Интенсивные технологии лесовыращивания (ИТЛ).

Текст лекций

 

Интенсивные технологии лесовыращивания (ИТЛ).

ИТЛ - это предмет, изучающий теоретические разработки, а также готовые технологии, имеющие цель получить максимальное количество продукции, качество с минимальной площади с минимум затрат и ущерба окружающей среде за минимальное время.

Дисциплина делится на 2 раздела:

Теоретическая часть

- Интродукция и районирование;

- Изменения генотипа;

Создание ГМО;

Генная терапия;

Соматическая гибридизация;

- Методы изучения продуктивности и питания растений;

Критерии продуктивности;

Изучение фотосинтеза;

Изучение минерального питания;

Физиологические взаимосвязи в организме;

- Изменение среды обитания;

Применение удобрений;

Нетрадиционные органоудобрения;

Применение биологических удобрений;

Микориза;

Клубеньковые бактерии;

- Регуляция межпородных взаимодействий;

Виды взаимодействий между породами и принципы их регуляции;

Применение гербицидов и арборицидов;

Практические аспекты технологий.

- Микроклональное размножение;

Требования к лаборатории и оборудованию;

Среды (компоненты, их подбор и приготовление);

Выбор экспланта и его стерилизация;

Технологии МКР для суспензионных и каллюсных культур;

Получение безвирусного посадочного материала;

Метод посева;

-Выбор места под теплицу;

- Компоненты теплицы - автомата;

- Субстраты для закрытой корневой системы;

- Контейнеры для закрытой корневой системы - горшки;

- основные технологии выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой;

- Гидропоника и аэропоника.

 

Интродукция

Это целенаправленная деятельность человека по переселению в новые местности, ранее здесь не произраставших видов с целью повышения продуктивности насаждений, рекреационной ценности и увеличение генетического разнообразия. В России - тополь бальзамический, Магнолия, Дугласия.

Изменение генотипа

Для обеспечения потребностей человека в продукции, и ее качестве может оказаться недостаточно селекционных целей, когда между началом работ и их успешным завершением лежит большой временной промежуток. Для радикального вмешательства в генотип применяется генетическая модификация, целью которой является создание ГМО (генетически модифицированного организма с заданными свойствами, удовлетворяющими общим критериям ИТЛ). Пример, Итальянцы ввели ген глутамин синтетазы в генотип тополя, взяв его у сосны, в результате резко улучшилось минеральное питание.

Технология получения ГМО

Для получения ГМО подбирается донор нужного гена и вирус с помощью которого в клетку встроят этот ген. С помощью ферментов рестриктаз вырезают нужный ген из клеток донора и таким же либо иным способом вырезают инфекционные начала из генетики вирусов. Затем с помощью ферментов лигаз вшивают в пустую вирусную частицу- вектор необходимый нам генетический материал. Заряженный вектор готов к использованию и им заряжают клетки реципиента, которое приобретают нужные генетические свойства, затем клонируется, восстанавливаясь в организм.

ГМО проявляет и наследует приобретенные свойства. Таким способом можно регулировать синтез целлюлозы и лигнина и улучшать качественный состав древесины деревьев. Можно увеличивать соединение сахаров и витаминов, изменять окраску и ростовые характеристики, а так же защитные свойства растений.

Наиболее развитая отрасль с/х и медицине. В с/х получены продуктивные устойчивые сорта кукурузы, картофеля, сои др. Получены образцы более продуктивных животные, вырабатываемые не свойственные им белки. Напр., белки паутины в Англии можно получить из коровьего молока. Из них получают простейшие нити. Китайцы для подтверждения своего искусства создали корову с геном морских светящихся животных, у них светится слизь. В медицине с помощью модификаций до половины энергетического ресурса клеток может быть задействовано для синтеза необходимых гормонов и белков.

Пр: клетки кишечной палочки синтезируют после модификации, ферменты для проведения ПЦР анализов. Кроме того, т. о. синтезируются много лекарств, в том числе инсулин.

Генная терапия.

Применяется на соматических клетках и ее действие не передается по наследству, зато обеспечивает стойких эффект, сходный с ГМО (синтез недостающих веществ). У растений т.о. можно повысить устойчивость и продуктивность в тех случаях, когда нужно сократить конкретный экземпляр.

