CC BY
51
УДК 633.95:633.77 ББК 42.8 Л 81
Лошкарёва Светлана Викторовна, младший научный сотрудник отдела субтропических и южных плодовых культур, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур»; г. Сочи, Россия, e-mail: sveta-sochi@,mail. ru.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ СОРТОФОРМ ЧАЯ (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) И ПУТИ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
(рецензирована)
В статье говорится о биологическом потенциале и продуктивности средне- и высокоурожайных сортоформ чая Camellia sinensis L.O. Kuntze в субтропиках Черноморского побережья.
Изучены биологические особенности 15 форм (габитус куста, сроки и количество сборов флешей чайного листа, масса и длина продуктивных побегов, генеративная деятельность). Для определения засухоустойчивости форм определялась концентрация клеточного сока (ККС). Выявлены три формы по урожайности с учётом влияния метеоусловий: низкая, средняя и высокая (13-09, 13-13 и 13-23). Выделенные формы имеют хорошо развитые крупные (до 1,0 гр) флеши с антоциановой окраской молодых листочков и глянцевитостью, раскидистые кроны кустов, а также устойчивость к высоким температурам.
Ключевые слова: чай, сортоформа, биологический потенциал, продуктивность, флеш, побегообразовательная способность, концентрация клеточного сока.
Loshkareva Svetlana Victorovna, a junior researcher of the Department of Subtropical and Southern Fruit Crops, FSBSI "Russian Research Institute of Floriculture and Subtropical Crops", Sochi, Russia, e-mail: [email protected]
BIOLOGICAL POTENTIAL OF TEA CULTIVAR FORMS (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) AND WA YS OF ITS REALIZATION
(Reviewed)
The article considers biological potential and productivity of medium- and high-yield tea cultivar forms (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze) in the Black Sea coast subtropics.
Biological features of 15 forms (habitus bush, terms and amount of tea leaf shoots, weight and length ofproductive shoots, generative activities) have been studied. In order to determine drought-resistant forms the concentration of cell sap (CCS) has been defined. Furthermore, three forms of yield capacity, taking into account the impact of weather conditions: low, medium and high (13-09, 13-13 and 13-23) have been revealed. The recorded forms have well-developed large (up to 1,0 g) shoots with anthocyanin color and glossiness of young leaves, as well as spreading shrub crowns; moreover, they are resistant to high temperatures.
Keywords: tea, cultivar form, biological potential, productivity, shoots, shoot-forming capacity, concentration of cell sap.
Переход к интенсивному возделыванию чайных плантаций в субтропиках Черноморского побережья Краснодарского края, ставит новые задачи по совершенствованию сортимента этой культуры. Особое значение приобретают сорта с высоким биологическим потенциалом по зимостойкости, засухоустойчивости, продуктивности (количеству сборов чайного листа (флешей) за
сезон), и устойчивости к болезням и вредителям (включая патогенны, которые завезены с импортным посадочным материалом в период озеленения олимпийских объектов) [5, 10].
Биологический потенциал продуктивности чайного куста начинается в весенне-летние месяцы предшествующего урожаю года, формирование которого происходит поэтапно от заложения точки роста до созревания семян. Реализация потенциала продуктивности зависит от взаимодействия биотических и абиотических факторов. Создание и подбор сортов, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, является важнейшей задачей повышения адаптивности чаеводства. Для этого нужны сорта, проявляющие свои возможности, как за счёт увеличения адаптивного потенциала к прогнозируемым особенностям внешней среды произрастания (например, устойчивые к недостатку тепла, с длинным периодом вегетации, засухоустойчивые, зимостойкие, иммунные к болезням и вредителям и др.). Но и выдерживающие кратковременные экстремальные воздействия (например, сорта устойчивые к перепаду температур в зимне-весенний период и др.) [1, 6].
В длительном полевом опыте ФГБНУ ВНИИЦиСК (г. Сочи) на базе маточно-коллекционного участка в посёлке Уч-Дере (ЗАО «Дагомысчай»), заложенном в 1984-1986 гг. проводятся исследования по созданию новых сортов чая адаптивных к более суровым условиям промышленного возделывания с высокой урожайностью и качеством готовой продукции. В течение 2013-2015 гг. выделены 32 перспективные сортоформы.
