Влияние субстрата на продолжительность укоренения черенков фиалки узамбарской, их приживаемость и выход посадочного материала

В России, за последние годы, возрос ассортимент и спрос на цветочные культуры защищённого грунта. Реальная возможность обогатить рынок цветов – воспользоваться достижениями и знаниями в области биологии растений.

В связи с увлечением многих архангелогородцев сенполиями увеличился спрос на новые сорта. В Архангельске потребность удовлетворяется за счёт импорта из Голландии и Польши, а также небольшую долю составляют растения, выращенные цветоводами-любителями города. Учитывая то, что в промышленном цветоводстве отсутствует многообразие сортов, становится актуальной проблема массового размножения сенполий. Эта проблема может быть успешно решена применением новых технологий при размножении сенполий.

При оптимизации технологий массового производства сенполий важно обеспечить их экономическую эффективность. В настоящее время существуют способы по сокращению затрат в процессе размножения растений. Однако сведения в литературе противоречивы или технологии приведены не полностью. В связи с этим изучаемая проблема является актуальной и практически значимой, особенно для нашего лицея, занимающегося производством комнатных растений в течение учебного года.

Производство посадочного материала (укорененных черенков) одно из наиболее важных направлений в работе агробиостанции лицея. Ведётся активный поиск новых технологий в области выращивания растений, субстратов для повышения эффективности размножения растений и получения хорошего посадочного материала высокого качества. Это исследование – одно из нескольких, которое работает на поиск новых технологий. Современные методы позволят повысить результативность в обучении лицеистов. Вследствие чего, количество выращиваемых растений будет расти, а эффективность работы агробиостанции – повышаться.

Что необходимо для растений? Конечно же, солнце, воздух и вода. Кроме того, еще один главный компонент - питание. Растения получают основное питание через корневую систему в виде растворенных в воде химических веществ, чтобы в дальнейшем, путем фотосинтеза, используя световую энергию, превратить углекислый газ в основной строительный материал для создания собственной клеточной структуры, то есть для собственного роста и развития.

Для растений нужны различные химические элементы, так называемые "основные" - азот, калий, фосфор. Также целый ряд других элементов: магний, сера, и в очень небольших количествах микроэлементы - марганец, железо, медь, молибден и другие. Получают растения набор химических веществ из почвы, или, иными словами, из субстрата. Хорошие плодородные почвы есть далеко не везде. Поддержание почвы в хорошем состоянии, обеспечение ее плодородия, также требует серьезных затрат, а иногда и значительных инвестиций на ее восстановление, обеззараживание, улучшение структуры. Поэтому, особенно в закрытом грунте, все чаще обращают внимание и применяют на практике, искусственные субстраты.

В качестве искусственных субстратов применяются минеральные или органические вещества, химически нейтральные и устойчивые, способные оставаться нейтральными тогда, когда для питания растений подается раствор солей, содержащий все необходимое для жизнедеятельности растений. Кроме того, субстрат должен обладать хорошим водоудержанием, то естьдлительное время сохранять в себе влагу. Хорошая влагообеспеченность создает благоприятные условия для фотосинтеза. Субстрат быть хорошо аэрируемым, то есть в нем должен содержаться воздух. Он должен обеспечивать доступность элементов питания для растений, и создавать условия для предотвращения попадания почвенных инфекций.

В настоящее время используется несколько типов субстратов (органических и неорганических), которые могут применяться в чистом виде или в смеси с другими. Субстрат, который можно считать наиболее универсальным, гарантирующим успешность культивирования и высокое качество посадочного материала (хорошее развитие корневой системы и надземной части растений) выделить трудно. Для решения этой проблемы ведётся исследование по теме.

Целью исследовательской работы явилось: изучение влияния разных субстратов на продолжительность укоренения листовых черенков сенполии, их приживаемость и выход посадочного материала в условиях агробиостанции лицея.

