Адаптивность сортов яблони различного эколого-географического происхождения в условиях интенсивных насаждений на юге России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Адаптивность сортов яблони различного эколого-географического происхождения в условиях интенсивных насаждений на юге России

Ненько Наталия

Выявление адаптивности различных сортов яблони к наиболее распространенным в конкретных почвенно-климатических условиях юга России абиотическим факторам - залог устойчивого функционирования плодовых ценозов интенсивного типа. В этой связи целью исследований было изучение динамики метаболитов в растениях яблони сортов Айдаред, Прикубанское, Лигол на подвое СК4 в условиях разной влагообеспеченности весенне-летнего периода, в том числе на фоне двукратного применения специальных удобрений в сочетании с регуляторами роста.

Было определено, что сорта Айдаред и Прикубанское отличались наиболее высоким и стабильным содержанием свободной воды в листьях в период с июня по август, увеличения содержания фенольных соединений, способствующих стабилизации регуляторных функций. Достаточно высокий уровень синтетических реакций выявлен у изучаемых сортов при определении динамики содержания белка, углеводов, аскорбиновой кислоты, органических кислот. Отзывчивость яблони на листовые обработки удобрениями и регуляторами роста позволяет использовать анализируемые сорта для создания устойчивых плодовых агроценозов в условиях юга России.

Ключевые слова: ЯБЛОНЯ, СОРТ, АДАПТИВНОСТЬ, ИНТЕНСИВНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ, УДОБРЕНИЯ, РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА

Выявление адаптивности различных сортов яблони к наиболее распространенным в конкретных почвенно-климатических условиях юга России абиотическим факторам - залог устойчивого функционирования плодовых ценозов интенсивного типа. Степень адаптивности обусловливает реализацию продукционного потенциала современных интенсивных сортов с широким набором хозяйственно-ценных признаков, благодаря стабильной функциональной активности ассимиляционного аппарата в широком диапазоне ежегодно меняющихся условий внешней среды. В качестве основного критерия адаптивности плодовых растений рассматривают динамику метаболитов в индикаторных органах как показатель возможных симптомов повреждения и защитной реакции, развивающихся под действием стрессоров [1-5]. При этом, решая проблему повышения адаптивности сортов, исследователи используют различные специальные приёмы агротехники (специальные удобрения, регуляторы роста и др.), способствующие преодолению растениями негативного воздействия абиотических стрессоров [6-12].

Основной целью настоящих исследований стало изучение динамики метаболитов в растениях яблони сортов Айдаред, Прикубанское, Лигол на подвое СК4 в условиях разной степени влагообеспеченности весенне-летнего периода, в том числе на фоне двукратного (в весенне-летний период) применения водных растворов специальных удобрений «Акварин» (N:Р:К+Mg+S = 18:18:18+2+1,5) в концентрации 0,5 % в сочетании с регуляторами роста Фуролан и НВ-101 в концентрации 0,01 %.

Объекты и методы исследований Объект исследований - плодоносящая яблоня группы сортов различного эколого-географического происхождения (Айдаред, Прикубанское, Лигол) на подвое СК4 в условиях интенсивных насаждений 2009 года посадки. Схема размещения растений - 4,5 х 0,9 м. Метод исследований - полевой опыт в ОПХ «Центральное» (г. Краснодар), лабораторный анализ растительных образцов с использованием общепринятых методик, спектрального метода определения белков (спектрофотометр UNICO2800 UV/VIS) и методов СВЧ-экстракции и капиллярного электрофореза на приборе «Капель 104Р» для определения углеводов, органических кислот, фенолкарбоновых и аминокислот [13-16]. Отбор образцов листьев яблони для анализа проводили ежемесячно с мая по август в утренние часы (8-9 час.) по схеме: 1. контроль, без применения удобрений и регуляторов роста; 2. листовые обработки водными растворами удобрений в сочетании с Фуроланом; 3. листовые обработки водными растворами удобрений в сочетании с НВ-101.

Обсуждение результатов. Проанализирован характер изменения погодных условий в мае-августе (рис. 1, 2). В третьей декаде июля фиксировали прекращение регулярного выпадения атмосферных осадков, в августе осадки практически отсутствовали. На этом фоне в третьей декаде июля и в августе максимальные значения температуры воздуха в дневные часы достигали 34,9-39,6 °С. В течение продолжительного периода наблюдалось иссушение почвы.

