CC BY
22
Optical peculiarities of leaves in the infrared radiation and their water regime O.A.Ilnitsky, S.S.Radchenko, I.S.Lisker, I.N.Paliy, N.S.Radchenko
This work is dedicated to the analysis of near infrared radiation absorption in plants' leaves and to the methods of measuring and calculating the leaves' absorption ratio in so — called "water stripe" at 970 nm. The absorption of near infrared radiation (970 nm) was analyzed on intact leaves of several ornamental and fruit plants exposed to changing water regime. As a result, linear dependency of absorption ratio on leaves' thickness (water content), as well as high correlation (0.97) of leaves' optical characteristics and their thickness (water content) has been identified. It has been also discovered that the radiation absorption at 970 nm depends not only on leaves' thickness (water content) but also on their structural peculiarities.
ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО РЕЖИМА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ И ГИБРИДОВ АЛЫЧИ СЕЛЕКЦИИ НИКИТСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА
Р.А. ПИЛЬКЕВИЧ, кандидат биологических наук Никитский ботанический сад — Национальный научный центр
При закладке промышленных насаждений плодовых культур большое значение имеет правильный подбор наиболее перспективных сортов и форм, устойчивых к болезням и неблагоприятным условиям среды. Значительная часть плодовых насаждений в Крыму, южных районах Украины из-за климатических условий ещё недостаточно обеспечивается водой, растения подвергаются действию суховеев. Увеличение производства плодов станет возможным при интенсификации садоводства, важным фактором которой является повышение устойчивости плодовых насаждений к неблагоприятным экологическим условиям. При размещении садовых насаждений необходимо научное обоснование зон промышленного производства плодовых культур с учётом природно-климатических факторов и биологических особенностей видов и сортов.
В Никитском ботаническом саду на основе работ К.Ф. Костиной [4] создан обширный генофонд сортов и форм алычи, представляющих интерес для производственного испытания, промышленной культуры и как исходный материал для селекции. Главными качествами алычи являются нетребовательность к почвам и агротехнике, скороплодность (2-3-й год после посадки), сравнительно раннее созревание, универсальность использования плодов. Эта культура может восполнить потребность в сырье консервных заводов в июне и июле. Из плодов алычи изготавливают компоты, соки, варенье. Плоды содержат до 25% сухих веществ, 16% сахаров, 1,5-4,0% кислот, аскорбиновой кислоты — 15мг/100г., витамины Вь В2, Е, Р, РР, соли фосфора, кальция, железа, натрия. Содержание калия достигает 188 мг/100 г. Высокое содержание пектина (0,5-5,0%) позволяет приготовить из плодов алычи отличного качества джем, повидло, желе, мармелад. Большинство сортов характеризуются высокой и регулярной урожайностью, многие — хорошей транспортабельностью [6].
Однако при высокой потенциальной урожайности (до 200 ц/га) в отдельные годы, даже при обильном цветении алыча плодоносит слабо. Причина состоит в том, что растения алычи являются перекрёстными энтомоопылителями, а неблагоприятные метеорологические условия затрудняют работу насекомых в период цветения, что значительно снижает урожайность.
Для решения проблемы возникла необходимость создания самоплодных или частично самоплодных сортов. В качестве донора этого признака К.Ф.Костиной в Никитском ботаническом саду, в 1964 г. была вовлечена в гибридизацию с другими видами косточковых плодовых культур Альпийская слива Prunus brigantiaca. Небольшие (до 2-2,5 м) деревья этого вида характеризуются поздним цветением, высокой самоплодностью, ранним вступлением в плодоношение, повышенной зимостойкостью цветковых почек, высокой ежегодной урожайностью [2]. Гибриды Альпийской сливы стойко наследуют эти признаки и устойчиво передают последующим поколениям. В настоящее время в Никитском ботаническом саду создан большой фонд гибридов Альпийской сливы, среди которых отобраны наиболее зимостойкие с хорошим качеством плодов [8,9]. Коллекция постоянно пополняется новыми образцами, требующими изучения.