Основные особенности выращивания сенполий

Любовь к зелёному окружению и суровые климатические условия России сформировали богатый по разнообразию видов и количеству экземпляров фонд комнатных растений. Иногда состав остаётся практически постоянные годы, но гораздо чаще он изменяется даже от сезона к сезону. Ещё больше различий в составе растений наблюдается в коллекциях любителей комнатных цветов. Но некоторые цветы остаются при любых изменениях.

Узамбарские фиалки, или сенполии из семейства Геснериевые, как раз и относятся к таким цветам. В поле внимания любителей комнатных цветов сенполия попала в конце позапрошлого века. Так, в книге «Комнатное цветоводство», изданной в Санкт–Петербурге в 1898 году, сообщалось: «Чрезвычайно интересно недавно вывезенное из Африки изящное растение Сенполия фиалковая, которая довольствуется умеренным теплом, неутомимо цветёт как летом, так и зимой».

Почти непрерывное цветение в течение года, неприхотливость, возможность создания сортов, отличающихся друг от друга цветом, формой, размерами цветков и листьев, сделали сенполию одним из самых популярных комнатных растений. Различная форма и окраска цветков с множеством оттенков – от белого до розового, почти красного, от фиолетового, голубого до бархатисто-синего. Махровость и бахромчатость, расположение соцветий, различная форма и расцветка листьев, форма розеток. Всё это при общей узнаваемости – позволяет удовлетворить вкус самого привередливого любителя, и немалую роль в этом играют селекционеры, создающие доселе невиданные растения. За долгие годы культивирования ряды любителей комнатных фиалок стали огромными.

Сенполии могут размножаться семенами, боковыми розетками и листовыми черенками. Семенное размножение используется для получения гибридных форм и новых сортов, требует кропотливой работы и длительного времени, поэтому не получило большого распространения.

Для воспроизведения определенных сортов рекомендуется только вегетативное размножение. Оно происходит путём отделения боковых розеток, образующих свои корни, или путём черенкования листьями. Черенкование растений листьями оказывается единственным путём, с помощью которого можно получить одновременно большое количество одинаковых растений.

Одна из главных составляющих успеха в выращивании сенполий – это правильно подобранная земляная смесь или субстрат. Вид и подготовка субстрата играют существенную роль в приживаемости, росте черенков и, как результат, в получении посадочного материала высокого качества. У многих опытных цветоводов есть свои секреты составления смеси для сенполий. Качество субстрата имеет решающее значение для здоровья, роста, цветения и размножения комнатных растений.

Субстрат должен обладать следующими свойствами:

✓ Быть лёгким, рыхлым, хорошо аэрируемым;

✓ Содержать достаточное количество питательных элементов;

✓ Проводить тепло и удерживать влагу;

✓ Быть слабокислым (рН 5,5 – 6,5).

Характеристика субстратов

Субстрат (от латинского substratum— основа, питательная среда)— смесь естественных и синтетических компонентов, взятых в определенной пропорции, пригодная для роста и развития растения. Чаще всего субстрат призван заменить растению почву, или почва может входить в субстрат, являясь одним из его компонентов. Все субстраты можно разделить на две группы:

Естественные субстраты

Кокосовый субстрат - продукт кокосовой промышленности, представляющий собой измельченные остатки волокон кожуры кокосового ореха. Это переработанные, высушенные и спрессованные остатки кокосовой оболочки представляющие собой питательный органический материал, готовый для выращивания на нем различных растений, кустов, цветов, грибов и деревьев. Наличие в субстрате большого количества питательных элементов, необходимых для растений, обусловлено тем, что во время формирования и роста кокосового ореха через волокна окружающие его проходит огромное количество необходимых питательных веществ, которые остаются в них после извлечения кокосовогоореха.

