Плодовые породы , как многолетние культуры , ежегодно подвергаются воздействию низких температур
и других неблагоприятных факторов в зимний , весенний и осенний периоды. В процессе
эволюционного развития многолетние растения выработали в себе определенный морфофизиологические ритм ,
который формируется в конкретных климатических условиях в зоне выращивания и включает поочередное
повторение периодов бурного развития растения и почти полного прекращения ее жизненных
процессов , то есть чередование периодов вегетации и покоя.
Исходя из изменчивости климата в различные периоды года , покой у растений также неодинаков.
Общеупотребительным является разделение его на три периода . Первый — подготовка к глубокого покоя ,
когда растение готовится к снижению температур. В это время происходит отток пластических
веществ от листьев к многолетним тканей , одновременно между листом и побегом начинает
образовываться « отделяющий » прослойка суберенизованих клеток , с окончанием строительства
которого начинается листопад. Одновременно в самых многолетних тканях накопленные углеводы
переходят в две формы — водорастворимые и крахмал. Водорастворимые сахара поддерживают обменные
функции в растении и увеличивают концентрацию клеточного сока, способствует повышению
морозостойкости . Крахмал , в свою очередь , является запасником сахаров и может в дальнейшем
использоваться растением для ресинтеза водорастворимых соединений в зимний период,
сопровождается повышением морозостойкости . Кроме этого , при подготовке растения к зиме
происходит лигнификации оболочек клеток механических тканей , увеличивается количество
полифенолов, также выполняют роль криопротекторов .
Второй период — органический покой. Растение в это время находится в состоянии анабиоза ,
т.е. в большинстве случаев обменные функции приторможенные , практически отсутствует транспирация и
отмечается низкое содержание воды. Календарно органический покой приходится на конец
ноября — декабрь. Но у каждой породы продолжительность этого периода своя : наибольшая — у сортов
яблони зимнего срока созревания , наименьшая — у миндаля .
Отдельные породы различаются также и реакцией на факторы , которые способствуют выходу из состояния
покоя:
1 ) растения , которым необходим длительный срок для выхода ;
2 ) некоторые растения способны выходить из состояния покоя после достижения определенного предела низких
температур.
Органический отличается от всех других разновидностей покоя высокой устойчивостью растений
к действию низких температур. Именно в этот период исследователь может определить ее биологическую черту —
потенциальную морозостойкость надземной части растения. После органического она переходит к
состояния вынужденного покоя , который обусловлен неблагоприятными для нормального развития
климатическими условиями. В это время возможны временные оттепели , под влиянием которых некоторые породы ,
например , миндаль , абрикос и персик , могут просыпаться , у них активизируются
метаболические процессы, при дальнейшем снижении температуры приводит к повреждениям и
потери урожая .
С технологической точки зрения для большинства регионов Украины вынужденный покой — наиболее
критический период с низкой устойчивостью к вредоносных факторов.
Из приведенного становится понятно , что в течение всей зимы растения находятся под влиянием
экстремальных факторов , чувствительность к которым характеризует их зимостойкость. Именно поэтому при
создании новых сортов , интродукции и районировании необходимо определять адаптивность растений к
неблагоприятных условий зимовки и как одно из важнейших встает вопрос установления уровня
морозостойкости . Этому вопросу посвящен следующий раздел .
Методы определения морозостойкости . С самого начала изучения технологических
свойств плодовых культур возникает проблема определения их морозо — и зимостойкости ,
т.е. пригодности к выращиванию в зонах с неблагоприятными условиями зимовки или к
интродукции из регионов с более умеренным климатом.
Во морозостойкостью растений принято понимать их способность переносить без повреждений
низкие зимние температуры.
Зимостойкость — способность переносить весь комплекс неблагоприятных условий зимой ,
особенно длительные оттепели и резкие колебания температуры.
В настоящее время существует несколько методов оценки морозо — и зимостойкости плодовых деревьев.
