Интродукция княженики садовой в условиях криолитозоны
Интродукция княженики садовой в условиях криолитозоны
Аннотация
В связи с потребностью в новых сортах ягодных культур и новых источниках природных витаминов отмечается внимание к проблемам выращивания княженики садовой. Природно-климатическое условия Якутии весьма подходят княженике арктической, поскольку растение хорошо выдерживает холодные условия, заморозки, устойчиво к вредителям, зимние низкие температуры переносит под покровом снега. Цель исследования: изучить возможности интродукции княженики садовой в условиях криолитозоны. Проблема заключается в необходимости массового выращивания княженики арктической в культуре для удовлетворения нужд населения и малоизученностю и недостаточными исследованиями по введению в культуру ее в условиях криолитозоны. Исследования по микроразведению княженики in vitro проводились в Биоклональной и генетической лаборатории ФГБОУ ВО Арктический ГАТУ. Опытным путем изучены три сорта княженики садовой, рассмотрена их морозостойкость, возможности получения здоровых материалов из саженцев княженики путем выращивания на питательной среде Мурасиге-Скуга, исследованы особенности интродукции новых для криолитозоны сортов княженики садовой: Анна, Астра, Элпе. Наибольшим процентом выживаемости в ходе микроразмножения на питательной среде обладает сорт княженики Астра – 28%. Для получения здорового и качественного посадочного материала эффективно размножение с использованием биотехнологий на питательной среде с добавлением регуляторов корнеобразования ИУК. Здоровые укорененные черенки при высадке ex vitro приживаются 100%. Интродуцированные с южных регионов хорошо выдерживают заморозки, зимостойки. Княженику садовую можно использовать в качестве эффектного почвопокровного растения.
1. Введение
Княженика арктическая Rubus arcticus L. многолетнее травянистое растение семейства розоцветных (Rosaceae Luss.) высотой до 30 см . Является важным пищевым, лекарственным растением. Плоды обладают характерным вкусом, высоко ценятся как источник витаминов. Произрастает в основном в северных широтах в труднодоступных местах. Урожайность нестабильная, поэтому массово не используется.
В последнее время в связи с потребностью в новых сортах ягодных культур и новых источниках природных витаминов отмечается внимание к проблемам выращивания данного растения. Природно-климатическое условия Якутии весьма подходят княженике арктической, поскольку растение хорошо выдерживает холодные условия, заморозки, устойчиво к вредителям, зимние низкие температуры переносит под покровом снега.
Цель исследования: изучить возможности интродукции княженики арктической в условиях криолитозоны.
Проблема заключается в необходимости массового выращивания княженики арктической в культуре для удовлетворения нужд населения и малоизученностю и недостаточными исследованиями по введению в культуру ее в условиях криолитозоны.
Исследования по микроразведению княженики in vitro проводились в Биоклональной и генетической лаборатории ФГБОУ ВО Арктический ГАТУ.
Дальнейшее исследование ex vitro проводилось в полевых условиях в с. Батагай Якутии в течение трех лет.
2. Методы и принципы исследования
Изучены из литературных источников по морфологическим и ботаническим параметрам 5 перспективных сортов садовой княженики, рассмотрена их морозостойкость, проведена опытная работа по изучению возможностей получения здоровых материалов из саженцев княженики путем выращивания на питательной среде Мурасиге-Скуга, исследованы особенности интродукции новых для криолитозоны сортов княженики садовой: Анна, Астра, Элпе, Аура, София.
Материалы для исследования были приобретены в специализированном питомнике «Русский огород» в 2021 году в виде саженцев княженики пяти сортов. Заказ на саженцы в апреле 2021 года получен в количестве 24 саженцев. С целью получить здоровый посадочный материал часть растений использовали в виде исходного материала методом клoнального микрoразмножения in vitro на питательной среде Мурасиге-Скуга .
При выращивании на постоянное место саженцев княженики, полученных из питомника, использовались общепринятые методы: обработка фунгицидами, повторность, варианты, схема посадки и др .
На основе работ специалистов рассмотрены природные условия, в которых проводится опытная работа.
3. Основные результаты и обсуждение
В Якутии климат резко континентальный с продолжительным зимним суровым периодом и природно-климатические условия характеризуются как экстремальные . Такие условия определяются ее географическим положением, доступностью теплых и холодных воздушных масс, рельефом и характером подстилающей поверхности. Резко континентальный климат проявляется низкими температурами зимой, высокими температурами летом, сухостью и большими колебаниями суточной сезонной температуры, малым количеством осадков . Территория располагается в криолитозоне, где преобладают многолетнемерзлые породы .
Основным типом почв, на которых проводится исследование, являются мерзлотные таежные палевые почвы .
