Искусственное вегетативное размножение растений

Искусственным вегетативным размножением называется такое размножение растений, которое в природе не имеет места, так как связано с хирургическим отделением от растения его частей, необходимых для размножения. 

При этом размножение растений клубнями или луковицами-детками, отделяемыми от материнского растения, занимает промежуточное положение между естественным и искусственным вегетативным размножением. 

К искусственному вегетативному размножению прибегают, если растение в данных условиях культуры не образует семян или даёт их мало, плохого качества, если при размножении семенами не сохраняются свойства сорта, что обычно бывает у гибридов, или, если нужно быстро размножить данное растение или данный сорт.

Ближе всего к естественному стоит размножение делением кустов, которое применяется нередко и у различных декоративных травянистых многолетников (примулы, маргаритки, рудбекии, флоксы, дельфиниумы и другие), реже - у некоторых многолетних овощных растений (шнитт-лука, лука-батуна, щавеля, ревеня) и у некоторых кустарников и деревьев. 

Травянистые многолетники, образовавшие много побегов ("куст", "куртина") из корневищ, выкапывают из земли, отделяют руками или ножом особи, имеющие собственные корни, и пересаживают их на новые места.

К делению кустов близко стоит размножение отпрысками, когда при отделении дочерних растений материнское растение не вытаскивается из земли. Этот способ применяется у различных кустарников и деревьев, образующих из придаточных почек на корнях корневые отпрыски (корневую поросль), выкапываемые и пересаживаемые на новые места. 

Так размножают малину, ежевику, сливу, вишню, черёмуху, облепиху и другие растения. 

Подобным же образом, но только стеблевыми отпрысками ("усами"), размножают землянику и клубнику; у них отделяют и пересаживают молодые растеньица, развившиеся на ползучих укореняющихся надземных побегах.

При размножении стеблевыми отпрысками материнское растение само, без всякого воздействия человека, даёт укореняющиеся побеги, а при размножении отводками его заставляют сделать это. Ветви растения пригибают дугообразно к земле и засыпают их обычно так, чтобы верхушка побега оставалась над землей. Через некоторое время на участке ветви, засыпанном землёй, развиваются придаточные корни, после чего отводок можно пересадить на другое место. Укоренению содействует надрезание отводимой ветви: оно затрудняет движение пластических веществ, способствует скоплению их у места надреза и более быстрому образованию корня и новых побегов. Иногда отводимую ветвь всю расстилают по земле и получают несколько отводков из узлов. Ветви от толстых стволов "отводят", подвязывая к ним горшок, выпиленный сбоку и наполненный землёй, в которую они пускают корни. Употребляют и другие вариации способов отведения. 

Размножение дерева отводками, пропущенными сквозь горшки с землёй:

Размножение отводками применяют у крыжовника, шелковицы, орешника-лещины, винограда, олеандра, азалии, некоторых гвоздик, драцены, фикуса (Ficus elastica), юкки и других растений.

Размножение растений отводками, пригнутыми к земле:

Размножение черенками:

Черенками в широком смысле называют любые части растений, отрезаемые от них и служащие для вегетативного размножения; это могут быть части стебля (побегов), корней или листья. В более узком смысле, когда говорят о черенках, имеют в виду стеблевые черенки. Они бывают травянистые (зелёные) и деревянистые (одревесневшие, полуодревесневшие).

В нижней части черенка, посаженного в землю, образуются эндогенно из камбия придаточные корни. Часто их образованию предшествует развитие наплыва (каллуса) из паренхимной ткани, затягивающей рану с краёв. Укоренение происходит в зависимости от вида растения через несколько дней (ивы, тополя, традесканции), недель или даже месяцев. Укоренившиеся черенки пересаживают в различные рассадники, гряды или сразу на окончательное место. Новые побеги на черенках развиваются из пазушных почек, придаточных же почек на них обычно не образуется.

Размножение стеблевыми черенками широко применяется у многих декоративных многолетников, у лекарственных, технических растений, у некоторых древесных пород (роз, винограда, ив, тополей, туи, смородины и других), иногда у некоторых  овощных растений (томатов, огурцов, дынь, баклажанов, красного перца, картофеля). 