Одним из самых распространенных является определение уровня повреждения растений в естественных условиях , под
действием низких температур. Этот метод используется в полевых опытах , благодаря чему
исследователю удается установить общую зимостойкость , т.е. влияние не только низких
температур , но и всего комплекса факторов , которые могут вызвать повреждение растения ,
например : переувлажнения , низкий слой снежного покрова или его временное отсутствие
( « Черная зима» ) , оттепели и др. . Полевой метод базируется на глазомерных учета степени
повреждений и подсчета количества погибших или поврежденных в разной степени деревьев после
зимы с сильными морозами и резкими колебаниями температуры и дает возможность определять НЕ
только морозоустойчивость , но и зимостойкость деревьев. Его использовали И. В. Мичурин
(1909 , 1929) , Л. М. Ро ( 1929) , В. С. Лаврийчук и В. П. Попов ( 1932) , И. И. Туманов ( 1940) , Д.
Ф. Проценко ( 1958) , Н.А. Соловьева (1967 , 1974) и другие . Это один из основных методов
оценки зимостойкости не только плодовых , но и других сельскохозяйственных культур. но
наряду с преимуществами , у него есть и недостатки. Например , поскольку зимы с критическими для
растения условиями бывают не каждый год , процесс определения биологической устойчивости растений к
неблагоприятных зимних условиях может затянуться на большее время , чем мог рассчитывать
исследователь . Используя только этот метод , невозможно быстро разработать агромероприятия , что
обеспечивают повышение морозоустойчивости , и определить их эффективность , а также дать
оценку морозостойкости растений, произрастающих в разных почвенно — климатических условиях.
Неудобство заключается в том , что полевой метод требует слишком длительного периода для
наблюдений , а сама работа исследователей находится в полной зависимости от метеорологических
условий , т.е. от наличия зимы с сильными морозами , способными причинить значительные повреждения
плодовым деревьям .
Поэтому не случайно возникла проблема поиска методов ускорения определения
морозостойкости — прямых и косвенных . Для этого ученые чаще всего применяют методы
искусственного повреждения растений . Однако все они имеют общий недостаток — позволяют
установить только морозостойкость как отдельный фактор , но определить зимостойкость с их
помощью достаточно сложно.
Наиболее употребляемым из вышеназванных методов является лабораторное промораживания образцов
сохраняются в состоянии покоя в холодильниках с контролируемым снижением температуры.
Менее распространенным , но одним из наиболее информативных методов , доступных для
исследователя , является дифференциальный термический анализ процессов льдообразования , который начал
завоевывать признание во всем мире . Он позволяет создать достаточно полную картину
протекания процессов акклимации и деаклимации отдельных тканей и органов , определять потенциальную
устойчивость растений к вредоносным действия низких температур и высушивания в зимний период.
Из косвенных методов определения морозостойкости следует отметить электропроводность , или
электросопротивление тканей побегов , которые выдержали действие низких температур. За изменениями электроопору
оценивают и степень закалки растений при подготовке к зиме. Однако следует отметить , что
электроизмерительные сами по себе не позволяют определить температуру повреждения , а
отражают лишь состояние тканей . Поэтому электроизмерительные , прежде всего, используются для
определения повреждения тканей и проводятся на объектах , которые уже подверглись воздействию низких
температур , созданных искусственно (прямое промораживания ) или под влиянием природных условий
(полевой метод).
Наблюдение за поврежденными растениями. Полевое наблюдение за
повреждением растений в зимний период является древнейшим и одновременно надежным из способов
установление морозо — и зимостойкости плодовых и ягодных насаждений. Он позволяет определить
влияние комплекса реально существующих факторов на зимовку растений , то есть подтвердить
приспособленность данного вида или сорта к определенной местности .
В зимнее время анализируют степень повреждения плодовых почек и ветвей три -четыре —
летнего возраста в плодоносящих деревьев семечковых и косточковых пород , побегов молодых деревьев в
сада , а также саженцев в питомниках .
Для анализа состояния плодовых почек отбирают с 3-5 деревьев каждого сорта или
варианта опыта с юго — западной стороны кроны по 20-30 почек с каждого дерева
яблони и груши и по 100 штук в косточковых . Почки с деревьев семечковых анализируют на
кольчатках , а косточковых — на букетных веточках и побегах. анализ повреждения.
