ОЦЕНКА ВХОЖДЕНИЯ В ПОКОЙ ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ ПО ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИМ И АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ

Ненько Наталия Ивановна

д-р с.-х. наук, зав. лабораторией физиологии и биохимии растений Государственного научного учреждения Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, г. Краснодар

E-mail: nenko.nataliya@yandex.ru

Киселева Галина Константиновна

канд. биол. наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории физиологии и биохимии растений Государственного научного учреждения Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, г. Краснодар

E-mail: galina-kiseleva-1960@mail.ru

SCORE FROM ENTERING THE REST OF APPLE TREES IN THE CONDITIONS OF KRASNODAR REGION ON PHYSIOLOGIC-BIOCHEMICAL AND ANATOMICAL-MORPHOLOGICAL PARAMETERS

Natalia Nenko

Doctor of Sciences, the head of the laboratory of plant physiology and biochemistry

State scientific organization North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture of the Russian Academy of agricultural sciences, Krasnodar

Galina Kiseleva

Candidate of Science, assistant professor, Senior scientific worker of the laboratory of physiology and biochemistry of the plants of State scientific organization North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture of the Russian Academy of agricultural sciences, Krasnodar

АННОТАЦИЯ

Для оценки вхождения в глубокий покой растений яблони в 2010—2011 гг. использован комплекс физиолого-биохимических и анатомо-морфологических показателей. Установлено, что более позднее вхождение в состояние глубокого покоя яблони при потеплении климата обусловлено активными обменными процессами, что характеризуется большим содержанием свободной воды, хлорофилла (а+б), метионина в листьях. Рост содержания запасного крахмала в побегах, способствует формированию повышенной зимостойкости яблони.

ABSTRACT

To evaluate the occurrence in profound peace plants apple trees in the 2010—2011 yearы. used complex physiologic-biochemical and anatomical-morphological indicators. Found that a later entry into the State of deep rest of Apple trees in the warming climate is due to the active Exchange processes, that is characterized by high content of free water, chlorophyll (a + b), methionine in the leaves. The growth of reserve starch in shoots, contributes to increased hardiness of Apple trees.

Ключевые слова: яблоня; состояние покоя; хлорофилл; метионин; свободная вода; крахмал; сахароза; микроскопия побегов.

Keywords: apple tree; idle state; chlorophyll; methionine; free water; starch; sucrose; microscopy of shoots.

Воздействие природных стрессоров приводит к резкому снижению продуктивности и качества плодов, а нередко к гибели деревьев плодовых культур. Устойчивость к ранним морозам обусловлена преимущественно более ранним вступлением плодовых растений в период органического покоя. При снижении сопротивляемости к ранним морозам происходит подмерзание древесины

Цель настоящих исследований — по физиолого-биохимическим параметрам оценить вхождение растений яблони в состояние глубокого покоя в условиях Краснодарского края в связи с потеплением климата.

Исследования проводились на базе ОПХ «Центральное» ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии на яблоне сортов Айдаред, Зарница, Дин Арт, Симиренковец на подвое СК 3. Для оценки вхождения растений яблони в состояние глубокого покоя определяли общее содержание воды, свободной, связанной, хлорофилла (а+б), метионина, сухих веществ, крахмала [2, c. 189] Анатомо-морфологические исследования проводили на световом микроскопе «Olympus BX 41» и стереоскопическом микроскопе МБС-10 [1, с. 158; 3, с. 155].

Метеоусловия на территории г. Краснодара за осенний период 2010—2011 гг. были относительно мягкими. Ноябрь 2010 г. был более теплым, чем в 2009 г., средняя температура воздуха составила 12ºС и 8,5ºС, соответственно, а количество выпавших осадков не превышало 24 мм (в 2009 г. — 86 мм). В декабре 2010 г. максимальная температура воздуха достигала 22°С, а минимальная - минус 2°С. Средняя температура воздуха в ноябре — декабре (12ºС и 7,2ºС) превышала среднемноголетнюю на 6,7—6,9ºС а перепад температур составил 24°С. Это вызвало позднее осыпание листьев и увеличение продолжительности их жизни, что может быть связано с меньшей интенсивностью метаболизации метионина — предшественника этилена (рис. 1).

Рисунок 1. Интенсивность обменных процессов в листьях яблони сорта Айдаред в октябре 2010—2011 гг.

В 2011 г. в сравнении с 2010 г. наблюдалось увеличение содержания метионина в листьях, хлорофилла (а+б) и свободной формы воды, характеризующей интенсивность обменных процессов.

Позднее осыпание листьев в ноябре 2010 года позволило изучаемым сортам яблони накопить в побегах больший запас пластических веществ (55,45—68,77 %), по сравнению с предыдущим 2009 г. (50—60 %) (рис. 2).

Рисунок 2. Содержание сухих веществ в побегах яблони в ноябре 2010 г.