Княженика арктическая является обычным видом во многих районах Якутии. Но растет неравномерно, урожайность низкая, поэтому массово не собирается населением. Исследования княженики арктической в условиях Севера проводились специалистами Н.В. Синельниковой, М.Н. Пахомовым и др. .
Массовый сбор княженики затруднен вследствие труднодоступности и незначительной урожайности. Но ягодное растение востребовано, так как обладает оригинальным вкусом и видом, является отличным источником витаминов.
Исследователями предпринимались попытки выращивать княженику арктическую в культуре, которые не дали хороших результатов. В последнее время популярными стали гибриды, выведенные финскими и шведскими селекционерами путем гибридизации между княженикой арктической и североамериканской (звездчатой) костяникой. Саженцы садовой княженики разнообразных сортов предлагают специализированные питомники «Златпитомник», «Гаршинка», «Русский огород» и др.
В условиях Якутии особенности интродукции садовой княженики не исследованы, однако востребованность в садовой княженике высокая, так как в республике широко развито приусадебное садоводство. Интродукция княженики также позволила бы обеспечить удобным почвопокровным растением, которое не требует постоянной стрижки.
В настоящее время наиболее востребованными сортами княженики садовой являются следующие сорта: Анна, Астра, Аура, Элпе, София и др. По морфологическим особенностям выделяют следующие основные отличия у сортов княженики (см. таблицу 1):
Таблица 1 - Морфологическая характеристика сортов садовой княженики
Сорт | Высота (см) | Компактность куста | Лист | Цветок | Плоды ягода | Корень |
Анна | 15 | компактный | тройчатые морщинистые два прилистника | розовые обоеполые 2 см | красная очень ароматная сладкая с кислинкой мелкий 1-2 г | корневище |
Астра | 25-75
| травянистый трехгранный прямостоячий | тройчатые длинные черешки с прилистниками морщинистые тонкие | розово-красные одиночные малоцветковая кисть обоеполые венчик с 5-ю лепестками | пурпурные ароматные похожи на плоды малины | тонкое корневище |
Аура | 15 | разветвленный | похожи на листья земляники | розовый | красные ароматные вкусные | корневище |
Элпее | 35 | прямой | тройчатые | розовый | красный с сизым налетом сладкий мелкие | корневище |
София | 15-20 | компактный | тройчатые сморщенные | розовые | круглые красные кисло-сладкие средние | корневище |
Из таблицы видно, что в основном высота гибридов от 15 до 30 см, кроме Астры, вырастающей до 75 см. У гибридов Астра, Анна, Элпее, София куст компактный в отличие от княженики Аура. Лист у садовой княженики тройчатый, цветок малиново-розовый яркий, очень вкусные плоды представлены сборной костянкой до 2 гр.
В основном за вегетационный период все сорта успевают цвести и плодоносить (см. таблицу 2):
Таблица 2 - Биологическая характеристика сортов садовой княженики
Сорт | Цветение | Опыление | Созревание | Продолжительность плодоношения |
Анна | 3 декада июня | перекрестное | сентябрь | июнь – август |
Астра | обильное цветение с конца мая | перекрестное | среднее конец июля | июль – август |
Аура | июнь - август | перекрестное | позднее | длительная август – октябрь |
Элпе | конец мая - июнь | перекрестное | август | август |
София | в конце июня в течение 20 дней | перекрестное | среднее | позднее до заморозков |
Таблица показывает, цветение красивыми небольшими розово-малиновыми цветками разное, обильное: начинается с конца мая Элпе, заканчивая в августе – Аура. Опыление у всех сортов перекрестное, требуется посадка нескольких сортов для переопыления. Созревание разное: среднеспелые – Астра и София, позднеспелые – Анна, Аура и Элпе. Наибольшая продолжительность плодоношения у Ауры, София до заморозков, меньшая продолжительность у Элпе.
По самоплодности сорта княженики различаются, а по морозостойкости не имеют различий (см. таблицу 3):
Таблица 3 - Самоплодность и морозостойкость (зимостойкость) (0С) садовой княженики
Сорт | Самоплодность | Зимостойкость 0С |
Анна | частично самоплодный | до -40 |
Астра | частично самоплодный | до -40 |
Аура | самобесплодный | до -40 |
Элпе | самобесплодный | до -40 |
София | самобесплодный | до -40 |
Сорта Анна и Астра частично самоплодны. По морозостойкости все представленные сорта одинаковы выдерживают до -400С .
Опытное исследование по микроразведению княженики проводилось на базе Биоклональной и генетической лаборатории ФГБОУ ВО Арктический ГАТУ. Объекты исследования саженцы княженики трех сортов Анна, Астра, Элпе, которые были получены из специализированных питомников.
