Методы ранней диагностики устойчивости яблони к повышенной щелочности почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет

МЕТОДЫ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ УСТОЙЧИВОСТИ ЯБЛОНИ К ПОВЫШЕННОЙ ЩЕЛОЧНОСТИ ПОЧВЫ

Захарчук Николай Васильевич

Специфическая особенность плодоводства - выращивание растений на одном месте в течение многих лет. Поэтому для эффективной эксплуатации сада необходимо, чтобы почвенно-климатические особенности территории возделывания в полной мере соответствовали биологическим требованиям размещаемых на ней сорто-подвойных сочетаний (сортов и подвоев).

В южных регионах Российской Федерации (включая Краснодарский край) отмечено отрицательное влияние на жизненные функции прививочных комбинаций различных абиотических, в том числе и эдафических стресс-факторов: повышенного содержания вредных солей, тяжелых металлов, а также высокой кислотности или щелочности. Причем последняя часто обусловлена наличием в почве щелочных солей - карбонатов кальция, магния, натрия. Уместно заметить, что неблагоприятные почвенные условия ведут к следующим нежелательным явлениям:

- преждевременная гибель сада;

- пониженная устойчивость плодовых к заболеваниям и появление вредителей (некроз, черный рак, калифорнийская щитовка, яблоневая стеклянница, древесница въедливая и др.);

- резкое снижение урожайности (часто в 10-12 раз меньше, чем в оптимальных условиях);

- суховершинность, снижение активности листового аппарата и корневой системы и т. д.

В связи с этим чрезвычайно важен поиск путей, расширяющих адаптивные возможности плодовых растений (например, яблони), культивируемых на почвах с отмеченными характеристиками.

Очевиден и тот факт, что проблема повышения устойчивости сортов и подвоев к ионной токсичности (и соответственно получения стабильных урожаев плодов) должна быть решена в первую очередь за счет направленной селекции и подбора наиболее перспективных генотипов, а не только с помощью дорогостоящей химической мелиорации почв, эффект от которой со временем ослабевает.

Для успешной реализации этой идеи необходимо располагать надежными диагностическими критериями - физиолого-биохимическими параметрами сортов (сорто-подвойных сочетаний) яблони, определяющими степень их устойчивости к критическим значениям вредно действующих почвенных факторов. В задачу исследований входило определение физиологических параметров привитых растений яблони, сопряженных с мерой их устойчивости к повышению рН почвы.

Для решения поставленных задач был заложен лизиметрический опыт (почва - чернозем выщелоченный). Изучали сорта яблони (Ренет Симиренко, а также иммунные к парше Флорина и Прима), привитые на подвоях М 9 и ММ 106. В опыте применяли зимнюю прививку (улучшенную копулировку). Растения выращивали при одинаковом режиме орошения. Исследовали следующие варианты: нейтральная реакция среды (рН 7,3), типичная для черноземных почв (контроль), сильнощелочная реакция почвенной среды (рН 8,8). Повышенную щелоченность создавали в результате внесения извести (СаСО3) с последующим добавлением соды (NaHCO3). Повторность опыта - пятикратная.

Отбор проб для анализов осуществляли в течение первого периода вегетации растений.

Лизиметрические опыты проводили в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур».

Адсорбирующую поверхность корневой системы определяли по методу Сабинина и Колосова, содержание хлорофилла в листьях - по Годневу, калия - пламенно-фотометрическим методом.

Содержание нуклеиновых кислот определяли в материале, фиксированном кипящим этанолом.

Удаление кислото-растворимых веществ и липидов, а также разделение нуклеиновых кислот проводили по Шмидту и Таннгаузеру.

Концентрацию нуклеиновых кислот в растворе определяли спектрофотометрическим методом по Спирину.

Получены данные, свидетельствующие о различной реакции сортов яблони на повышение рН почвы. Так, в сильнощелочных условиях (рН 8,8) уже к концу первой вегетации отмечена гибель 60% (от числа прижившихся) прививок сорта Прима на слаборослом подвое М9.

У сохранившихся же экземпляров зафиксировано резкое снижение активности процесса роста (рис. 1).

Рис. 1. - Динамика роста побегов у сортов яблони на подвое М 9 в течение первого года жизни в зависимости от реакции почвенной среды (вегетационная площадка кафедры плодоводства КубГАУ, 2011 г.) А - рН 7,3, В - рН 8,8:

В результате длина побегов у растений в этом варианте опыта составляет лишь 3,2 см., что в 2,6 раза меньше, чем при нормальной реакции среды (рН 7,3) почвы.

Вместе с тем количество жизнеспособных растений сортов Ренет Симиренко и Флорина на указанном подвое, а также сформировавшийся у них прирост в аналогичных почвенных условиях мало отличаются от таких же показателей в контроле. Исходя из представленных данных, сорта яблони Ренет Симиренко и Флорина более устойчивы к повышенной щелочности почв по сравнению с сортом Прима.

