Роль субстратов при размножении растений

Дж. М . Коста
Группа производства садоводческой продукции, Университет в Вагенингене, Голландия

The role of substrates in propagation
J.M. Costa, Horticultural Production Chains Group, Wageningen University, by Netherlands

FlowerTECH 2003. Vol. 6. № 7. P. 22-27. Перевод

Развитие корневой системы — важнейший фактор, от которого зависит успех получения сеянцев и растений из укорененных черенков при размножении

Производство посадочного материала (сеянцев и укорененных черенков) одна из наиболее важных отраслей садоводства, которая активно использует новейшие научные достижения и разработки в области технологий выращивания, субстратов, сертификации и систем управления микроклиматом для повышения эффективности размножения растений и получения выровненного посадочного материала высокого качества.
Выравненность и качество посадочного материала определяется рядом факторов, которые условно делят на три группы:

Факторы, предшествующие размножению — условия выращивания (свет, элементы питания, вода) и фитосанитарное состояние маточного растения. Данные факторы связаны с такими характеристиками, как содержание углеводов и питательных веществ в растении; интенсивность фотосинтеза и устойчивость к водному стрессу, от чего зависит выживаемость и дальнейшее укоренение черенков.

Факторы, действующие в процессе размножения. Это условия окружающей среды — температура, концентрация СО2, относительная влажность, интенсивность света и фотопериод, а также условия, в которых находится корневая система. К последним относятся: тип субстрата, температура субстрата, его светонепроницаемость, воздухопроницаемость, доступность элементов питания для растений и наличие источников почвенной инфекции.

Факторы, действующие на молодое растение после размножения — процесс закаливания, воздействия среды при транспортировке и посадке.

Таким образом, одним из важнейших факторов при размножении растений является ризосфера. В настоящее время современные питомники используют для укоренения контейнеры, горшки или кассеты, наполненные субстратом. Это позволяет лучше контролировать почвенные условия и параметры воздушной среды, оптимизировать образование и рост корней у черенков и при прорастании семян.
В настоящее время используется несколько типов субстратов (органических и неорганических), которые могут применяться в чистом виде или в смеси с другими (табл. 1 и 2). Субстрат, который можно считать наиболее универсальным, гарантирующим успешность культивирования и высокое качество посадочного материала (хорошее развитие корневой системы и надземной части растений) выделить трудно. При приобретении субстрата обычно учитываются стоимость, доступность, однородность и личные предпочтения агронома.
Ризосфера, в свою очередь, должна обладать следующими свойствами:
- снабжать растение влагой. Следует избегать водного стресса (особенно это касается листовых черенков), кроме того, хорошая влагообеспеченность создает благоприятные условия для фотосинтеза и обеспечивает тургор тканей стебля. Влага также необходима для прорастания семян.
- обеспечивать хорошую аэрацию. В основании черенка при укоренении начинается камбиальная деятельность, затем формирование каллуса, из которого образуются корни. Эти процессы сопровождаются интенсивным дыханием. Метаболическая активность семян увеличивается в период прорастания, дыхание усиливается, и соответственно возрастает потребность в кислороде.
- обладать светонепроницаемостью в зоне укоренения. Для образования придаточных корней желательно, чтобы зона укоренения черенка находилась в темноте. Темнота также является благоприятным условием для прорастания семян большинства культур.
- обладать достаточной плотностью, чтобы черенки были неподвижны и образующиеся корни не повреждались;
- быть свободной от возбудителей болезней и сорняков;
- быть однородной и не содержать крупных комков и камней.
- иметь низкую концентрацию растворимых солей, поскольку высокое содержание солей приводит к повреждению молодых листьев сеянцев во время прорастания, а также молодых корешков;
- предусматривать возможность стерилизации.

