CC BY
122
УДК634.11: 631.52: 581.1.032.3
ИЗУЧЕНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА СОРТОВ ЯБЛОНИ В ЛЕТНИЙ ПЕРИОД В СВЯЗИ С ИХ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬЮ И ЖАРОСТОЙКОСТЬЮ*
З.Е. ОЖЕРЕЛЬЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Н.Г. КРАСОВА, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А.М. ГАЛАШЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
ВНИИ селекции плодовых культур Россельхозака-демии
E-mail: [email protected]
Резюме. Устойчивость сортов яблони к неблагоприятным условиям внешней среды - одна из важнейших характеристик, определяющих их хозяйственную ценность и экономическую эффективность в зонах возделывания. В последние годы участилось проявление экстремально высоких температур воздуха на фоне продолжительной засухи в летний период, что приводит к угнетению растений. В связи с этим в лабораторных условиях изучали влияние обезвоживания и теплового шока на водный режим сортов яблони в летний период. Определяли такие основные показатели водного режима, как оводнённость, потеря воды, восстановление тургора. Большинство сортов яблони характеризовалось высокой засухоустойчивостью. Наибольший уровень засухоустойчивости и жаростойкости проявил сорт Юбиляр. Он характеризовался меньшей потерей воды и высокой способностью восстановления тургора. Средний уровень жаростойкости отмечен у сортов Антоновка обыкновенная,
Болотовское, Мелба, Орлик,
Орловим, Синап орловский,
Уэлси, низкий - у сорта Им-рус.
Ключевые слова: сорт, яблоня, засуха, жара, оводнённость, потеря воды, восстановление тургора.
В России более 70 % земельной площади подвержено засухам [1]. В условиях Орловской области вероятность лет с интенсивными засухами и суховеями составляет 20...55 %, чаще всего они приходятся на июнь и июль - период активной вегетации и плодоношения плодовых и ягодных культур.
Водный режим растений в течение развития претерпевает изменения, поэтому и потребность во влаге в различные периоды их жизни неодинакова [2]. Засуха и жара отрицательно влияют на цветение и закладку цветковых почек, завязывание плодов, вызывая преждевременное их сбрасывание, изменяя сроки созревания плодов, снижая зимостойкость растений.
Несмотря на то, что корневая система плодовых
культур хорошо развита и уходит глубоко в почву, при длительных засухах и жаре урожай в садах значительно снижается, уменьшается размер плодов, ухудшается вкус, лежкость, транспортабельность. Поэтому актуальность определения жаро- и засухоустойчивости яблони, как основной плодовой культуры, возрастает.
Цель наших исследований - изучение некоторых показателей водного режима сортов яблони в течение вегетационного периода в связи с их жаро- и засухоустойчивостью.
Условия, материалы и методы. Работу проводили в лаборатории оценки устойчивости плодовых культур к климатическим факторам ВНИИСПК в 2011-2012 гг. на 10 сортах яблони.