Как основы продуктивности чайного куста, изучались биологические особенности выделенных форм (габитус куста, сроки и количество сборов чайного листа (флешей), масса и длина продуктивных побегов, цветение и плодоношение). Определяли ККС (концентрация клеточного сока) для выявления более засухоустойчивых форм. При проведении учётов и наблюдений использовались общепринятые методики [7, 8, 9]. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с помощью программы Statistica 5.1.
Метеоусловия (2013-2014 гг.) были благоприятными для роста и развития исследуемых растений чая, а 2015 год отличался низкими температурами в апреле и засушливым периодом в августе, начиная со второй декады, который продолжался более 45 дней, что привело к сокращению сборов чайного листа, прекращению цветения и завязыванию семян. При этом неблагоприятные погодные условия 2015 года не повлияли на общую динамику продуктивности, так как в 2013 г была произведена полутяжёлая подрезка чайных кустов на 50 см, что в дальнейшем привило к хорошему массовому отрастанию побегов и сбору флешей с 20 мая до периода засухи в августе.
Исследование выделенных сортоформ в течение трёх лет позволило получить данные по их продуктивности и выделить 15 форм с наилучшими показателями (табл. 1).
Таблица 1 - Продуктивность отобранных форм чая за (2014-2015 гг.)
Форма Всего за 2014 г Всего за 2015 г Среднее за 2 года Прибавка в граммах
кг/с куста за чаесборочный сезон
79-79 ф) 0,778 1,025 0,901±15 247
13-03 0,643 1,084 0,863±21 441
13-04 0,732 1,374 1,053±25,3 642
13-05 0,756 1,276 1,016±22,8 520
13-06 0,826 1,431 1,128±25,0 625
13-07 0,763 1,451 1,107±26,2 688
13-18 0,719 1,321 1,020±24,5 602
13-20 0,660 1,256 0,958±24,4 596
13-29 0,584 1,080 0,832±22,3 496
13-12 0,697 0,989 0,843±17,0 292
13-14 0,749 0,882 0,815±11,5 133
13-15 0,702 0,989 0,845±16,9 287
13-16 0,654 0,933 0,793±16,7 279
13-24 0,655 0,903 0,779±15,7 248
13-25 0,703 0,806 0,754±10,1 103
НСР05 1,5
Из анализа данной таблицы видно, что у семи форм в 2015 году урожай выше, чем в 2014 году. Так наибольшая прибавка урожая у формы 13-07, у остальных шести форм продуктивнбость колеблется от 496 г. до 642 г. Стандарт форма 79-79 ф) имеет незначительную прибавку за два года исследований. Прибавка в урожае остальных шесть сортоформ незначительна и колеблется от 103 г. до 292 г. соответственно. Значительная разница между стандартом и сортоформами отмечена у четырёх форм: 13-04, 13-06, 13-07, 13-18, что свидетельствует о высоких продуктивных качествах данных форм. В среднем за два года исследований урожайность отмеченных сортоформ варьирует от 0,754 кг/с куста до 1,128 кг/с куста. Формы отличаются ровным флешестоянием с высокой побегообразовательной способностью. Хорошо развитыми крупными флешами с пигментным (антоциановым) окрасом молодых листочков и глянцевитостью.
Такой разброс в показателях продуктивности свидетельствует о разной пластичности выделенных сортоформ к внешним факторам среды обитания и даёт возможность выбраковки тех форм, которые не отвечают требованиям модели сорта согласно селекционной программе. Диаграммы стабильно ровных форм приведены ниже (рис. 1, 2, 3).
Анализ динамики продуктивности формы 13-09 за исследуемый период с учётом метеоусловий показал, что урожайность также зависит от даты проведения сбора. Так в мае в течение двух лет данная форма имела схожие показатели по количеству чая, но погодные условия 2015 года внесли свои коррективы (холодный период 2-ой декады апреля и начала мая), что привело к сдвигу сбора первой волны роста чайного листа, и отсутствию периода летнего покоя. Данная форма показала хорошую продуктивность и задатки высокого биологического потенциала в неблагоприятных погодных условиях. Несмотря на засушливый период в конце августа и сентябре прирост молодых побегов (флешей) был достаточно высок на всех исследуемых формах. Динамика продуктивности форм 13-13 и 13-23 показана на (рис. 2, 3).
