретардантов на рост и развитие растений петунии гибридной группы «крупноцветковая» 3.1.1.1. Закономерности влияния ретардантов, в зависимости от концентрации действующих веществ

Для выяснения общих закономерностей влияния ретардантов на рост и развитие петунии гибридной группы «крупноцветковая» (как культуры в целом), был поставлен опыт, в качестве материала которого использовалась смесь с большим разнообразием генотипов.

Первая оценка влияния ретардантов на рост и развитие растений была произведена в фазу начала кущения (через 50 суток после появления всходов). В данной фазе различия между вариантами были несущественны, т.е. меньше величины НСР05.

В фазу бутонизации (60 суток после появления всходов), которая соответствует готовности рассады к высадке в грунт или к коммерческой реализации, отмечены существенные различия в росте и развитии растений. Анализировались следующие показатели: высота растений, компактность (отношение диаметра к высоте), дата начала цветения.

Для Я1 выявлена зависимость высоты растений от концентрации ретарданта, фазы и кратности обработок (рис. З.1.1.1.). Низкая концентрация Ш (0,6 ммоль/л) либо не влияет, либо стимулируют рост рассады (обработка в фазе 2.4 листьев).

С увеличением концентрации, как правило, увеличивается ретардантный эффект Я1. Причем, при обработке в фазу 2.4 листьев оптимальный эффект достигается при концентрации 6 ммоль/л, а при обработке в фазу 8. 10 настоящих листьев - уже при концентрации 3 ммоль/л и с увеличением

•— Обработка в фазу 2.,4 настоящих листьев

Обработка в фазу

8 . Юнастояищ листьев

-й- Две обработки нсгч контроль ;0,6 ммоль/л «1' Зммогь/л ЯП: 6 ммоль/л М: 12 ммоль/л Варианты обработок Рис 311 1 Влияние различных концентраций № на высоту рассады петунии крупноцветковой концентрации до 12 ммоль/л практически не меняется.

Наибольший ретардантный эффект зафиксирован при двукратной обработке с концентрацией [11 6 ммоль/л. /

Обработка в фазу 2,,.4 настоящих листьев Обработка е фазу 8. .10 настоящих листьев Две обработки

НСР

Концентрация

Рис. 3,1 1.2. Влияние различных концентраций Я1 на компактность рассады петунии

Компактность - важная составляющая общей декоративности, определяющая в большой степени привлекательность рассады для потребителя, что очень важно учитывать при подборе ретардантов. Зафиксировано влияние Ш на компактность рассады петунии (рис. 3.1.1.2.) в трех вариантах.

Отрицательный эффект был отмечен при обработке в фазу 2 . 4 настоящих листьев концентрацией 0,6.3 ммоль/л: происходило излишнее вытягивание растений, и как следствие, снижение компактности, в среднем, на 14 % от контроля. На более поздних фазах развития растений обработки Я! в указанных концентрациях значимого влияния (последействия) не оказывали.

В вариантах с двукратной обработкой концентрациями 3 и 6 ммоль/л отмечено положительное влияние на компактность: увеличивался диаметр, и одновременно снижалась высота обработанных растений, что выразилось в значительном увеличении их компактности (см. рис. 3.1.1.2).

Изучение эффектов последействия обработок К) на рост и развитие растений петунии «круп но цветковой» показало, что данный ретардант оказывает неоднозначное влияние на длительность межфазных периодов: однократные обработки либо не влияли, либо ускоряли начало цветения на 3.5 суток (рис. 3.1.1.3.)«

С разницей до 5 суток ускоряли начало цветения двукратные обработки практически во всем диапазоне концентраций. Незначительное (1 сут.) запаздывание обработанных растений относительно контроля, которое было зафиксировано при концентрации 3 ммоль/л, можно объяснить скорее г2 I 70

X д

0>

Ь о; 68 =г о; с

Обработка в фазу 2.4 настоящих листьев «—Обработка в фазу 8.10 настоящих листьев ■4- Две обработки

-1---г------1---г---1 контроль Я1: 0,6 ГО: 3 Я1:6 ГО: 12 Концентрация ммоль/л ммоль/л ммоль/л ммоль/л

Рис 3.1.1.3. Влияние различных концентраций на начало цветения петунии случайными причинами.

Можно предположить, что дробное введение ретарданта в метаболизм более активно способствует перераспределению пластических веществ, в результате чего бутоны и цветки формируются быстрее. Данный факт необходимо учитывать при составлении технологических карт.

Для Ы,Н-диметил-Ы-(2-хлорэтил) гидразиния хлорида (Я2) зависимость изменения высоты растений от концентрации раствора ретарданта, фазы и кратности обработок, носит несколько иной характер, чем для Я! (рис. 3.1.1 Л.). о л с!

0 т

120

100

80 и;

О 60

X о 40

20 0 контроль Я2:0,3 Н2:0,6 К2: 1,5 Р2: 3 ммоль/л ммоль/л ммоль/л ммоль/л

-♦—Обработка вфазу 2. .4 настоящих листьев »- Обработка вфазу 8 .10 настшицих листьев -й— Две обработки

НС Р

ОД

Варианты обработок

Рис. 3.1.1.4.Влияние различных концентраций Р2 на высоту рассады петунии "крупноцветковой"

Обработки в фазе 2.4 настоящих листьев оказались неэффективными во всех вариантах, кроме концентрации 3 ммоль/л. Снижению высоты рассады способствовали обработки двумя концентрациями: 0,6 ммоль/л в фазе 8. 10 листьев и 3 ммоль/л - во всех вариантах. Обработка Я2 с концентрацией 0,6 ммоль/л в фазе 8. 10 настоящих листьев для практического применения не рекомендуется, так как в производственных условиях растения не всегда одновременно находятся в одной фазе.

