CC BY
12УДК 634.86:631.53:551.58
ВЛИЯНИЕ СЕЗОННОГО ТЕРМОПЕРИОДИЗМА НА ВЫХОД ПОДВОЙНЫХ СОРТОВ ВИНОГРАДА ИЗ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ПОКОЯ
Иванченко В. И., доктор сельскохозяйственных наук, профессор; Замета О. Г., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Потанин Д. В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Зотиков А. Ю., аспирант; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Изучалось действие низких температур в осеннее-зимний период на выход из органического покоя подвойных сортов винограда в условиях Предгорного природно-виноградарского района Крыма. Исследуемые сорта: Берланди-ери х Рипариа Кобер 5ББ, Берландиери х Рипариа СО4, Берландиери x Рипариа Крэчунел-2, Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140, Шасла х Берландиери 41 Б, Рипариа Глуар де Монпелье, Рипариа х Рупестрис 101-14, Рупестрис дю Ло. Была принята рабочая гипотеза о том, что биологическим нулём является не температура в градусах Цель-сия, а именно температура перехода между активирующим биохимические процессы развития и вынужденного покоя у растения. Данные проведённого исследования дают возможность утверждать, что зачатки корневой системы у черенков подвоя более активно развиваются в условиях отно-
THE INFLUENCE OF SEASONAL THERMOPERIODISM ON THE EMERGENCE OF THE ROOT-STOCK GRAPE VARIETIES FROM THE STATE OF ORGANIC REST
Ivanchenko V. I., Doctor of Technical Sciences, Professor;
Zameta O. G., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Potanin D. V., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Zotikov A. Y., Post-graduate student; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
The effect of low temperatures in the autumn-winter period on the emergence out of the organic rest of the grape varieties under the conditions of the foothill natural-wine growing region of the Crimea was studied. The investigated varieties: Berlandieri x Riparia Kober 5BB, Berlandieri x Riparia Co4, Berlandieri x Riparia Cracchunel-2, Berlandieri x Rupestris Ruggeri 140, Chasla x Berlandieri 41 B, Riparia Glo-uar de Montpellier, Riparia x Rupestris 101-14, Rupestris du Lo. A working hypothesis was accepted that the biological zero is not the temperature in degrees Celsius, namely the temperature of the transition between the activating biochemical processes of development and forced rest in the plant. The data of the carried out research make it possible to assert that the rudiments of the root system in the rootstock cuttings develop more actively under conditions
16
сительно малого накопления холодовых температур. С технологической точки зрения, зная особенности перехода черенков растений с периода активации развития зачатков корней на фоне пассивности роста глазков, необходимо применять относительно раннюю заготовку виноградной лозы подвоев до того момента, когда она станет способной при благоприятных условиях формировать побеги.
Ключевые слова: органический покой винограда, термопериодизм, подвои винограда, окоренение.
of a relatively small accumulation of cold temperatures. From a technological point of view, knowing the peculiarities of the transition of plant cuttings from the period of activation of the development of root rudiments against the background of passive eyelet growth, it is necessary to apply the relatively early harvesting of the vine of rootstocks until it becomes capable of forming shoots under favorable conditions.
Key words: organic rest of grapes, thermoperiodism, rootstocks of grapes, rooting.
Введение. Термопериодизм - это реакция растений на смену повышенных и пониженных температур, выражающаяся в изменении процессов роста и развития (М. Х. Чайлахян, 1982). Известно, что биологический нуль - это нижний предел температуры воздуха, при которой возможна активная жизнедеятельность органов виноградного куста. При наступлении биологического нуля растения выходят из состояния покоя, вступая в период вегетации. Для европейского винограда биологическим нулем принято считать температуру плюс 10 °С, при которой начинается сокодвижение, хотя известно, что рост корней и побегов происходит и при +8 °С. Для американских видов и подвоев биологический нуль равен +5...6 °С. для видов Vitis labrusca и Vitis amurensis -+6...7 °С [1]. Также известно, что, кроме положительных температур, и холод оказывает стимулирующее влияние на развитие растений, переход их к росту и репродукции. Необходимая сумма низких температур, необходимая для прохождения фаз покоя между вегетациями, варьируется в зависимости от вида растения и его физиологического состояния.
Виноград имеет не только высокую потребность в тепле, но и различную у разных сортов потребность в воздействии низких температур для прекращения покоя почек (Э. Фогт и Б. Гётц, 1979).
