ОЦЕНКА СИТУАТИВНОЙ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ ИМУННЫХ К ПАРШЕ СОРТОВ ЯБЛОНИ МЕТОДОМ ДТА
, младший научный сотрудник
Институт садоводства Национальной академии аграрных наук Украины, г. Киев
E-mail: yulia. *****@***ru
В условиях Лесостепи Украины проведено изучение ситуативной морозоустойчивости в середине зимы иммунных к парше сортов яблони разных эколого-географических групп в различных регионах выращивания, с помощью метода дифференциально-термического анализа (ДТА). За показателем льдообразования в тканях однолетних приростов сортов яблони наблюдалась четкая отличительность их аклимационного состояния. Определено, что более устойчивым к действию низких температур не зависимо от почвенно-климатических условий является сорт отечественной селекции – Амулет. Это свидетельствует о высоком адаптивном потенциале указанного сорта в разных условиях выращивания.
Ключевые слова: яблоня, иммунные к парше сорта, морозоустойчивость, дифференциально-термический анализ.
Яблоня в Украине устойчиво лидирует среди плодовых и ягодных культур по занимаемой площади насаждений (132,7 тыс. га), валовому сбору плодов (754,8 тыс. т) и объему продукции (около 70%), реализуемой на рынках в свежем виде. Для создания интенсивных адаптивных садов в Украине особый интерес представляют иммунные к парше сорта яблони, использование которых позволяет снизить химическую нагрузку на насаждения, повысить санитарную безопасность продукции, сократить затраты на ее выращивание. Последнее возможно, если иммунные сорта приспособлены к окружающей среде, то есть их внутренние биоритмы соответствуют изменениям климата в данном ареале [1]. Изучение ситуативной морозоустойчивости методом ДТА (дифференциально-термического анализа) в средине зимы показало, что за льдообразованием в тканях однолетних приростов иммунных к парше сортов яблони наблюдается четкая различность их акклимационного состояния. Ряд авторов [2, 3] указывает на то, что более акклиматизированные к действию минусовых температур растения яблони скорее передают воду с клеток в межклеточники. Благодаря этому образование льда происходит не в самой клетке, а за её пределами, что не позволяет кристаллам разорвать оболочку [3]. В ходе экзотермического процесса это отображается более ранним началом инициации льдообразования в тканях приростов.
Исследования проводились в гг. на базе сектора физиологии растений Института садоводства Украинской академии аграрных наук (ИС УААН). Объектами исследований были 9-10-летние деревья иммунных к парше сортов яблони разных эколого-географических групп – Амулет, Пэрлына Киева, Эдэра (Украина), Флорина (Франция), которые изучали на предмет морозоустойчивости в середине зимы в разных регионах Лесостепи Украины. Подвой – 54-118, схема посадки 5 х 3 м. Форма кроны - веретеновидный куст. Опыты заложены по «Методике проведения полевых опытов с плодовыми культурами» [4]. Количественную оценку морозоустойчивости проводили методом дифференциально-термического анализа за и др. [2]. Температуру в камере микрохолодильника понижали со скоростью 1 °С/мин.
Период изучения сортов характеризовался изменчивостью погодных условий. Сума активных температур 10 °С и выше была наибольшей 3100 в 2012 году, количество осадков – 659,4 мм в 2011 г. Зима гг. была благоприятной для успешной перезимовки растений всех изучаемых сортов. Абсолютная минимальная температура воздуха составляла минус 19,1 °С. Суровой была зима 2011/2012 гг. в феврале температура воздуха составляла минус 28,4 °С.
Более ранним началом инициации льдообразования в тканях однолетних приростов характеризуется Амулет в насаждениях ИС НААН, а также Флорина – Подольской опытной станции (табл. 1).
