Адаптивный потенциал устойчивости груши к стресс-факторам зимнего периода

Природно - климатические условия средней зоны садоводства благоприятны для возделывания большинства плодовых культур , в т . ч . и груши . Однако в отдельные годы бывает такое сочетание неблагоприятных осенне - зимних условий , что зимостойкость имеющихся сортов оказывается недостаточной . По данным сортоведа доктора с .- х . наук Н . Г . Красовой [3], значительными ( до 2,5-3,5 баллов ) были подмерзания деревьев груши в морозные зимы 1975/76, 1978/79, 1984/85 и 1986/87 годов , когда сумма отрицательных среднесуточных температур составила более 1000 ^оС (1023-1393 ^оС ), минимальная температура воздуха опускалась до –26,5-33,8 ^оС и на поверхности снега до – 30,0-38,0 ^оС . В эти зимы низкая температура воздуха почти без оттепелей держалась длительный период . Зимние повреждения деревьев груши наблюдались и в относительно умеренные зимы с частыми оттепелями и морозами после них . Так в зиму 1983/83 года теплая первая половина зимы сменилась резким похолоданием в конце февраля , и снижение температуры воздуха до –32 ^оС в начале марта создало предпосылки для повреждения деревьев груши . После повреждений морозами в такие зимы погибли деревья сортов Лесная красавица , Мраморная , Маслянистая Лифляндская , Памяти Непорожнего .

Однако ряд местных сортов : Тонковетка , Восковая , Восковка , Вощанка , Осенняя желтая , Ранняя желтая и др . – выдержали многие неблагоприятные зимы с незначительными повреждениями коры и древесины и хорошо восстанавливались в последующие вегетационные периоды . Такие сорта могут быть эталоном зимостойкости для наших условий .

Средняя и недостаточная зимостойкость груши является одним из основных лимитирующих факторов широкого использования этой ценной плодовой культуры в садоводстве европейской части РФ . По утверждению А . А . Ж ученко [1], в растениеводстве именно сорт ( гибрид ), а также сортовая агротехника и семеноводство остаются самыми эффективными , централизованными и наиболее доступными средствами повышения величины , качества и надежности урожая , снижения ресурсоэнергозатрат , увеличения рентабельности . Это в полной мере справедливо и для плодовых культур , поскольку значительное повреждение плодовых деревьев в зимы 1968/69, 1978/79, 1984/85 и 84

1993/94 гг . привело к сокращению площадей под садами [2]. Для развития интенсивного биологизированного садоводства необходим подбор таких сортов , которые наряду с другими хозяйственно - ценными признаками обладают высокой экологической пластичностью в отношении температурных стресс - факторов зимнего периода .

Степень и характер повреждений деревьев обусловливаются различными сочетаниями неблагоприятных условий в процессе закаливания и самой зимовки . Исследования механизма устойчивости и адаптации к низким температурам во время закаливания растений позволило физиологам выделить основные компоненты комплекса зимостойкости : 1) устойчивость к ранним морозам осенью и в начале зимы ; 2) максимальная величина морозостойкости , развиваемая растениями в благоприятных для закалки условиях ; 3) способность сохранять устойчивость к морозам в период оттепелей ; 4) способность восстанавливать морозостойкость при повторной закалке после оттепелей [5, 6].

Настоящие исследования выполнены в ГНУ ВНИИ селекции плодовых культур РАСХН методом искусственного промораживания в климатермокамере « Фейтрон – 2101» по методике М . М . Тюриной и Г . А . Гоголевой [4]. Объектами исследований послужили 138 сортов и перспективных форм груши народной , отечественной ( в том числе 16 новых сортов селекции института , созданных под руководством академика РАСХН Е . Н . Седова ) и зарубежной селекции . Критерием отбора явилась устойчивость к морозу высокозимостойкого в условиях Орловской области сорта Тонковетка и зимостойкого - Бессемянка , которые в природных условиях в течение многих лет прошли испытания суровыми зимами и были с урожаем после них .

