CC BY
32
УДК 634.11:631.81
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ С УЧЕТОМ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ плодовых РАСТЕНИЙ
Е.М. ЦУКАНОВА, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Н.Я. КАШИРСКАЯ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
Е.Н. ТКАЧЁВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник А.А. СКРЫЛЁВ, аспирант Л.А. ПЧЕЛИНЦЕВА, аспирант ВНИИ С им. И. В. Мичурина E-mail: vniis@pochta.ru
Резюме. На основании круглогодичного мониторинга погодных условий и реакции функциональных систем садовых растений на воздействие повреждающих факторов разработана методика диагностики физиологического состояния растительного организма. Показана эффективность применения средств защиты и минеральных удобрений на основе диагностических показателей.
Ключевые слова: стресс, плодовые растения, яблоня, повреждение, абиотические факторы, система защиты растений, применение удобрений, ферментативная и фотосинтетическая активность.
Состояние растения зависит от баланса положительных и отрицательных воздействий на его обменную систему в течение всей его жизни. Причем многолетние растения способны накапливать негативную информацию, что отражается на состоянии их защитных систем. Ответная реакция растительного организма на повреждение обусловлена степенью активности его обменных процессов. которые, в свою очередь, можно регулировать с помощью различных экзогенных воздействий — агротехнических, химических, биологических и др. [1...3]
Многолетний сравнительный анализ погоды в Центральном Черноземье за 1931-2008 гг. свидетельствует, что экологические условия значительно усложняются. В последние 15-20 лет наблюдается дестабилизация и усиление стрессорности температурного и водного режима. Подекадный анализ дисперсии температур показал заметные изменения термического режима и существенное возрастание амплитуды суточного перепада в критические для плодовых растений периоды (подготовка и переход растений в состояние физиологического покоя, физиологический покой, выход из состояния покоя, цветение, завязывание плодов).
Следует отметить, что произошло не только рас-
ширение спектра повреждающих факторов, но и усиление их стрессорности. Так, основные проблемы в наиболее стабильный период (1960-1970 гг.) создавали низкотемпературные повреждения зимой, низкие температуры воздуха на фоне отсутствия снежного покрова осенью, заморозки в период цветения. В 1990-2008 гг. к ним добавились: резкие перепады суточных температур воздуха зимой (особенно часто после длительных глубоких оттепелей);
высокая влажность почвы на фоне низких температур воздуха в начала вегетации и цветения;
экстремально-высокие температуры воздуха на фоне крайне низкого количества осадков в период формирования плодов;
ухудшение экологической обстановки. Помимо этого чаще отмечается комплексное воздействие различных повреждающих факторов, что особенно опасно [1,3].
Воздействие на плодовые растения перечисленных стрессоров в большинстве случаев уменьшает эффективность устоявшихся технологических приемов или приводит к их несостоятельности. Кроме того, ослабленные растения становятся более восприимчивы к вредным организмам, а чувствительность, усиленная в результате разбаланси-рованности их обменных систем, к любому внешнему воздействию усложняет подбор препаратов для борьбы с вредителями и болезнями [2, 3].
На основании многолетнего круглогодичного мониторинга состояния плодовых растений по физиологическим, биохимическим и гистологическим показателям и их реакции на стрессорное и ан-тистрессорное воздействие мы разработали систему диагностики функционального состояния растительных организмов.
Установлены закономерности изменения физиологических и биохимических показателей, характеризующих состояние обменных процессов плодовых растений на всех этапах их онтогенетического развития при воздействии стрессовых факторов. Разработаны ориентировочные кривые оптимальных показателей фотосинтетической активности и активности ферментов каталазы и перокси-дазы. Определены допустимые отклонения для каждого параметра, превышение которых приводит к существенному нарушению функционального состояния растений. В частности, доказано, что увеличение в октябре-ноябре активности каталазы. по сравнению с оптимальными значениями, на 30 % и более и фотосинтетической активности —
на 20 % и более позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать риск зимних повреждений тканей плодовых растений [3...5].
Многолетние исследования показали, что максимальная оптимизация технологии возделывания садовых культур в современных условиях возможна только с учетом реакции обменной системы растительного организма на любое воздействие и должна опираться на возможность ее регуляции.