Первый этап исследования: получение здоровых материалов из саженцев княженики путем выращивания на питательной среде. Для обеспечения полноценного питания растений проводилось черенкование. Использовали побег с почками. Для приготовления питательной среды использовали методику Мурасиге-Скуга .
В результате мы получили черенки трех сортов по четыре повторности. Выделенные экспланты культивировали в световой комнате при температуре +22…+25° С, интенсивности света 1500–2000 лк.
Наблюдения за развитием черенков проводили в стерильных условиях в лаборатории. Через 14 дней рассчитывали жизнеспособность эксплантов по соотношению живых эксплантов к общему количеству введенных в культуру. В каждом варианте по 4 экспланта [11]. В результате наблюдений за развитием растений получили следующие показатели по количеству корней и количеству новых листьев на побегах (см. таблицу 4).
Таблица 4 - Сравнение количества листьев и корней трех сортов княженики на 14 и 28 день
| Анна | Астра | Элпе | |||
14 дн. | 28 дн. | 14 дн. | 28 дн. | 14 дн. | 28 дн. | |
Количество листьев, шт. в среднем | 5 | 7 | 4 | 5 | 2 | 5 |
Количество корней, шт. в среднем | 10 | 15 | 7 | 13 | 5 | 9 |
Сравнили длину корней трех сортов княженики на 14 и 28 день (мм) (см. таблицу 5):
Таблица 5 - Сравнение длины корней трех сортов княженики на 14 и 28 день
| Анна | Астра | Элпе | |||
14 дн. | 28 дн. | 14 дн. | 28 дн. | 14 дн. | 28 дн. | |
Длина корней (общая в мм) | 14 | 75 | 10 | 73 | 10 | 58 |
Выживаемость княженики Анна составила 42%. В среднем на 14 дней появился в среднем 1 лист у выживших растений, на 28 день наблюдали увеличение до 2 листьев среди выживших. Общее количество листьев показывает способность экспланта к самостоятельному фотосинтезу.
Количество корней на выживших в среднем 2,5 шт. Общая длина корней на выживших 7,4 мм. Хорошая корневая система способствует самостоятельному поглощению воды с растворенными питательными веществами при адаптации полученных саженцев к постоянному месту посадки.
Полученные черенки с листьями и корнями, а также саженцы княженики, полученные из питомников, были высажены нами на опытном участке 26 мая. В первый 2021 год оба варианта хорошо прижились на глиняной земле с добавлением перегноя. Растения высажены по общепринятой методике рядовым методом. Расстояние между саженцами составляло 20 см, между рядами 60 см. Уход заключался в прополке сорняков и поливе. Наблюдали за наращиванием листьев, появлением цветков, плодоношением. При хорошем уходе добились 100 %-ной приживаемости обоих вариантов. В первый год произошло наращивание зеленой массы, появились плоды в единичном количестве (см. таблицу 6):
Таблица 6 - Развитие фенологических фаз садовых сортов княженики
Сорт | Цветение | Созревание | Продолжительность плодоношения |
Анна | начало июля | сентябрь | август – сентябрь |
Астра | начало июля | конец июля | июль – август |
Элпе | конец июня | август | август |
Таблица показывает, что все три сорта начали цветение практически одновременно конец июня – начало июля. Созревание произошло вариативно: Астра созревание первых ягод пришлось на конец июля, Элпе созрел в августе, Анна позже всех сортов в сентябре. Наибольшую продолжительность плодоношения показал сорт Анна.
Кусты сортов княженики оказались по сорту компактными. По виду очень декоративными. В следующих 2022 и 2023 гг. продолжилось нарастание надземной массы кустов княженики вдвое у сортов Анна и Астра. Чуть меньше у Элпе. У каждого кустика княженики появилось множество отпрысков за счет наращивания корневой массы.
Увеличение розетки княженики дает возможность ежегодно увеличивать посадочный материал в 3-4 раза. Каждый укорененный саженец хорошо цветет и плодоносит в год посадки. Наблюдения за ростом и развитием княженики показали неприхотливость растения, устойчивость к засухе, способность быстро занимать окружающее пространство, способность быть декоративным весь вегетационный период.
4. Заключение
Наибольший процент выживаемости микроразмножения на питательной показал сорт княженики Астра – 28 %.
Для получения здорового и качественного посадочного материала эффективно размножение с использованием биотехнологий на питательной среде с добавлением регуляторов корнеобразования ИУК.
Здоровые укорененные черенки при высадке in vivo приживаются 100%.
Интродуцированные с южных регионов хорошо выдерживают заморозки, зимостойки.
Княженику садовую можно использовать в качестве эффектного почвопокровного растения.