Согласно агроклиматическому справочнику в условиях Орловской области абсолютный минимум температуры воздуха составляет -39 ^о С , на поверхности снега – (-44) ^о С ( вероятность таких морозов - 5 %). За последние 20 лет раннезимние морозы до -28 ^оС отмечены в первой половине декабря 1998 г . Максимальные морозы до –37-(-38) ^оС до наступления оттепелей наблюдались в январе 1986/87, 1994/95 и 1996/97 годов . Оттепели при 2-3 ^оС в течение пяти - семи дней в феврале или в марте и резкие понижения температуры до -22-(-23) ^оС отмечены в зимы 1993/94, 1994/95, 1996/97, 1997/98 и 1998/99 годов . Возвратные морозы до -30 ^оС после оттепели и повторной закалки были в зимы 1986/87 и 1993/94 гг . В морозильных камерах моделировали основные повреждающие факторы зимнего периода на основе анализа хода температур в природных условиях .

Анализ распределения сортообразцов груши в зависимости от степени подмерзания согласно компонентам зимостойкости позволяет заключить , что подавляющее большинство из них достаточно устойчивы к раннезимним морозам до -30 ^оС . У 75 % форм после заданного режима установлено подмерзание вегетативных почек и тканей до 2,0 баллов , в том числе у 43,5 % отмечены повреждения в пределах 0,0-1,0 балла ( рис . 1).

Закалка, -30°С, ноябрь

4,1-5,0 балла

Рисунок 1 – Распределение сортов груши по степени повреждения раннезимними морозами

Это свидетельствует о высокой экологической пластичности груши в отношении абиотических факторов (в основном, сочетания динамики температур и влажности) в летне-осенний период, что обеспечивает своевременное вызревание тканей и прохождение фаз закаливания. Максимальный балл подмерзания зафиксирован по вегетативным почкам, ткани сохранялись здоровыми или наблюдалось слабое повреждение коры .

Критические морозы до -40 ^оС (2- й компонент ) являются наиболее серьезным испытанием для груши . Лимитирует морозоустойчивость в закаленном состоянии древесина и почки . Не выявлено ни одного сорта , способного противостоять таким морозам с подмерзанием древесины до 1,0 балла ( рис . 2).

Всего отобрано 4,1 % образцов с повреждением последней в пределах 1,1-2,0 балла - сорта Сказочная , Осенняя желтая , Лида и Тема . Большинство изученных сортообразцов можно охарактеризовать как среднезимостойкие , так как повреждение вегетативных почек и тканей составляет 2,1-3,0 балла . Полученные результаты объясняют незначительную долю груши в структуре садов Центральных регионов России , в том числе и в Орловской области .

Резкие перепады температур в период оттепели (3- й компонент ) груша выдерживает несколько хуже , чем ранние морозы . Понижение температуры до -25 ^оС после неглубокой оттепели при 2 ^оС в течение 5 дней у 63,8 % сортообразцов вызвало подмерзание до 2,0 балла , в том числе у 36,2 % - до 1,0 балла ( рис . 3). Морозоустойчивость в этот период определяется устойчивостью почек и коры .

Оттепель,-25°С, март

4,1-5,0

Рисунок 3 – Распределение сортов груши по степени повреждения тканей при резких перепадах температур в период оттепели

Способность повторно закаливаться после оттепели в конце зимовки и выдерживать возвратные морозы до -35 ^оС (4- й компонент ) с повреждением до 1,0 балла выявлена всего у 2,2 % изученных форм груши ( рис . 4). Это сорта Веселинка и Сказочная . У 22,1 % отмечено повреждение в пределах 1,1-2,0 балла . От возвратных морозов в наибольшей степени страдает древесина .

Всеми компонентами зимостойкости на уровне Бессемянки и выше по отдельным компонентам обладают сорта Березка , Белорусская поздняя , Веселинка , Восковая , Восковка , Вощанка , Груша № 1 и № 2 Никольского опорного пункта , Декабринка , Есенинская , Кафедральная , Кипарисовка , Краснобокая , Лада , Лида , Лукашовка , Москвичка , Осенняя , Памяти Ж игалова Памяти Яковлева , Пасечная , Сказочная , Тема и Чижовская . Эти сорта можно рекомендовать в качестве потенциальных доноров зимостойкости для дальнейшей селекционной работы .