Два черенка ивы, проросшие в подвешенном состоянии в тёмном влажном пространстве:

1 - в нормальном положении; 2 - в перевёрнутом положении (верхушкой вниз); п - побеги; к - придаточные корни; н - нить, на которой подвешен черенок.

У ряда трудно укореняющихся растений можно ускорить образование придаточных корней на черенках, обрабатывая их некоторыми веществами, так называемыми ростовыми веществами или ауксинами. Такие вещества вырабатываются и в теле растений.

Из них наиболее часто применяются индолилмасляная, а также нафтилуксусная кислоты. В водных растворах этих килот в течение некоторого времени (12-24 часа) выдерживают  нижние концы черенков, что ускоряет появление у растений  придаточных корней и увеличивает их число. Применение гормонов роста перспективно в виноградарстве, плодоводстве (например, у цитрусовых), лесоводстве, цветоводстве. 

Некоторые растения, например ирисы (касатики), многолетние флоксы и другие, размножают отрезками корневищ, имеющими почки (глазки). 

Корневыми черенками размножают растения, которые способны скоро образовывать придаточные почки на корнях, - хрен, шиповник, розы, драцены, павловнию, некоторые сорта малины, иногда вишни, сливы и другие. Черенки берут длиной 5-15 см и 0,5-2 см толщиной; кладут наискось в землю на глубину 2-6 см.

Листовыми черенками, то есть листьями или даже кусочками их, способны размножаться немногие растения - глоксинии, геснерии, некоторые бегонии, портулак, томаты и другие. Посаженные на влажный песок, они образуют придаточные корни и придаточные почки, развивающиеся в новые растения; надрезы листовой пластинки в местах разветвления крупных жилок ускоряют образование в этих местах корней и почек. 

Прививкой, или трансплантацией, называют пересадку части живого растения, снабжённого (у высших растений) почкой или почками, на другое растение, с которым первое срастается. Пересаживаемое растение называют привоем, а то, на которое пересаживают (прививают), подвоем или дичком. Прививка возможна не только у высших, но и у низших талломных растений. У привитых высших растений привой не образует собственных корней, а получает воду и неорганические соли из корней подвоя, последний же получает из привоя органические вещества.

Размножение прививкой ("облагораживание") применяется главным образом у плодовых деревьев, которые с трудом дают придаточные корни и не могут разводиться черенками и отводками, а при размножении семенами, будучи сложными гибридами, расщепляются и не воспроизводят сорта материнского растения. Иногда прививка производится с целью заполнить в дереве голые места, где обломлены суки, или для спасения частично повреждённого в нижней части дерева и т. п. 

Практика выработала свыше сотни самых разнообразных способов прививки. 

При обычных способах прививки с привоя срезают небольшой побег с несколькими почками - черенок - или одну почку с кусочком коры и обычно древесины - глазок - и пересаживают на подвой. 

У древесных растений на черенки режут обычно однолетние ветви поздней осенью или в конце зимы, сохраняют в холодном месте и прививают ранней весной, когда почки черенка почти не тронулись в рост или тронулись меньше, чем почки подвоя. Прививка травянистыми черенками производится и летом. 

Копулировкой называют сращение черенка с подвоем, имеющим одинаковую с ним толщину. Тот и другой срезаются наискось, так, чтобы плоскости среза их совпадали, прикладываются плотно друг к другу, связываются и иногда обмазываются особым садовым варом. Особенно нужно заботиться о совпадении камбиев. Для большей прочности соединения и лучшего сращения часто делают различные вырезы на подвое и соответствующие им вырезы на привое - так называемая прививка с "язычками" и т. п.

Когда подвой толще привоя, что бывает наиболее часто, делают прививку вприкладку, за кору в расщеп в различных вариантах. 

Различные способы прививки:

1 - обыкновенная копулировка; 2 - прививка вприкладку; 3 - прививка в расщеп.

