Інтродукція якону

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Існують способи клонального розмноження якону з апікальних і пазушних бруньок в культурі in vitro і бруньок відновлення кореневищ in vivo. З використанням методів клонального розмноження отриманий сорт якону - Біос. При вирощуванні рослин якону в різних умовах в одному регіоні було встановлено, що їх продуктивність значно вище в умовах захищеного ґрунту в порівнянні з відкритим ґрунтом. Істотний вплив на зростання, розвиток і продуктивність рослин якону надають кліматичні умови. Якнайкращі результати отримані при вирощуванні рослин якону в гірських районах півострова Малакка, що знаходиться в кліматичній зоні внутрішніх тропіків.

1. Основна частина

Культура - якон (Polymnia sonchifolia Poepp. & Endl.) відноситься до сімейства складноцвіті (Asteraceae), підродині астрові (Asteroideae), триби геліантових або соняшникових (Heliantheae), групі неолійних культур. Центр походження якону - Південноамериканський «Перувіано-Еквадоро-Болівійський» (Вавілов, 1935). Природний ареал зростання якона - гірські райони Анд на висоті 900-2750 м, проте в культурі він може оброблятися повсюдно. Якон був однією з найважливіших культур, використовуваних з часів Інків, про що говорять археологічні розкопки. На сьогоднішній день якон інтродукований в США, Західній Европі, на півночі Африки, Нової Зеландії, Японії і Південній Кореї. В цілому можна відзначити, що якон досить пластична культура і вирощується на земній кулі в межах 40 пд. ш. 45 пн. ш.

Кореневі бульби якону накопичують велику кількість вуглеводів у вигляді фруктоолігосахаридів (ФОС) до 60-70% сухої маси. Ступінь полімеризації ФОС від 2 до 9. Протеїни кореневих бульб містять всі амінокислоти, і за якістю порівнюються з ідеальним білком. Серед зольних елементів містяться калій, фосфор, залізо, цинк, магній, натрій, кальцій, мідь і ін. Кореневі бульби якона містять велику кількість вітамінів серед яких найбільш важливими є - вітамін С, тіамін, рибофлавін і ніацин.

Кореневі бульби якону є низькокалорійними і ефективним антидіабетичним продуктом, тому що вони володіють гіпоглікемічною дією пониження рівня цукру в крові. Сприяє пониженню кількості холестерину і триглицеридів, і володіє антиатеросклерозною дією. Сприяє розвитку біфідобактерій і Bacillus subtilis в ободовій кишці. Усувають зростання мікроорганізмів, які сприяють гниттю, що викликає проноси. Покращують асиміляцію кальцію. Стимулюють синтез вітамінів групи B. Вуглеводи, що містяться в кореневих бульбах, не викликають карієс зубів. Регулюють роботу кишечника, підсилюють моторику. Є профілактичним засобом, що перешкоджає розвитку ракових пухлин.

Листя якону містять флавоноїди, сесквітерпеноїди і інші речовини, що володіють антиоксидантними і антистресовими властивостями, а також є цитопротекторами. Листя якону містить до 20% високоякісного білка, тому якон потенційно може бути кормовою культурою.

У вітчизняній літературі про якон згадувалося лише в декількох публікаціях (Лехновіч, 1929; Букасов, 1930; Вавілов, 1935; Іпатьев, 1966; Цегельників, 1981), проте в Росії ця культура не вирощувалася. Дослідження по інтродукції якону в Росії були початі з 1995 року з використанням матеріалу, отриманого НТІМІ з Аргентини, який був розісланий в ряд науково-дослідних установ Росії (ВНДІ цукрового буряка і цукру, ВНДІ квітникарства і субтропічних культур і ВНДІ селекції і насінництва овочевих культур). Найбільш цілеспрямовано і планомірно дослідження по інтродукції якона проводилися у ВНДІСНОК.

Як об'єкт досліджень використали якон (Polymnia sonchifolia Poepp. & Endl.). Матеріалом були кореневища, апікальні і пазушні бруньки пагонів, надземні і підземні органи рослин. Приготування поживних середовищ і культивування експлантів in vitro проводилося по методиці прийнятої в лабораторії біотехнології ВНДІСНОК (Тюкавін, 2001). Вирощування рослин якона у відкритому і захищеному грунтах проводилося з використанням методу розсади. Схема посадки 60*60 см. При необхідності проводився полив.