Например, мы установили, что эффективность системы защиты растений в значительной степени повышается, если она основана на знании исходного физиологического состояния растительного организма и корректируется с учетом происходящих изменений. Так, в условиях вегетационного периода 2004 г., в насаждениях сортов Лобо и Мелба было запланировано 8 опрыскиваний от вредителей и болезней. При их обследовании видимых симптомов ухудшения состояния листового аппарата не обнаружили. Однако измерение фотосинтетической активности листьев показало, что на сорте Лобо она ниже, чем на сорте Мелба (0,6 отн. ед, против 0,75 отн. ед.), и значительно меньше оптимальных значений (0.74...0,77 отн. ед.). Для исправления сложившейся ситуации сопротивляемость растений сорта Лобо повысили путем дополнительной обработки препаратом нового поколения из группы стробилуринов (Строби). Это позволило существенно повысить биологическую эффективность препаратов и получить высокий урожай качественных плодов.
В дальнейшем применение подобного подход к системе защиты растений в ряде хозяйств Тамбовской и Липецкой областей подтвердило результаты опытов — до 95 % плодов соответствовали требованиям первого сорта.
Наиболее достоверно удалось доказать эффективность системы диагностики функционального состояния растений в условиях вегетационного сезона 2006 г. Экстремальная стрессорность зимнего периода 2005/2006 гг. привела к тому, что даже у слабо поврежденных растений яблони активность катал азы в камбиальном слое и вегетативных почках в апреле-мае отставала от оптимума на 30...35 %, активности пероксидазы — превышала его на 15...20 %. Это стало отправной точкой при разработке системы защитных мероприятий в ОАО «Дубовое» и СХПК «им. И.В. Мичурина» Тамбовской области. Опираясь на мониторинг функционального состояния растений по экспресс-показателю Ру/Рт и учитывая значение его дисперсии в пределах одного растения, были внесены своевременные корректировки. Выбранные на основе диагностики защитные препараты, а также сроки и кратность обработки с учетом воздействия на растения погодных условий как зимнего, так вегетационного периодов позволили
стабилизировать, состояние яблонь и собрать до 91 % стандартных плодов при сокращении числа обработок.
Один из важнейших элементов технологии возделывания растений — сбалансированное минеральное питание. В то же время оценить эффективность тех или иных способов внесения азота, калия и фосфора или результативность некорневых обработок макро- и микроэлементами быстро (в течение одного вегетационного сезона) и объективно достаточно сложно, так как чаще всего для этого используют результаты химического анализа почвы и листьев, который можно провести лишь по окончании вегетации растений [5]. Мы нашли коррелятивные зависимости между изменениями показателей фотосинтетической активности, активности катала-зы и пероксидазы, которые позволяют осуществлять экспресс-оценку функционального состояния растений, опираясь на динамические параметры интенсивности работы фотосистемы 2 в листьях (Ру/Рш). Величина дисперсии Ру/Тт в пределах одного растения дает возможность реально оценить стабильность состояния растения и в сочетании с показателем Ру/Рт определить направленность его изменения.
В опытах А. К. Кондакова за период с 2000 по 2008 гг. была проведена оценка эффективности внесения азотных удобрений в борозды осенью и весной, а также поверхностно весной в насаждениях сортов яблони Мартовское, Декабренок, Богатырь, Синап Орловский.
Ориентировка на динамические и средневегетационные показатели функционального состояния растений позволила выявить лучший из способов применения удобрений уже в первый год, тогда как их значимое влияние на биометрические показатели проявляется только на второй. В ходе исследований было установлено, что в варианте «поверхностно весной» наблюдалась более близкая к оптимумам динамика изменения упомянутых показателей — увеличение функциональной активности растений в период вегетации и плавное снижение ее к моменту ухода в состояние покоя (3-я декада сентября — 1 декада октября). В то же время внесение азотных удобрений в борозды осенью вызвало кратковременное аномальное повышение фотосинтетической активности камбиального слоя в третьей декаде октября, что нежелательно для растений яблони, так как искусственно продлевает их функциональную активность и снижает устойчивость к зимним стрессорам.
Таким образом, мониторинг функционального состояния растений по физиологическим и биохимическим показателям и с учетом складывающихся погодных условий дает возможность значительно увеличить эффективность любых технологических приемов.
Литература.
1. Гудковский, В. А. Стресс плодовых растении /В.А. Гудковский, Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова //Воронеж: Кварта, 2005. — 128с,, 180] отд.л.ил.