Сущность генетической терапии состоит в ведении шприцом или даже выстрелом микрокапсул или другим способом векторов с нужным геном в тело реципиентов.

Генная терапия действует, пока сохранен локальный очаг измененных клеток.

Соматическая гибридизация.

Искусственное объединение при центрифугировании генотипов двух совершенно неродственных организмов. Напр.: пихты сибирской и человека. В результате организм приобретает (в редких случаях, когда выживет) уникальные свойства двух организмов. Т.о. был получен гибрид томата и клубники.

В случае благоприятного исхода такой гибридизации случайным образом получается совершенно новый организм.

Физические проблемы ГМО:

С одной стороны ценность и необходимость ГМО, особенно в медицине, трудно поставить под сомнение. С другой стороны, существует ряд исследований, авторы которых утверждают, что подопытные животные, употреблявшие в пищу ГМО, становились бесплодными, в т.ч. в других поколениях. Однако 100%-х доказательств не приводится. Напр., пища, обогащенная одним продуктом, может привести к подобным состояниям.

При генетической модификации внедряется естественный ген, белок которого появляется в результате экспрессии (исполнения гена), не считается вредным для потребителя. Напр., организмы с быстрым делением, особенно с половым размножением и конъюгацией, способны к мутации и расщеплению генотипа естественным образом. Такие напитки, как квас, пиво, брага неизбежно содержат измененные бактерии, кроме того, мутирует микробный мир, следовательно, в природе тоже имеются ГМО. Даже при обычном делении клеток и размножении существует ряд мутаций. Дупликация (копирование), делеция (изъятие), выпадение участка цепочки, инверсия - это вычленение или встраивание цепочки ДНК наоборот; транслокация- перемещение. Т.о, в природе своих мутаций хватает.

Возможность синтеза концерогенных и других опасных веществ, другими модифицированными организмами, конечно есть, но это можно проверить путем испытаний.

Реальной угрозой является не информирование потребителя о том, какие вещества встроены в ГМО. Могут быть аллергии на любой компонент. Возможные последствия неправильного выстраивания генов можно уменьшить серьезными испытаниями ГМО.

Метод бруттоассимиляции.

Поскольку в результате фотосинтеза поглощается углекислый газ и выделяется кислород можно просто измерить интенсивность фотосинтеза, переведя ее не единицу площади листа.

Таким способом можно измерять фотосинтез, поместив часть растения или все в прозрачную камеру и просасывая через нее атмосферный воздух, концентрация углекислого газа в котором известна. На выходе из камеры устанавливают баритовый, а лучше инфракрасный газовый анализатор, с помощью которого измеряют концентрацию углекислого газа на выходе. Т. о., фотосинтез считают как интенсивность и как интенсивность фотосинтеза и измеряют в мг СО2\ Sлиста. Площадь листа берется с одной стороны там, где есть устьица, а у хвои берется вся поверхность. Для определения депонирующейся массы используют следующую формулу:

Ф - Д - В - П = НП

Фотосинтез можно перевести в биомассу по уравнению фотосинтеза, зная, сколько мг углекислого газа нужно для построения единицы массы.

Такой метод особенно хорош для построения кривых фотосинтеза в ответ на быстрые воздействия внешней среды на растение. Однако имеются большие сложности для проведения длительных измерений. Так, интенсивность дыхания с трудом поддается измерению. Объем корневых выделений может варьировать до 60% общей продукции. Потери масс за счет корневого опада бывает сложно рассчитать, следует, что за большой период времени накопится существенная ошибка за счет очень больших допущений. Кроме того, измерять интенсивность фотосинтеза придется все время, поскольку она постоянно меняется как дыхание.

Еще одним препятствием к применению методов для длительных измерений является необходимость изоляции растения в герметичной камере, что может создать микропарниковый эффект.

Метод неттоассимиляции.

Рассчитан на продолжительные, хотя бы от недели исследования, в результате которого можно будет зарегистрировать прирост по массе. Этот метод основан на балансовом способе изучения растений, поскольку учитывают конечные и начальные показатели. В данном случае метод применим для периода вегетации, и растения при этом могут выращиваться в любых условиях без учета чего-либо в период эксперимента.

