Введение к работе
Актуальность темы. Проблема повышения надежности агрофитоцено-зов плодовых и ягодных культур приобретает большую актуальность,в связи с тенденцией изменения биоклиматического потенциала Нечерноземной зоны и усиливающимся взаимодействием на растения техногенного загрязнения атмосферы и почвы.
В результате потепления климата наблюдаются нарушения в водном обеспечении растений, а зимостойкость растений в значительной степени зависит от такого фактора, как водоснабжение в период вегетации (Туманов,1979; Соловьева,1982; Kuroda, 1973; itai, 1987).
Резкие изменения в режиме осадков с последующим воздействием антропогенных факторов в отдельные годы являлись причиной преждевременной массовой дефолиации яблони. Можно полагать, что прогрессирующее ухудшение экологической обстановки и техногенное загрязнение воздуха при функциональных нарушениях листового аппарата, вызванных водным стрессом, будут увеличивать частоту преждевременной дефолиации деревьев и снижать их морозостойкость, этот комплексный фактор может приобрести значительное влияние при дальнейшей интенсификации плодоводства в Нечерноземной зоне.
Поэтому возникает необходимость изучения адаптационных возможностей плодовых растений, влияния вероятного спектра реакций растений на климатические аномалии.
Можно предполагать, что с потеплением климата возрастает важность тех компонентов комплекса зимостойкости, которые обеспечивают реакцию растений на'оттепели и восстановление утраченной закалки (Тюрина, Гоголева,1978). В связи с этим вопросы повышения зимостойкости растений даже в случае дотепления- климата не потеряют актуальности, так'как резко снизится надежность насаддений как в зимний период, так и в период вегетации.
В настоящее время возникает необходимость в выработке методов защиты растений подвергнутых действию различных типов водного стресса, основанной на предотвращении преждевременной дефолиации негативно влияющей на последующую морозостойкость плодовых.
Цель и задачи исследований. Целью данного исследования было изучение действия длительного водного стресса во второй период ве- гетации на состояние листового аппарата яблони и последующую морозоустойчивость растений..Были поставлены следующие задачи:
изучить в контролируемых условиях влияние экстремальных ре-еимов водообеспечения растений на водный статус листьев, состояние фотосинтетического аппарата и скорость дефолиации;
исследовать действие различных типов водного стресса на гормональный баланс листьев в системе абсцизовая кислота (АБК)-этилен-цитокинины;
изучить последствия водного стресса в начале подготовки растений к зиме на морозоустойчивость различных органов и тканей;
выявить влияние физиологически активных веществ на снятие негативного действия водного стресса и последующую морозостойкость
. растений;
- изучить последействие преждевременной дефолиации деревьев
на состояние промышленных насаждений яблони.
Научная новизна исследований. В контролируемых условиях изучены особенности адаптации яблони к различным типам водного стресса во второй период вегетации. Исследована реакция листового аппарата на длительный дефицит воды, переувлажнение и экстремальный переменный режим влажности почвы.
Изучена динамика содержания.АЕК, цитокининов в листьях яблони, интенсивность выделения этилена в норме и при различных типах водного стресса. Показана связь нарушений гормонального баланса листьев с процессом преждевременной дефолиации растений при неблагоприяі них условиях влажности.
Изучено влияние водного стресса вначале подготовки растений к зиме на отдельные компоненты комплекса зимостойкости.
Показана способность' ряда ингибиторов действия этилена и кремний-органических соединений предотвращать раннгш дефолиацию и положительно влиять на морозостойкость растений.
Практическая значимость- работы. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования морозоустойчивости яблони и типов зимних повреждений при различных аномалиях водного режима. Результаты испытаний препаратов, блокирующих преждевременное опадение листьев, позволят разработать приемы повышения устойчивости растений.
Апробтвш работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на научной конференции "Экология и промышленное садоводстве" в Мичуринске, 1992 г.; на Международном симпозиуме
"Физиология АБК, ЗО лет после открытия", Пущішо, 1993 г.; на заседаниях лаборатории физиологии и биохимии растений, секции плодовых культур ученого совета Всероссийского селекционно-технологического института садоводства и питомниководства.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы три статьи.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на /»/ страницах машинописного текста, содержит 1С таблиц, 3.1 рисунков, фотографий, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения и выводов. Список литературы' включает ІЬ наименований, в т.ч. S^L иностранных.