Кокосовое волокно предоставляет защиту против болезней корней, включая заражение плесенью. Укокосового волокна есть основное преимущество, – оноудерживает больше кислорода. Имеет сбалансированность всех питательных элементов. Обладает значительной водоудерживающей способностью (удерживает влаги в 7 раз больше своего веса). Обеспечивает более быстрое укоренение черенков. Но повышенное содержание солей может приводить к засоленности субстрата. Поэтому перед использованием его необходимо тщательно промывать.

Биогумус – натуральная естественно-природная добавка. Это продукт переработки красными калифорнийскими червями мягкой органики и отходов животноводства. Это насыщенный питательными веществами натуральный концентрат плодородного слоя земли. В отличие от удобрений содержит абсолютно все необходимые элементы для полноценной жизни растений, которые быстро усваиваются корневой системой. Быстро восстанавливает и обогащает любую почву. Полностью заменяет грунт при добавлении одной части к 5-6 частям обычного песка. Срок интенсивного действия после внесения – 2 месяца. Благоприятное действие продолжается до 2 лет. Эффективно в любой период и цикл жизни растений, содержит полезную микрофлору.

Торф – верховой нейтрализованный является экологически чистым продуктом, не содержащим болезнетворных микроорганизмов, семян сорных растений. Содержит органическое вещество до 95%. Степень разложения не более 30%. Кислотность рН 5,5 – 6,5. Улучшает структуру почвы, обогащает почву органикой, удерживающий влагу. Он сохраняет свое строение даже при длительном использовании. Торфяной грунт хорош для черенкования растений.

Искусственные субстраты

Перлит (агроперлит) – это силикатный материал вулканического происхождения, добываемый шахтным способом, какнапример, каменный уголь , форма вулканического стекла, которое быстро нагрето до900°С, вследствие чего онраздувается подобно жареной кукурузе, гдеодновременно измельчается дооднородной массы. Притермической обработке вминерале вскрываются многочисленные поры, изсерого онпревращается вснежно-белый. Назначение перлита такое же,как иу песка, однако, посравнению спеском перлит более легок, порист иоднороден. Хорошо впитывает воду (в 4 раза больше своей массы). Поддерживает равномерную влажность и сохраняет температуру на одном уровне. Препятствует развитию на поверхности мхов и водорослей. Самый большой недостаток перлита, состоит втом, чтоонплохо сохраняет воду, этоозначает, чтоонбыстро иссыхает между поливами. Поэтому перлит обычно используется свермикулитом, какдва компонента хорошо дополняющих друг друга. Также перлит оказывает сопротивление микробному гниению.

Вермикулит – эффективная добавка естественного происхождения для почвы. Улучшает структуру почвы, способствует усвоению растением питательных веществ, является носителем ценных микроэлементов, уменьшает число поливов, препятствует развитию некоторых грибковых заболеваний. Этоотличный илегкий разрыхлитель, вермикулит обеспечивает наличие всмеси большого количества воздуха. Вермикулит постепенно отдает питательные вещества растениям. Главный недостаток вермикулита состоит втом, чтоонсохраняет слишком много воды, которую неможет использовать самостоятельно. Этоможет погубить корни растений, если используется только вермикулит. Вермикулит обладает замечательным качеством вотношении растений — в немимеется значительный запас полезных минералов, таких каккалий имагний, которые постепенно современем накапливаются между пластинками хлопьев ввиде насыщенного раствора илегко усваиваются корнями растений.

Оценка состояния выращивания растений в теплицах агробиостанции лицея

Муниципальное образовательное учреждение «Общеобразовательный эколого-биологический лицей» имеет структурное подразделение – агробиостанцию. Агробиостанция лицея – база для организации практической и опытнической работы с учащимися, имеет: две теплицы площадью 200 квадратных метров, с круглогодичным функционированием, два парника площадью 150 квадратных метров, для выращивания рассады и учебно-опытный участок.

В теплицах произрастают тропические и субтропические растения: пальмы, ананасы, виноград, гранат, авокадо, лимоны, инжир, монстера лакомая, бананы и многие другие. Коллекция насчитывает более 300 видов с разнообразием сортов. Многообразие фиалок представлено 70 сортами всевозможных окрасок, форм цветов и листьев.