Разница масс включает в себя приход ассимилянтов за минусом любых расходов на дыхание и т.д. Метод неттоассимиляции не хуже бруттоассимиляции и они дополнять друг друга, поскольку метод неттоассимиляции используется для длительных периодов, следовательно, можно использовать тот метод, который лучше подходит для сдачи эксперимента.

Конечно, для измерения фотосинтеза за вегетацию необходим метод ассимиляции.

Определение S листьев.

Производится после обрывания их с растения и некоторых лабораторных измерений.

Sсосн.хв = Д * L

Коэффициент веса единицы поверхности

К = S100 хв \ m100хв ~ 100см² \гр;

Лиственные:

К = S100 выс \ m100выс ~ 60см² \гр;

Фотосинтетический потенциал:

ФП=(Sк + Sн)\2*Т; (м^{2 *}день)

Sк,Sн -поверхность листа конечная, начальная;

Т-время.

ЧПФ=∆Р\ФП; гр\м²*день;

Масса сухого растения

∆Р=Р_кон- Р_нач

Прирост абсолютно сухой массы - абсолютная величина. (гр.)

Физиологами введен относительный показатель продуктивности, который слабо варьирует.

БП (биологическая продуктивность) – это относительный показатель, который мало варьирует и характеризует темп роста, позволяет лучше отличать друг от друга сравниваемые варианты.

Изучение минерального питания ранее проводилось как расчет выноса элементов питания растением или целым га., т.е. речь шла о концентрации элементов тканей.

До сих пор некоторые исследователи корней не подразделяют их на физиологически активные и проводящие с приемлемой достоверностью, поскольку полвека назад один исследователь условно принял за активные корни все корни, тоньше с потолка взятой величины. Примерно 1-2 мм.

На самом же деле активными являются все последние порядки ветвления, в т.ч. ростовые корни. Реальный диаметр активного корня составляет десятые доли мм, при этом проводящий корень, следующий за ним может быть даже тоньше из-за замены первичной поглощающей коры на вторичную. Для расчета поверхности корней необходимо руководствоваться закономерностями, которые показывают, что в пределах всей корневой системы можно выделить элементарные участки (пряди), отходящие от скелетных корней более тонких проводящих.

В пределах растения все корневые пряди имеют сходное строение, поэтому с варианта достаточно 10 прядей со всех растений варианты и масса самих прядей.

Поверхность активных корней считается по площади боковой поверхности цилиндра. Входными данными является длина активного корня (всех), т.е. сумма почек роста и средний диаметр активного корня из 10 любых, суммарная длина проводящих корней и сухая масса прядей.

Удельная активная поверхность корневой системы УАПКС;(см²\м общ)

∑Lобщ = ∑ L_а + L_пр.

Число метров общих корней

М\Г= общL\2сух. Пряди

Площадь корней S_корн. = УАПКС + М/Г * М = см²

Корневой потенциал

КП=Sкон\2*Т; м²\сутки

КП=(S₂+S₁)\2*Т Т- время(сутки)

Минеральная продуктивность:

МП=С*∆Р\КП- общий случай

Точнее МП=С₂*Р₂- С₁*Р_1; м²\сутки

С-концентрация

МП - обозначает сколько мг конкретного элемента поглощается единицей активной поверхности корней в сутки. Концентрацию находят, анализируя сухую массу по общепринятым методам.

Биологические удобрения.

Существуют свободно живущие культуры- бактерии, которые способны фиксировать азот из атмосферы, а так же накапливают фосфор и калий. Существуют препараты азотобактерин и фосфорбактерин. Также есть комплексные препараты, содержащие культуры нескольких живых бактерий.

Клубеньковые бактерии.

Живут в клубеньках на корнях бобовых, акации и ольхи серой, обогащают почву азотом и есть сведения, что 3 взрослых дерева на 1 га ольхи достаточно для того, чтобы зафиксировать рост продуктивности сосны. Поскольку леса в естественном виде и даже в культурах не удобряется, следовательно, с ростом биомассы иссекает запас минеральных элементов почвы.