Большое влияние на стабильность плодоношения оказывает устойчивость к засухе. В условиях дефицита влаги резко снижается закладка генеративных почек, уменьшается размер плодов, снижается урожайность, поэтому большой интерес представляют сорта и формы с повышенной засухоустойчивостью и жаростойкостью. В литературных источниках данные о водном режиме и реакциях на воздействие засухи гибридов Альпийской сливы с алычей и абрикосом незначительны. Поэтому изучение особенностей их водного режима и природы приспособления к недостатку водообеспечения является важной задачей в теоретическом и практическом плане.
Материал и методы исследования
Объектами изучения служили 5 сортов алычи селекции/интродукции Никитского ботанического сада, японская иволистная слива Бербанк, краснолистная алыча Prunus pissardi, альпийская слива Prunus brigantiaca и 6 гибридов с алычой и абрикосом: P. Brigantiaca^P. Cerasifera, P. Brigantiaca*(P. Salicina^P. Cerasifera), (P. Brigantiaca^P. Cerasifera)^Armeniaca vulgaris.
Повреждения листового аппарата деревьев оценивали визуально по методике А.И. Лищука и Р.А. Пилькевич [10]. Оводнённость тканей листьев и влажность почвы определяли весовым методом; водоудерживающую способность и стойкость к обезвоживанию — методами, описанными в методических рекомендациях Г.Н. Еремеева и А.И. Лищука [1], А.И. Лищука [7]; водный дефицит — по методике М.Д. Кушниренко, Г.П. Курчатовой, Е.В. Крюковой [3].
Результаты исследований
Визуальные наблюдения показали, что наиболее сильно подвергались воздействию неблагоприятных условий вегетационного периода 2004-2005 гг. Альпийская слива P. brigantiaca, (БригантиакахПурпуровая)хПобеда 7671 и (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463 (табл.1, 2). У листьев данных объектов наблюдались: потеря тургора, пожелтение, ожоги и преждевременное опадение.
В меньшей степени пострадали от действия почвенной засухи и высоких температур воздуха сорта алычи Василиса и Duarte. Не выглядели угнетёнными комплексной засухой Бербанк, сорта алычи Альцина, Южнеда, гибриды (БригантиакахПурпуровая)хОтличница 7648, БригантиакахПурпуровая 7319, БригантиакахПурпуровая 7321, (БригантиакахПурпуровая)хШиразский Белый 8794.
Установлено, что снижение оводнённости листьев происходило более интенсивно в первой половине вегетации и менее значительно — во второй. В течение вегетационного периода 2004 г. наиболее низкая оводнённость отмечалась в тканях листьев Альпийской сливы P. brigantiaca, сорта алычи Василиса, гибрида (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463, относительно повышенная — в листьях Бербанк, сортов Альцина и Южнеда (табл. 3). В 2005 г. повышенное содержание воды отмечено в тканях листьев гибридных форм БригантиакахПурпуровая 7321, (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463 и БригантиакахПурпуровая 7319. Наиболее низкой была оводнённость у гибрида (БригантиакахПурпуровая)хПобеда 7671 (табл. 4).
Таблица 1
Визуальный учёт повреждений листьев сортов алычи (полевой опыт, июль 2004 г.)
Опавших Пожелт. Завядших Общее
Сорт или гибрид листьев, % от общего листьев, % от имеющихся листьев, % от имеющихся состояние растений по 5-
количества на дереве на дереве балльной шкале
Альцина 1 — — 5
Бербанк — — — 5
Василиса 5 3 — 4
БиаЛе 2 10 — 5
Писсарда Крупная 2 1 1 4
Студенческая 1 — — 5
Южнеда — — — 5
Бригантиака — 15 — 4
БригантиакахПурпуровая 7319 — 1 — 5
БригантиакахПурпуровая 7321 — 1 — 5
(БригантиакахПурпуровая)х абрикос 1 10 3
7463
(БригантиакахПурпуровая) хОтличница 7648 2 1 — 5
(БригантиакахПурпуровая)хПобеда 10 30 3
7671
(БригантиакахПурпуровая) хШиразский Белый 8794 — — — 5
Таблица 2
Визуальный учёт повреждений листьев сортов алычи (полевой опыт, август 2005 г.)
