Повышение эффективности многоцелевого лесопользования на выработанных торфяниках. С. 91–102

УДК

634.73:630*22

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-3-91-102

Аннотация

Более полное вовлечение и эффективное использование недревесных ресурсов леса является одной из актуальных проблем развития лесного комплекса Российской Федерации в рамках обеспечения многоцелевого, рационального и неистощительного лесопользования. Создание плантаций лесных ягодных растений позволит решить проблему биологической рекультивации выработанных торфяных месторождений, а также повысить продуктивность дикорастущих ягодников и увеличить биоразнообразие неиспользуемых земель лесного фонда. Цель работы – изучить перспективы использования клонального микроразмножения как наиболее эффективного способа получения высококачественного сортового посадочного материала лесных ягодных растений для закладки плантаций на рекультивируемых выработанных торфяниках. Приведены результаты исследований клонального микроразмножения лесных ягодных растений – полувысокорослой голубики и клюквы болотной перспективных сортов и гибридных форм – и их адаптации к условиям выработанных торфяных месторождений. Представлены данные по формированию микропобегов и корней растений голубики и клюквы на питательной среде WPM при использовании росторегулирующих веществ. На этапе собственно микроразмножения максимальная суммарная длина микропобегов отмечена у полувысокорослой голубики (23,7 см) при концентрации цитокинина 2-iP 3,0 мг/л, у клюквы болотной (22,7 см) – при концентрации 0,5 мг/л. На этапе укоренения in vitro максимальная суммарная длина корней растений полувысокорослой голубики (12,1 см) и клюквы болотной (51,7 см) выявлена при концентрации ауксина ИУК 1,0 мг/л. Охарактеризована приживаемость растений в нестерильных условиях in vivo в зависимости от состава субстрата и в естественных условиях на выработанных торфяниках. На этапе адаптации к нестерильным условиям in vivo наибольшая приживаемость растений голубики наблюдалась на субстрате из торфа переходного типа и сфагнума (95–98 %), клюквы – на субстрате из торфа верхового типа и сфагнума (100 %). В условиях выработанных торфяников приживаемость растений полувысокорослой голубики и клюквы болотной достигала 100 %. Метод клонального микроразмножения является наиболее эффективным способом получения высококачественного оздоровленного посадочного материала лесных ягодных растений для быстрого размножения перспективных сортов и гибридных форм, создания плантаций с целью рекультивации выработанных торфяников в рамках организации многоцелевого лесопользования.

Сведения об авторах

С.С. Макаров¹ *, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр.; ResearcherID: AAK-9829-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
И.Б. Кузнецова², канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAB-4568-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5011-3271
А.В. Заушинцена³, д-р биол. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4645-828X
Е.И. Куликова⁴, канд. с.-х. наук, зав. каф.; ResearcherID: AAL-8290-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5981-2690
Г.В. Тяк¹, канд. биол. наук, рук. группы недревесной продукции леса; ResearcherID: AAB-4215-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1081-4054
Т.В. Курлович⁵, канд. биол. наук, вед. науч. сотр.
¹Центрально-европейская лесная опытная станция, просп. Мира, д. 134, г. Кострома, Россия, 156013; makarov_serg44@mail.ru*, ce-los-np@mail.ru
²Костромская государственная сельскохозяйственная академия, Учебный городок, Караваевская с/а, д. 34, п. Караваево, Костромской р-н, Костромская обл., Россия,
156530; sonnereiser@yandex.ru
³Кемеровский государственный университет, ул. Красная, д. 6, г. Кемерово, Россия, 650000; alexaz58@yandex.ru
⁴Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина, ул. Шмидта, д. 2, с. Молочное, г. Вологда, Вологодская обл., Россия, 160555,
elena-kulikova@list.ru
⁵Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси, ул. Сурганова, д. 2 в, Минск, Республика Беларусь, 220012; vaccinium@mail.ru

Ключевые слова

клюква болотная, полувысокорослая голубика, выработанные торфяники, рекультивация торфяников, клональное микроразмножение

Для цитирования

Макаров С.С., Кузнецова И.Б., Заушинцена А.В., Куликова Е.И.,
Тяк Г.В., Курлович Т.В. Повышение эффективности многоцелевого лесопользования на выработанных торфяниках // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 91–102.
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-91-102

Литература

1. Брилкина А.А., Лобов В.П., Давыдов И.В., Малышева О.В. Получение культуры in vitro растений клюквы крупноплодной и болотной // Вестн. Нижегор. ун-та им. Н.И. Лобачевского. Сер.: Биология. 2006. № 1. C. 88–90.
   Brilkina A.A., Lobov V.P., Davydov I.V., Malysheva O.V. Obtaining in vitro Culture of Plants of Large Cranberry and Swamp Cranberry. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. Series: Biology, 2006, no. 1, pp. 88–90. (In Russ.).