Микориза

С течением времени растения истощают почву. Их фотосинтез и рост сильно замедляются, попадает соединение элементов в почве и соответственно растет отношения поверхность корней в погоне за питанием. Соответственно падает минеральная продуктивность, биологическая продуктивность и прирост по любому показателю.

Использование микоризы позволяет улучшить доступ к растению минеральных удобрений. Напр., скорость диффузии ионов фосфора в почве очень низкая (нескольким в год). Кроме того, вносимый фосфор немедленно фиксируется в почве и становится физиологически недопустимым. Гифы гриба - микоризообразователя способно в 1000 раз увеличивать скорость прохождения минеральных удобрений, особенно фосфора и подает их непосредственно к корням.

Даже внесение большого количества удобрений не позволяет кардинально улучшить ситуацию, наоборот, может произойти накопление фосфора Р₃₂, что ведет к радиоактивности почвы. Микориза- это симбиоз гриба и корня. Различают эктомикоризу (у большинства пород)- наружное оплетение корней и энтомикоризу- проникновение гиф гриба непосредственно в клетки корня.

Микориза изменяет ветвление корней на дихотамическое (вилочка, коралловидное), что служит признаком микоризы при обследовании. Грибы - микоризооразователи: мухомор, масленок, рыжик, трюфель, груздь, энтолома садовая, подосиновик.

Французы исследуют показатели, что с 1 га леса у них можно получить до 15 кг трюфелей, а с дерева до 5 кг маслят и до 0,5 кг рыжиков при искусственной микоризацией. Существуют препараты микоризина или перенос земли с места взятия растения.

Применение микоризы особенно прекрасно в условиях бедных почв Севера.

Северные дозы - повышенная фосфора и других элементов питания. Подсчитано, что биологическое удобрение обходится в 100 раз дешевле минерального, кроме того, микориза вступает в симбиоз с нужным видом и отсутствует вероятность передозировки.

Межпородные взаимодействия.

При создании л/к очень важно учитывать взаимодействия между породами поскольку все породы по отношению друг к другу можно разделить на активаторы и ингибиторы. Напр., типичным ингибитором является грецкий орех, который не терпит присутствия других растений кроме некоторых, Б- для ни сильных проявляется внутривидовая конкуренция чем межвидовая. Все взаимодействия можно разделить на несколько классов.

а) Механические - сдавливание растений друг другом, напр. проростами ветвей через другое дерево.

б) Биофизические - взаимодействие биомагнитных полей и теоретических полей Марченко. Ученый доказал, что побеги растений действуют друг на друга пропорционально поверхностями их камбия. Напр., у сосны существует 2 фазы взаимодействия - притяжения и отталкивания, в которых наблюдается своеобразия чувствительность к другим ветвям у сосны, аналогичные закономерности найдены у Б. К биофизическим взаимодействиям можно отнести конкуренцию за свет и температуру, за минеральные удобрения.

в) Генетические- проявляется в способном пыльцы препятствовать росту другой пыльцы. Образование гибридов.

г) Особенно важными являются аллелопатические взаимодействия, т.е. химические взаимодействия фитонцидов на растения или микоризу другого вида или своего.

Фитонциды необходимы для борьбы с вредителями. В большом количестве выделяется не только хвойные, но и лиственные. На долю корневых выделений может приходиться до 60% всех фотоассимилянтов.

Рассмотрим хвойную породу. При 100 % в составе (опыт на сеянцах) наблюдается максимально в опыте продуктивность. При прибавлении 25% березы продуктивность падала, но не достоверно. При равном соотношении достоверно падала БП, а при минимальном количестве падала еще сильнее (охлёстывание).

Теперь рассмотрим березу: у березы минимальный БП наблюдался в чистом насаждении, следовательно у лиственных пород внутривидовая конкуренция оказывает более негативное воздействие чем межвидовое, а у хвойных наоборот. При увеличении березы в составе ее продуктивность растет и растет освоение корнями ризосферы(почвы). Сосна воспринимает как дырка в пологе, не учитывая Б.

При доле Б-50-70% ее корни занимают почву, и ее продуктивность растет как бы без учета хвойных растений. При доле Б-25% и троекратного ее превосходстве сосна начинает вытеснять березу. Понемногу у Б. падает фотосинтез, но наблюдается наибольшая масса корней с целью вытеснения сосны. Тем не менее продуктивность Б в этом варианте выше чем в чистом насаждении. У сосны же доля корней постоянно падает с увеличением % березы, т.к. внутривидовая конкуренция для С менее значима, а при межвидовой наблюдается охлестывание лиственной породы.