Сорт или гибрид Опавших листьев, % от общего количества Пожелт. листьев, % от имеющихся на дереве Завядших листьев, % от имеющихся на дереве Общее состояние растений по 10-балльной шкале
Бригантиака 50 90 100 2
БригантиакахПурпуровая 7319 5 5 15 8
БригантиакахПурпуровая 7321 — 1 20 7
(БригантиакахПурпуровая) хабрикос 7463 5 10 20 6
(БригантиакахПурпуровая) хОтличница 7648 1 1 — 10
(БригантиакахПурпуровая)хПобеда 7671 10 100 25 3
(БригантиакахПурпуровая) хШиразский Белый 8794 1 2 — 9
Таблица 3
Водоудерживающая способность и восстановление тургора сортов и гибридов алычи (2004 г.)
Сорт или гибрид Содержание воды в листьях, % на сырую массу Отдано воды в процессе завядания (%), через: % листьев, восстан. тургор
3 ч 6 ч 9 ч
Альцина 61,9±1,4 13,8±1,0 22,4±0,8 28,0±0,6 100
Бербанк 60,0±2,2 25,5±0,8 32,9±1Д 43Д±0,7 50
Василиса 54,8±1,6 29,7±0,5 38,4±2Д 46,8±1,9 20
Duarte 59,5±1,4 18,8±0,7 24,6±1,3 35Д±1,7 98
Писсарда Крупная 58,5±1,3 26,3±1,6 35,2±1,2 41,4±1,5 35
Студенческая 58,7±1,3 19,3±1Д 26,7±0,8 32,2±1,7 85
Южнеда 60,5±2Д 24,6±1,3 31,8±1,7 40,2±2,2 60
Бригантиака 52Д±1,3 23,3±0,7 32,5±2,0 40,4±0,9 15
Бригантиака хПурпуровая 7319 57,5±0,7 16Д±1,0 25,2±1,2 30,8±0,4 80
Бригантиака хПурпуровая 7321 58,9±1,7 20,8±1,3 30,4±2,2 42,7±1,8 40
(Бригантиака хПурпуровая) хабрикос 7463 55,8±1,4 21,2±0,9 34,8±1,3 46,1±1,8 25
(Бригантиака хПурпуровая) хОтличница 7648 58,8±1,6 14,4±0,8 23,3±1,5 31,7±1,4 96
(Бригантиака хПурпуровая) х Победа 7671 57,7+1,2 22,6±0,9 30,8±1,2 42,7±1,8 30
(Бригантиака хПурпуровая) х Ширазский Белый 8794 59,2±1,6 15,2±0,7 24,7±1,5 32,6±2,0 90
После продолжительного периода завядания (8-9 ч) высокая способность тканей листьев к восстановлению тургора отмечена у сортов алычи Альцина, Студенческая, Duarte; гибридных форм (БригантиакахПурпуровая)хОтличница 7648 и (БригантиакахПурпуровая)хШиразский Белый 8794 (табл. 3, 4). Низкая восстановительная способность наблюдалась у алычи Писсарда Крупной, сорта алычи Василиса; гибридов (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463, БригантиакахПурпуровая 7321 и (Бригантиака х Пурпуровая) хПобеда 7671.
Таблица 4
Водоудерживающая способность и восстановление тургора гибридных форм алычи (2005 г.)