Отдельно проверяются повреждения различных тканей приростов разного возраста с
помощью микроскопа при небольшом увеличении на срезах , помещенных в глицерин , при
естественном окрасе . В поврежденных тканей окраски коричневый , неповрежденные
остаются светлыми.
Оценка степени повреждения проводится по шестибалльной шкале :
0 — без повреждений , 1 балл — повреждено 5-10 % общей площади рассматриваемой ткани ;
2 балла — 25 % , 3 балла -40-50 % , 4 балла — 75% , 5 баллов — ткань повреждена полностью .
Кора , камбий , древесина , сердцевинные лучи последней и сердцевина у годовалых
приростах , ветви двух-трех летние и старшего возраста тоже анализируются отдельно . Данные записываются в
таблицу 2 .
В ранневесенний период выполняется анализ повреждения саженцев и подвоев в
питомниках . При учете степени повреждения растения во втором и третьем полях
выкапывают в количестве 3-5 штук каждого сорта , тщательно осматривают , определяют количество
мертвых корней , отмечают наличие плесени на их поверхности , повреждения надземной части.
Затем острым садовым ножом делают поперечные срезы ствола от макушки саженца к
корневой шейки и такие же срезы корней разного диаметра . По цвету коры , камбия и
древесины , а также площадью побуревшей ткани определяется степень повреждения корней и
надземной части.
Степень повреждения саженцев определяется по шкале :
неповрежденные — отсутствуют внешние признаки повреждения , ожоги и морозобоины как на
штамбе , стволе и корнях , так и на срезах коры , камбия и древесины ;
слабоушкоджени — при отсутствии внешних признаков на срезах заметны повреждения
сердцевины и частично ( более 5-10 % общей площади среза) древесины;
середньоушкоджени — внешние признаки отсутствуют , древесина надземной части
повреждена меньше , чем на половину общей площади среза или поврежденные корни , при
последнем факторе кора и камбий здоровы, а повреждения древесины составляет до 20 % общей
площади рассматриваемой ткани ;
в сильноушкоджених саженцев : а ) кора , камбий и древесина корней погибли полностью
или первые два из названных органов сильно повреждены б ) на надземной части обнаружены кольцевое
повреждения коры выше корневой шейки в) повреждения древесины ствола составляет более
50 % общей площади рассматриваемой ткани , а на коре является сажоподибний налет.
Данные о повреждении саженцев и подвоев в питомнике вносят в табл . 3 .
Относительно первых в примечании указывается характер повреждения , то есть оно охватило
только древесину надземной части ли кори , или же саженцы погибли из-за кольцевое
повреждения последней выше корневой шейки и так далее.
В период интенсивной вегетации учет повреждения деревьев в саду проводится путем
тщательного осмотра внешнего состояния каждого из них и выполнения контрольных срезов ветвей три —
четырехлетнего возраста в пяти деревьев каждого сорта ( варианта ) . При этом острым садовым
ножом делаются поперечные срезы от верхушки однолетнего прироста к концу каждой срезанной
ветви. Степень повреждения коры и древесины ветвей разного возраста определяется по интенсивности
побурение и размером поврежденной ткани по шестибалльной шкале. В поврежденных
морозами тканей окраски обычно бурый или коричневый , в герметичной — светло- серое или
светло-зеленые .
Особенности планирования исследований и статистическая обработка результатов . для
повышения точности полевых исследований первой задачей исследователя является вырастить материал ,
на котором будет проведено наблюдение . На самом участке должен быть метеорологический пост ,
чтобы вести соответствующую регистрацию климатических факторов для выделения критических . сами
растения необходимо закладывать в местности , которая достаточно точно характеризует климатическую и почвенную
картину района , причем опытный участок располагать так , чтобы влияние смягчающих
факторов ( благоприятная экспозиция , наличие ветрозащитных полос и др.). был минимальным.
Само исследование может носить эмпирический характер , т.е. зимостойкость определяется
по состоянию развития растений после выхода из покоя , или точный — исследователь наблюдает за самим
повреждением вегетативных и генеративных почек и других органов растений после действия
конкретной температуры. При этом определяется процент повреждения , который далее может быть
перечислен по балльной оценке .