Исследования осуществляли согласно методическим рекомендациям [3]. Для оценки жаро- и засухоустойчивости пробы листьев брали в сухую жаркую погоду. Отбирали по 5 листьев каждого сорта в двух повторностях и помещали в полиэтиленовые
пакеты для снижения потери воды. При определении засухоустойчивости листья взвешивали и оставляли на 4 ч для завядания. С целью оценки жаростойкости листья взвешивали и помещали в камеру искусственного климата «Еврее» PSL-2KPH при температуре +50°С на 1,5 ч, потом раскладывали на столе для завядания на 4 ч. Для определения способности к быстрому восстановлению тургора через 4 ч завя-дания листья взвешивали и опускали черешками в
Таблица 2. Водопотеря после 4 часов завядания листьев сортов яблони, %
Сорт 2011 г. 2012 г. Среднее значение
30.05 05.07 08.08 30.05 02.07 07.08
Юбиляр 13,4 23,5 20,9 13,3 15,3 21,9 18,1
Орловим 12,2 19,8 15,1 11,9 30,1 33,0 20,4
Синап орловский 19,7 21,0 17,7 15,4 25,2 37,5 22,8
Болотовское 13,9 19,4 29,1 18,6 26,7 29,1 22,8
Мелба 15,8 22,4 31,2 14,3 22,5 37,3 23,9
Орлик 23,0 24,2 33,0 16,1 24,2 28,3 24,8
Орловское полосатое 22,0 24,4 27,2 27,8 23,8 27,4 25,4
Имрус 19,0 25,1 30,5 29,0 28,6 33,4 27,6
Уэлси 19,0 21,8 33,1 16,9 32,2 51,5 29,1
Антоновка обыкновенная НСР05 22,2 28,8 31,1 24,0 35,1 44,1 30,9 5,80
Таблица 1. Оводнённость тканей листьев сортов яблони, %
Сорт 2011 г. 2012 г. Среднее значе- ние
30.05 1 05.07 08.08 30.05 1 02.07 07.08
Имрус 80,8 76,4 67,7 66,8 64,1 55,3 68,5
Орловим 76,2 64,3 75,8 66,2 63,0 57,5 67,2
Юбиляр 74,8 67,0 63,6 68,5 65,5 59,8 66,5
Болотовское 70,0 73,5 63,4 67,3 63,7 59,7 66,3
Синап орловский 72,1 66,3 63,2 68,1 62,7 56,1 64,8
Орловское полосатое 71,1 64,4 66,1 64,7 61,9 58,2 64,4
Мелба 73,4 68,0 60,8 65,2 61,8 56,0 64,2
Антоновка обыкновенная 72,8 62,9 59,4 63,4 64,2 61,2 64,0
Орлик 72,0 66,7 59,9 65,8 60,9 55,6 63,5
Уэлси 60,9 65,9 63,2 65,5 58,3 57,9 62,0
НСР05 3,92
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 12-04-97505) и Правительства Орловской области. Достижения науки и техники АПК, №1-2013 ------------------------------------------------
Рис. 1. Восстановление тургора листьев после 4 часов завядания, %: і і - восстановление тургора, % (май-август 2011 г.); xw - восстановление тургора, % (май-август 2012 г.); —ф - - среднее значение за 2 года, % НСР05=6,13.
стаканчики с водой, которые закрывали полиэтиленовыми пакетами для снижения испарения. После 24 ч насыщения их слегка обсушивали фильтровальной бумагой и взвешивали.
Для оценки общей оводнённости по 5 листьев в двух повторностях раскладывали в металлические бюксы и высушивали в камере искусственного климата «Es-pec» PSL-2KPH при температуре 105°С до постоянной массы.
Результаты и обсуждение. В Орловской области в мае 2011 г. установилась засушливая погода. За этот месяц выпало 17,2 мм осадков при норме - 51 мм. Гидротермический коэффициент (0,5) был ниже нормы. Но такие погодные условия при достаточном запасе воды в почве не сказались негативно на изучаемых сортах яблони. Растения характеризовались высокой оводнённостью - от 71,1 до 80,8 %, только у сорта Уэлси она была средней - 60,9 % (табл. 1). В июне выпала норма осадков (61,7 мм), гидротермический коэффициент также был близок к норме - 1,1. В июле сумма осадков превышала среднемноголетнюю - 113,9 мм, а гидротермический коэффициент достиг 1,8. При этом в июле у большинства сортов отмечалась средняя оводнённость - от
62,9 до 68,0 %, только у сортов Болотовское и Имрус она была высокой - 73,5 и 76,4 % соответственно. В августе выпало 121,6 мм осадков при месячной норме 58 мм. Гидротермический коэффициент был очень высоким - 2,4. Но высокой оводнённостью (75,8 %)
характеризовался только Орловим, а у Антоновки обыкновенной и Орлика она была низкой (59,4 и
59.9 % соответственно). У остальных сортов величина этого показателя находилась на среднем уровне (от 60,8 до 67,7). Снижение оводненности, на наш взгляд, можно объяснить тем, что в период формирования и созревания плодов, они оттягивают большое количество воды из листьев и других частей растения. Кроме того, низкая величина этого показателя свидетельствует
о меньшей засухоустойчивости.
