Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 633.491/58.03

Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий Российской академии наук, г. Томск.

Изучение влияния различных видов освещения на рост и развитие оздоровленных растений картофеля сорта Антонина

Хаксар Е.В., Манукян А.И., Романова М.С.,

Леонова Н.И., Семенов А.Г., Мартынов М.С.

E-mail: mileno4ka1988@mail.ru

Аннотация

выращивание картофель свет культивирование

В статье представлены результаты исследования по подбору оптимального светового режима выращивания оздоровленного картофеля сорта Антонина в процессе его культивирования in vitro при использовании двух видов источников освещения - линейные люминесцентные (Osram холодный дневной свет, Fluora) и линейные диодные лампы (Telefunken 4200k, белый свет). В работе приведены данные о влиянии качества света на ростовые процессы картофеля.

Ключевые слова: картофель, растения-регенеранты, ростовые процессы, источники освещения, микроразмножение.

Annotation

Study of influence of various lighting types on growth and development of healthed potatoes of the antonina variety

Khaksar E.V., Manukyan A.I., Romanova M.S., Leonova N.I., Semenov A.G., Martynov M.S.

The article presents the results of a study on the selection of the optimal light mode for growing an healthed potato of the Antonina variety in the process of its cultivation in vitro using two types of light sources: linear fluorescent (Osram cold daylight, Fluora) and linear diode lamps (Telefunken 4200k, white light). The paper presents data on the influence of light quality on the growth processes of potatoes.

Keywords: potatoes, regenerating plants, growth processes, light sources, micropropagation.

Картофель является одной из основных сельскохозяйственных культур, мировое производство которого постоянно увеличивает свои объемы. На сегодняшний день нарастающие объемы производства картофеля требуют качественного посадочного материала. Использование культуры in vitro и приемов микроразмножения позволяет в ускоренном режиме получать оздоровленные безвирусные растения, которые являются продуцентами семенных миниклубней [1]. В культуре in vitro пробирочные растения картофеля культивируют в условиях искусственного освещения. Свет различного спектра регулирует ростовые процессы в растениях картофеля in vitro [2, 3].

В настоящее время наиболее широко используются для выращивания рассады, декоративных растений и цветов люминесцентные источники света. Использование люминесцентных ламп дает в растениеводстве наилучшее соотношение цена -- качество [6]. Светодиодные источники являются перспективным направлением в выращивании растений, так как дают возможность варьировать спектром светового потока и характеризуются высокой светоотдачей, длительностью рабочего ресурса [5].

Целью нашего исследования является подбор оптимального светового режима выращивания оздоровленного картофеля сорта Антонина в процессе его культивирования in vitro. Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Изучить морфометрические показатели растений картофеля in vitro.

2. Зафиксировать начало ризогенеза при выращивании растений картофеля in vitro.

3. Определить экономическую эффективность использованных ламп.

Материалы и методы исследования

Работа проводилась в СибНИИСХиТ - филиале СФНЦА РАН.

Объект эксперимента - исходные оздоровленные материнские микроклоны картофеля Solanum tuberosum L. сорта Антонина, полученные из апикальных меристем путем культивирования на стандартной питательной среде Мурасиге - Скуга.

Сорт Антонина является раннеспелым, с периодом от посадки до начала формирования товарного урожая 60-70 дней. Кожура клубней слегка шероховатая, желтая, мякоть светло-желтая. Клубни картофеля сорта Антонина овальные с глазками средней глубины. Масса клубня 104-153 г. Содержание крахмала 15,9-19,4%. Данный сорт устойчив к возбудителю рака картофеля, умеренно восприимчив к золотистой картофельной цистообразующей нематоде и возбудителю фитофтороза [4].

Микроклональное размножение пробирочных растений картофеля осуществлялось с помощью микрочеренкования в стерильных ламинар-боксах. Черенки культивировали при температуре 20-22°С, с фотопериодом 16/8 часов свет/темнота, в пробирках в течении 28 суток с использованием следующих видов освещения:

1. Люминесцентные лампы OSRAM, холодный дневной свет, мощностью 36 W.

2. Люминесцентные лампы OSRAM Fluora, с преобладающей составляющей красного и синего цветов, мощностью 36 W.

3. Линейная светодиодная лампа TELEFUNKEN - 4200K, белый свет, с длиной волны 440660 нм., мощностью 18W.

На каждом из вариантов освещения выращивали по 25 растений указанного сорта, в 4кратной повторности. В течении опыта на 3, 7, 14, 21, 28 сутки измеряли показатели, характеризующие развитие растений: длина растения, наличие корня, количество листьев и междоузлий на одно растение.

Статистическая обработка результатов производилась с помощью пакета программ для Windows Statistica 8.0. Для сравнения изучаемых величин использовался критерий Манна-Уитни.

Результаты. В результате проведенных исследований получена информация, свидетельствующая о влиянии качества света на ростовые процессы картофеля сорта Антонина.

Рост растений в пробирке с момента высадки до следующего черенкования происходит в течение нескольких недель в зависимости от достижения им нужной высоты и количества междоузлий, по которым происходит черенкование. Чем больше высота растения и количество междоузлий, тем выше коэффициент размножения пробирочных растений, за счет чего сокращается время получения нужного количества посадочного материала. Поэтому данные показатели являются важными при оптимизации методики выращивания оздоровленных растений.

По результатам нашей работы выявлено, что растения, выращиваемые с использованием специализированной люминесцентной лампы OSRAM Fluora с преобладающей составляющей красного и синего цветов, проявляют отставание в росте от растений, выращиваемых под люминесцентными лампами OSRAM холодного дневного света, принятыми за контроль, начиная с 7 суток выращивания. Отличия статистически значимы. Напротив, растения картофеля, выращиваемые с использованием линейных светодиодных ламп TELEFUNKEN - 4200K (белый свет, с длиной волны 440-660 нм), начиная с 21 суток, имели статистически значимо большую высоту (табл. 1) по сравнению с контролем.