Известно, что в условиях умеренно теплого климата период покоя у винограда длится 4-5 месяцев, с ноября по март. Период покоя - приспособительное свойство многих растений, связанное с понижением температуры воздуха и подготовкой к зимовке. Глубина и продолжительность периода покоя зависят от температурных условий внешней среды [5, с. 68].
Органический, или эндогенный, покой - состояние, в котором почки временно утрачивают способность распускаться даже в условиях, благоприятствующих росту. Начало такого покоя приходится на конец лета - первые недели осени, окончание - на середину зимы. Этот вид покоя имеет фазу глубокого по-
17
коя, которая приходится на сентябрь-октябрь. В фазе глубокого покоя меняется соотношение между стимуляторами и ингибиторами, что может привести при соответствующих благоприятных условиях к активации ростовых процессов. Продолжительность данной фазы, как и в целом органического покоя, у различных сортов винограда бывает неодинаковой, поскольку она определяется историческими условиями развития особи [1].
В течение периода покоя в растении происходят процессы углеводного обмена, выражающиеся в гидролизе запасных углеводов, в первую очередь крахмала, и в закономерном нарастании содержания сахара. При благоприятных условиях гидролизу подвергается лишь крахмал, при недостаточной подготовке растения к зиме и сильных морозах расходуются и другие запасные углеводные вещества. Даже в период наиболее глубокого покоя в растениях происходят сложные физиологические процессы: дыхание, испарение, химические превращения запасных веществ [2].
Cheng Ch.-Y., Reuther G., Gruppe W. отмечают, что уже в ноябре и декабре восстанавливается способность почек к образованию побегов в результате воздействия низких температур (ниже +5 °С). Согласно результатам соответствующего опыта, по сорту Рислинг, например, было достаточно воздействия температуры -5 °С в течение 72 ч, чтобы у 50 % почек восстановилась способность к образованию побегов. Эта готовность к образованию побегов достигается значительно быстрее при отрицательной температуре, чем при 0-5 °С [3].
Цель исследования - изучить воздействие низких температур в осеннее-зимний период на выход из органического покоя подвойных сортов винограда в условиях Предгорного природно-виноградарского района Крыма.
Материал и методы исследований. Исследования проводились на прививочном комплексе кафедры плодоводства и виноградарства Академии биоресурсов и природопользования Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского в 2016-2018 гг. Объектами исследования являлись черенки распространённых подвоев винограда, использующихся в промышленном виноградарстве. Время проведения опыта - конец декабря 2016 г. - февраль 2017 г. и конец декабря 2017 г. - февраль 2018 г.
Подвойная лоза заготавливалась в два срока: 20 декабря и 5 января. Заготовленная лоза нарезалась на стандартные черенки [4]. Черенки подвойных сортов устанавливались в камеру стратификации на слой воды 5 см. Температура воздуха поддерживалась на уровне 20-23 °С.
Схема опыта:
Вариант 1 - Берландиери х Рипариа Кобер 5ББ;
Вариант 2 - Берландиери х Рипариа СО4;
Вариант 3 - Берландиери x Рипариа Крэчунел-2;
Вариант 4 - Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140;
Вариант 5 - Шасла х Берландиери 41 Б;
Вариант 6 - Рипариа Глуар де Монпелье;
18
Вариант 7 - Рипариа х Рупестрис 101-14;
Вариант 8 - Рупестрис дю Ло.
Результаты и обсуждение. Для решения поставленной задачи нами были проведены подсчеты сумм минимальных средних декадных температур ниже биологического нуля (для подвойных сортов это 6 °С) за период с 1-й декады ноября по 1-ю декаду января включительно (табл. 1).
В данном случае нами было принята рабочая гипотеза о том, что биологическим нулём является не температура в градусах Цельсия, а именно температура перехода между активирующим биохимические процессы развития и вынужденного покоя у растения. Такой подход, в целом, более логичный, поскольку обеспечивает учёт генетических особенностей развития растений винограда, а не отвлечённой культуры умеренного климатического пояса.
Таблица 1. Показания минимальных декадных температур воздуха по метеостанции Симферополь
Месяц Декада Минимальная температура воздуха, °С
2016-2017 г. 2017-2018 г.
I -3,0 0,0
Ноябрь II -3,0 2,0
III -8,0 -6,0
I -11,0 -2,0
Декабрь II -14,0 0,0
III -9,0 -3,0
Январь I -9,0 -1,7
Сумма минимальных температур -57,0 -10,7
В результате сравнительного анализа можно сделать вывод, что осенне-зимний период 2016-2017 гг. характеризуется значительно большим воздействием холода, чем тот же период в 2017-2018 гг.