2. Клональне розмноження

Хоча в морфологічному відношенні інтродуковані рослини якону в цілому зберігають свої видові особливості, проте в умовах Росії вони, як правило, не утворюють генеративних органів і не квітнуть, і не утворюють насіння. З цього виходить, що єдиним способом розмноження при обробітку якону в Росії є - вегетативне розмноження. Для цієї мети пропонується розсадний спосіб. Розсаду можна отримувати, використовуючи культуру апікальних і пазушних бруньок in vitro або бруньки відновлення кореневищ in vivo.

3. Розмноження in vitro

Для цієї мети використовувалися апікальні і пазушні бруньки молодих пагонів якону. Було встановлено, що бруньки якону є гормонально незалежними і можуть з успіхом культивуватися in vitro на безгормональных середовищах МС (Murashige, Skoog, 1962) або МСм (Masuda et al., 1981). При цьому кращі результати досягаються при культивуванні експлантів на фільтрувальних містках в рідкому середовищі. Через 6-8 тижнів рослини-регенеранти якона висаджують в горщики з субстратом і адаптують до умов вирощування in vivo при підвищеній вологості протягом 3-4 тижнів. Далі вони добре розвиваються в звичайних умовах.

4. Розмноження in vivo

Для цієї мети використовувалися бруньки відновлення кореневищ. Кореневища утворюються в результаті розростання основи стебла головного пагону. До кінця вегетації кількість бруньок відновлення у зрілих кореневищ в середньому може досягати 65-70 штук, а їх максимальна кількість доходити до 130 штук на кореневищі. Запропонована технологія отримання розсади з бруньок відновлення кореневищ досить проста. Для отримання погонів з бруньок відновлення кореневища і/або їх фрагменти поміщають в умови підвищеної вологості. Проростання бруньок проводиться на світлі. Через чотири тижні пагони досягають у висоту 1-4 см, кількість вузлів складає 2-4 штук, а площа листової пластинки складає 2-3 см².

Через чотири тижні кореневища і/або фрагменти кореневищ з мініатюрними пагонами розрізають на частини, що містять один пагін і шматочок запасаючої тканини кореневища. Втечі з шматочками запасаючої тканини кореневища висаджують в торф'яні і/або пластмасові горщики з субстратом.

Через чотири тижні після висадки пагонів в субстрат (вісім тижнів після закладки кореневищ для формування пагонів з бруньок відновлення) утворюється добре розвинена розсада, придатна для подальшої пересадки в поліетиленові перфоровані пакети з ґрунтовою сумішшю або безпосередньо в грунт. До цього часу висота рослин якона в середньому складає 9,8 см, кількість вузлів - 4,9 шт., а площа листової пластинки 56,8 см².

5. Сорт якону - Біос

Із застосуванням методів клонального розмноження був отриманий сорт якону - Біос, який в 2005 р. включений в Державний реєстр селекційних досягнень допущених до використання в Російській Федерації з датою пріоритету 15 жовтня 2002 р. Нижче приводиться відмітні морфологічні ознаки цього сорту, що був використаний в подальших дослідженнях.

Стебла рослин округлі з жорстким густим опушуванням, однорідно зеленого кольору. Листя супротивне, велике, з нерівномірно-зубчатим краєм. Листова пластинка списоподібної форми, у молодого листя ромбічне, трикутне, з верхнього боку темно-зеленого кольору, нижній світлішої і опушеної. Черешки листя крилаті при підставі з вушковидними виростами, створюючими піхву. У основи головного пагона формується товсте, коротке, м'ясисте багатоголове кореневище з горбистою поверхнею через безлічі бруньок відновлення. Воно має темно-буре забарвлення, перехідне в антоціанове у бруньок і пагонів, що розвиваються з них. У коровій частині зустрічаються секреторні вмістища, механічні тканини відсутні. Від кореневища відходять коріння і кореневі бульби. Сформовані кореневі бульби мають колір від жовтуватого до бурого. При знаходженні на світлі буре забарвлення посилюється. Покривна тканина кореневих бульб - багатошаровий корок жовтувато-сірого кольору. Типова форма кореневих бульб сорту Біос - веретеновидна, зрідка зустрічаються кореневі бульби округлої і грушовидної форми.

6. Вирощування у відкритому і захищеному ґрунті

Дослідження по вивченню впливу різних умов вирощування рослин якона (відкритий і захищений грунт) в одному і тому ж регіоні проводилися в Підмосков'ї і Ірані. Дослідження, проведені в Підмосков'ї, показали, що по більшості найбільш важливих показників продуктивності надземної і підземної частин рослини, вирощені в захищеному грунті, перевершували рослини з відкритого ґрунту. Аналогічні результати були отримані і в Ірані (Tjukavin et al., 2000; Тюкавін і ін., 2001).