2. Инишева Л.И., Аристархова В.Е., Порохина Е.В., Боровкова А.Ф. Выработанные торфяные месторождения, их характеристика и функционирование. Томск: ТГПУ, 2007. 224 с.
   Inisheva L.I., Aristarkhova V.E., Porokhina E.V., Borovkova A.F. Depleted Peat Deposits, Its Characteristics and Functioning. Tomsk, TSPU Publ., 2007. 224 p. (In Russ.).

3. Калашникова Е.А. Клеточная инженерия растений. М.: РГАУ-МСХА, 2012. 317 с.
   Kalashnikova E.A. Plant Cell Engineering. Moscow, RSAU - MTAA Publ., 2012. 317 p. (In Russ.).

4. Кухарчик Н.В., Кастрицкая М.С., Семенас С.Е., Колбанова Е.В., Красинская Т.А., Волосевич Н.Н., Соловей О.В., Змушко А.А., Божидай Т.Н., Рундя А.П., Малиновская А.М. Размножение плодовых и ягодных растений в культуре in vitro. Минск: Беларуская навука, 2016. 208 с.
   Kukharchik N.V., Kastritskaya M.S., Semenas S.E., Kolbanova E.V., Krasinskaya T.A., Volosevich N.N., Solovey O.V., Zmushko A.A., Bozhiday T.N., Rundya A.P., Malinovskaya A.M. Reproduction of Fruit and Berry Plants in Culture in vitro. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2016. 208 p. (In Russ.).

5. Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 № 200-ФЗ. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».
   The Forest Code of the Russian Federation Dated December 4, 2006 No. 200-ФЗ. (In Russ.).

6. Мохамед Г.Р.А., Хуснетдинова Л.З., Тимофеева О.А. Укоренение микрочеренков Vaccinium corymbosum L. сорта Блю Берри в культуре in vitro и ex vitro // Сам. науч. вестн. 2018. Т. 7, № 4(25). С. 80–84.
   Mohamed G.A., Khusnetdinova L.Z., Timofeeva O.A. Rooting of Vaccinium corymbosum L. Microshoots cv. “Blue-Berry” in Culture in vitro and ex vitro. Samara Journal of Science, 2018, vol. 7, no. 4(25), pp. 80–84. (In Russ.). https://doi.org/10.17816/snv201874114

7. Паспорт национального проекта «Экология»: утв. президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам (протокол от 24.12.2018 № 16). 48 с.
   Passport of the National Project “Ecology”. Approved by the Presidium of the Presidential Council for Strategic Development and National Projects (Minutes of December 24, 2018 No. 16). 48 p. (In Russ.).

8. Cирин А.А., Минаева Т.Ю., Новиков С.М., Хорошев П.И., Красильников Н.А., Калинина Н.А., Гриневич Н.А., Грешнов С.П., Горбатовский В.В., Кураева Е.Н., Лапшина Е.Д., Межнев А.П., Мищенко А.Л., Стародубцева О.А., Федотов Ю.П., Черкасов А.Ф., Юрковская Т.К. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации / под ред. А.А. Сирина, Т.Ю. Минаевой. М.: Геос, 2001. 190 с.
   Sirin A.A., Minayeva T.Yu., Novikov S.M., Khoroshev P.I., Krasil’nikov N.A., Kalinina N.A., Grinevich N.A., Greshnov S.P., Gorbatovskiy V.V., Kurayeva E.N., Lapshina E.D., Mezhnev A.P., Mishchenko A.L., Starodubtseva O.A., Fedotov Yu.P., Cherkasov A.F., Yurkovskaya T.K. Peat Bogs of Russia: To the Analysis of Industry Information. Ed. by A.A. Sirin, T.Yu. Minayeva. Moscow, Geos Publ., 2001. 190 p. (In Russ.).

9. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года: утв. распоряжением Правительства РФ от 11.02.2021 № 312-р. Доступ из справ. правовой системы «Консультант Плюс».
   The Strategy for the Development of the Forest Complex of the Russian Federation for the Period up to 2030. Approved by the Decree of the Government of the Russian Federation Dated February 11, 2021 No. 312-р. (In Russ.).

10. Тяк Г.В., Курлович Л.Е., Тяк А.В. Биологическая рекультивация выработанных торфяников путем создания посадок лесных ягодных растений // Вестн. Казан. ГАУ. 2016. Т. 11, № 2(40). С. 43–46.
    Tyak G.V., Kurlovich L.E., Tyak A.V. Biological Recultivation of Degraded Peatlands by Creating Forest Berry Plants. Vestnik of the Kazan State Agrarian University, 2016, vol. 11, no. 2(40), pp. 43–46. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/20633

11. Шевелуха В.С., Воронин Е.С., Калашникова Е.А., Ковалев B.M., Ковалев А.А., Кочиева Е.З., Новиков Н.Н., Прокофьев М.И., Пронина Н.Б., Проворов Н.А., Свентицкий И.О., Тихонов И.В., Тихонович И.А. Сельскохозяйственная биотехнология / под. ред. В.С. Шевелухи. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2008. 710 с.
    Shevelukha V.S., Voronin E.S., Kalashnikova E.A., Kovalev B.M., Kovalev A.A., Kochiyeva E.Z., Novikov N.N., Prokof’yev M.I., Pronina N.B., Provorov N.A., Sventitskiy I.O., Tikhonov I.V., Tikhonovich I.A. Agricultural Biotechnology. Ed. by V.S. Shevelukha. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2008. 710 p. (In Russ.).