2. Каширская, Н.Я. Зимние повреждения растений яблони и их последствия в 2006 году./ Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова // Научное издание. — МичГАУ Мичуринск, 2006 — 20 с.
3. Цуканова, Е.М. Реакция отдельных биохимических показателей растений на воздействие дестабилизирующих факторов./Е.М. Цуканова //Основные итоги и перспективы научных исследований ВНИИС им. Мичурина (1931-2001): Сб. научных трудов. — 2001, - том 2, -с. 23-26
4. Погосян, С.И. Люминесцентные методы оценки функционального состояния и окислительного повреждения растений / С.И. Пого-сян // Научные основы ведения устойчивого садоводства в России. — Мичуринск, 1999. — С. 27-28.
5. Цуканова, Е.М. Методы диагностики окислительных повреждений у растений./ Е.М. Цуканова, Е.Н. Ткачев// Научные основы садоводства: Сб. науч. трудов. / ВНИИС им. И.В.Мичурина — Воронеж: Кварта, 2005. С.32-42.
DIAGNOSTIC OF A FUNCTIONAL STATE OF HORTICULTURAL PLANTS AS A BASIC FOR EFFICIENT USE OF TECHNOLOGICAL CONSTITUENTS UNDER THE EFFECT OF CHANGING WEATHER
CONDITIONS
Ye. M. Tsukanova, N.Ya. Kashirskaya, Ye.N. Tkachev, A.A. Skrylev, L.A. Pchelintseva
Summary. A system of diagnostics of plant organism physiological state based on all-the-year-round monitoring of weather conditions and response of horticultural plants functional systems to the effect of adverse factors has been developed. Diagnostics data were used to express the efficiency of protection system and mineral nutrition. Keywords: stress, top fruit plants, apple, injury, abiotic factors, plant protection system, fertilizer application, enzyme and photosynthetic activity.
УДК 634.1/7:631.82
СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И УДОБРЕНИЯ ПЛОДОВЫХ И ЯГОДНЫХ РАСТЕНИЙ
А.К. КОНДАКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
Ю.В. ТРУНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор
О.А. ГРЕЗНЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
О.А. СИРОТКИНА, младший научный сотрудник А.А ТРУНОВ, аспирант ВНИИС им. И.В. Мичурина E-mail:vniis @poch (а. т
Резюме. Предложена концепция минерального питания растений, основанная на взаимодействии ионов солей в почвенном растворе. Разработана система удобрения плодовых и ягодных культур на черноземных почвах в условиях средней зоны садоводства России. Ключевые слова: плодовые и ягодные растения, мине-ральное питание, удобрение, подкормки, ионы, почва.
На уровень питания плодовых и ягодных культур влияют биологические, метеорологические и агротехнические факторы (1...5).
Для достижения высокой продуктивности сельскохозяйственные растения нужно обеспечить питательными веществами в доступной форме и оптимальном количестве. Как их недостаток, так и избыток снижает урожайность и качество продукции. В связи с этим во ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина разработаны новые концепция и технология удобрения.
Новая технология учитывает антагонистические и синергетические взаимосвязи между разными ионами питательных веществ при их поглощения корнями. В одном случае (при контакте ионов с одноименным электрическим зарядом) они тормозят этот процесс, в другом (при разноименном заряде) — взаимно помогают один другому поступать внутрь корня, что в результате повышает коэффициент использования удобрений.
С ранней весны высокая потребность растений в азоте обеспечивается исключительно его аммонийной формой. Корни в несколько раз интенсивнее поглощают ионы питательных веществ с разноименными электрическими зарядами. Поэтому положительно заряженный аммоний взаимно усиливает поглощение фосфатного иона РО Азот и особенно фосфор стимулируют активность корней в поглощении всех остальных необходимых элементов питания. В то же время соприкосновение одноименно-заряженных нитратных и фосфатных ионов тормозит поглощение и азота, и фосфора. Причем, наибольший ущерб наблюдается от недостатка фосфора при обилии нитратов или от недостатка азота в результате внесения избыточных доз фосфорных удобрений, как это нередко делается до посадки деревьев или ягодных кустарников.
При низком содержании доступного фосфор в почве необходимо его сочетание с аммиачной л > мой азота. В таком случае следует применять у горения , содержащие не менее половины этого эле 5Н-та в аммонийной форме и обязательно вносить их