Гербициды и арборициды

Гербициды уничтожают нежелательную травянистую растительность. Каждый год список их обновляется, например, в лесном хозяйстве это зеро и другие. Подходят и гораздо больше гербицидов, которые применяются в сельском хозяйстве, где экологические требования сильнее, а сорняки те же. Однако для их лицензирования по существующим правилам необходимо заплатить дороже, чем может дать их продажа. В результате старый гербицид может быть включен в списки дольше необходимого, чем тормозится развитие отрасли.

Общие требования к гербицидам таковы:

-уничтожение травянистой растительности при минимальном вреде древесным растениям;

-относительная безопасность для человека и теплокровных;

-гербицид должен разлагаться на безопасные соединения после вегетации.

Гербициды бывают 2 видов:

-контактные;

-системные.

Контактные действуют при контакте с сорняками, а системные всасываются корнями и действуют изнутри.

Гербициды применяют весной в питомниках, на парах и во взрослых насаждениях.

Один из аспектов применения гербицидов - это защита организмов. Соблюдаются стандартные правила с агрохимикатами: распиратор, не есть, не пить во время обработки. После обработки белье стирать, самому помыться.

Арборициды - химикаты, убивающие нежелательную древесно – кустарниковую растительность. В основном они нацелены против мягколиственных пород, а при сплошной обработке не должны повреждать хвойные. Также арборициды можно избирательно вводить специальным шприцом в растущие деревья, если нужно убить корни. Например, во дворах, а иногда и в насаждениях. Применение арборицидов очень нужно при построении ЛЭП и трубопроводов для защиты участков от растительности вообще.

 

Закрытый грунт.

Закрытый грунт - теплицы. Закрытая корневая система- контейнерная система. В условиях закрытого грунта улучшается микроклимат и увеличивается вегетационный период, вплоть до круглого года.

 

Подбор места и коммуникации для теплицы.

1. теплица должна быть расположена на относительно ровной поверхности, уклон 2-3⁰, при этом грунт должен выдерживать давление несущей конструкции. Это несколько мегапаскалей, при этом обладать хорошей дренажной способностью.

Расположение теплицы на местности. Обеспечивают определенные расстояния со всех сторон света.

С 100м

200-400 Ю 400м

Необходимо обеспечить постоянный подвод воды вплоть до нескольких м³\м²S. Необходимо электричество, а для обогрева газ. Должны быть установлены резервуары для воды и системы резервного электропитания.

Виды покрытий.

1. Стекло. Его преимущества: не темнеет с возрастом, прозрачное и очень долговечное. Минус стекла – его большой вес, дорогое и очень хрупкое.

2. Полимерная пленка- самый легкий вид покрытий, крепится при помощи клипс. Недостатки пленки- низкая прочность и недолговечность 1- несколько сезонов, мутнеет. Преимущества: низкая стоимость, легкость монтажа. Если добавить в полимер пленки добавить соль европия, то короткие волны превратятся в длинные. Коротковолновые части спектра частично превращаются в длинноволновые, что увеличивает ФАР.

3. Использование поликарбоната. Относительно прозрачный пластик, сочетающий в себе положительные стороны стекла и пленки. Он служит более 10 лет, прозрачный, легкий, способен гнуться на небольшие углы, имеет внутри воздушную полость, что нужно для теплоизоляции. Его легко обрабатывать.

Системы теплицы – автомата.

1. Система вентиляции - необходима для предотвращения перегрева посадочного материала при критической температуре. Такая система создает в теплице сквозняк и температура быстро падает. В обычных теплицах снимают часть пленки или открывают двери, а в автоматических датчики температуры и влажности, запускают электроприводы, фрамуг и элементы крыши.

Вентиляционная система многорядной конструкции обеспечивает открытие боковых и коньковых вентиляций. В результате эффекта конвекции вытягивается через крышу. Некоторые вентиляционные элементы могут передвигаться на роликах с помощью лебедки. Может открываться вся крыша.