При полевом методе установления морозостойкости плодовых деревьев учет
проводится в зимнее время , после морозов , или весной , перед распусканием почек , и в период
интенсивной вегетации.
Алгоритм проведения наблюдения такой . Наблюдатель отбирает наиболее выровненные
учетные растения , согласно плану проводит учеты в фазу их интенсивного роста ,
отмечая дерева по шкале, используемой в Институте садоводства УААН
( Грохольский В.В. , 2003) , или по шкале , предложенной методике проведения экспертизы
сортов плодово — ягодных культур и винограда ( 2005) , адаптированной к требованиям ISO.
Полученные данные заносятся в учетную журнала . Проводится анализ результатов с
сравнением вариантов в соответствии с реальными климатических условий. По данным анализа
подводятся итоги и подаются выводы исследователя о пригодности объектов для данной
зоны.
В связи с тем , что балльная шкала чисто субъективной оценкой отдельного исследователя ,
желательно уменьшить погрешность метода , привлекая для опытов не одного наблюдателя , а двух , которые
работают отдельно и полученные данные заносят в отдельные журналы. После проведения наблюдений
результаты сопоставляют и выводят средний , наиболее точный .
Вместе с тем следует отметить , что для проведения полевых исследований в насаждениях и
получение как можно более точных результатов необходимо придерживаться принципа единой
различия . Ведь на надземную часть дерева (сорт ) всегда влияет его подвой , изменяющий
морозостойкость растения в целом. Именно поэтому использовать для наблюдения за
морозостойкостью сортов растения , привитые на различных подвоях , нецелесообразно. Однако определение
зимостойкости сорто — подвойных комбинирования более информативным. При этом группу сортов ,
изучаемых нужно прививать на соответствующую группу подвоев , а деревья высаживать на
одном участке в однотипных условиях.
По объему выборки , то оптимальным для высокой точности полученных результатов является
использование не менее 10 учетных объектов на генеральную совокупность , а для проведения
дисперсионного анализа — не менее трех повторений.
В связи с влиянием микрорельефа на повреждение растений его необходимо избежать
помощью рендомизованого расположения повторений на участке.
Более точным способом определения повреждения растений морозами является анатомическое
микроскопирование тканей ( Потанин Д.В. , Грохольский В.В. , Китаев А.И. , Бублик Н.А. , 2005) , за
помощью которого устанавливают повреждения флоэмы , камбия , ксилемы , сердцевины , а также
почки и тканей, ее подстилающих .
Дисперсионный анализ может быть проведен двумя способами. Наиболее быстрый — это
использования баллов повреждения , взятых в среднем в повторениях . Но такие данные могут
иметь очень приблизительные уровне погрешности случаев приводят к выводам о несущественности
разницы между вариантами .
Второй способ — использование вместо баллов повреждения процентной шкалы, затем с
существующей методике ( Доспехов ) перечисляется в arcSin и полученные результаты подвергаются
анализа . Итоги в дальнейшем перечисляются снова в процентную шкалу. Такой метод хотя
и достаточно сложный , но довольно точный и , как правило , результаты по вариантам должны статистически
достоверную разницу.
Алгоритм дисперсионного анализа по процентной шкале :
результаты в баллах ;
результаты в процентах ;
перерасчет в arcSin ;
дисперсионный анализ;
пересчет arcSin в проценты ;
итоги.
Для проведения дисперсионного анализа результатов перезимовки растений проще
использовать данные о повреждении почки или какой-то одной ткани , например , флоэмы
или ксилемы . При обсуждении результатов необходимо ссылаться на такой отбор данных.
проводится на поперечных срезах почек после выдерживания срезанных ветвей в воде
комнатной температурой в течение 10-15 дней. После оттепелей и перед началом
распускания почки можно анализировать без предварительного отрастания . срезы
просматриваются под микроскопом или невооруженным глазом. В поврежденных почек центральная
часть (цветки ) темно — коричневая , у здоровых — светло- зеленая.