Динамика поступления чайного листа у формы 13-13 имеет схожие тенденции с формой 1309. Так показатели майского сбора за два года исследований были почти такие же. Отличия прослеживались в июне и июле, где наблюдался резкий скачок урожая чайного листа данной формы в 2015 году. Это выделяет данную форму на фоне остальных и свидетельствует о заложенных механизмах регуляции при различных стресс факторах и хорошую ответную реакцию на полутяжёлую подрезку 2013 года.
Третья продуктивная форма 13-23 отличается резким скачком урожая чайного листа за период сбора в июне и июле. Майские показатели данной формы за два года идентичны предыдущем формам. В зависимости от погодных условий двух лет динамика урожайности менялась в положительную сторону, что также свидетельствует о наличии биологических механизмов регуляции продуктивного потенциала этой формы. Следует отметить, что три формы (13-09; 13-13; 13-23) отличаются ростом продуктивных побегов в течение всего периода наблюдений. Обладают хорошо развитым листовым аппаратом, раскидистой кроной. Кусты достаточно компактны
шаровидной формой, с хорошо развитым листовым аппаратом, мало страдают от ожогов в летний засушливый период с повышением температуры выше 250С. Такие признаки послужили причиной исследования показателей концентрации клеточного сока (ККС) на данных формах в разные интервалы периода вегетации (табл. 2).
Рисунок 1. Динамика продуктивности формы 13-09 за 2014-2015 гг.
июль август
Рисунок 2. Динамика продуктивности форма 13-13 за 2014-2015 гг.
Рисунок 3. Динамика продуктивности формы 13-23 за 2014-215 гг. Известно, что клеточный сок - это, прежде всего, водный раствор веществ, продуктов жизнедеятельности протопласта. В основном, это органические вещества (запасные и шлаки). Основа клеточного сока вода (70 % и более остальное запасные вещества). Клеточное вещество содержит
неорганическую и органическую части. К первой относятся вода и минеральные соли, вторая представлена в основном углеводами, жирами, белками и нуклеиновыми кислотами. По составу на первом месте стоят углеводы (различные сахара, сложные органические соединения со спиртами, альдегидами, фенолами - гликозиды, пигменты флаваноиды, самый сложный из них - антоцианы. Антоцианы дают синюю, красную, розовую, фиолетовую, а в большой концентрации - чёрную окраску. Причём, цвет антоцианов зависит от кислотности среды клеточного сока. Антоцианы - пигменты-хамелеоны. В случае, если среда кислая - преобладают красные и розовые цвета, в щёлочной - синие цвета [4].
Как отмечали в разные годы Бахтадзе К.Е. (1971), Бараташвили Д.Ш., Керкадзе И.Г. (1983), Иванова Т.В. (2000) растения с антоциановой пигментацией характеризуются более интенсивной транспирацией. Поглощённая антоцианоми световая энергия влияет на внутренние эндоргонические процессы растения, изменения обмена веществ. Растения с антоциановой окраской по сравнению с зелёными отличаются повышенным содержанием растворимых углеводов и пониженным содержанием белкового азота. Появление антоцианового окрашивания при неблагоприятных условиях связано со стимулированием интенсивности окислительных процессов. Усиление окислительной активности физиологических процессов у растений, в том числе и у чайного куста с антоциановой пигментацией -показатель повышенной устойчивости к неблагоприятным внешним условиям среды произрастания [1, 2]. Поэтому выделенные формы чая исследуются на наличие антоциановой окраски на продуктивных побегах, т.к. лучше этот показатель проявляется на молодых флешах.
Содержания общей воды в чайном растении исследовал Филлипов Л.А. (1968), и установил, что для нормального роста и развития этой культуры её содержание колеблется в пределах 70-90 %. Изменение пределов зависит от возраста растения, состава питательной среды, условий произрастания и других немаловажных факторов. Общая вода состоит из свободной и связанной воды. Связанная вода входит в состав коллоидов клетки (белки, полисахариды и др.) и с трудом высвобождается из них. Свободная вода участвует в химических реакциях, служит растворителем для различных соединений, образующихся в клетке в процессе обмена. В следствии этого, обладая данными по содержанию общей воды и сухого вещества в продуктивных побегах, можно определять дефицит влаги и пределы засухоустойчивости исследуемых форм [11].