Рис. 1. Характер распределения осадков в весенне-летний период, мм

Рис. 2. Весенне-летняя динамика максимальных значений температуры воздуха, єС

У сорта яблони Лигол в мае-июле содержание свободной воды было ниже в среднем на 2-5 % (май), ~ 15 % (июнь) и 3-5 % (июль). В то же время в июле количество связанной формы воды в листьях более чем на 15 % превышало этот показатель у сорта Айдаред и на 2 % у сорта Прикубанское.

А Б

Рис. 3. Динамика содержания свободной (А) и связанной (Б) формы воды в листьях побегов яблони, %

Под действием листовых обработок водными растворами минеральных удобрений в сочетании с регуляторами роста Фуролан и НВ-101 наиболее значительное увеличение содержания в листьях свободной воды в период с июля по август, в сравнении контрольным вариантом (без применения листовых обработок), определено у сорта Прикубанское (до 5 %). Для яблони сортов Айдаред и Лигол эффективность приёма была ниже (рис. 4). Тенденция динамики показателя сохранялась.

Рис. 4. Динамика содержания свободной формы воды в листьях яблони при применении листовых обработок, %

Увеличение содержания связанной формы воды в листьях при применении листовых обработок фиксировали в июле у яблони сортов Айдаред и Прикубанское (рис. 5).

Рис. 5. Динамика содержания связанной формы воды в листьях при применении листовых обработок, %

В процессе анализа динамики фракционного состава воды было определено соотношение связанной формы к свободной в период с мая по август (табл. 1).

Таблица 1 - Значение коэффициента соотношения связанной формы воды к свободной в листьях яблони

Таким образом, для слаборослой яблони сортов различного эколого-географического происхождения были характерны наиболее значительные различия в соотношении связанной и свободной форм воды в листьях в мае. У сорта Айдаред минимальное значение коэффициента наблюдалось, вероятно, в связи с увеличением подвижности воды, функционально связанной с направлением метаболических процессов.

На фоне листовых обработок деревьев тенденция в соотношении связанной и свободной формы воды сохранялась при некотором увеличении значения коэффициента в июле у сортов Айдаред и Прикубанское в варианте «NPK+Фуролан» и в августе у сорта Айдаред в варианте «NPK+НВ-101».

В результате дальнейших исследований было определено, что ассимиляционная активность растений яблони в условиях напряжённости гидротермических факторов была тесно связана с выявленными особенностями динамики содержания воды в листьях. Для всех сортов яблони корреляционная зависимость содержания белка была тесно сопряжена с количеством свободной воды в мае (r = 0,858), июле (r = 0,967) и августе (r = 0,906). На фоне применения удобрений данная зависимость прослеживалась менее отчётливо: май - r = 0,768, июль - r = 0,706, август - r = 0,580. Наиболее высокое содержание белка в листьях в период июнь-июль определено в листьях яблони сортов Айдаред, Прикубанское. В то же время анализ содержания белка позволил установить влияние нанесения на листья водных растворов удобрений и регуляторов роста на способность деревьев сохранять свою синтетическую активность на более высоком и стабильном уровне в условиях повышенных температур воздуха и избыточной солнечной радиации (рис. 6).

яблоня абиотический листовой почвенный

Рис. 6. Динамика содержания белка в листьях яблони, мг/г

Наблюдения за динамикой содержания низкомолекулярных углеводов (сахароза, фруктоза, глюкоза) в листьях побегов яблони показали, что наиболее значительным изменениям в период летней вегетации было подвержено количество сахарозы.

Изменение условий увлажнения в летний период влияло на содержание сахарозы в листьях яблони: у сорта Айдаред количественное значение показателя возрастало и составляло в мг/г сух. в-ва 3,8 (июнь), 4,3 (июль), 4,9 (август); у сорта Прикубанское - 2,5 (июнь), 4,0 (июль), 5,2 (август); у сорта Лигол - 2,8 (июнь), 4,0 (июль), 5,1 (август). Таким образом, усиление напряжённости гидротермических факторов стимулировало увеличение содержание сахарозы, выполняющей осмопротекторную функцию. При этом двукратное использование приёма листовых обработок обеспечивало дополнительное увеличение сахарозы в листьях до 1,5-3 % в зависимости от сорта яблони.