Объекты, условия_и методика проведения исследований'. Основная работа выполнена в контролируемых условиях на базе лаборатории физиологии и биохимии растений Всесоюзного селекционно-технологического института садоводства п питомниководства в I99I-I993 годах. Полевые обследования промышленных насаждений яблони в совхозах "Рязанский", "Рязанские сады" и "Реткинский" Рязанской области.
Объектом исследования в вегетационных опытах служили двухлетние растения яблони сорта Коричное новое, привитые на карликовом подвое, Парадизка Будоговского. Растения выращивали в пластиковых вегетационных сосудах под пленочным укрытием;
Во второй половине вегетации моделировали следующие уровни обеспеченности растения водой: оптимальный - 70$ от НВ; недостаточный уровень влажности - 35-40$ от НВ; избыточный уровень влажности - 90-100$ от НВ.
Исследования проводили в условиях наиболее контрастных для НЧЗ режимов увлажнения.
Постоянный режим (июль-август): Переменный режим:
I оптимальное увлажнение; ІУ переувлажнение (июль) -
П переувлажнение; засуха (август);
Ш засуха; У засуха (июль) - переувлаж-
нение (август).
Заданную по вариантам влажность почвы поддерживали путем полива сосудов по массе. Повторность - 15 растений в каждом варианте.
Для оценки состояния листового аппарата и содержания гормонов брали пробы листьев на 3,5,7,14 день действия стресса, далее каждую неделю до конца августа. Оценивали темпы опадения листьев и морозоустойчивость растений.
Для ослабления дефолиации проводили испытания ряда веществ -ингибиторов синтеза или действия этилена, кремний-органических сое динений, обладающих адаптогенным действием. С.этой целью растения на режиме "засуха" обрабатывали растворами &е НО, в концентрации 0,8 г/л; янтарной кислоты (5 г/л); Ре-ЭДТА (0,2 г/л), ЗШа виннокислый (0,5 г/л), Со CL2 (0,1 г/л), а также раствором крезацина (0,1 г/л) до полного смачивания листьев.
Обработку проводили после третьей недели действия стресса. Повторность - 6 растений в каждом варианте.
Полевые обследования состояния промышленных насаждений яблош после массовой дефолиации деревьев в июне-июле 1990 года'проводили в течение трех лет. Учитывали средний прирост побегов, состояние листового аппарата, нагрузку урожаем, степень усыхания ветвей, морозоустойчивость побегов.
Ослабленные деревья обрабатывали в июле 1991 года растворами крезацина (0,1 г/л), мивала (0,2 г/л) в сочетании с раотвориноы (0,1 г/л) и микроэлементами.
Повторность - 10 деревьев. Сорта Антоновка обыкновенная и Мелба.
Содержание хлорофилла в листьях определяли методом Винтермаш (1971). Для оценки водного статуса листьев определяли оводненноси водішй дефицит, интенсивность транспирации'(Третьяков,1990).
Содержание АБК и цитокишшов определяли методом иммуннофермо: ного анализа (Куд&ярова и др.,1986).
Для оценки интенсивности выделения этилена 4 г листьев, помещали в герметически закрытые сосуды емкостью 40 мл и выдерживал: 16 часов на свету и 8 часов в темноте при 20С. Шприцем отбирали пробы газа по 6 мл и анализировали на газовом хроматографе марки ЛХМ-8 МД (модель 5) с пламенно-ионизационным детектором на колоню Carbopack с (Supilco, США). Концентрацию этилена определяли с помощью калибровочного графика, построенного по чистому этилену (Деменкс и др.,1989).
Оценку морозоустойчивости растений проводили методом искусственного промораживания побегов в начале, середине и конце зими в климокамерах "Фойтрон" (ГДР) по методике НИШСНП (Тюрина.Гоголева, 1978).
Результаты исследований обработаны математически методом дисперсионного анализа с применением критерия Дункана при 95-ти процентном уровне значимости на ЭВМ системы IBM PC AT.
