Реакция сортов и подвоев яблони на изменение рН почвенной среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

яблоня привитый подвой почва

Специфическая особенность плодоводства - выращивание растений на одном месте в течение многих лет. Поэтому для эффективной эксплуатации сада необходимо, чтобы почвенно-климатические условия определенной территории в полной мере соответствовали биологическим требованиям размещаемых на ней сортов и подвоев (сорто-подвойных комбинаций). Важнейшая характеристика почв, которую следует принимать во внимание при выборе участка под многолетние насаждения ( в том числе сады яблони), величина рН водной суспензии почвы, или актуальная кислотность. При этом необходимо учитывать, что для культуры яблони наиболее благоприятны нейтральные и слабокислые почвы (рН 6,0-7,5) [1]. В то же время повышенные кислотность или щелочность негативно влияют на различные процессы жизнедеятельности и функции растений: продуктивность деревьев резко снижается и они преждевременно погибают. Показано [1, 2], что такие явления на кислых почвах могут быть связаны с присутствием в почвенно-поглощающем комплексе катионов водорода, алюминия, марганца и железа, на щелочных - с наличием карбонатов кальция, магния и натрия. В настоящее время доказана узкая экологическая специализация различных сортов многих сельскохозяйственных культур [ 3 ]. В связи с этим проблему получения стабильных и достаточно высоких урожаев плодов при действии неблагоприятных эдафических факторов (в том числе повышенных кислотности или щелочности) необходимо решать в первую очередь путем подбора наиболее перспективных генотипов, а не только с помощью дорогостоящей химической мелиорации почв, эффект от которой со временем ослабевает [ 2, 4]. Требуются надежные диагностические критерии - физиолого-биохимические параметры сортов и подвоев (сорто-подвойных сочетаний) яблони, определяющие их способность к адаптации при изменении рН почвенной среды.

Целью исследований явилось определение физиологических параметров привитых растений яблони, сопряженных с мерой их устойчивости к изменению рН почвы.

Для решения поставленных задач был заложен лизиметрический опыт, который проводили в соответствии с методикой [5]. Использовали почвы, завезенные с определенных территорий южного региона России и характеризующиеся различной величиной рН. Предварительные исследования садопригодных почв края позволили установить малую изменчивость рН в пространстве в черноземах равнинной зоны и значительную пестроту этого показателя в предгорной зоне (табл. ).

Таблица - Изменение показателя рН водной суспензии в почвах предгорной зоны

Изучали сорта яблони Прима, Флорина и Ренет Симиренко, привитые на подвоях М 9 и ММ 106, а также соответствующие не привитые подвои. В опыте применяли зимнюю прививку (улучшенную копулировку). Растения выращивали при одинаковом режиме орошения. Схема опыта включала следующие варианты реакции почвенной среды: нейтральную (рН 7,3), типичную для черноземных почв равнинной части края (контроль); слабокислую (рН 6,2), встречающуюся в почвах предгорной зоны края влажных местообитаний (например, серые и бурые лесные); сильнокислую (5,1), характерную для бурых лесных почв; слабощелочную (рН 8,3), наблюдаемую в черноземах южных и дерново-карбонатных почвах; сильнощелочную (рН 8,8), характерную для материнских пород (в пределах корнеобитаемого для плодовых деревьев слоя) многих черноземов [1] (рис. 1).

Рисунок -1 Почвенная карта Краснодарского края

Учеты и наблюдения поводили в 2011-2014 гг. в соответствии с общепринятыми методиками [5]. Повторность опыта - пятикратная. Адсорбирующую поверхность корневой системы определяли по методу Сабинина и Колосова [6], содержание калия - пламеннофотометрическим методом, нуклеиновых кислот - в материале, фиксированном кипящим этанолом. Удаление кислоторастворимых веществ и липидов, а также разделение нуклеиновых кислот проводили по Шмидту и Таннгаузеру. Концентрацию нуклеиновых кислот в растворе определяли спектрофотометрическим методом по Спирину [7].

Подвои яблони предъявляли различные требования к рН почв. Так, у подвоя М9 активный рост побегов (рис. 2) и корней обеспечивался только в определенном диапазоне значений рН: от 5,1 (сильнокислая реакция почвенного раствора) до 7,3 (нейтральная) (рис. 3).

Рисунок 2 - Длина побегов у подвоев яблони в зависимости от реакции почвенной среды, см

Рисунок 3 - Общая адсорбирующая поверхность корней у подвоев яблони в зависимости от реакции среды почвы, м2

В результате в этих вариантах отмечена довольно высокая величина прироста и поверхности корневой системы растений к концу вегетации. В то же время длина побегов и общая адсорбирующая поверхность корней подвоя М9 при рН 8,3 были в 2 раза меньше, чем в контроле. Вместе с тем растения ММ106 предпочитали нейтральные (рН 7,3) и слабощелочные (рН 8,3) почвы. В таких условиях у этого подвоя формировались длинные побеги и мощная корневая система, тогда как при повышении кислотности рост растений заметно угнетался.