Заготовленные в контрольные даты черенки подвоев помещались в благоприятные условия для стимулирования их роста и развития. При этом проводилось наблюдение не только за развитием глазков, но также и за формированием зачатков корней у пятки смоченных водой оснований черенков. Результаты наблюдений за сроками выхода подвойных сортов из органического покоя представлены в таблице 2.
У черенков исследуемых подвойных сортов, заготовленных в начале 3-й декады декабря 2016 г., распускание глазков наблюдалось в среднем через 27 суток, в то время как через год - только на 46 сутки. Появление зачатков корней в среднем по сортам в 2016 г. зафиксировано на 42 день опыта, в 2017 г. - на 50-й.
Наиболее чувствительным из исследуемых сортов к отсутствию воздействия холода оказался подвой Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140, распускание глазков в 2017 г. задержалось на 35 суток, в то время как у сорта Берландиери х Рипариа СО4 - всего на 8.
19
Таблица 2. Сроки выхода из органического покоя в зависимости от сорта подвоя (заготовка черенков — 20 декабря)
Суток от начала опыта до Период между распусканием глазка и появлением зачатков
Подвойный сорт распускания глазков появления зачатков
корней корней, суток
Начало опыта - 20 декабря 2016 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ 27 34 7
Берландиери х Рипариа СО4 34 - -
Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 34 47 13
Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140 23 - -
Шасла х Берландиери 41 Б 25 47 22
Рипариа Глуар де Монпелье 25 34 9
Рипариа х Рупестрис 101-14 24 47 23
Рупестрис дю Ло 25 42 17
Среднее значение 27 42 15
Начало опыта - 20 декабря 2017 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ 49 - -
Берландиери х Рипариа СО4 42 56 14
Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 52 47 -5
Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140 58 50 -8
Шасла х Берландиери 41 Б 40 47 7
Рипариа Глуар де Монпелье 42 51 9
Рипариа х Рупестрис 101-14 38 - -
Рупестрис дю Ло 44 - -
Среднее значение 46 50 9
Период между распусканием глазка и появлением зачатков корней в 2017 г. оказался короче, чем годом ранее (рис. 1). А на таких подвойных сортах, как Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 и Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140, в 2017 г. появление зачатков корней произошло раньше распускания глазков на 5 и 8 дней соответственно.
К 20 декабря 2016 г., к моменту начала опыта, сумма минимальных декадных температур воздуха составила -39,0 °С. В 2017 г. этот показатель был равен -6,0 °С. Отсюда следует, что большее воздействие холода ускоряет выход подвойных сортов винограда из состояния органического покоя. Это проявляется в более раннем распускании зимующих глазков. При этом удлиняется период окоренения.
У черенков исследуемых подвойных сортов, заготовленных в 1-й декаде января 2017 г., распускание глазков наблюдалось в среднем через 23 сутки, в то время как через год - только на 35 сутки. Появление зачатков корней в среднем по сортам в 2017 г. зафиксировано на 45 день опыта, в 2018 г. у большинства сортов окоренение не зафиксировано на протяжении всего периода наблюдений.
20
Дни опыта
О 10 20 30 40 50 60
3 дек. декабря 2016 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ Берландиери х Рипариа С04 Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 Шасла х Берландиери41 Б Берландиери х Рупестрис Ркжжери 140 Рипариа х Рупестрис 101-14 Рупестрис дю Ло Рипариа Глуарде Монпелье
3 дек. декабря 2017 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ Берландиери х Рипариа С04 Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 Шасла х Берландиери41 Б Берландиери х Рупестрис Ркжжери 140 Рипариа х Рупестрис 101-14 Рупестрис дю Ло Рипариа Глуарде Монпелье
Рисунок 1. Выход подвойных сортов винограда из органического покоя (заготовка черенков - 20 декабря)
К 5 января 2017 г., к моменту начала опыта, сумма минимальных декадных температур воздуха составила -57,0 °С. В 2018 г. этот показатель был равен -10,7 °С.
Данные проведённого исследования дают возможность утверждать, что зачатки корневой системы у черенков подвоя более активно развиваются в условиях относительно малого накопления холодовых температур. При прохождении определённого периода растения проходят стадию глубокого покоя и переходят в фазу вынужденного, при котором в благоприятных условиях акклиматизационной (стратификационной) камеры могут активно развиваться глазки растений. Последнее является негативным для обеспечения высокого уровня приживаемости прививок виноградных растений и может требовать дополнительных трудозатрат по удалению развивающихся глазков на черенках подвоя. С технологической точки зрения, зная особенности перехода черенков растений с периода активации развития зачатков корней на фоне пассивности роста глазков, необходимо применять относительно раннюю заготовку виноградной лозы подвоев до того момента, когда она станет способной при благоприятных условиях формировать побеги.