Таблица1- Влияние источников освещения на высоту оздоровленных пробирочных растений сорта Антонина, см

Примечания: * -- отличия достоверны с р < 0,05 по сравнению с контролем; ** -- отличия достоверны с р < 0,01 по сравнению с контролем.

При оценке количества листьев на одно растение статистически значимых различий по этому показателю не выявлено (табл. 2).

Таблица 2 - Влияние источников освещения на количество листьев оздоровленных пробирочных растений сорта Антонина, см

При измерении количества междоузлий, выяснено, что данный показатель ниже у растений, выращиваемых под люминесцентными лампами OSRAM Fluora по сравнению с контролем. Различия статистически значимы начиная с 21 суток выращивания. Обнаружена тенденция увеличения данного показателя по сравнению с контролем у растений, выращенных под линейными светодиодными лампами TELEFUNKEN (табл. 3).

Таблица 3 - Влияние источников освещения на количество междоузлий оздоровленных пробирочных растений сорта Антонина, см

Примечания: * -- отличия достоверны с р < 0,05 по сравнению с контролем; ** -- отличия достоверны с р < 0,01 по сравнению с контролем.

Изучалось влияние различных источников освещения на динамику ризогенеза у пробирочных растений картофеля. Количество растений с появившимися корнями в зависимости от сроков и источников освещения отражено на рисунке 1. Как видно из рисунка, наиболее активный ризогенез наблюдался у растений, выращивавшихся с использованием линейных светодиодных ламп TELEFUNKEN. Самые низкие показатели наблюдались у растений, выращиваемых под люминесцентными лампами OSRAM Fluora.

Рисунок 1 - Количество растений с появившимися корнями на различных сроках выращивания при использовании различных источников освещения. 1 - Люминесцентные лампы OSRAM Fluora; 2 - Линейная светодиодная лампа TELEFUNKEN; 3 - Люминесцентные лампы OSRAM, холодный дневной свет.

Кроме того, в ходе работы проводился анализ затрат на покупку и эксплуатацию изучаемых типов ламп (таблица 4).

Таблица 4 - Характеристики изучаемых типов ламп

С учетом приведенных в таблице 4 характеристик, 16-часового периода работы лампы ежедневно и количества используемых ламп, необходимого для освещения одной секции экспериментального стеллажа, рассчитывались затраты на 1 месяц эксплуатации ламп.

Они составили 97,6 рублей для люминесцентных ламп Fluora, 37,8 рублей. для люминесцентных ламп холодного дневного света и 53,2 рублей для линейных светодиодных ламп 4200K.

Таким образом, по результатам исследований и проведенных расчетов оптимальным из исследованных вариантом для выращивания пробирочных растений сорта Антонина является линейная светодиодная лампа TELEFUNKEN - 4200K.

Выводы

1. Использование для выращивания пробирочных растений картофеля сорта Антонина линейных светодиодных ламп TELEFUNKEN - 4200K (белый свет, с длиной волны 440-660 нм) привело к статистически значимому по сравнению с контролем (люминесцентные лампы OSRAM, холодный дневной свет) увеличению высоты выращиваемых растений и ускорению ризогенеза.

2. Растения, выращиваемые с использованием люминесцентных ламп OSRAM Fluora, с преобладающей составляющей красного и синего цветов, статистически значимо отличались от контрольных растений по высоте (ниже контроля), количеству междоузлий (ниже контроля) и интенсивности ризогенеза (отставание в развитии по сравнению с контролем).

3. С учетом результатов проведенных исследований и расчетов затрат на покупку и эксплуатацию изучаемых ламп, оптимальным вариантов для выращивания пробирочных растений сорта Антонина является линейная светодиодная лампа TELEFUNKEN - 4200K.

Установлено положительное влияние светодиодных ламп на морфогенез растений картофеля сорта Антонина в условиях in vitro. Использование данного типа освещения позволит оптимизировать режимы культивирования картофеля. Кроме того, возможно снижение расходов за счет снижения расходов на потребляемую энергию и более долгого срока службы светодиодов. Результаты проведенных исследований могут быть применены при оптимизации режима культивирования микроклонов картофеля in vitrо.

Список литературы

1. Гусева К.Ю., Бородулина И.Д., Мякишева Е.П., Таварткиладзе О.К. Укоренение in vitro сортов картофеля // Известия Алт. гос. ун-та. -- 2013. -- № 3/1.

2. Головацкая И.Ф., Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В. и др. Оптимизация условий освещения при культивировании Solanum tuberosum L. микроклонов сорта Луговской in vitro // Вестник Томс. гос. ун-та. -- 2013. -- № 4.

3. Карначук Р.А., Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В. Фоторегуляция роста и продуктивности растений картофеля при размножении in vitro // VII Съезд общества физиологов растений России. Междунар. конф. «Физиология растений -- фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий». -- Н. Новгород, 2011. С 313- 314.

4. Красников С.Н. Сорт картофеля Антонина //Достижения науки и техники АПК. - № 12. - 2010. - С. 21-22.

5. Майорова О.В., Майоров Е.Е., Туркбоев Б.А. // Светотехника: Учебное пособие для студентов вузов Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики. 2005. - 86 с.

6. Искусственный свет люминесцентных ламп для роста и цветения растений [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://finelighting.ru/svetilniki/lampy/biolampy/dlya-rastenij/iskusstvennyjsvet-lyuminescentnyx-rosta-cveteniya.html. - Заглавие с экрана. - (Дата обращения: 28.01.2017).

Размещено на Allbest.ru