12. Clapa D., Bunea C., Borsai O., Pintea A., Hârța M., Ştefan R., Fira A. The Role of Sequestrene 138 in Highbush Blueberry (Vaccinium corymbosum L.) Micropropagation. HortScience, 2018, vol. 53, iss. 10, pp. 1045–1049. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13269-18

13. Clapa D., Fira A., Vescan L.-A. Aspects Regarding the in vitro Culture and ex vitro Rooting in Vaccinium macrocarpon Cultivar ‘Pilgrim’. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca. Animal Science and Biotechnologies, 2012, vol. 69, no. 1-2, pp. 226–234. http://dx.doi.org/10.15835/buasvmcn-asb:69:1-2:8489

14. Debnath S.C. Zeatin-Induced One-Step in vitro Cloning Affects the Vegetative Growth of Cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) Micropropagules over Stem Cuttings. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2008, vol. 93, pp. 231–240. https://doi.org/10.1007/s11240-008-9366-0

15. Debnath S.C., McRae K.B. A One-Step in vitro Cloning Procedure for Cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.). Small Fruits Review, 2005, vol. 4, iss. 3, pp. 57–75. https://doi.org/10.1300/J301v04n03_05

16. Filipenia V.L. et al. Peculiarities of Adventitious Organogenesis of Vaccinium macrocarpon Ait. in vitro. Blueberry and Cranberry Growing (with Ecological Aspects): Proceedings of the International Scientific Conference. Skierniewice, 2006, pp. 217–223.

17. Guo Y.-X., Zhao Y.-Y., Zhang M., Zhang L.-Y. Development of a Novel in vitro Rooting Culture System for the Micropropagation of Highbush Blueberry (Vaccinium corymbosum) Seedlings. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 2019, vol. 139, pp. 615–620. https://doi.org/10.1007/s11240-019-01702-7

18. Litwińczuk W. Micropropagation of Vaccinium sp. by in vitro Axillary Shoot Proliferation. Protocols for Micropropagation of Selected Economically-Important Horticultural Plants. Ed. by M. Lambardi, E. Ozudogru, S. Jain. Totowa, NJ, Humana Press, 2012, pp. 63–76. https://doi.org/10.1007/978-1-62703-074-8_5

19. Lomtatidze N., Alasania N., Gorgiladze L., Meladze R. Production of Sapling Material of Blueberry in in vitro Culture. Bulletin of the Georgian National Academy of Sciences, 2018, vol. 12, no. 2, pp. 138–144.

20. Mihaljević S., Salopek-Sondi B. Alanine Conjugate of Indole-3-Butyric Acid Improves Rooting of Highbush Blueberries. Plant, Soil and Environment, 2012, vol. 58, iss. 5, pp. 236–241. https://doi.org/10.17221/34/2012-PSE

21. Noormets M., Karp K., Paal T. Recultivation of Opencast Peat Pits with Vaccinium Culture in Estonia. WIT Transactions on Ecology and the Environment. Vol. 64: Ecosystems and Sustainable Development IV, 2003, vol. 2, pp. 1005–1014. https://doi.org/10.2495/ECO030242

22. Qiu D., Wei X., Fan S., Jian D., Chen J. Regeneration of Blueberry Cultivars through Indirect Shoot Organogenesis. HortScience, 2018, vol. 53, iss. 7, pp. 1045–1049. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13059-18

23. Qu L., Polashock J., Vors N. A Highly Efficient in vitro Cranberry Regeneration System Using Leaf Explants. HortScience, 2000, vol. 35, iss. 5, pp. 948–952. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.35.5.948

24. Reed B.M., Abdelnour-Esquivel A. The Use of Zeatin to Initiate in vitro Cultures of Vaccinium Species and Cultivars. HortScience, 1991, vol. 26, iss. 10, pp. 1320–1322. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.26.10.1320

25. Ružić D., Vujović T., Libiakova G., Cerović R., Gajdošova A. Micropropagation in vitro of Highbush Blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Journal of Berry Research, 2012, vol. 2, no. 2, pp. 97–103. https://doi.org/10.3233/JBR-2012-030

26. Sedlák J., Paprštein F. Micropropagation of Cranberry (Vaccinium macrocarpon) through Shoot Tip Cultures: Short Communication. Horticultural Science, 2011, vol. 38, no. 4, pp. 159–162. https://doi.org/10.17221/115/2010-HORTSCI

27. Vahejõe K., Albert T., Noormets M., Karp K., Paal T., Starast M., Värnik R. Berry Cultivation in Cutover Peatlands in Estonia: Agricultural and Economical Aspects. Baltic Forestry, 2010, vol. 16, no. 2(31), pp. 264–272.