К аналогичному заключению можно прийти и при анализе характера изменения соотношения РНК/ДНК в верхушечных меристемах побегов (косвенного показателя активности генотипа) подвоев яблони при отклонении рН от оптимума в сторону подкисления или подщелачивания (рис. 4). Следует отметить, что именно этот показатель сопряжен с функциональной, в том числе ростовой активностью растительного организма [8]. Очевидно, обоснованный подбор подвоя позволит оптимизировать процессы жизнедеятельности и расширить адаптивные возможности привитых растений на почвах с критическими значениями рН.

М9

ММ106

Рисунок 4 - Соотношение РНК/ДНК в верхушечных меристемах побегов растений яблони первого года жизни в зависимости от рН почвенной среды: 1 - не привитый подвой, 2 - сорт Прима, 3 - сорт Флорина, 4 - сорт Ренет Симиренко

При подщелачивании или подкислении почвенной среды стабильное функционирование и проявление определенной степени устойчивости комбинированного растительного организма, созданного в результате прививки, во многом зависит от биологических особенностей сорта, а именно: от характера его реакции на изменение рассматриваемого фактора. По полученным данным, требования сортов яблони к рН почвенной среды очень специфичны. Так, независимо от подвоя для сорта Флорина наиболее благоприятны слабокислые почвы, для сорта Прима - преимущественно нейтральные. Об этом свидетельствуют максимальные значения соотношения РНК/ДНК в верхушечных меристемах побегов перечисленных сортов. При отклонении рН от оптимума (определенного для каждого конкретного сорта) в сторону повышения или снижения показатель их функциональной активности снижался.

Интересно, что установленные возможности сортов яблони приспосабливаться пусть даже к малому диапазону рН среды, по-видимому, соответствуют специфике почвенных условий, свойственной местам их происхождения. Например, сорт Флорина получен во Франции (реакция почвенной среды - слабокислая или кислая), сорт Прима - в США (реакция почвенной среды большей частью нейтральная) [ 9, 10]. Это важно учитывать при решении ряда прикладных задач плодоводства, в частности при подборе сортимента (особенно зарубежной селекции) для определенных территорий конкретного региона.

Растения яблони сорта Ренет Симиренко характеризуются достаточно высокой и стабильной функциональной активностью в условиях широкого диапазона реакции среды: от очень кислой до щелочной. Содержание калия в листьях этого сорта в период вегетации в контроле и при повышении щелочности, отрицательно влияющей на снабжение организма питательными веществами, было приблизительно одинаковым (в частности, у комбинации Ренет Симиренко/М9 составляло соответственно 0,7 и 0,6 % сухого вещества). Логично предположить, что с помощью специфических, свойственных сорту адаптивных механизмов обеспечивается возможность компенсации изменений, вызванных неблагоприятным фактором, и поддержания гомеостаза внутренней среды организма. Очевидно, для эффективного возделывания этого сорта можно использовать значительный спектр почв южного региона. Это заключение подтверждается многолетними данными по урожайности данного сорта на участках с различной рН почвенной среды (рис. 5).

Полученные результаты соответствуют современным представлениям о генетической обусловленности адаптивного потенциала высших организмов [3]. Причем отмеченные закономерности выявляются у сорто-подвойных комбинаций яблони уже на первом году жизни и перспективны для применения в диагностических целях.

Рисунок 5 - Урожайность яблони сорта Ренет Симиренко на почвах

с разной реакцией среды: Абинской район - 6,2;

Динской район - 7,3; Темрюкский район - 8,3, т/га

(в среднем за 2011-2014 гг.)

Таким образом, диапазон рН почвенной среды, целесообразный для нормальной жизнедеятельности привитых растений яблони, зависит от адаптивных возможностей компонентов прививки: сорта и подвоя. Обоснованный подбор и использование экологического принципа дифференциации сочетаний сортов и подвоев яблони обеспечат их стабильное функционирование на почвах с различными (в допустимых для культуры пределах) значениями рН.

Литература

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

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

3. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы) /А.А. Жученко. - Кишинев: Штиинца, 1988. - 15 с.

4. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений / Э.Л. Климашевский. - М.: Агропромиздат, 1991. - 415 с.

5. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под ред. Е.Н. Седова и Т.П. Огольцовой. - Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1999. - 608 с.

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

7. Химия и биохимия нуклеиновых кислот/ Под ред. И.Б. Збарского. - Л.: Медицина, 1968. - 429 с.

8. Алешин Е.П. Физиология растений / Е.П.Алешин, А.А.Понаморев. - М.: Агропомиздат, 1985. -

9. Исачкин А.В. Сортовой каталог: Плодовые культуры /А.В. Исачкин, Б.Н. Воробьев. - М.: Изд-во ЭКСМО-Пресс, изд-во Лик-пресс, 2011. - 576 с.

10. Лобова Е.В. Почвы / Е.В. Лобова, А.В. Хабаров. - М.: Мысль, 1983. - 275 с.

Размещено на Allbest.ru