Сорт или гибрид Содержание воды в листьях, % на сырую массу Отдано воды в процессе завядания (%), через: % листьев, восстан. тургор
3 ч 6 ч 8 ч
Бригантиака 58,1±0,9 21,4±2,7 30,5±0,7 35,7±0,7 45
БригантиакахПурпуровая 7319 63,4±1,1 14,4±0,9 26,4±1,2 33,3±1,3 85
БригантиакахПурпуровая 7321 66,7±1,8 21,2±0,6 33,8±1,3 39,9±1,8 20
(БригантиакахПурпуровая) хабрикос 7463 65,4±1,6 22,4±0,5 37,6±0,7 44,9±1,5 5
(БригантиакахПурпуровая) хОтличница 7648 60,1±1,4 12,3±0,5 22,3±1,2 28,4±1,5 95
(БригантиакахПурпуровая) хПобеда 7671 52,1±1,3 20,3±0,7 38,0±0,7 47,4±0,9 0
(БригантиакахПурпуровая) хШиразский Белый 8794 57,5±0,7 16,1±1,0 25,2±1,2 30,8±0,4 80
Максимальный водный дефицит наблюдался в листьях Альпийской сливы, несколько меньший — у гибридной формы (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463, минимальный — в листьях гибридов БригантиакахПурпуровая 7319 (табл. 5).
Таблица 5
Стойкость к завяданию и восстановительная способность листьев гибридных форм алычи после обезвоживания (август 2005 г.)
Сорт или гибрид Водный дефицит в листьях, % Время, за которое листья теряют 35% воды % листьев, восстановивших тургор
Бригантиака 20,2 9 ч 25 мин. 40
БригантиакахПурпуровая 7319 7,6 6 ч 10 мин. 30
БригантиакахПурпуровая 7321 10,4 6 ч 15 мин. 15
(БригантиакахПурпуровая) хабрикос 7463 13,3 6 ч 20 мин. 10
(БригантиакахПурпуровая) хОтличница 7648 10,7 11 ч 10 мин. 80
(БригантиакахПурпуровая) хПобеда 7671 10,9 5 ч 15 мин. 0
(БригантиакахПурпуровая) хШиразский Белый 8794 9,7 8 ч 35 мин. 70
В опытах с одинаковым обезвоживанием установлено, что полнее восстанавливают тургор листья объектов, у которых период потери определённого количества воды длится от 8 до 12 часов. Это сорта алычи Альцина, Студенческая, Duarte, Южнеда; гибридные формы (БригантиакахПурпуровая)хОтличница 7648 и (БригантиакахПурпуровая)хШиразский Белый 8794 (табл. 6).
Таблица 6
Стойкость к завяданию и восстановительная способность листьев сортов и гибридных форм алычи после обезвоживания (июль 2004 г.)
Сорт или гибрид Время, за которое листья теряют 30% воды % листьев, восстановивших тургор
Альцина 12 ч 10 мин. 90
Бербанк 8 ч 50мин. 40
Василиса 7 ч 25 мин. 35
Duarte 11 ч 15 мин. 80
Писсарда Крупная 7 ч 30 мин. 30
Студенческая 10 ч 30 мин. 80
Южнеда 9 ч 05 мин. 75
Бригантиака 7 ч 40 мин. 20
БригантиакахПурпуровая 7319 10 ч 10 мин. 70
БригантиакахПурпуровая 7321 9 ч 15 мин. 65
(БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463 8 ч 40 мин. 45
(БригантиакахПурпуровая)хОтличница 7648 12 ч 15 мин. 92
(БригантиакахПурпуровая)хПобеда 7671 8 ч 20 мин. 60
(БригантиакахПурпуровая)хШиразский Белый 8794 8 ч 35 мин. 90
В различные по напряжённости метеофакторов вегетационные периоды 2004 и 2005 гг. низкая восстановительная способность наблюдалась у объектов, утративших 30-35% воды за более короткий отрезок времени - от 5 до 8 ч. Это Альпийская слива P. brigantiaca и гибридные формы: (БригантиакахПурпуровая)хабрикос 7463, БригантиакахПурпуровая 7321, (БригантиакахПурпуровая)хПобеда 7671, а также P. pissardi и сорт алычи Василиса (табл. 5, 6).