Однако проявление этого свойства у привитых растений яблони во многом зависит и от выбора подвоя или точнее - от степени его чувствительности к неблагоприятному почвенному фактору. В этом убеждают нас результаты исследований, представленные на рисунке 2.

Рис. 2 - Динамика роста побегов у сортов яблони на подвое ММ 106 в течение первого года жизни в зависимости от реакции почвенной среды (вегетационная площадка кафедры плодоводства КубГАУ, 2011 г.) А - рН 7,3, В - рН 8,8:

Как показал эксперимент, при использовании среднерослого подвоя ММ 106 динамика роста побегов у всех изучаемых сортов (включая сорт Прима) на сильнощелочной почве приближается к таковой в контрольном варианте. Более того, при высоком рН подвой ММ 106 обеспечивает стабилизацию активности всех жизненных функций прививочных комбинаций яблони. Об этом свидетельствуют, например, результаты изучения изменения отношения РНК/ДНК (косвенного показателя активности генотипа), определенного в верхушечных меристемах побегов сортов яблони на подвое ММ 106 при действии неблагоприятного фактора. Как видно из приведенных данных, при рН 8,8 отношение РНК/ДНК у устойчивых сортов Ренет Симиренко и Флорина на подвое ММ 106 практически не изменяется, а у более чувствительного к повышенной щелочности сорта Прима на таком же подвое лишь на 40% увеличивается по сравнению с этим показателем в контрольном варианте.

Причем последний факт связан, в соответствии с теорией стрессора Г. Селье, с проявлением у растений фазы «тревоги» при действии стресс-фактора. Однако не получено никаких данных, свидетельствующих о необратимых нарушениях у них жизненных функций при «критических» значениях рН почвы. Представленные результаты полностью соответствуют известному из литературы заключению о значительной устойчивости подвоя яблони ММ 106 к неблагоприятным почвенным факторам.

К аналогичному выводу мы приходим и при изучении некоторых особенностей фотосинтетической деятельности растений яблони в условиях сильнощелочной реакции среды. Так, изменение содержания хлорофилла «а» в листьях прививочных комбинаций яблони, контрастно реагирующих на повышение рН почвы, неодинаково. Нами был вычислен предложенный некоторыми авторами. возделывание растение почва

По всей видимости, присутствие в почвенной среде большого количества кальция вследствие антагонизма катионов затрудняет усвоение растениями ряда элементов питания, в том числе калия. В то же время между разными по устойчивости к повышению рН сорто-подвойными комбинациями имеются большие различия в первичном поглощении элементов, обусловленные обменной емкостью корней. Примечательно, что отмеченные закономерности обнаруживаются у прививочных комбинаций уже на первом году жизни. Поэтому обсуждаемые выше показатели изменения функциональной (роста, фотосинтеза и т. д.) активности надземных органов растений, а также содержания калия в листьях при повышении рН почвы могут служить надежными критериями ранней диагностики устойчивости сортов и подвоев яблони к действию стресс-фактора. Как показал эксперимент, устойчивость прививочных комбинаций яблони к подщелачиванию почвы сопряжена со способностью поддерживать относительное постоянство активности жизненных функций при действии стрессора. Таким образом, в результате проведенных экспериментов установлена возможность ранней (на первом году жизни) диагностики устойчивости привитых растений яблони к повышению рН почвы.

Для решения этой задачи необходимо сравнить показатели функциональной (роста, фотосинтеза и т. д.) активности надземных органов сорт подвойных комбинаций, выращенных в условиях нейтральной и сильнощелочной почвенной среды. Определено, что устойчивость прививочных комбинаций яблони к подщелачиванию почвы сопряжена с их способностью поддерживать относительную константность интенсивности процессов жизнедеятельности при действии стрессора.

Доказано, что сорта яблони Ренет Симиренко и Флорина наиболее устойчивы к действию эдафического стресс-фактора, особенно в случае прививки их на средне рослом клоновом подвое ММ 106.

Литература

1. Баславская С.С. Практикум по физиологии растений / С.С. Баславская, О.М. Трубецкова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1964. - 328 с.

2. Георгиев Г.П. Методы определения, выделения и фракционирования нуклеиновых кислот / Г.П. Георгиев. - Химия и биохимия нуклеиновых кислот. - Л., 1968. - С. 74-120.

3. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция) / А.А. Жученко. - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994. - 148 с.

4. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений / Э.Л. Климашевский. - М.: Агропромиздат. - 415 с.

5. Неговелов С.Ф. Почвы и сады / С.Ф. Неговелов, В.Ф. Вальков. - Ростов: Изд-во Ростовского университета, 1985. - 192 с.

6. Питомник плодовых, ягодных и орехоплодных культур: Рекомендации / НПО «Сады Кубани». - Краснодар, 1992. - 176 с.

7. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. (Под общей редакцией академика РАСХН Е.Н. Седова и доктора сельскохозяйственных наук Т.П. Огольцовой.) - Орел: Изд-во Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур, 1999. - 608 с.

8. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме / Г. Селье. - М.: Медгиз, 1960. - 160 с.

Размещено на Allbest.ru