Основываясь на полученных результатах, мы можем предположить, что формирование корневых зачатков на черенках винограда не зависит от эндогенного покоя растений. Известно, что корневая система многолетних растений не зависит от состояния покоя надземной части растений и формируется из неди-фиренцированных клеток, которые массивно образуются в каллусных тканях и ксилеме. Для формирования зачатков корней из этих образований зачастую нет
21
необходимости в высоких концентрациях эндогенных фитогормонов ауксино-вого ряда. Это объясняет высокую степень формирования корневой системы у черенков винограда до окончания прохождения холодовой стадии у растений (конец осени - начало зимы).
Таблица 3. Сроки выхода из органического покоя в зависимости от сорта подвоя
(заготовка черенков - 5 января)
Подвойный сорт Суток от начала опыта до Период между распусканием глазка и появлением зачатков корней, суток
распускания глазков появления зачатков корней
5 января 2017 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ 26 51 25
Берландиери х Рипариа СО4 24 - -
Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 21 - -
Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140 26 - -
Шасла х Берландиери 41 Б 19 44 18
Рипариа Глуар де Монпелье 24 44 18
Рипариа х Рупестрис 101-14 19 43 17
Рупестрис дю Ло 21 43 17
Среднее значение 23 45 19
5 января 2018 г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ 32 46 14
Берландиери х Рипариа СО4 38 - -
Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 40 - -
Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140 36 64 28
Шасла х Берландиери 41 Б 34 - -
Рипариа Глуар де Монпелье 36 - -
Рипариа х Рупестрис 101-14 28 - -
Рупестрис дю Ло 33 - -
Среднее значение 35 - -
С другой стороны, когда растения проходят стадию глубокого (органического) покоя, заканчивается преобразования полисахаридов и моносахара, а также в точках роста накапливаются фитогормоны гиббереллинового ряда, что активизирует рост почек и, одновременно, снижает степень развития корневых бугорков. Такой механизм в растениях сформировался для большей эргономики самих ростовых процессов. Накопление эндогенных фитогормонов ауксинового ряда, а также перенос их к аттрагирующим центрам, при этом начинается с началом работы фотосинтетической системы растений. Это и наблюдалось в нашем эксперименте во второй стадии, когда вначале отмечалось развитие почек и формирование молодых листьев.
22
1 дек. января 2017 г 0
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ Берландиери х Рипариа СОД Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 Шасла х Берландиери 41 Б Берландиери х Рупестрис Рюижери 140 Рипариа х Рупестрис 101-14 Рупестрис дю Ло Рипариа Глуар де Монпелье
1 дек. января 2018г.
Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ Берландиери х Рипариа СОД Берландиери х Рипариа Крэчунел 2 Шасла х Берландиери 41 Б Берландиери х Рупестрис Ркжжери 140 Рипариа х Рупестрис 101-14 Рупестрис дю Ло Рипариа Глуар де Монпелье
Рисунок 2. Выход подвойных сортов винограда из органического покоя (заготовка черенков - 5 января)
Если принять данную гипотезу, то становится понятным различие в степени приживаемости прививок, выращиваемых в питомниках Европы (Франция, Италия и др.), с их показателями, превышающими зачастую 75 %, и наших, считающимися нормальными показателями в пределах 35.. .45 %. Весной высаженные стратифицированные прививки стадийно готовы вначале формировать молодые побеги привоя и формировать связи проводящих пучков между подвоем и привоем. При этом в Западной и Южной Европе отмечается сезон с повышенной влажностью воздуха и молодые растения, не истощая уровень влажности самих прививок ниже критического показателя нормальной жизнедеятельности. В мягких условиях растения на фоне роста надземной части имеют возможность и время сформировать корневую систему, которая в дальнейшем смоет легко компенсировать летнее снижение влажности воздуха и потерю воды за счет интенсификации транспирации молодых новообразований (побегов, листьев), в то же время как в подавляющем количестве зон питомниководтва в нашей стране в этот период относительная влажность воздуха зачастую снижается ниже уровня 60 %, что приводит к стрессу зелёных частей растений и, как следствие, иссушению не успевших сформировать молодые корни прививок.
Данную гипотезу ещё предстоит подтвердить и разработать соответствующие мероприятия, способствующие повышению приживаемости прививок и повышению выхода стандартных прививок с единицы площади.