Исследуя продукты окисления сахаров, выявили динамику содержания аскорбиновой кислоты в листьях, участвующей в регуляции окислительно-восстановительного потенциала, с которым связана активность ферментов и физиолого-биохимических реакций, жизненно важных для растения, особенно в период абиотических стрессов (рис. 7).

В августе, в период продолжительного отсутствия атмосферных осадков, у яблони сорта Прикубанское выявлено наиболее высокое содержание аскорбиновой кислоты. Рост её содержания в листьях с июня по август связан, вероятно, с повышением резистентности растений к условиям среды. Листовые обработки водными растворами удобрений в сочетании с НВ-101 были более эффективны на яблоне сорта Айдаред с июня по август; на яблоне сорта Лигол - в августе. Эффективность комплексного применения водных растворов удобрений и Фуролана была выше на яблоне сорта Прикубанское в июле и августе.

А Б

Рис. 7. Динамика содержания аскорбиновой кислоты в листьях яблони на контроле (А) и на фоне применения листовых обработок (Б), мг/кг

Содержание органических кислот, связывающих избыток аммиака на фоне продолжительного действия высоких температур, диагностировали в листьях яблони в июне, июле и августе. Наиболее стабильные значения получены по содержанию яблочной кислоты (табл. 2). Воздействие на плодовые деревья высоких температур и недостатка влаги на фоне сильной инсоляции уже в июле способствовали увеличению в листьях побегов содержания яблочной кислоты до 80 % у сорта Айдаред и более чем в два раза у сорта Прикубанское. В августе фиксировали продолжение накопления листьями яблочной кислоты ещё на 53 % (Айдаред) и 34 % (Прикубанское), что свидетельствует о жаростойкости растений яблони.

Таблица 2 - Динамика содержание яблочной кислоты в листьях, мг/кг

Адаптивные свойства плодоносящих деревьев яблони усиливались при применении удобрений и регуляторов роста (табл. 3).

Таблица 3 - Динамика содержание яблочной кислоты в листьях в связи с применением листовых обработок в сочетании с регуляторами роста, мг/кг

Влияние абиотических факторов летнего периода на физиологическое состояние растений яблони анализировали, исследуя также динамику фенольных протекторов (хлорогеновая + кофейная кислоты), способствующих стабилизации регуляторных функций (рис. 8).

Рис. 8. Динамика содержания фенольных соединений в листьях яблони, мг/кг

По итогам лабораторных исследований выявлена различная динамика содержания фенольных соединений в листьях яблони в зависимости от сорта. Значительных различий в содержании фенольных соединений в связи с применением листовых обработок не выявлено.

На фоне диагностируемых показателей функционального состояния яблони реализация репродуктивной функции соответствовала параметрам (шт./м2 площади проекции кроны): Айдаред - 103,6, Прикубанское - 20,8, Лигол - 104,0. Увеличение продуктивности в вариантах с внесением препаратов составило: Айдаред - 8,7-14,4 %, Лигол - 2-9,2 % и Прикубанское - 88-312 %.

Выводы

Таким образом, характеризуя адаптивную реакцию плодоносящей яблони на напряжённость гидротермических факторов летнего периода по динамике метаболитов в листьях, необходимо отметить: сорта яблони Айдаред и Прикубанское отличались наиболее высоким и стабильным содержанием свободной воды в листьях в период с июня по август, а также увеличением содержания фенольных соединений, способствующих стабилизации регуляторных функций. Достаточно высокий уровень синтетических реакций выявлен у сортов Айдаред, Прикубанское и Лигол при определении динамики содержания белка, углеводов, аскорбиновой кислоты, органических кислот. Отзывчивость яблони на листовые обработки водными растворамиудобрений и регуляторами роста, характерные для возделывания яблони по интенсивной технологии, позволяет использовать анализируемые сорта для создания устойчивых плодовых агроценозов в условиях юга России.

Литература

1. Ненько, Н.И. Физиолого-биохимические особенности адаптации сортов яблони на повое СК3 в интенсивных насаждениях различной конструкции / Н.И. Ненько, Г.К. Киселёва, А.В. Караваева, Ю.И. Сергеев, Т.В. Схаляхо // Матер. Междунар. науч.-практич. конф.: Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 248-254.

2. Ненько, Н.И. Физиолого-биохимическая характеристика устойчивости яблони к абиотическим стрессам в различных конструкциях насаждений / Н.И. Ненько, Ю.И. Сергеев, М.Ю. Абреч, Т.В. Схаляхо, А.В. Караваева // В сб.: Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых культур и винограда. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2008. - С. 111-116.

