Эколого-биологические особенности Fragaria × Ananassa duch. В условиях севера (стр. 2 )

I группа - 37 сортов земляники садовой различного эколого-географического происхождения (США, Канада, Германия, Нидерланды, Дания, Латвия, Литва, Узбекистан, Россия: Москва, Самара, Екатеринбург, Новосибирск, Вологодская и Мурманская области) из генофонда ВНИИ растениеводства им. ;

II группа – 6 одичавших сортов земляники, собранных в ходе экспедиционных обследований Кандалакшского района Мурманской области;

III группа – 6 гибридов земляники, полученных в результате селекции кандидатом сельскохозяйственных наук (ПОСВИР).

Для выявления эколого-биологических особенностей Fragaria × ananassa Duch. в условиях Севера были использованы такие характеристики, как: показатели онтогенеза (формирование листового аппарата, образование укороченных однолетних побегов (рожков), рост соцветий и число цветоносов); продуктивность; химический состав плодов; фенологические фазы развития; зимостойкость; устойчивость к болезням и вредителям; содержание природных и техногенных радионуклидов.

Для оценки продуктивности использовали критерии потенциальной и фактической продуктивности, первая из которых детерминирована генотипом растения (Айтжанова, Андронова, Орехова, 2008), а вторая – влиянием факторов среды. Потенциальная продуктивность (П. пр., кг/м2) вычислялась по формуле:

, где ∑1 - сумма цветоносов, ∑2 –сумма цветков, Мпл –средняя масса одного плода со всех исследуемых растений (n) одного сорта или варианта в составе выделенных групп растений. Оценку продуктивности, фенологические исследования, и выявление зимостойкости проводили согласно методическим указаниям под ред. (1999). Кроме того, определенные параметры зимостойкости, устойчивости к болезням и вредителям, проводили по методике ВИР под ред. (1970).

Анализы химического состава плодов осуществляли по методикам (1972) и Зуева (1961). Радиоаналитические исследования выполняли в аккредитованной региональной лаборатории радиационного контроля ИХТРЭМС КНЦ РАН по аттестованным методикам на сертифицированном оборудовании: альфа-бета-радиометре УМФ-2000 и радиологическом комплексе «ПРОГРЕСС».

Комплексные исследования эколого-биологических особенностей Fragaria × ananassa Duch. были выполнены в 2005-2008 гг. на посадках земляники в Филиале ГНУ ВНИИР им. Россельхозакадемии «Полярная опытная станция» ПОСВИР (67°33'с. ш., 33°21'в. д.), г. Апатиты Мурманской области. Площадь под изучаемыми участками составляла 0.21 га. Посадка опытных образцов (по 5 образцов каждого варианта из всех выделенных групп растений) была произведена осенью 2005 г. по схеме 0.25×0.7 м. при трехкратной повторности.

Оценка климатогеографических параметров включала ежесуточные данные температуры воздуха, давления, влажности, высоты снежного покрова и вариации температуры под снежным покровом, которые получали на метеостанции, расположенной на территории ПОСВИР вблизи посадки опытных образцов. Кроме того, для оценки влияния абиотических факторов на эколого-биологические особенности растений использовали такие показатели, как суммы активных (∑t>5°С) и эффективных (∑t>10°С) температур, вычисляемых по формуле: (∑t>10°С=(t – t1) × n), где t – температура окружающей среды (фактическая), t1 – температура нижнего порога развития, 10°С, n – продолжительность развития в днях (часах).

Для статистической обработки данных и выявления связи эколого-биологических особенностей земляники садовой с воздействием абиотических и биотических факторов среды использовали пакеты программ Microsoft Excel 2003 и STATISTICA 6.0, в рамках которых применяли методы дисперсионного (ANOVA) и корреляционного анализов. Для интерпретации данных использовали полученные зависимости с уровнем значимости p<0.05.

Глава 3. Результаты и обсуждение

В последние годы на территории Мурманской области отмечаются резкие перепады температур в осенне-зимний период, увеличилось количество мягких зим с неустойчивой динамикой высоты снежного покрова, происходит более поздний сход снежного покрова. Такая высокая вариабельность абиотических факторов среды не только влияет на биологические свойства земляники, но также создает определенные условия для роста патогенов. Т. е., в годы с высокой вариабельностью климатических условий, растения подвергаются не только влиянию абиотических факторов среды, но также и давлению со стороны биотических агентов. Отсюда становится понятной необходимость оценки степени влияния абиотических и биотических факторов среды на биологические свойства земляники садовой.

В последующих разделах приведены результаты исследования степени влияния абиотических и биотических факторов на биологические особенности Fragaria × ananassa. Содержание радионуклидов в различных частях растения земляники рассматривается в разделе абиотического воздействия, поскольку в Мурманском регионе радионуклиды природного и техногенного происхождения являются экологически значимыми факторами, которые, в случае аккумуляции растениями, могли бы оказывать влияние на устойчивость растений к воздействию абиотических и биотических факторов среды.