2. Система зашторивания. (затенение - энергосбережение). Эта система предохраняет посадочный материал от перегрева в жаркие дни, а при заморозках дополнительно изолируют теплицу, экономя газ и электричество. Благодаря своей структуре материал должен легко складываться и препятствовать образованию конденсата в развернутом виде.

Стандартные значения коэффициента затенения 15-100%.

Стандартное значение теплосберегающего коэффициента 40-75%. Используется полиэтилен, полиэстер, разные виды акрила и т.д.

Цветовая гамма: белый, металик черный и белый, оранжевый, бело-зеленый, терракотовый, бело-серый, прозрачный.

Существует также противоположный модакрилловый экран. Как правило, бывают однослойные. С помощью микрокомпьютеров, открывается затеняющий экран.

Энергосберегающий экран открывается в заморозки, либо даже заранее по данным метеостанции. Типичная картина заморозка- это ясная ночь, в которую облака не препятствуют уходу тепла в космос.

3. Система отопления. Существует много вариантов таких систем, напр., воздушные генераторы с газовыми горелками, либо водяные нагреватели. В некоторых теплицах может быть использована нагревательная система пола, пуск тумана в пространство между стеллажами и полом. Газовая система это просто горелка с вентилятором (может быть совмещена с системой СО₂- генерации, либо водяные батареи с вентиляторами, который вводит горячий воздух.

4. СО₂- генерация. СО2 не только питание, но и гормон роста. На практике его получают сжиганием природного газа. Устройство: состоит из горелки и вентилятора, мощность~100кВт (подача тепла) и подает до 6м³ воздуха. Подача тока 0,5 кВт. Расход газа до 14л/ч.

5. Система освещения. Большое количество мощных ламп, дающие спектр, близким к нужному для фотосинтеза. Они служат дополнительным фактором нагрева воздуха теплицы.

6. Система полива. В зависимости от поставленных задач может быть: крупнодисперсионными каплями, система капельного орошения и туманного орошения.

Обычный полив и капельное орошение могут сопровождаться с одновременным внесением удобрений. Обычное орошение осуществляется либо стационарно- проведенной системой неподвижного действия, либо подвижной рамкой. Расположение форсунок полива должно быть таким, чтобы отверстие под нее не было направлено вниз. В противном случае, если форсунку выбьет, то подвижная рамка может привести к вымыванию целой полосы растений.

Существует также капельное орошение, когда в мешки или в сосуды с субстратом подается каплями вода.

Система подтопления, когда вода затопляет поверхность специально оборудованных стеллажей. В результате чего вода проходит в горшок через отверстие в дне, а стеллажи представляют собой поддоны с желобками в дне. Туманное орошение используется в секциях теплиц для укоренения зеленых корешков, т.к., в воздухе создается высокая влажность, прекращается транспирация и меньше высыхает черенок. Туман включается каждые 5-15 минут. Для этого вода дробится через специальные ворсунки.

К системе полива и одновременно к системе орошения относится система гидропоника проточного и проливного типа. 2 раза в день утром и вечером заполняется ванна с гидропоникой на 15-20 минут. За это время полностью отсорбируется исходное количество питательных веществ на керамзите или перлите, имеющем высокую поверхность. Открывается кран и вода спускается в бак, где ежедневно или 1 раз в 10 дней полностью меняется раствор. Датчик измеряет содержание мин. элементов и добавляет необходимые растворы. Также по мере необходимости добавляется вода.

 

Если гидропоника промывная

В гидропонных и аэропонных системах также регулируется pH

Оптимальное соотношение воды и воздуха. Для поверхностного разбрызгивания часто используется разбрызгиватель спринклер.

Стеллажи

Могут быть с пластиковыми каналами, пластмассовыми поддонами для подтопления с металлической сеткой для контейнеров и горшков (американцы) иногда используют медную сетку для химической подрезки корней за счет токсичности.

Если контейнеры стоят на сетке, поднятой над полом, то корни не прорастут глубоко вниз. Еще один вид поддонов - любые кронштейны для установки подносов.

Система управления

Компьютер связан с метеостанцией, что позволяет оперативно принимать меры при различных прогнозах погоды, например, заранее при заморозке обеспечить обдув теплицы… Записи результатов, постоянный контроль и диагностика.