 

  При прививке черенками сказывается явление полярности растений: сращивать нужно разноимённые концы подвоя и привоя, то есть морфологически верхний конец подвоя с морфологически нижним концом привоя; при обратном соединении сращение или не произойдет, или оно будет плохое и уродливое. 

Окулировкой называют пересадку почки (глазка) привоя под кору подвоя, на которой делается Т-образный надрез. Глазки берут обычно из середины сильных побегов вместе с кусочками коры, лучше - и с древесиной, иначе проводящий пучок глазка часто обрывается далеко в глубине его, и глазок не приживается. Чаще всего окулировка применяется в конце лета покоящимися почками, образовавшимися в текущем году, которые разовьются в будущем году. В год окулировки происходит только срастание глазка с подвоем; расти же он начинает на следующий год, после чего подвой над ним срезают. 

Окулировка:

В плодоводстве окулировка - наиболее распространённый способ прививки. В питомниках не менее 90-95% плодовых деревьев прививают окулировкой: она требует меньше прививочного материала, проще по технике выполнения и быстроте работы, рана при окулировке меньше, чем при других способах прививки, сращение привоя с подвоем происходит быстрее. 

Большое значение имеют при прививках индивидуальные особенности материнского растения, а также возраст и положение на материнском растении самого черенка или глазка, взятого для прививки.

Черенки или глазки для прививок в садоводстве следует брать с вполне здоровых, уже плодоносящих растений, у которых все признаки сорта, желательные в культуре, выражены в наилучшей степени.

Побеги и почки (глазки) на растении не однородны, а индивидуализированы, в зависимости от места нахождения их на растении, и способны долго сохранять эти свои особенности. 

Черенок, или глазок, взятый из цветущей зоны, обычно даёт обильно цветущий привой, а взятый из зоны сильного вегетативного роста даёт хорошо растущий привой, но с небольшим количеством цветков. 

Качество черенка, или глазка, зависит от возраста растения, с которого его берут, от возраста самого черенка, или глазка, и от степени прохождения им определённых стадий развития.

Очень важным условием при всех прививках является, как уже указывалось, совпадение камбиев подвоя и привоя. Обычно между подвоем и привоем сначала образуется прослойка жёлто-бурого цвета из отмерших при поранении тканей. Затем она постепенно разрушается путём рассасывания и путём прорывов её новообразующимися паренхимными клетками того и другого компонента, которые врастают друг в друга и смыкаются. Главная роль в образовании этих, дающих сращение клеток, принадлежит камбию. Ещё позже происходит соединение проводящих тканей подвоя и привоя особыми проводящими тяжами, возникающими или из паренхимных клеток, или из вновь образующегося здесь камбия. Часто, особенно у древесных растений, в месте срастания образуется ещё наружный наплыв (каллус), укрепляющий их общую связь.

Для успеха или неуспеха прививки первостепенное значение имеют специфические особенности данного вида или группы и систематическая близость (филогенетическое родство) прививаемых растений, если они относятся не к одному виду. 

У однодольных, например, прививка удается с трудом, что, весьма возможно, стоит в связи с беспорядочным расположением у них проводящих пучков и отсутствием камбия. Среди двудольных чем ближе родство прививаемых растений, тем в общем легче удаётся прививка; сорта или расы в пределах одного вида прививаются друг к другу легче, чем виды в пределах рода; ещё труднее удаются межродовые прививки; межсемейственные прививки до недавнего времени считались невероятными, хотя указания на них встречались давно; в последнее время произведены удачные и межсемейственные прививки, например сложноцветного на пасленовое (ромашка на томат), портулака на кактус, конского боба на подсолнечник, гречихи на горох, настурции на конский боб и другие.

Имеется немало исключений из правила о родственной близости прививаемых компонентов. Имеются примеры, когда данный вид или род может служить только подвоем или только привоем для другого, а не наоборот.

Итак, прививки применяются при вегетативном размножении растений, нелегко образующих придаточные корни и не размножаемых черенкованием. Кроме того, они применяются иногда для повышения урожайности, для повышения морозоустойчивости, для обеспечения перекрестного опыления у двудомных растений (прививка мужских веток на женские экземпляры у гинкго, фисташки), для замены сломанных ветвей, для создания различных декоративных оригинальных эффектов и т. п.