Выводы
По итогам результатов исследования можно сделать выводы, что наилучшими адаптивными реакциями и стабильностью водного режима в засушливых условиях отличаются сорта алычи Альцина, Студенческая, Duarte, гибридные комбинации (БригантиакахПурпуровая)хОтличница 7648 и
(БригантиакахПурпуровая)хШиразский Белый 8794. Указанные объекты характеризуются повышенной засухоустойчивостью и рекомендованы для использования в дальнейшей селекционной работе.
Список литературы
1. Еремеев Г.Н., Лищук А.И. Отбор засухоустойчивых сортов и подвоев плодовых растений. Методические указания. — Ялта, 1974. — 18 с.
2. Костина К.Ф. Значение альпийской сливы (Prunus brigantiaca Vill.) в селекции алычи на самоплодность и позднее цветение // Сельскохозяйственная биология. М.:Колос, 1974. — Т. IX. — № 2. — С.306-307.
3. Кушниренко М.Д., Курчатова Г.П., Крюкова Е.В. Методы оценки засухоустойчивости плодовых растений. — Кишинёв: «Штиинца», 1976. — 21 с.
4. Костина К.Ф. Селекция алычи // Селекция и технология выращивания плодовых культур. — М.: Колос, 1978. — С.132-137.
5. Костина К.Ф. Гибриды альпийской сливы с алычёй и абрикосом // Отдалённая гибридизация растений и животных. Труды Никитского ботанического сада. — 1978. — Т.76. — С.111-121.
6. Ерёмин Г.В. Алыча. — М.: Агропромиздат, 1989. — 112с.
7. Лищук А.И. Методика определения водоудерживающей способности к обезвоживанию листьев плодовых культур // Физиологические и биофизические методы в селекции плодовых культур. Методические рекомендации. — Москва, 1991. — С. 33-36.
8. Горина В.М., Поляниченко Е.В. Альпийская слива в селекции абрикоса // Материалы IV Междунар. конф. «Проблемы дендрологии, цветоводства, плодоводства, виноградарства и виноделия». — Ялта, 1996. — Т. 2. — С.17-20.
9. Смыков В.К., Горина В.М Селекция алычи в южной зоне садоводства // Сб. трудов: Интенсификация селекции плодовых культур. — Ялта, 1999. — Т. 18. — С.73-78.
10. Лищук А.И., Пилькевич Р.А. Полевой метод оценки устойчивости к засухе и высоким температурам // Интенсификация селекции плодовых культур. — Ялта, 1999. — Т. 18. — С. 113-116.
Peculiarities of water regime in different varieties and hybrids of cherry — plum bred in
Nikita Botanical Gardens
Pilkevitch R.A.
The drought resistance studying results of cherry — plum varieties bred in Nikita Botanical Gardens are given. Indicators of leaves water keeping ability and their rehabilitation level of turgor after wilting allow us to select varieties resistant to drought: Altsina, Studencheskaya, Duarte, (BrigantiacaxPurpurovaya)xOtlichnitsa 7648, (BrigantiacaxPurpurovaya)xShirazsky Bely 8794.
БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ
ПОЛИМОРФИЗМ ЭСТЕРАЗЫ У РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ, МЕЖВИДОВЫХ И МЕЖРОДОВЫХ
ГИБРИДОВ МИНДАЛЯ И ПЕРСИКА
Г.Ф.ВШИВКОВА, А.А.РИХТЕР, кандидат биологических наук, Н.Г.ПОПОК, кандидат сельскохозяйственных наук Никитский ботанический сад — Национальный научный центр
Одним из возможных приёмов селекции миндаля является обогащение генофонда культивируемых сортов путём межвидовой и межродовой гибридизации с генотипами дикорастущих сородичей, несущими гены устойчивости против болезней, вредителей и неблагоприятных условий окружающей среды. Эффективность селекционной работы с косточковыми плодовыми растениями существенно зависит от наличия методов изучения внутривидовой изменчивости и наличия другой информации об имеющихся генетических ресурсах.