3.1. Влияние абиотических факторов на биологические свойства земляники садовой

Воздействие абиотических факторов на землянику садовую, прежде всего, включает климатические вариации, в том числе отдельные компоненты метеорологического комплекса (температура, влажность, высота снежного покрова), обусловленные широтным месторасположением Мурманской области и ландшафтными особенностями региона. Климатические условия Мурманской области отличаются, с одной стороны, довольно мягким для заполярного Севера климатом, с другой стороны, неустойчивыми погодными условиями. На территории Мурманской области выделяют пять климатических районов (Яковлев, 1961), куда входит Центральная часть Кольского полуострова (г. Апатиты), которая относится к третьему климатическому району с более континентальным климатом и большими годовыми температурными амплитудами, имеющими сезонный характер. Для оценки эколого-биологических особенностей Fragaria × ananassa на Севере в первую очередь необходимо охарактеризовать влияние локальных климатических вариаций в месте проводимых исследований на биологические особенности земляники, которые включали онтогенез, продуктивность и химический состав плодов.

3.1.1. Влияние климатических условий на онтогенетические особенности земляники

Рост листьев земляники садовой в Мурманской области начинается в III декаде мая – I декаде июня при температуре 8-9°С. Формирование листового аппарата происходит в три этапа: весной (отрастание весенних листьев), в июле (отрастание летних листьев) и после плодоношения (осенние листья). К концу вегетационного периода, в зависимости от сорта, на растении формируется от 13 до 26 листьев, причем, нарастание листовой поверхности может происходить двумя путями. Первый путь проявляется в равномерном наращивании листовой поверхности (S) растений в течение всего вегетационного периода (S ≤ 100 см2). При втором пути происходит резкое увеличение листовой поверхности во второй половине лета (S >100 см2). У исследуемых сортов в 70% -ти процентах случаев отмечали первый путь формирования листового аппарата (Мартынова, 2007) .

Изучение связи площади листовой поверхности растения с продуктивностью показало, что между ними существует значимая положительная корреляция r=0.8, р<0.05 (рис. 1). Чем больше площадь листовой поверхности растения, тем продуктивность сорта выше. Сравнительный анализ площади листовой поверхности у различных сортов земляники показал, что максимальная площадь листовой поверхности (более 3000 см2) характерна для сортов – Zefir, Junija Smaids, Хибинская Красавица и гибрида 632-2.

Продуктивность растения, г.
S листовой поверхности растении, см2
Рис. 1. Влияние площади листового аппарата на продуктивность растения

Образование укороченных однолетних побегов (рожков) происходит в конце августа – начале сентября, после сбора плодов. Весной же нарастание рожков практически отсутствует. Обычно в трехлетнем возрасте, в зависимости от генотипа, растение формирует от 6 до 10 рожков.

Рост соцветий у земляники садовой начинается при температуре 7-9°С и полностью зависит от температуры. В среднем, в зависимости от генотипа, на рожке формируется 1-2 цветоноса. Трехлетнее растение имеет от 4 до 8 цветоносов с 3-7-мью цветками в каждом цветоносе. Исключение составили гибрид 632-2 и Хибинская Красавица, у которых формировалось по 9 цветоносов и цветков. Таким образом, фактически весь процесс онтогенеза у земляники садовой в Мурманском регионе подчиняется температурному режиму, от которого зависит полноценность формирования организма растений.

3.1.2. Влияние климатических условий на фенологические фазы развития земляники

Определение сроков наступления основных фенологических фаз развития растений земляники садовой проведено на основе данных, полученных автором работы (исследования, проведенные в 2002-2008 гг.) и данных и (1990-2001 гг.) (табл. 1).

Таблица 1. Сроки наступления основных фенологических фаз растений

земляники садовой в Мурманской области

Группа	Начало вегетации	Начало цветения	Начало созревания
ранние	16-27.V	20-24.VI	15-31.VII
средние	25-30.VI	1-14.VIII
поздние	c 1.VII	c 15.VIII

В таблице 1 показано, что исследованные сорта разделяются на 3 группы в зависимости от начала сроков цветения и созревания. Вегетация растений земляники садовой начиналась во второй декаде мая, при среднесуточной температуре воздуха 7-9°С и почвы - 2-5°С. Спустя 25-35 дней после начала ростовых процессов, в конце июня – начале июля начиналось цветение, продолжительность которого составляла 25 – 35 и более дней, что зависело от генотипа растений и погодных условий. Последние цветки формировались одновременно с началом созревания первых плодов. В целом, созревание земляники в Мурманском регионе существенно запаздывало по сравнению с другими областями Северо-Запада России. Это объясняется влиянием более низкой температуры воздуха (в среднем +14,1°С) в период созревания, по сравнению с необходимым оптимумом (23-28°С). Период созревания из-за варьирования температуры воздуха, в среднем длился 18-26 дней, период вегетации составлял 110-128 дней.