В связи с прививками возникают интереснейшие вопросы влияния подвоя на привой, и обратно. В ряде случаев подвой и привой не влияют заметным образом друг на друга. При прививке томата на картофель первый образует обычные для него съедобные плоды, а второй - подземные клубни; при прививке земляной груши и подсолнечника инулин, свойственный земляной груше, не переходит в подсолнечник. При прививке двух видов мимозы, реагирующих на раздражение складыванием листочков и передающих это раздражение по своему телу с различной скоростью (2- 3 см и 5-8 см в секунду), раздражение переходит через место сращения и передается другому компоненту, но скорость распространения его в каждом компоненте остается той, которая характерна для данного вида. 

У двудомных растений каждый из привитых компонентов сохраняет свой пол.

Иногда на одной яблоне прививают несколько разных сортов, и они сохраняют свои особенности.

На этом основании многие учёные считают, что взаимное влияние между подвоем и привоем отсутствует и качества того и другого остаются неизменными. Особенно категорически настаивают они на том, что если и бывает некоторое влияние подвоя на привой, и обратно, то эти изменения отнюдь не передаются по наследству при размножении семенами.

Между тем, давно уже известны многочисленные и не случайные, а постоянные случаи влияния подвоя на привой. Это явление чаще всего выражается в изменении мощности развития, смещении сроков зацветания и плодоношения, изменении урожайности и даже качества плодов, устойчивости против неблагоприятных климатических условий, некотором изменении ростовых функций. 

Нередко это влияние подвоя может быть объяснено количественными изменениями в питании. Так, например, сильно растущие формы, привитые на слабо растущих с плохо развитой корневой системой (например, груша - на айве, обыкновенная яблоня - на райской яблоне или парадизке, вишня и черешня - на степной вишне), получаются карликовыми, менее выносливыми и недолговечными, но зато раньше плодоносящими, часто с более сладкими плодами. Карликовость их объясняется недостаточным корневым питанием от слабой корневой системы подвоя; раннее плодоношение и большая сахаристость плодов - быстрым и значительным накоплением ассимилятов, не потребляемых слаборазвитой корневой системой подвоя или, быть может, более затруднённым оттоком ассимилятов; меньшая долговечность - ранним отмиранием корней подвоя. Наоборот, фисташка из семян живёт не более 150 лет, привитая же на другом, более долговечном виде того же рода (Pistacia terebinthus) живёт до 200 лет.

В ряде случаев при умелом выборе подвоя можно повышать морозоустойчивость привоя, например при прививке обыкновенных яблонь на морозостойкую сибирскую, при прививке мандаринов на более морозостойкий трёхлисточковый померанец (Poncirus trifoliata), дынь - на тыквы и т. п. Некоторые такие случаи объясняли только морозостойкостью корней подвоя, но часто морозостойкость получается и в побегах привоя, как например у вишни, привитой на другом виде того же рода, так называемой антипке (Cerasus mahaleb).

Влияние подвоя на привой видно, например, и в том, что черенок из соцветия репы, привитый на однолетний корень репы же, даёт облиственный побег, а привитый на двулетний корень развивается в цветочный побег.

И. В. Мичурин и его последователи по-иному понимают взаимоотношения между подвоем и привоем. Они считают, что влияние подвоя на привой, и обратно, имеет характер не только количественных изменений у взаимодействующих компонентов, но и так, что в ряде случаев при известных условиях полученные изменения передаются потомству.

И. В. Мичурин в своих работах по выведению новых сортов плодовых деревьев широко использовал влияние подвоя на привой, и обратно. Он разъяснил причину стойкого сохранения наследственных признаков привоя, наблюдающегося при обычных прививках в плодоводстве, а также установил, при каких условиях эта устойчивость нарушается. 