7. Вирощування в різних агрокліматичних зонах

Порівняльне вивчення зростання і розвитку рослин якона в умовах Підмосков'я і Середнього Уралу (Москва і Єкатеринбург знаходяться на одній широті 55,5⁰ пн. ш.) показало, що зростання і розвиток рослин якона інтенсивніше відбувалося в умовах Підмосков'я. Через 28 тижнів культивування (кінець серпня) по більшості показників головних пагонів: висота, кількість вузлів і діаметр стебла - рослини якона, вирощені в умовах Підмосков'я, істотно перевершували рослини якона, вирощених в умовах Середнього Уралу. При аналізі підземної частини рослин було відмічено, що маса кореневих бульб рослин якона, вирощених в Підмосков'ї, перевершувала відповідно на 54 і 56% масу кореневих бульб рослин якона, вирощених на Середньому Уралі. При індивідуальному аналізі кореневих бульб було показано, що за відсутності відмінностей по діаметру довжина кореневих бульб рослин якона, вирощених в Підмосков'ї, значно перевершувала довжину кореневих бульб, рослин якона, вирощених на Середньому Уралі. Істотні відмінності наголошувалися і по масі кореневих бульб, яка була на 29% вище у бульб рослин якона, вирощених в Підмосков'ї (Тюкавін і ін., 2002).

Вивчення зростання і розвитку рослин якону в Адигеї (46,4⁰ пн. ш., клімат передгір'я теплий, вологий) порівняно з Підмосков'ям (55,5⁰ пн. ш., клімат помірно континентальний) показало, що цей регіон більш сприятливий для обробітку якону.

При аналізі показників надземної частини (габітуса) рослин було відмічено, що на початок вересня по ряду показників головного пагона (висота, кількість листя) істотних відмінностей відмічено не було. Проте за такими показниками як діаметр стебла і площа листової пластинки, головні пагони рослин якона, вирощені в Адигеї значно перевершували рослини з Підмосков'я. Подальші спостереження показали, що до кінця вегетаційного періоду приріст надземної частини рослин якона в Підмосков'ї був незначний, тоді як в Адигеї за наявності помірної температури і достатньої кількості опадів приріст надземної частини був істотніший. До кінця вегетації середня висота рослин якона в Адигеї склала близько 190 см, тобто висота рослин за два місяці збільшилася приблизно в 1,6 рази.

Аналіз підземної частини рослин якону під час збору показав, що за основними показниками продуктивності: кількість і маса кореневих бульб, рослини, вирощені в Адигеї, значно перевершували рослини з Підмосков'я. Розрахункова врожайність всіх кореневих бульб склала для Адигеї 85,6 т/га, а для Підмосков'я 48,2 т/га. Врожайність кореневих бульб діаметром ? 1,0 см склала відповідно 80,7 і 47,2 т/га.

У Малайзії якон вирощувався в різних агроекологічних умовах в низовинній частині півдня півострова малакка (штат-султанат Селангор Дарул Ехсан) і на нагір'ї Камерон. Середньорічна максимальна температура в низовинній частині складає 32,1*0,18⁰С, а на нагір'ї Камерон 22,1*0,17⁰С, а середньорічна мінімальна температура відповідно складає 22,5*0,13⁰С і 15,5*0,14⁰С. Середньорічна мінімальна вологість на нагір'ї Камерона складає 65,6*0,04%, а в низовинній частині 55,9*0,92%. Таким чином, низовинна частина і нагір'я Камерон є різними агроекологічними зонами. У низовинній частині відносно висока температура і низька вологість повітря, а на нагір'ї Камерона нижча температура і висока вологість повітря. Висадка семитижневої розсади була проведена 14 вересня 2004 р.