В течение учебного года, на практических занятиях по технологии сельскохозяйственного труда, отрабатываются навыки по уходу и размножению комнатных растений. Ежегодный результат практических занятий по размножению – более 500 растений, в том числе сенполий – более 100. Новые сорта сенполий реализуются очень быстро и того количества, которое выращивается, явно не хватает. Также ежегодно выращивается рассада овощных и цветочных культур в количестве более 48000 штук. Вся произведённая рассада полностью реализуется населению и организациям города Архангельска.

Сравнивая объёмы выращивания, можно сделать вывод, что доля рассады в 100 раз больше доли комнатных цветов. Ежегодно наблюдается повышенный спрос на рассаду и комнатные цветы, особенно сенполии. Теплицы не имеют дополнительной площади для размножения сенполий. В сложившейся ситуации, возможно, воспользоваться вариантом пересмотра технологии размножения, так как при нынешней технологии наблюдается значительный выпад посадочного материала и длительные сроки в размножении. Это приводит в конечном итоге к снижению выхода посадочного материала (молодых растений).

Программа, методика, объекты исследований

В основу исследовательской работы положены оценка состояния выращивания сенполий в условиях агробиостанции лицея и определение сдерживающих факторов низкого выхода и качества посадочного материала сенполии, определение оптимальных условий роста и технологии выращивания посадочного материала сенполии.

Постановка и содержание задачи по обоснованию и разработке новой технологии выращивания сенполий в условиях агробиостанции эколого-биологического лицея

Проблема, причины. → Низкий уровень укоренения листовых черенков, низкие показатели выхода и качества посадочного материала сенполии.

Отсутствие новых технологий.

Задача Разработка эффективной технологии выращивания качественного посадочного материала сенполии.

Объекты → Теплицы агробиостанции лицея.

Посадочный материал → Листы сенполии сорт « Розовая пантера».

Исследования Изучение влияния субстрата на продолжительность и укоренения листовых черенков сенполии, их приживаемость и

→ выход посадочного материала.

Технические → Экспериментальная разработка агротехнических приемов вегетативного размножения сенполий, создание оптимальных решения условий роста.

Агротехника. ↔ Теплицы: микроклимат, субстраты.

Испытания Опытная проверка разработанных агроприемов и технологий по выращиванию сенполий.

Образцы сенполий, выращенные по разработанным технологиям.

Результат → Эффективные технологии.

Рекомендации по размножению и выращиванию, технологические таблицы.

Внедрение в производство агробиостанции лицея, оказание методической помощи.

Материалы и оборудование:

Маточные растения сенполии, аквариумы с подсветкой лампы «Флора», термометр, лейка, ёмкости для посадки листов, копулировочные ножи, пробирки, подставки для пробирок, плёнка, линейки, этикетки, бланки для фиксации результатов, карандаши, почва, вермикулит, перлит, кокосовое волокно, биогумус, торф.

Методика постановки опыта

I этап - заготовили листовые черенки с 10-месячных сенполий.

II этап – укоренили черенки в воде. Листовой черенок (листовую пластинку с черешком длиной 2. 5- 5 см) поставили в воду и разместили в аквариуме при температуре 25-30 градусов, защищая от прямых солнечных лучей. При этом следили, чтобы листовая пластинка не касалась воды, а срез черешка не упирался в дно пробирки. Воду использовали кипячёную, с добавлением кусочка древесного угля. Воду не меняли, а доливали.

III этап - приготовили смесь субстратов

Для сенполий необходимая лёгкая смесь. С этой целью учитывали некоторые правила приготовления субстрата:

✓ В процессе приготовлении смесей использовали разные субстраты: перлит, вермикулит, кокосовое волокно, биогумус, торф.