Выводы. Сумма температур в период органического покоя оказывает влияние на сроки выхода из него. Воздействие на виноградные кусты более низких температур ускоряет выход подвойных сортов винограда из состояния органического покоя, что проявляется в более раннем распускании зимующих глазков. При
23
этом удлиняется период окоренения. Такая разница сумм минимальных декадных температур воздуха неодинаково проявляется по сортам. Есть сорта, которые более отзывчивы к воздействию холода в этот период (Берландиери х Рупестрис Рюкжери 140), а также те, на которые этот показатель оказывает незначительное влияние (Берландиери х Рипариа СО4). В среднем по сортам такая разница в воздействии холода (-33,0 °С) ускоряет распускание глазков на 19 суток.
Исходя из этого, появляется возможность планирования сроков заготовки подвойной лозы для зимней прививки винограда. В годы с более холодным осеннее-зимнем периодом эту технологическую операцию рациональнее проводить начиная с конца декабря с последующим хранением подвойной лозы или же прививкой с консервацией. Тем самым можно расширить продолжительность периода прививок винограда и как результат - увеличить производство привитых виноградных саженцев.
Список использованных источников:
1. Энциклопедия виноградарства: в 3-х томах. / Гл. ред. А. И. Тимуш; ред. коллегия А. С. Субботович и др. Кишинев: Гл. ред. Молд. Сов. энциклопедии, 1986.
2. Негруль А. М. Виноградарство с основами ампелографии и селекции. Учебник. - Изд. второе, испр. и доп. -М.: Сельхозгиз, 1956. - 400 с.
3. Cheng C h.-Y., Reuther G., Gruppe W.: Untersuchungen zur Regelung der Knospenruhe verschiedener Rebsorten durch ökologische und endogene Faktoren. Vitis. 13, 98-111, 1974.
4. ГОСТ Р 53050-2008. Материал для размножения винограда (черенки, побеги). Технические условия. 8 с.
5. Виноградарство Крыма / А. П. Ди-кань, В. Ф. Вильчинский, Э. А. Вернов-ский, И. Я. Заяц / Под ред. А. П. Ди-каня. - Симферополь: Бизнес-Информ, 2001. - 408 с.
References:
1. Encyclopedia of viticulture: in 3 volumes / Ch. Ed. AI Timush; Ed. board A. S. Subbotovich, etc. Kishinau: Ch. Ed. Mold. Sov. Encyclopedias, 1986.
2. Negruhl A.M. Viticulture with the basics of ampelography and selection. Textbook. - ed. second, corrected. and additional. - M .: Sel'khozhiz, 1956. - 400 p.
3. Cheng C h.-Y., Reuther G., Gruppe W .: Untersuchungen zur Regelung der Knospenruhe verschiedener Rebsorten durch ökologische und endogene Faktoren. Vitis. 13, 98-111, 1974.
4. GOST R 53050-2008. Material for the reproduction of grapes (cuttings, shoots). Technical conditions. 8 p.
5. Viticulture of the Crimea / A. P. Di-kan', V.F. Vilchinsky, E.A. Vernovsky, I. Ya. Zayats / Ed. APDikan. - Simferopol: Business-Inform, 2001. - 408 p.
Сведения об авторах:
Иванченко Вячеслав Иосифович -доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры плодо-
Information about the authors:
Ivanchenko Viacheslav Iosifovich -Doctor of Agricultural Sciences, Professor of Viticulture of Academy of Life
24
водства и виноградарства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, е-тай: [email protected].
Замета Олег Григорьевич - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры плодоводства и виноградарства факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Потанин Дмитрий Валерьевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры плодоводства и виноградарства факультета агрономии, садово-паркового и лесного хозяйства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского».
Зотиков Антон Юрьевич - аспирант кафедры плодоводства и виноградарства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь п. Аграрное, е-mail: [email protected].
and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vemadsky Crimean Federal University», e-mail: [email protected], 295492, Russia, Republic of the Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Zameta Oleg Grigoerievich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the Chair of Viticulture of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: zameta_ [email protected], 295492, Russia, Republic of the Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Potanin Dmitry Valerievich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of horticulture and Viticulture of Academy Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Russia, Republic of the Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Zotikov Anton Yurievich - Post-graduate student, Chair of Fruit Growing and Viticulture Faculty of Agronomy, Landscape and Forestry, of Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», 295492, Republic of the Crimea, Simferopol, Agrarnoe, e-mail: [email protected].
25