Контейнерная технология (закрытая корневая система)

Преимущества ЗКС состоят в том, что сеянцы можно высаживать со значительным отрывом от обычных сроков, поскольку нормальная корневая система в контейнере не нарушена. Такие сеянцы способны сразу начать минеральное питание и не нуждаются в образовании первичных корешков.

Неизбежные воздушные мешки при посадке меньше повлияют на такой сеянец. И соответственно будет значительная приживаемость.

ЗКС исключает возможную гибель многих сеянцев во время пересадки и транспортировки.

Типы контейнеров (горшков)

1) Неразлагающийся в почве тип - их используют как для выращивания с последующей выемкой для посадки сеянцев с комом. Так и в некоторых случаях для посадки прямо в них. В первом случае это многоразовые кассеты - это контейнеры, разделенные на лепестки (немецкая технология Пули Вольтера)- аналог нашей посадочной трубы. Недостаток таких контейнеров в том, что либо приходится извлекать из него растения, где возможно повреждении, либо сажать вместе с ним. Преимущества их заключаются в высокой прочности при выращивании и транспортировке. Сюда же условно можно отнести якобы разлагающийся в почве полимер, его делают из порошка сплавляемого в пленку или в пластинку. С течением времени в почве такой материал распадается в порошок, гранулы которого навсегда останутся. Есть действительно разлагающиеся материалы – если пластик сделан из молекул с четным числом атомов углерода.

2) Контейнеры из разлагающегося материала: торфоцеллюлозы; бумажные, деревянные ящики, жестяные. Они полностью разлагаются и экологически безвредны, являются почвоулучшающим компонентом, но раскисают при производстве сеянцев и при их транспортировке. Тем не менее, условия для корней растения лучше, особенно если они из торфоцеллюлозного материала. Отдельным видом контейнеров является редко используемые горшки из необожженной глины, они безвредны.

Контейнерное производство позволяет организовать автоматическую линию по производству посадочного материала c ЗКС.

Технология Фини-пот

Торфяные горшки с добавкой связующих компонентов. Имеют форму прямоугольника, прессуются блоками наподобие баночек для йогурта. Подобная система позволяет применять поточную линию.

В последнее время такие горшочки применяются в технологии Пейпер-пот. Размеры горшочков 3,2*6 см, в блоке 50 штук. Прямоугольная форма очень удобна и обеспечивает большой выход посадочного материала.

Технология Копвар-Форст.

Шведская технология. Используют кассеты из 67 пластмассовых горшков, высотой 8см. в верхней части диаметр 3,2 см. масса блока с субстратом 3кг. Их устанавливают на снег для увлажнения, а затем над ними монтируется полиэтиленовое покрытие до середины лета. Горшки заполняются в поточных линиях, контейнеры многоразовые. Перед посадкой из них вынимают растения и сажают посадочной трубой.

Канадские технологии.

Их контейнеры рассчитаны на минимальный объем грунта, обеспечивающий простую выживаемость, но зато наибольший выход с единицы площади. Посадочный материал получается ослабленным.

Также в Канаде используется технология Пуля Вольтера.

Тюб Онтарио

Американская технология делается как торфяная сосиска из бумаги и картона.

Технология Староблок

Полистерольный контейнер на 80-192 ячейки, жесткий в виде рамки.

Технология Брикет.

Выращивают сосну и ель, корни которых помещают между плитками торфа и закрывают перфорированной пленкой. Плитку пропитывают питательным раствором. Исходный материал однолетние сеянцы из теплиц. Доращивают 1-2 месяца.

Технология Брика

Выращивают саженцы высотой до 30 см и более. Сущность такая же, только больше посадочный материал. В России только начинается использование отечественной контейнерной технологии, как правило, закупается списанное финнами.

Практические занятия.

Термостатируемая комната.

Где есть устройство кондиционирования,t=25 2⁰C. Режим освещения в зависимости от требований к растущим культурам. Напр. для некоторых культур нужен свет. Для этого используют стеллажи с трубчатыми лампами, под каждым стеллажом на потолке. Могут быть шкафы для культур с теневым выращиванием, в этом случае применяемые обычные закрытые шкафы или все комнаты могут сделать темной.