Аналіз отриманих даних показав, що рослини якону росли і розвивалися значно краще в умовах нагір'я Камерона в порівнянні з рівнинною частиною півострова Малакка. Як в умовах нагір'я Камерона, так і в низовинній частині висота стебла головного пагона і його діаметр закономірно збільшувалися з віком рослин. Проте через 5 тижнів ці показники інтенсивніше збільшувалися на нагір'ї Камерон. По кількості листя і площі листової пластинки рослини якона, вирощені в низовинній частині значно поступалися рослинам якону, вирощеним на нагір'ї Камерон. У низовинній частині в процесі зростання рослин відбувалося інтенсивніше відмирання раніше сформованого листя, а знову сформоване листя відрізнялося меншими розмірами. Таким чином, фотосинтетичний апарат рослин якона в низовинній частині був розвинений значно слабше, ніж в умовах нагір'я Камерон. Рослини якону, вирощені в умовах нагір'я Камерона, істотно перевершували рослини, вирощених в низовинній частині, і за іншими вивченими показниками: довжина міжвузлів на стеблі головного пагону, довжина і ширина листової пластинки. Розвиток рослин якона також йшов краще на нагір'ї Камерона. До середини січня 2005 р. на нагір'ї Камерона всі рослини утворили додаткові пагони заввишки до 70 см і пагони 1-го порядку довжиною до 70 см. У низовинній частині з 9 рослин, що вижили, тільки 3 рослини утворили невеликі додаткові пагони заввишки до 31 см і 8 рослин утворили пагони 1-го порядку довжиною до 40 см. Більш того на нагір'ї Камерона до цього часу почалося цвітіння рослин якону, тоді як в низовинній частині цвітіння рослин якону не спостерігалося навіть і від раніших посадок. В цілому габітус рослин якона, вирощених на нагір'ї Камерона був значно краще в порівнянні з габітусом рослин вирощених в низовинній частині.

Збір рослин якону на нагір'ї Камерон був проведений на початку березня 2005 року. До цього часу 50% рослин знаходилося на стадії цвітіння, і всі рослини сформували кореневі бульби. У низовинній частині з 28 спочатку висаджених рослин залишилося тільки 4, і ті були в поганому стані, і кореневих бульб сформовано не було. На нагір'ї формуються досить крупні кореневища з численними бруньками відновлення, які є основними органами вегетативного розмноження якону. Загальна маса кореневих бульб склала 4,42 кг, а кореневих бульб 1,0 см - 4,37 кг з рослини. Таким чином, розрахункова врожайність всіх кореневих бульб, при схемі посадки 60*60 см, склала 122,8 т/га, а врожайність кореневих бульб діаметром 1,0 см - 121,4 т/га, що значно вище, ніж в Адигеї.

якон розмноження рослина брунька

Висновки

Для отримання насіннєвого матеріалу якона можна використовувати методи клонального розмноження in vitro з використанням апікальных і пазушних бруньок, і клонального розмноження in vivo з використанням бруньок відновлення кореневищ. Яким з методів слід використовувати - залежить від цілей і завдань досліджень і/або практичної доцільності. Із застосуванням методів клонального розмноження отриманий сорт якону - Біос.

При вирощуванні рослин якону в різних умовах в одному регіоні якнайкращий розвиток і велика продуктивність рослин спостерігається в умовах захищеного грунту в порівнянні з відкритим грунтом.

Істотний вплив на зростання, розвиток і продуктивність рослин якона надають кліматичні умови. У Росії найбільш сприятливою зоною для промислового вирощування якону є передгірні райони Краснодарського краю.

Якнайкраще зростання, розвиток і продуктивність рослин якону спостерігалися в умовах нагір'я Камерон півострови Малакка, що знаходиться в кліматичній зона внутрішніх тропіків. В умовах знижених температур і вищої вологості рослини якона проходять повний біологічний цикл розвитку і можуть давати досить високий урожай кореневих бульб. У низовинній частині на відкритому просторі при поєднанні високої температури і низької вологості повітря рослини якона розвиваються слабо, схильні до бактерійних хвороб, не досягають генеративної стадії розвитку і, що найважливіше, не формують кореневих бульб.

Література

1. Тюкавин Г.Б. Интродукция якона (Polymnia Sonchifolia Poepp. & Endl.) // Овочівництво і баштанництво. Вип. 54, 2008.

2. Букасов С.М. Возделываемые растения Мексики, Гватемалы и Колумбии. Приложение 46-е к Трудам по прикл. бот. - Л.: ВНИИР, 1930.

3. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции. - Москва-Ленинград: Гос. изд. совхозной и колхозной литературы, 1935. - 60 с.

4. Ипатьев А.Н. Овощные растения земного шара: Систематика, биология, агротехника и сортовые ресурсы. - Минск: Вышэйшая школа, 1966. - 384 с.

5. Кирпичников М.Э. Порядок сложноцветные (Asterales) // Жизнь растений. В 6 т. - М.: 1981. - Т 5 (2). - С. 461-476.

Размещено на Allbest.ru