В мае 2012 г. также сложились засушливые метеоусловия. Гидротермический коэффициент был очень низким - 0,3. При этом все изучаемые сорта яблони характеризовались средней оводнённостью - от 63,4 до 68,5 %. В июле осадков выпало меньше нормы (23,7 мм) и гидротермический коэффициент также был низким (0,4). В сложившихся погодных условиях оводнённость большинства сортов оставалась средней - от 60,9 до 65,5 %. В первой декаде августе отмечена низкая оводнённость у большинства изучаемых сортов яблони (55,3...59,8 %), в связи с ухудшение климатических условий, так как в этот период выпало наименьшее количество осадков (1,3 мм) и гидротермический коэффициент был очень низким - 0,06. В среднем за два года все изучаемые сорта характеризовались средней оводненностью -от 62,0 до 68,5 %.
После 4-х часового завядания в лабораторных условиях в 2011 г. меньшей потерей воды характеризовались сорта яблони Орловим, Юбиляр, Синап орловский - от 15,7 до 19,5 %. В 2012 г. самая слабая потеря отмечена у сорта Юбиляр - 16,8 %. У этого же сорта выявлена самая высокая водоудерживающая способность, так как в среднем за 2 года после 4-х часов завядания он терял меньше воды, чем остальные, - 18,1 % (табл. 2).
Еще один важный критерий для оценки стойкости растений яблони к засухе - восстановление листьями
тургора после завядания.
В 2011 г. все изучаемые сорта в течение вегетации обладали достаточно высокой способностью восстанавливать тургор после 4 ч завядания - от
56.9 до 79,8 % (рис. 1). В 2012 г. в мае и июле она оставалась на таком же уровне (54,1 .77,0 %), в августе способность восстанавливать тургор снижалась до средней у сортов Антоновка обык-новенная(49,6 %) и Уэлси (41,6 %), а у всех остальных сохранялась высокой (50,3.67,1 %).
Достижения науки и техники АПК, №1-2013
Среднее значение за два года, %
Рис. 2. Оводнённость тканей в начале опыта и водопотеря после теплового шока листьев сортов яблони, %: і і - потеря воды, % НСР05 = 4,05; —♦----оводнённость в начале опы-
та, % НСР05 = F0^
18
Рис. 3. Способность сортов яблони восстанавливать тургор после теплового шока, %: I I - восстановление тургора, % (май-август 2011 г.); лллл - восстановление тургора, %
(май-август 2012 г.); —♦ — среднее значение за два года, % НСР05=7,79.
В среднем за 2 года наибольшая способность восстанавливать тургор в течение вегетационного периода отмечена у сортов Юбиляр и Болотовское - соответственно 72,3 и 70,0 %. У остальных она также была высокой (59,6.67,9 %).
Таким образом, наиболее высокой засухоустойчивостью отличается сорт Юбиляр, у которого потеря воды после завядания составила 18,1 % от первоначальной массы при уровне восстановления тургора 72,3 %, это совпадает с результатами исследований, проведенных другими авторами [4].
Важнейшая характеристика водного режима растений - жаростойкость. Моделирование теплового шока +50°С позволило выявить различия по устойчивости к жаре между изучаемыми сортами. В 2011 г. наименьшая потеря воды отмечена у сорта Юбиляр - 35,5 %, у остальных она варьировала от 43,3 до 55,2 %. В 2012 г. после воздействия теплового шока самой низкой потерей влаги характеризовались сорта Болотовское, Мелба, Орлик, Орловское полосатое, Синап орловский, Юбиляр (27,9.37,7 %), у остальных она составляла от 42,6 до 47,6%.
В среднем за 2 года наименьшая потеря воды после теплового шока выявлена у сортов Орловское полосатое - 37,6 % и Юбиляр - 31,7 % (рис. 2).