В насаждениях интенсивного типа уплотнение посадки вдвое не оказывало существенного влияния (НСР₀₅=3,82 %) на содержание сухих веществ в побегах яблони сортов Айдаред (66,42—66,59 %) и Зарница (57,69 — 60,88 %), у сорта Симиренковец оно снижалось на 6,04 % (62,73 % против 68,77 %), а у сорта Дин Арт — увеличивалось — на 7,8 % (63,25 % против 55,45 %).

Следовательно, сорта по-разному отзываются на увеличение плотности посадки, что может быть связано с особенностями адаптации, соотношением между вегетативными и генеративными процессами и распределением пластических веществ.

Меньшая оводненность побегов изучаемых сортов яблони в осенний период 2010 г. (31,1—40,5 %), по сравнению с 2009 г. (40—50 %), может быть связана с меньшим количеством выпавших осадков (24 мм) в этот период (в 2009 г. — 86 мм), хотя можно было предположить более раннее вхождение деревьев яблони в состояние зимнего покоя. Меньшая оводненность побегов отмечалась у сортов Айдаред, Зарница, Дин Арт при меньшей, а у сорта Симиренковец — большей площади питания. (рис. 3).

Рисунок 3. Оводненность побегов яблони в ноябре 2010 г

Большая оводненность побегов у исследуемых сортов яблони в уплотненной посадке согласуется с большим содержанием свободной формы воды, характеризующим большую интенсивность обменных процессов

Высокое содержание свободной воды свидетельствует об активном протекании обменных процессов и позволяет предположить не раннее, а более позднее вхождении растений яблони в состояние глубокого покоя (рис. 4).

.

Рисунок 4. Водоудерживающая способность побегов яблони в ноябре

Позднее опадание листьев способствовало накоплению крахмала в побегах яблони, а активные обменные процессы — его гидролизу с образованием сахарозы (рис. 5 и 6).

Рисунок 5. Содержание крахмала в коре побегов яблони в ноябре

Рисунок 6. Отношение содержания крахмала к содержанию сахарозы в побегах яблони в ноябре 2010 г.

Содержание крахмала в побегах яблони у сортов Айдаред, Зарница, Симиренковец с увеличением площади питания увеличивается, а у сорта Дин Арт — снижается. Аналогичная тенденция наблюдается с гидролизом крахмала у сортов Айдаред, Дин Арт и Зарница. У сорта Симиренковец с увеличением площади питания содержание сахарозы больше, что способствует снижению соотношения крахмала и сахарозы. Накопление крахмала, являющегося основным запасным веществом в зимний период, способствует формированию повышенной зимостойкости яблони. В отдельных частях и тканях плодового растения (коре, сердцевинных лучах, сердцевине) крахмал накапливается в различных количествах. Больше всего его в клетках древесной паренхимы, несколько меньше в клетках сердцевинных лучей. В паренхиме коры и сердцевине крахмала содержится значительно меньше.

Анатомо-морфологические исследования однолетних побегов и почек различных сортов яблони показали, что к концу октября 2011 года они находятся в фенофазе вызревания тканей. В это время происходит накопление деревом запасных питательных веществ, обеспечивающих вызревание и закалку древесины, повышение ее морозостойкости, прекращается деление клеток верхушечных и боковых меристем.

Признак вызревания тканей — появление на поперечном срезе возле верхушечной почки отчетливой границы между древесиной и камбием Анатомо-морфологические исследования однолетних побегов показали, что у всех исследуемых сортов при различной площади питания на поперечном срезе возле верхушечной почки видна отчетливая граница между древесиной и камбием (рис. 7). Следовательно, у всех анализируемых сортов произошло вызревание тканей.

Рисунок 7. Поперечный срез побега

Анатомо-морфологические исследования плодовых почек показали, что они перешли к генеративному развитию, заложили зачатки цветков, находятся на Vг этапе органогенеза — образование археспориальной ткани в пыльниках и готовы к перезимовке (рис. 8).

Рисунок 8. Продольный срез плодовой почки

Таким образом, в ноябре 2010—2011 гг. (1 компонент зимостойкости) растения яблони не вошли в состояние вынужденного покоя и характеризовались активными обменными процессами и большей продолжительностью жизни листьев. Большим накоплением крахмала и устойчивостью клеток к обезвоживанию характеризовались сорт Айдаред при меньшей и сорта Зарница, Дин Арт, Симиренковец — при большей площади питания. Гистохимические и анатомо-морфологические исследования однолетних побегов и почек показывают, что они находятся в фенофазе вызревания тканей.

Список литературы:

1.Ненько Н.И., Киселева Г.К. Оценка зимостойкости плодовых культур микроскопическими методами. — Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству. — Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. С. 157—161.

2.Современные методологические аспекты организации селекционного процесса в садоводстве и виноградарстве. Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2012. — 569 с.

3.Соловьева М.А. Оценка зимостойкости плодовых культур. — Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (методическое руководство). Л.: ВИР ,1988. С. 154—165.