✓ Перед смешиванием перлит залили кипячёной водой до полного насыщения. Брикет прессованного кокосового субстрата залили 5 литрами тёплой воды, в результате этого получили 8 литров рыхлой массы. Полученную массу промыли в кипячёной воде, для того чтобы удалить соли, содержащиеся в субстрате.

✓ В варианте № 1, смешивали вермикулит- 1 часть, перлит- 1 часть, биогумус- 2 части, кокосовое волокно- 2 части, торф – 2 части.

✓ В варианте № 2, смешивали вермикулит- 1 часть, биогумус 3 части.

✓ В варианте № 3, смешивали вермикулит- 1 часть, биогумус 3 части, кокосовое волокно- 1 часть.

✓ В варианте № 4, смешивали перлит- 1 часть, биогумус- 2 части.

✓ В варианте № 5, использована почва учебно-опытного участка (контрольный вариант).

IV этап – пересадили окоренившиеся черенки в разные смеси субстратов на глубину 2 см, после образования корней длиной 2 см.

V этап – поставили черенки в аквариум с дополнительной подсветкой лампы «Флора» при температуре 25 градусов, до появления молодых розеточек листьев.

VI этап - зафиксировали появление первых розеточек листьев.

VI I этап – переместили молодые растения на стеллаж с подсветкой лампы «Флора».

VI I I этап – выращивали молодые растения в течение 4 месяцев при температурном режиме + 20-24 С. Дополнительно освещали люминесцентной лампой «Флора» в 25 см от верхних листьев, в течение 12 часов в сутки, при этом защищая от прямых солнечных лучей. Следили за влажностью субстрата. Предотвращали водный стресс, так как хорошая влагообеспеченность создает благоприятные условия для фотосинтеза. В целях профилактики загнивания корневой системы не допускали переувлажнения субстрата. Подкормку не производили.

IX этап - зафиксировали основные параметры в развитии сенполий за период постановки опыта.

Результаты исследований

1. Определён состав оптимального субстрата и условия цветения для сенполий.

2. Изучен рост и развитие растений. Полученные результаты проанализированы.

3. Определены возможные ошибки в процессе выращивания, вегетативного размножения сенполии, данные обобщены в табличной форме.

4. Разработаны технологии выращивания, размножения и цветения сенполий в условиях агробиостанции эколого-биологического лицея.

5. Проведена экономическая оценка применения субстратов в вегетативном размножении сенполий. Сделаны выводы.

6. Выращено 90 розеток сенполий.

Установлен лучший результат при размножении - вариант опыта №1. Зафиксировано 100% укоренение черенков сенполии, в контрольном варианте – 60%. Выход растений составил 26 штук, в контрольном варианте – 11 штук. Появление первых листьев происходило быстро, средняя продолжительность выхода- 24 дня, в контрольном варианте – 48 дней. Саженцы отличаются более крупными размерами, у них развивается более мощная корневая система с большим количеством мелких корней, обеспечивая тем самым высокую жизнестойкость. Это объясняется тем, что розетки стали развиваться на 24 дня раньше контрольного варианта и состав субстрата лучше подходит для дальнейшего развития сенполий.

Второй результат – вариант опыта № 3- 100% укоренение черенков сенполии, средняя продолжительность выхода- 28 дней. Третий результат - вариант опыта № 4 – не укорененился 1 черенок сенполии, средняя продолжительность выхода- 29 дней. В смеси субстрата отсутствует вермикулит, кокосовое волокно – она плохо удерживает влагу, быстро пересыхает. Это приводит к гибели черенков. Четвёртый результат – вариант опыта № 2, не укорененился 1 черенок сенполии, средняя продолжительность выхода- 34 дня. Отсутствие перлита и кокосового субстрата приводит к снижению содержания кислорода в субстрате, повышает вероятность развития микробного гниения. Это приводит к гибели отдельных черенков.