Суспензионные культуры не должны слипаться, поэтому их должны выращиваться при постоянном перемешивании в качалках, которое делают (оборот в секунду и отклоняют ось вращения на несколько см по вертикали). В качалках или в самой комнате может быть установлен режим смены дня и ночи.

Компоненты сред.

Каждая среда независимо от назначения имеет 6 компонентов:

1.микроэлементы

2.макроэлементы

3.источник железа

4.источник углерода

5.витамины

6.стимуляторы роста, которые подбираются к каждому виду.

Ауксины:

ИУК(индолилуксусная кислота)

ИМК(индолилмасляная кислота)

НУК(нафтилуксусная кислота)

НОУК(хлорфинилоксиуксусная кислота)

Цитокинины:

6-БАП-(6-бензиламинопурин)

2-ИП(изопентиламинопурин)

Кинетин (фурфуриламинопурин)

Зеатин.

Гиббереллины:

ГК (гибберелловая кислота)

ИУК окисляется продуктами метаболизма тканей, его нельзя использовать как единственный ауксин.

Зеатин и ГК- термолобильны и их нельзя автоклавировать.

Одним из компонентов среды, дающие ей желирующие свойства являются, напр. (из водорослей) его кладу 6 гр на 1 л среды.

 

Подбор регуляторов роста:

0 1 2 3 4 5 А 0

А-3-4

Ц-3-4

 

 

 

Ц

МС-(мурасиге-скуга)

 

Приготовление сред.

Среды: высокосолевые (Мурасиге-Скуга, Шенка-Хиледебрандта); низкосолевые - (Уайта)

Среды либо готовят сами (в лаборатории), либо используют готовые порошки, в которых входят все компоненты, кроме сахарозы, агара и регуляторов роста. Но такие среды, несмотря на удобство, не могут быть изменены и дорого стоят. В лаборатории же имея стандартный набор посуды и необходимые реактивы можно приготовить любую среду.

Методика приготовления:

Берут пропись и готовят растворы исходных солей. Растворять их можно в химическом стакане на магнитной мешалке. В последствии растворы объединяют, и объем доводится до риски дважды дистиллированной средой. Все компоненты растворяются стерильной дважды дистиллированной водой. Все соли используют марки ХЧ - химически - чистые, ЧДА - чистые для анализа. Приготовленную среду разливают в конические колбы Эрленмейера по 250 мл, затыкают ватными пробками и оборачивают горлышко фольгой.

Автоклавируют при 115⁰С (до 150⁰С) и при давлении 1,1 атм (до 24) 20 мин(чем больше V, тем больше t).

Готовую среду остужают напр., в ламинарном боксе, где можно подлить термолабильные компоненты, а так же их там разливают по чашкам петри.

Готовую среду лучше не хранить во избежание заражения. Если же все-таки храним, то это делают 1 месяц с обязательным последовательным посевом, а лучше с пробой самих колб на стерильность. Для этого среду помещают в термостат при t-25⁰С на 4 дня. Если через 4 дня не проявляются признаки заражения грибами или микроорганизмами среду можно использовать. Среды, хранятся при t +4⁰С. Растворы основных солей +4⁰С, а витамины при -20⁰С хранятся 1 месяц (по 2 мл в колбочке).

Метод посева применяетсядля определения факта заражения сред, физиологических жидкостей, водных смывов с любых поверхностей(они со стен в операционных, автоклавной, и т.д.)).Для смыва со стен берут стерильную кисточку.

Эксплант- часть растения, которая должна быть по возможности наиболее молодой, чтобы не возникло трудностей, либо конкретная ткань, которую нужно размножить. Желательно чтобы эксплант был теристемой- вечно молодой тканью(кончик побега, корня, кисток). Размер экспланта зависит от размера его клеток, чем больше размер клеток, тем больше размер экспланта,т.к. существует критическое количество жизнеспособных клеток для каллусных культур. Перед тем как эксплант помещают на среду, его нужно отобрать и простерилизировать.

Стерилизация экспланта:

Эксплант должен быть стерилен, чтобы не заражать среду и одновременно жив, чтобы расти. Поэтому используют хлорсодержащие жидкости 1% активного хлора.

ПР: Рас