Максимальное снижение высоты получено при двух обработках раствором Н.2 с концентрацией 3 ммоль/л.

Анализ влияния обработок Я2 на компактность рассады (рис. 3.1.1.5.) показывает, что во всех вариантах (кроме варианта двух обработок с концентрацией 3 ммоль/л) не зафиксировано существенного влияния данного ретарданта на этот признак, в отличие от Я1

140

Обработка а фазу 2.4 настоящих листьев

3 Обработка в фазу 8.10 настоящих листьев 1Две обработки

НСРод контроль Я2.0,3 В2: 0,6 1,5 R2:3 ммоль/л ммоль/л ммоль/л ммоль/л Концентрация

Рис. 3.1.1.5. Влияние различных концентраций Р2 на компактность рассады петунии "крупноцветковой"

Аналогично Я1, обработки Я2 в большинстве случаев ускоряли начало цветения на 1.6 суток (рис, 3.1.1.6). Только при двукратной обработке концентрацией !,5 ммоль/л растения зацвели в один день с контрольными растениями, а при концентрации 0,3 ммоль/л отмечена незначительная в а о Ч

- о

К X

0) о:

I *

5- ш о § с £

0 о

X с. л X

76 74 72 70 68 66 64 62 контроль

Я2 0,3 ммоль/л

И2. 0,6 ммоль/л

Ъ2 1,5 ммоль/л

И2 3 ммоль/л

•Обработка в фазу 2.4 настоящих листьев

Обработка в фазу

8.10 настоящих листьев - Две обработки

Концентрация

Рис. 3.1.1.6. Влияние различных концентраций Р2 на начало цветения петунии задержка цветения (на 2 суток).

Максимально раннее цветение отмечено у растений, обработанных раствором Я2 с концентрацией 3 ммоль/л в двух вариантах: «обработка в фазу

8. 10 листьев» и при двукратной обработке.

По всей видимости, в случае двух обработок, именно обработка в фазу 8. 10 листьев играет решающую роль - на рис. 3.1.1.6. видно, что графики «обработка в фазу 8. 10 листьев» и «две обработки» параллельны на значительном протяжении.

Действие обработок М,>1-диметилгидразидом янтарной кислоты (R3) лучше исследовано на культуре петунии гибридной, чем действие R1 и R2, поэтому, основываясь на литературных данных (Sink, 1984), в настоящих исследованиях были сразу выбраны для изучения двукратные обработки.

Исследовались две концентрации: 1,25 и 3 ммоль/л. Зафиксирован значительный ретардантный эффект в обоих вариантах, причем с увеличением концентрации данный эффект усиливался (табл. 3.1.1.1.)

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Горбаченков, Михаил Валентинович, 2005 год

1. Агафонов Н.В., Губина JI.E. Регуляторы роста и развития растений. М.:1. Наука, 1981.-с. 220-221.

2. Аксенов Е.С., Аксенова H.A. Декоративные растения. Т.2. (Травянистыерастения). -Изд.2-е. энциклопедия природы России. - М.: АБФ, 2000. -608 с.

3. Алдрич®: Справочник химических реактивов и лабораторногооборудования. Milwaukee, USA: Sigma-Aldrich, 2003. -с. 1689

4. Ампельные мини-петунии // Мой прекрасный сад. 1998. - № 6. - с. 36

5. Андрейцев В.И., Дерендовская А.И., Георгиев H.A. //Регуляторы роста и развития растений: Тез. докл. IVМеждунар. конф. М., 1997. -с. 145.

6. Балашова И. Т., Вердеревская Т.Д., Кинтя П.К. и др. //VIII Всесоюзн. совещ.по иммунитету с.-х. растений к болезням и вредителям: Тез. докл. Рига, 1986. -4.2. - с. 77-78.

7. Балашова H.H., Бочарникова Н.И. //Новые и нетрадиционные растения иперспективы их практического использования: Тез. докл. I Междунар. симпоз. -.Пущино, 1995. с. 204-205.

8. Безуглова О.С. Удобрения и стимуляторы роста. Ростов-на-Дону: Феникс,2000.-320 с.

9. Белан С.Р., Грапов А.Ф., Мельникова Г.М. Новые пестициды. Справочник.

10. М.: ВНИИХСЗР, 2001. -196 с.

11. Вакуленко В.В., Шевченко З.Д. Семеноводство однолетних и двулетних цветочных растений. М.: МКХ РСФСР, 1963. - 191с.

12. Вакуленко Вл.В. Сравнительная эффективность гербицидов -производных мочевины в борьбе с сорняками однолетних цветочных культур. // Пути совершенствования агротехники в области зеленого цветоводства. -М.:АКХ, 1987. с. 35-37

13. Ващенко М.А. Особенности формирования семян циннии изящной. -Докл./ ТСХА, вып. 266. М.: ТСХА, 1980. - с.53-5513