Привой всегда берётся с уже неоднократно плодоносившего дерева, притом старого культурного сорта; поэтому он обладает такой прочной наследственностью, которую не в силах изменить обычно молодой (2-3-летний) дичок (подвой). Если же взять молодой гибридный сеянец, неустойчивый, как молодой организм, и к тому же с наследственностью, расшатанной гибридизацией, и привить его в крону старого плодоносящего дерева, то этот гибридный сеянец под мощным воздействием подвоя постепенно изменится, и притом направленно - в сторону приближения по свойствам к подвою. 

Широко применялся И. В. Мичуриным обратный способ - влияние привоя на подвои. В этом случае в крону молодого гибрида, вступающего в пору плодоношения, он прививал черенки того устойчивого сорта, свойства которого хотел иметь у гибрида. Привитые черенки влияли на гибрид (подвой) и передавали ему некоторые свои свойства, которые закреплялись и впоследствии передавались при вегетативном размножении.

В описанных опытах тот компонент, который передавал свои свойства (как наиболее сильный), "воспитывал" другого компонента, получил название ментора. 

Также и приём воздействия старым сортом в желательном отношении на молодые гибриды с расшатанной, не закрепившейся наследственностью И. В. Мичурин назвал методом ментора. Ясно, что ментором может быть как привой (черенки старого сорта в последнем примере), так и подвой (в первом примере).

В работах И. В. Мичурина признаки, переданные от подвоя привою, или обратно, наследовались лишь при вегетативном размножении. Так, если черенки сорта, полученного методом ментора, укоренить, или привить на подвои, то из черенков вырастут деревья с признаками этого сорта. Особенно интересным примером является сорт, полученный в результате прививки почки с молодого сеянца яблони (Антоновки полуторафунтовой) в крону дичка груши. На привое (впоследствии пригнутом к земле и укоренившемся в месте сращения его с грушей, где был большой наплыв) образовались плоды, имеющие грушевидную форму: плодоножка была не в воронке, как у яблонь, а на возвышении и несколько сдвинута в бок, как у груш бергамотов. Этот новый сорт И. В. Мичурин назвал Ренетом бергамотным. При вегетативном размножении он сохранял этот признак формы плода. В дальнейшем Ренет бергамотный скрестили с различными сортами яблонь, и некоторые из новых гибридов дали плоды, унаследовавшие уже и при семенном размножении тип плодов Ренета бергамотного, напоминавших грушу.

Подвой тоже способен изменяться под влиянием привоя. Меняется характер корневой системы подвоя, количество, расположение и толщина корней, число и размер сосудов древесины и т. д. У картофеля изменялись форма и окраска клубней, процент содержания в них крахмала; изменения эти сохранялись при вегетативном размножении. При прививке табака на картофель в клубнях последнего накоплялось некоторое количество алкалоидов, свойственных табаку.

Получены доказательства передачи привою некоторых биохимических признаков подвоя. При прививках томата, дурмана, паслёна на табак в листьях привоя появляется несвойственный им алкалоид подвоя - никотин. При обратных прививках табак часто не содержит никотина. В ряде опытов, где алкалоидные привои из различных семейств (Паслёновые, Бобовые - люпин и другие) прививались на близкие к ним безалкалоидные подвои, в привое, как и в подвое, не содержалось алкалоидов или их было мало. В обратных случаях (алкалоидный подвой) привой становился алкалоидным (объясняют это тем, что синтез алкалоидов происходит только в корнях, и они оттуда перемещаются вверх по стеблю).

Получение растений из клеток или кусочков растительной ткани называют культурой ткани. Этот способ основан на способности растительной клетки сформировать целое растение.
Культуру тканей выращивают в специальных лабораториях на питательных средах при поддержании определённой температуры и влажности воздуха, необходимой освещённости.
Новое растение можно получить из живых клеток любой ткани. Кусочки ткани кончика корня или побега, листа или стебля стерилизуют и переносят на питательную среду. При наличии необходимых веществ клетки быстро растут и их переносят в пробирки, где формируются молодые растения, готовые к самостоятельной жизни.

 В культуре тканей из клеток формируются миниатюрные молодые растения. Благодаря такому способу размножения за короткий срок можно получить очень много растений с заданными свойствами. Так, от одного материнского растения розы, земляники или картофеля можно получить за год более 1 миллиона дочерних растений.