Основные виды субстратов

Наиболее часто применяемые субстраты — торф, перлит, вермикулит и минеральная вата. В последнее время к ним добавились кокосовое волокно и компостированная кора. Кокосовое волокно также может использоваться в качестве субстрата при посеве семян.
Кубики из минеральной ваты удобны для размножения растений стеблевыми черенками, при их применении обеспечивается экономия затрат труда, можно избежать использования контейнеров и кассет, а также максимально уменьшить травмирование растений при пересадке. Этот способ широко используется в Голландии для размножения срезочных сортов роз черенкованием или прививкой. Однако следует учитывать, что кубики из минеральной ваты способны удерживать очень большое количество влаги по сравнению с другими более пористыми субстратами, такими, как, например, перлит (табл. 1). Переувлажнение может привести к ухудшению укоренения и в результате к уменьшению количества корней у стеблевых черенков. Кроме того, минеральная вата не должна пересыхать, так как после этого ее очень трудно увлажнить вновь, поэтому особое внимание следует уделять управлению поливом. Кубики пемзы или прессованного торфа можно использовать для размножения побеговыми черенками (например, хризантем).
Посев семян часто проводят в торфяные кубики или в неорганические субстраты (перлит, вермикулит). Крупнозернистый перлит используется как субстрат для прорастания семян, а мелкозернистый — для присыпания (заделки) семян (табл. 1). Крупнозернистый вермикулит, перлит и даже песок можно равномерно рассыпать по поверхности ячеек кассеты для сохранения влаги вокруг семян, надо ответить, что такой слой мульчи обеспечивает доступ кислорода. Песок, используемый для заделки семян или в составе субстрата, необходимо стерилизовать.

Субстратные смеси
Большая часть коммерческих смесей для размножения растений содержит мох сфагнум, перлит, вермикулит, песок, кальцинированную (пережженную) глину в различных пропорциях (табл. 2). В смесях для кубиков содержание сфагнума может варьировать от 30 до 70 %.
Смесь торфа с перлитом пользуется популярностью, поскольку она обеспечивает высокий объем воздушных пор и обладает достаточной водоудерживающей способностью. Другая традиционная смесь — песок и торф. Она может использоваться в нескольких видах и в различных пропорциях (табл. 2). Песок увеличивает аэрацию, но он тяжелый (табл. 1), что затрудняет транспортировку и работу с ним. Смеси торфа с вермикулитом или торфа с перлитом также используются при размножении как декоративных, так и овощных культур. Агроном должен знать свойства каждого компонента смеси (табл. 1) и, чтобы уменьшить риск, следует использовать готовые смеси. Смешивание субстратов не всегда возможно и если оно проведено неправильно, могут возникнуть проблемы, связанные с недостаточной однородностью и физическим повреждением компонентов.

Тенденции в применении субстратов для размножения
В Западной Европе и США отмечена тенденция к частичной замене субстратов на основе торфа на мелкоизмельченную кору. Но этот наполнитель используется при размножении растений не так часто, как, например, для выращивания растений в контейнерах, поскольку молодые растения (недавно укорененные черенки и сеянцы) более чувствительны к качеству субстрата (однородности, содержанию элементов питания, концентрации солей и интенсивности процессов разложения).
Оздоровление растений и субстратов очень важно при размножении, но в настоящее время налагаются все большие ограничения на использование пестицидов. В связи с этим защита растений при выращивании продукции, а также при размножении должна проводиться преимущественно с использованием биологических методов. Возможно, что в будущем увеличится доля использования компостов, обладающих способностью подавлять развитие болезней, что достигается за счет действия антибиотических соединений (например, фенолов) и быстрого размножения почвенной бактериальной и грибной микрофлоры, которая подавляет развитие патогенов путем антагонизма и конкуренции. Такие субстратные смеси могут быть получены с помощью включения в их состав подавляющих болезни органических добавок (например, определенных типов сфагновых мхов), инокулированием компостов микроорганизмами для биологического контроля численности патогенов (например Trichorderma  spp, Pseudomonas sp.) или включением с состав субстрата микроорганизмов, способствующих оздоровлению растений (например микоризы VAMF).
В будущем использование добавок (например, увлажняющих агентов), вероятно, будет уменьшаться. Повышается спрос на субстраты высокого качества с хорошей спецификацией продукции и документацией, а также на субстраты для определенных ботанических видов и групп растений, что связано с увеличением специализации при размножении культур.

Таблица 1. Основные субстраты (органические и неорганические), используемые при размножении растений черенками и семенами

Вид субстрата

Физико-химические характеристики

Использование

Органические субстраты

Сфагнум

рН = 3,5-4,0
Высокая пористость (87-97 %)
Высокая ЕКО
Низкая насыпная плотность (77-139 кг/м3)           
Высокое содержание органического вещества

Используется при размножении декоративных и овощных культур (сельдерей, капуста, салат).
Мелкоизмельченный сфагнум используется для семенного размножения ряда видов Вересковых

Кокосовое волокно

Не обладает инертностью
рН = 5,0-6,0
Высокая пористость (95-97 %)
Высокое содержание солей
Средняя или высокая ЕКО (39-69 м-экв/100 г)
Низкая насыпная плотность (82 кг/м3)          