В 2011 г. самой высокой способностью восстанавливать тургор после теплового шока отличались сорта Болотовское, Орловское полосатое, Синап орловский, Юбиляр - от 50,5 до 60,7 %, у остальных она варьировала от 45,2 до 49,4 %. В 2012 г. наибольшей величиной этого показателя, как и в 2011 г., характеризовались сорта Болотовское, Орловское полосатое, Синап орловский, Юбиляр, а также Антоновка обыкновенная, Имрус, Мелба, Орлик (50,2.62,6 %), у сортов яблони Орловим и Уэлси выявлено среднее количество восстановленной воды - от 46,9 до 47,6 % соответственно.
В среднем за 2 года высокой способностью восстанавливать тургор (от 51,6 до 60,9 %) отличались сорта Болотовское, Мелба, Орлик, Орловское полосатое, Синап орловский, Юбиляр (рис. 3).
Таким образом, в результате исследований наиболее высокую жаростойкость показали сорта Юбиляр и Орловское полосатое, которые после теплового шока меньше других теряли воду (31,7.37,6 %) и одновременно проявили высокую способность восстанавливать тургор (58,0.60,9 %).
Выводы. В результате комплексных исследований выявлен сорт Юбиляр, который в своем генотипе сочетает наиболее высокий уровень жаро- и засухоустойчивости. Остальные изучаемые сорта отнесены к засухоустойчивым. По жаростойкости уровню Юбиляра соответствует сорт Орловское полосатое. При высокой способности восстанавливать тургор сорта Антоновка обыкновенная, Болотовское, Мелба, Орлик, Орловим, Орловское полосатое, Синап орловский, Уэлси теряли больше воды после теплового шока, чем Юбиляр и Орловское полосатое, поэтому их отнесли к среднеустойчивым. У сорта Имрус выявлен низкий уровень жаростойкости по уровню потери влаги.
Литература.
1. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические основы): Монография. - М.: Изд-во РУДН, 2001. - Т. 1. - 780 с.; Т. 2. - 708 с.
2. Кушниренко М.Д. Физиология водообмена и засухоустойчивости плодовых культур. - Кишинёв: Штиинца, 1975. -215 с.
3. Леонченко В.Г., Евсеева Р.П., Жбанова Е.В., Черенкова Т.А. Предварительный отбор перспективных генотипов плодовых растений на экологическую устойчивость и биохимическую ценность плодов (метод. реком.). - Мичуринск, 2007. - 72 с.
4. Савельев Н.И., Юшков А.Н., Савельева Н.Н. и др. Генетический потенциал устойчивости плодовых культур к абиотическим стрессорам - Мичуринск-Наукоград РФ, 2010. - 212 с.
STUDY OF WATER REGIME OF APPLE VARIETIES IN SUMMER PERIOD RELATIVE TO THEIR DROUGHT HARDINESS AND HEAT RESISTANCE Z.E. Ozgerelieva, N.G. Krasova, A.M. Galasheva
Summary. The resistance of apple varieties to unfavorable conditions of the environment is one of the basic characteristics which determine their commercial and production value and economical efficiency in the cultivation areas. Lately, extremely high air temperatures on the background of a long drought in summer have become more frequent that leads to plant oppression. The degree of resistance to water loss and overheating greatly varies in apple varieties. In connection with this water loss and wilting effect on water regime of apple varieties in summer has been studied in the laboratory conditions. Basic indices of water regime have been studied: water content, water loss and turgor restoration. The majority of apple varieties are characterized by drought resistance. “Yubilar” shows high drought and heat resistance. This variety is characterized by less water loss and high ability to restore turgor. Moderate heat resistance was observed in the following varieties: “Antonovka obyknovennaya”, “Bolotovskoye’, “Melba”, “Orlik”, “Orlovim”, Sinap orlovskiy” and “Wealthy”. Low heat resistance was observed in “Imrus”.
Key words: variety, apple, drought, heat, water content, water loss, turgor restoration.
Достижения науки и техники АПК, №1-2013
19