Для определения результативности субстратов в размножении сенполий за год, мы сделали расчёты по формуле:

Р = 360 : П х В, где

Р – результативность (предполагаемый выход саженцев в штуках за год),

360 – временной промежуток (в днях),

П – среднее количество дней до появления первых листьев,

В – выход саженцев (в штуках).

Р(вариант №1)= 360 / 24 х 26 (Приложение № )

Р (вариант №1)= 390 шт.

Р (вариант №2)= 360 / 34 х 17

Р (вариант №2)= 180 шт.

Р (вариант №3)= 360 / 28 х 19

Р (вариант №3)= 244 шт.

Р (вариант №4)= 360 / 29 х 17

Р (вариант №4)= 211 шт.

Р (вариант № 5, контроль)= 360 / 48 х 11

Р (вариант № 5, контроль)= 83 шт.

Результативность вариантов сравниваем с вариантом №5 (контроль) варианта №1 - (390 х 100) : 83 = 470% варианта №2 - (180 х 100) : 83 = 217% варианта №3 – (244 х 100) : 83 = 294% варианта №4 - (211 х 100) : 83 = 254%

Выводы:

Исследования показали, что все испытанные образцы субстратов по сравнению с почвой оказались эффективными. Вегетативное размножение сенполий с применением вермикулита, перлита, кокосового волокна, биогумуса в определённой пропорции, приводит к увеличению выхода количества сенполий, без расширения площади выращивания. За год на обычной почве можно вырастить, применяя одинаковое количество посадочного материала - 83 растения. На субстрате в варианте опыта №1 – 390 штук, это в 5,5 раз больше контрольного варианта. Оптимальным субстратом для размножения сенполий является субстрат в варианте опыта №1.

2. место - субстрат в варианте опыта № 3.

3. место - субстрат в варианте опыта № 4.

4. место - субстрат в варианте опыта №2.

Данные результатов объясняются удачным сочетанием субстратов и их свойств содействующих:

- удерживать кислород – перлит, кокосовое волокно;

- сохранять влагу- вермикулит, кокосовое волокно;

- поставлять органические питательные вещества - кокосовое волокно, биогумус, торф;

- защищать растения от болезней корней – кокосовое волокно, перлит.

Разработанные технологии предлагаются для практического применения в условиях школьных и производственных теплиц, использование которых позволит:

1. увеличить количество выращиваемых сенполий на агробиостанции лицея, без расширения их площади;

2. сократить сроки выращивания растений;

3. снизить расход посадочного материала;

4. применять субстраты на основе местного сырья - торфа Архангельской области;

5. снизить затраты на производство растений по сравнению с традиционными способами;

6. обеспечить архангелогородцев новыми сортами сенполий.

Итоги исследований объявлены на семинаре для учителей биологии школ города Архангельска и Архангельской области 17 ноября 2009 года. Результаты экспериментальных исследований и теоретические обобщения работы используются при изучении новых тем по технологии сельскохозяйственного труда и проведении практических занятий для учащихся лицея.

В результате проделанной работы проанализировано состояние выращивания сенполий на агробиостанции эколого-биологического лицея. Впервые в Архангельске проведены исследования по изучению новых субстратов и применению их в комнатном цветоводстве, в процессе размножения сенполий. Данная работа вызвала интерес у учителей биологии школ города и области, а также у цветоводов нашего города. В условиях недостаточного финансирования учебных заведений имеется реальная возможность при отработке практических умений и навыков учащихся получить дополнительные внебюджетные доходы. У лицея открываются перспективы стать центром коллекционирования новых сортов сенполий их выращивания, размножения и реализации. На это имеются все предпосылки:

1. высокий спрос на новые сорта сенполий;

2. наличие материально-технической базы и новых эффективных технологий;

3. отсутствие промышленного производства сенполий в Архангельске;

4. высокие цены и малый объём производства сенполий у цветоводов-любителей;

5. однообразие сортов сенполий и высокие цены на них в магазинах города, реализующих цветы голландского производства.