3. Захарчук, Н.В Адаптивные возможности сортов яблони в условиях стрессовых температур летнего периода / Н.В. Захарчук // Тр. Кубан. гос. аграр. ун-та. - 2011. - № 2. - С. 129-131, 214-215.

4. Чепинога, И.С. Адаптивный и продуктивный потенциал интродуцированных сортов яблони / И.С. Чепинога // Биологические основы садоводства и овощеводства: Материалы Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи. - Мичуринск, 2010. - С. 357-362.

5. Трутнева, Л.Н. Содержание антоцианов, хлорофилла и аскорбиновой кислоты в сортах и подвоях сорто-подвойных комбинаций яблони / Л.Н. Трутнева // Вестн. МичГАУ. - 2011. - №1, Ч. 1. - С. 72-75, 228, 240.

6. Трунов, Ю.В. Активизация адаптационных механизмов растений яблони под влиянием специальных удобрений / Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, Е.Н.Ткачев, О.А.Грезнев, Н.Н. Сергеева // Плодоводство и виноградарство Юга России. [Электронный ресурс]. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2011. - № 12 (6). - С. 78-89. - Режим доступа: http://www.journal.kubansad.ru/pdf/11/06/09.pdf.

7. Ненько, Н.И. Влияние листовых подкормок на адаптацию растений яблони к стрессовым факторам летнего периода / Н.И. Ненько, Н.Н. Сергеева, А.В. Караваева // Матер. VIII Междунар. науч.-практич.конф.: Найновите научни постижения - 2012, 17-25 марта 2012 г. - София: «БялГРАД-БГ» ООД. - 2012. - С. 14-18.

8. Сергеева, Н.Н. Влияние некорневых подкормок на функциональное состояние растения яблони / Н.Н. Сергеева, Н.И. Ненько, Ю.И. Сергеев, Г.К. Киселёва // Матер. Междунар. науч.-практич. конф.: Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 223-228.

9. Скрылёв, А.А. Влияние некорневых подкормок на устойчивость растений груши к негативных погодным условиям / А.А. Скрылёв // Аграр.вестн.Урала. - 2012. - №3. - С. 40-41, 98, 102.

10. Borodai O.Yu. Impact of the foliar fertilizing on the apple (Malus domestica Borkh.) growing productivity and economic efficiency // Садiвнитство / Iн-т садiвнитства НААН Украiни. - Киiв, 2011. - Вип. 64. - Р. 148-155.

11. Bochiє C. The influence of foliar fertilization upon the principal components morphological at five apple varieties form E.U. in super intensive culture / C. Bochiє, Ropan G. // Bul.Univ.Agr.Sci. and Vet.Med., Cluj-Napoca.Hort. - 2011. - 68, № 1. - Р. 509.

12. The effect of foliar fertilization upon photosynthesis process at five apple varieties / C.Bochiє, RopanG. //Bul.Univ.Agr.Sci. and Vet.Med., Cluj-Napoca.Hort.- 2011.- 68, №1.- Р.510.

13. Кушниренко, М.Д. Физиология водообмена и засухоустойчивости растений/М.Д. Кушниренко, С.Н. Печерская. - Кишинёв: Штиинца, 1991. - 306 с.

14. Якуба, Ю.Ф. Применение СВЧ-экстракции и высокоэффективного капиллярного электрофореза для анализа вегетативных органов растений / Ю.Ф. Якуба.- В сб.: Современное приборное обеспечение и методы анализа почв, кормов, растений и сельскохозяйственного сырья.- М., 2004.- С. 71-74.

15. Сергеева, Н.Н. Электрофоретический метод исследования режимов питания плодовых культур / Н.Н. Сергеева, Ю.Ф. Якуба // Плодоводство и виноградарство Юга России. [Электронный ресурс]. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2014. - № 26 (2). - С. 101-109. - Режим доступа: http://www.journal.kubansad.ru/pdf/14/02/10.pdf.

16. Воробьёва, Н.В. Определение содержания сахарозы, фруктозы и глюкозы в растительных тканях с помощью антронового реактива / Н.В. Воробьев.- Бюллетень НТИ ВНИИ риса, Краснодар.- 1985.- Вып. 33.- С. 11-13.

Размещено на Allbest.ru