Используется для размножения черенками и проращивания семян
Повышенное содержание солей может приводить к засоленности субстрата

Компостированная сосновая кора

рН = 5,0-6,5
Высокая водоудерживающая способность
Высокая способность к удержанию питательных веществ в субстрате
Относительно высокая общая пористость (73-83 %)
Низкая или средняя насыпная плотность (250-450 кг/м3 для сосновой коры)
Высокое соотношение C:N

Используется в измельченном виде для укоренения черенков
Используется в смеси с песком и перлитом

Неорганические субстраты

Перлит

Инертность
Очень низкая или отсутствующая ЕКО
рН = 6,5-7,5
Низкая ЭП
Большая водная буферная емкость
Высокая пористость (65-82 %)
Низкая насыпная плотность (94-117 кг/м3)

Используются для укоренения черенков. Крупнозернистый перлит является наиболее подходящим для смесей. Он увеличивает аэрацию и улучшает дренажные свойства.
Среда для проращивания семян, поддерживает равномерную влажность и сохраняет температуру на одном уровне.
Используется для заделки семян (защищает от действия солнечных лучей и препятствует развитию на поверхности мхов и водорослей)
Поскольку перлит инертен (не содержит элементов питания), черенки/сеянцы следует переносить в другой субстрат сразу же после укоренения

Вемикулит

рН = 7,0-8,0
Высокая водоудерживающая способность
Низкая ЭП
Высокая ЕКО
Высокая пористость (74-85 %)
Низкая насыпная плотность (107-158 кг/м3)

Обычно не используется в качестве субстрата в чистом виде
В смеси с торфом является хорошим субстратом для проращивания семян
Используется для заделки семян,  заполнения кассет при размножении овощных культур салатного назначения, огурца и томатов

Минеральная вата

Инертность
рН около 7 или слабощелочная
Очень низкая ЭП
Большая водная буферная емкость
Высокая пористость (87-94 %)
Низкая насыпная плотность (52 кг/м3)

Используется в виде питательных кубиков (например, при размножении роз черенкованием)
Кубики из минеральной ваты можно пропитывать раствором питательных веществ перед посевом семян или посадкой черенков
Используется для заделки семян

Песок

рН = 7,0 (но зависит от происхождения материнской породы)
Низкая пористость (36-38 %)
Низкая водоудерживающая способность
Низкая способность к удерживанию питательных веществ в субстрате
Низкая ЭП
Очень большая насыпная плотность (1503-1822 кг/м3)

Используется при размножении черенкованием, в т.ч. в смесях с другими субстратами (например с торфом)
Необходимо проводить стерилизацию

Сокращения:
ЕКО (емкость катионного обмена) — характеризует способность субстрата удерживать элементы питания;
ЭП (электропроводность) — характеризует общее количество растворимых солей в субстрате;
Насыпная плотность — сухая масса на единицу объема субстрата;
Пористость — объем пор в %;
C:N — соотношение между углеродом и азотом в субстрате.

Таблица 2. Примеры субстратов и субстратных смесей, используемых при размножении некоторых важнейших декоративных, овощных и древесных культур

Культура

Примеры субстратных смесей

Декоративные растения

Роза

Торф + песок (1:1), перлит + торф (3:1)

Хризантема

Кубики из минеральной ваты, коковита, торф, прессованный торф

Гвоздика

Перлит

Камелия

Песок/пемза + торф

Рододендрон

Кокосовое волокно + перлит (1:1)

Самшит вечнозеленый

Торф + песок (3:1)

Пеларгония

Торф + глина (15-25 %)

Бегония

Торф + перлит; торф + вермикулит

Орхидея

Кора (щепа) + полистирол

Гардения

Торф + перлит (1:1)

Овощи

Томат (сеянцы)

Кубики или ячейки из минеральной ваты

Перец

Кубики из минеральной ваты

Плодовые деревья

Маслина европейская

100 % перлит

Цитрусовые растения

Перлит + дерновая земля; торф + песок (4:1)

Слива (корневые побеги)

Торф + песок (4:1)

Лесные древесные культуры

Пихта

Торф + песок (4:1)

Липа

Песок

Ель

75 % торф + 25 % перлит

Эвкалипт

Торф + пемза + песок (1:1:1)

Подготовила М.В. Семенова, кбн
Prepared by M.V. Semenova, PhD of Biology

Статья предоставлена редакцией журнала «Гавриш»