Таблица 1 – Параметры инициации льдообразования в тканях однолетних приростов иммунных к парше сортов яблони, выращиваемых в разных регионах (второй компонент зимостойкости)
Сорт | Регион выращивания | Температура льдообразования, ºС | |||||
инициации | tНТЭ в ксилеме | ||||||
2010 г. | 2011 г. | среднее | 2010 г. | 2011 г. | среднее | ||
Эдера | ИС НААН | –9,5 | –12,8 | –11,2 | –23,8 | –22,4 | –23,1 |
Львовская ОС | –13,5 | –14,4 | –14,0 | –25,0 | –21,8 | –23,4 | |
Сумская ОС | –13,3 | –9,9 | –11,6 | –26,4 | –21,1 | –23,8 | |
Подольская ОС | –10,0 | –9,9 | –9,9 | –22,2 | –23,4 | –22,8 | |
НСР05 | 1,57 | 1,25 | 1,70 | 1,60 | 1,44 | Fф < F05 | |
Амулет | ИС НААН | –6,3 | –10,0 | –8,2 | –23,3 | –19,2 | –21,3 |
Львовская ОС | –8,4 | –10,5 | –9,5 | –28,9 | –23,7 | –26,3 | |
Сумская ОС | –11,6 | –9,7 | –10,7 | –23,0 | –21,1 | –22,1 | |
Подольская ОС | –9,0 | –11,2 | –10,1 | –23,6 | –21,8 | –22,7 | |
НСР05 | 1,21 | Fф< F05 | 1,56 | 2,38 | 1,67 | 1,51 | |
Пэрлына Киева | ИС НААН | –10,1 | –11,0 | –10,6 | –23,5 | –22,0 | –22,8 |
Львовская ОС | –12,7 | –12,4 | –12,6 | –25,4 | –20,7 | –23,1 | |
Сумская ОС | –12,0 | –9,9 | –11,0 | –25,0 | –20,8 | –22,9 | |
Подольская ОС | –10,8 | –13,1 | –12,0 | –25,6 | –21,0 | –23,3 | |
НІР05 | 1,67 | 1,68 | Fф < F05 | 1,29 | Fф< F05 | Fф < F05 | |
Флорина | ИС НААН | –7,4 | –14,8 | –11,1 | –21,2 | –24,1 | –22,7 |
Львовская ОС | –8,8 | –11,5 | –10,2 | –25,4 | –21,4 | –23,4 | |
Сумская ОС | –13,0 | –9,9 | –11,5 | –24,4 | –21,0 | –22,7 | |
Подольская ОС | –9,0 | –8,8 | –8,9 | –21,8 | –22,5 | –22,2 | |
НСР05 | 1,58 | 1,50 | 1,43 | 1,35 | 1,46 | Fф < F05 |
В общем не зависимо от условий выращивания и года проведения испытаний высокий уровень акклимации имеют растения Амулета, что обеспечивалось более скорым оттоком воды с клеток в межклеточники. Это подтверждается высшей температурой фронта льдообразования (минус 8,2…10,7 °С), тогда как у сорта Эдэра на Львовской опытной станции она самая низкая и составляет минус 14,0 °С. Не стабильно из года в год за показателем температуры инициации образования льда ведут себя растения Флорины. Ткани её однолетних приростов в 2011 г. значительно медленнее чем другие сорта отдавали воду в межклеточники. Так, примером, однолетние приросты яблони из насаждений ИС НААН имели более низкий показатель температуры инициации (минус 14,8 °С). Такая нестабильность составляет некий риск морозных повреждений.
Скорая отдача воды обеспечивает морозоустойчивость растений до определённой черты. Интенсивное и продолжительное уменьшение воды, которая замерзает, приводит к высушиванию и последующей гибели дерева. Растения высоко морозоустойчивых сортов характеризуются способностью тканей к глубокому переохлаждению. Показателями этого являются высокие минусовые температуры начала образования льда в микрокапилярах ксилемы. Камбий и древесина приростов Амулета в насаждениях Львовской опытной станции отличились высокой способностью к переохлаждению. Стабильной аклимацией к условиям перезимовки не зависимо от региона выращивания характеризовался сорт Эдера, лёд в микрокапилярах ксилемы однолетних приростов которого начинает возникать при температуре минус 22,8…23,8 °С. Все испытуемые сорта, кроме Эдеры, отобранные с насаждений Львовской опытной станции, наиболее способны к глубокому переохлаждению, не зависимо от года. Данные по годах исследований отличаются в связи с разными погодными условиями вегетационного периода и во время закалки растений.
Показатель соотношения ВТЭксилемы (высокотемпературная экзотерма) к ТЭпобега (температурная экзотерма) характеризирует распределение воды в макрокапилярах ксилемы (ВТЭксилемы) и в капиллярах флоэмы (ТЭпобега). Чем большее значение данного показателя, тем лучшие условия отдачи воды флоэмой, что способствует лучшей аклимации растений и приобретению деревьями зимостойкости [5]. Показатель ВТЭксилемы / НТЭксилемы (низкотемпературная экзотерма) определяет соотношение воды в макрокапилярах (ВТЭксилемы) к содержанию воды в микрокапилярах ксилемы (НТЭксилемы). Чем оно выше, тем меньше относительное содержание воды в микрокапилярах ксилемы, то есть меньший риск повреждения кристаллами льда тканей растения. Однолетние приросты испытуемых сортов, кроме Эдеры, при выращивании в насаждениях ИС НААН и Львовской ОС лучше отдавали воду флоэмой (табл. 2), поэтому они в этих регионах приобретают лучшую зимоустойчивость по второму компоненту. В тканях приростов сорта Эдера оптимальное распределение воды в макрокапилярах ксилемы и капиллярах флоэмы наблюдается при выращивании его на Сумской и Львовской ОС. Показатели соотношения диапазонов экзотерм льдообразования в Амулета и Флорины характеризируют меньший риск повреждения тканей древесины минусовыми температурами минус 24-26 °С. Распределение внутриклеточной воды по макро - и микрокапилярах ксилемы у сорта Эдера наименее колеблется по годах во всех регионах выращивания.