Из анализа данной таблицы 2, что при ухудшении гидротермических показателей в условиях засухи августа-сентября (15,0 мм и 14,4 мм), где во второй декаде августа и третье декаде сентября полностью отсутствовали атмосферные осадки, показатель ККС на изучаемых формах, по сравнению с периодом оптимальной обеспеченности влагой в июле (13,3 мм; 9,0 мм; 39,2 мм подекадно), составил разницу от 3,9 мм (форма 13-13) до 7,5 мм (форма 13-09) в августе, в сентябре разница колебалась от 5,8 мм на формах 13-13 и 13-23 до 7,0 мм на форме 13-09. Процентное содержание сухого вещества в данный период варьирует от 5,9% (форма 13-13 в сентябре) до 8,2 % (форма 13-09 в августе). В среднем за данный период исследований наиболее засухоустойчивая форма по данным ККС-% и содержанию сухого вещества является форма 13-13.
Таблица 2 - Концентрация клеточного сока (ККС) и содержание воды в трёхлистных побегах (флешах), 2015 г
Формы Концентрация клеточного сока, %
июль август сентябрь среднее
13-09 8,1 15,6 15,1 12,9±6,0
13-13 7,8 11,7 13,6 11,0±3,3
13-23 7,5 12,0 13,3 10,9±2,4
Среднее 7,8±0,7 13,1±0,8 14,0±1,3 11,6±2,4
Сухое вещество, %
июль август сентябрь среднее
13-09 32,6 24,4 25,1 27,36±1,0
13-13 32,7 25,18 26,8 28,22±2,9
13-23 32,5 24,65 25,6 27,56±1,5
Среднее 32,6±0,9 35,1±2,0 22,5±1,8 25,49±1,9
ВЫВОДЫ:
1. Биологический потенциал продуктивности чайного куста начинается в весенне-летние месяцы предшествующего урожаю года, формирование его происходит поэтапно от заложения точки роста до созревания семян.
2. Создание и подбор сортов с высокой потенциальной продуктивностью и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды - важнейшая задача повышения адаптивности чаеводства.
3. Три выделенные нами формы (13-09, 13-13 и 13-23) отличаются ростом продуктивных побегов, обладают хорошо развитым листовым аппаратом, раскидистой кроной куста. Кроме того, растения не страдают от ожогов при температуре выше 250С. Стабильность вышеперечисленных признаков за время всего периода наблюдений, позволяет рекомендовать эти формы для производственного сортоиспытания.
Литература:
1. Бахтадзе К.Е. Биология, селекция и семеноводство чайного растения. М.: Пищепромиздат, 1948. 230 с.
2. Бараташвили Д.Ш., Керкадзе И.Г. Морфогенетические особенности индуцированных форм чая и их хозяйственная оценка // Субтропические культуры. 1983. №5. С. 55-63.
3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
4. Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. Общая биология. М.: Просвещение, 2000.
5. Лошкарёва С.В. Биологические особенности выделенных форм чая на коллекционно-маточном участке в пос. Уч-Дере Сочи // Научные исследования в субтропиках России: сборник трудов молодых учёных, аспирантов и соискателей. Сочи: ВНИИЦиСК, 2013. С. 192-200.
6. Лошкарёва С.В. Экологические и биологические особенности перспективных гибридов и клона чая в субтропиках России // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2014. №5. С. 63-67.
7. Методика государственного сортоиспытания субтропических, орехоплодных культур и чая. М.: Сельхозиздат, 1962. 70 с.
8. Методика государственного сортоиспытания субтропических, орехоплодных культур и чая. М: Колос, 1999. 350 с.
9. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под ред. Е.Н. Седова, Г.П. Огольцовой. Орёл: ВНИИСПК, 1999. 608 с.
10. Туов М.Т., Лошкарёва С.В. Современные тенденции в селекции чая // Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие агропромышленного комплекса: сборник научных трудов. Вып. 40. Сочи: ВНИИЦиСК, 2007. С. 203-207.
11. Филиппов Л.А. Рефрактометрический метод диагностики сроков полива чайных плантаций: инструкция. Сочи, 1968. 15 с.