Прохождение процессов образования льда характеризируется не только способностью тканей отдавать воду в центры льдообразования (в межклеточники), но и способностью удерживать её в клетках, чтобы не повредить жизнедеятельности последних. Среди сортов, которые проходили испытание наибольшей водоудерживающей способностью в период максимальной морозоустойчивости отличились Эдера, Амулет и Флорина. Об этом свидетельствуют амплитудные показатели экзотермического процесса, которые становили 4,5 (ВТЭксилемы) и 3,9 (ТЭфлоэмы), 3,6 и 3,5; 4,6 и 4,3 °С (соответственно для указанных сортов). Не зависимо от региона выращивания за этими показателями (1,7-3,0 °С) низкий уровень аклимации к условиям зимовки определено у сорта Пэрлына Киева. Причиной этому есть задержанный рост побегов и не вызревание их тканей к наступлению холодов. Высокая (0,8-1,4 °С) амплитуда НТЭ в тканях приростов всех сортов в насаждениях Львовской и Сумской ОС и Флорины в ИС НААН свидетельствует об образовании льда в микрокапилярах ксилемы и риске повреждения их льдом.
Таблица 2 – Уровень аклимации однолетних приростов иммунных к парше сортов яблони относительно соотношения диапазонов экзотерм льдообразования, зависимо от региона выращивания
Сорт | Регион выращивания | Соотношение диапазонов экзотерм льдообразования | |||||
ВТЭксилемы / ТЭпобега | ВТЭксилемы / НТЭксилемы | ||||||
2010 г. | 2011 г. | среднее | 2010 г. | 2011 г. | среднее | ||
Эдера | ИС НААН | 0,1 | 0,2 | 0,15 | 0,4 | 0,5 | 0,45 |
Львовская ОС | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0,45 | |
Сумская ОС | 0,4 | 0,2 | 0,3 | 1,4 | 0,6 | 1,0 | |
Подольская ОС | 0,1 | 0,2 | 0,15 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | |
НСР05 | 0,19 | Fф < F05 | Fф < F05 | 0,41 | Fф< F05 | Fф < F05 | |
Амулет | ИС НААН | 0,2 | 0,4 | 0,3 | 0,9 | 1,5 | 1,2 |
Львовская ОС | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,0 | 0,8 | 0,9 | |
Сумская ОС | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,8 | 0,6 | 0,7 | |
Подольская ОС | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,3 | 0,5 | 0,9 | |
НСР05 | Fф < F05 | ||||||
Пэрлына Киева | ИС НААН | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,2 | 0,8 | 1,0 |
Львовская ОС | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 0,8 | 0,6 | 0,7 | |
Сумская ОС | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | |
Подольская ОС | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 1,0 | 0,3 | 0,7 | |
НСР05 | Fф < F05 | Fф < F05 | Fф < F05 | 0,50 | 0,19 | 0,19 | |
Флорина | ИС НААН | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,8 | 0,5 | 1,2 |
Львовская ОС | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 1,3 | 0,7 | 1,0 | |
Сумская ОС | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,3 | 0,9 | 0,6 | |
Подольская ОС | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 1,1 | 0,3 | 0,7 | |
НСР05 | Fф < F05 | Fф < F05 | Fф < F05 | 0,19 | 0,19 | 0,19 |
За результатами дифференциально-термического анализа нами был определён иммунный к парше сорт яблони более устойчивый к действию низких температур в средине зимы независимо от региона выращивания – Амулет. Ткани однолетних приростов сортов Эдера и Флорина в разные зимы при разных условиях выращивания могут повреждаться морозами, в связи с задержкой воды в клетках. Самую низкую морозоустойчивость по второму компоненту имели растения сорта Пэрлына Киева во всех регионах выращивания, у которого очень медленно отдаётся вода в межклеточники в начале действия минусовых температур и интенсивно, а также длительно обезвоживаются ткани приростов при последующем её снижении.
1 Дорошенко, -экологические аспекты южного плодоводства / . – Краснодар, 2000. – 235 с.
2 Китаєв, О. І. Застосування методу диференційного термічного аналізу для дослідження процесів льодоутворення в різних органах плодових рослин. / О. І. Китаєв // Проблеми моніторингу у садівництві. – К. : Аграрна наука, 2003. – С. 135–145.
3 Kaku S. Low temperature exoterms in xylems of evergreen and deciduous broad-leaved trees in Japan with reference to freezing resistance and distribution range / S. Kaku, M. Iwaya // P. H.Li and A. Sakai (eds.). Plant cold hardiness and freezing stress : Mechanisms and crop implications. – Vol. I. – Academic, New York. – 1978.– P. 227–239.
4 Методика проведення польових досліджень з плодовими культурами. / , . – К. : Аграрна наука, 1996. – 96 с.
5 Макарова, -біологічні властивості та адаптивність зимових сортів яблуні на клонових підщепах селекціі ІС УААН / , // Науковий вісник НУБіПУ. – К., 2009. – Вип. 133. – С. 237–245.