Рисунок 4 – Распределение сортов груши по степени повреждения возвратными морозами

Большинство новых селекционных сортов груши , имея хороший вкус плодов и другие достоинства , в неблагоприятные зимы чаще всего подмерзают – Лира , Комета , Марсианка , Румяная , Среднерусская , Январская и другие . Поэтому представляло интерес выявить реакцию сортов груши на различные неблагоприятные факторы при искусственном промораживании не только при их раздельном воздействии , но и накладывая последовательно режимы один на другой , приближая тем самым к природным условиям .

В результате воздействия на однолетние ветки –30 ^оС в декабре и –37 ^оС в январе у сортов Белорусская поздняя , Бессемянка , Груша от Сомова , Памятная , Памяти Паршина , Памяти Яковлева и Перун установлена морозоустойчивость почек и тканей на уровне Тонковетки . Повреждение почек составило 1,0 - 1,9 балла , общий балл подмерзания – 0,8 - 1,7 балла ( таблица ).

Таблица 1 – Общий балл подмерзания сортов груши при комплексном воздействии повреждающих факторов

Сорт	Режимы промораживания , соответствующие компонентам
	1	1+2	1+2+3	1+2+3+4
Бессемянка ( контроль )	0,2	1,3	2,0	2,8
Тонковетка ( контроль )	0,0	0,8	2,0	2,9
Перун	0,3	1,2	1,6	2,9
Памятная	0,0	1,6	1,9	2,9
Груша от Сомова	0,0	0,9	1,0	3,2
Белорусская поздняя	0,4	1,5	1,9	3,3
Барнаульская десертная	0,3	1,7	2,1	3,5
Памяти Паршина	0,0	1,7	2,2	3,8
Тютчевская	0,1	2,0	2,5	3,8
Орловская летняя	0,2	2,1	3,2	3,8
Марсианка	0,0	1,7	1,9	3,8
Ботаническая	0,5	2,1	2,9	3,8
Январская	0,5	1,7	2,9	3,9
Красавица Черненко	0,5	2,1	3,5	4,2
Памяти Яковлева	0,0	0,9	2,9	4,5
Мраморная	0,9	2,7	3,6	4,5
Орловская красавица	0,4	1,8	4,0	4,6
Муратовская	0,9	3,5	4,0	4,6
Комета	0,4	2,2	4,1	4,7
Лира	0,9	3,1	4,2	4,8
НСР О 5	0,54	1,10	1,00	1,00

Сильнее других после наложения 2- х режимов подмерзли сорта Лира , Мраморная и Муратовская – общий балл повреждения тканей составил 2,7 - 3,5, почки пострадали на 2,8 – 3,8 балла .

Искусственная оттепель и понижение температуры до –25 ^оС после нее усилило повреждение веток , промороженных на первых двух режимах . На уровне Тонковетки наблюдалось повреждение у сортов Барнаульская десертная , Груша от Сомова , Памятная , Памяти Паршина , Перун и Тютчевская . Подмерзание почек составило 1,6 - 3,0 балла , общий балл – 1,0 - 2,5. У Тонковетки почки подмерзли на 2,3 балла , ткани – на 2,0 балла .

У сортов Ботаническая , Красавица Черненко , Комета , Лира , Мраморная , Муратовская , Орловская красавица , Памяти Яковлева и Январская повреждение почек составило 4,0 - 4,9 балла , общий балл – 4,0 - 4,7, т . е . эти сорта не выдержали трех режимов согласно 1- му , 2- му и 3- му компонентам .

Все четыре режима с повреждениями почек и тканей на уровне Тонковетки выдержали сорта Груша от Сомова , Памятная и Перун . Подмерзание почек составило 2,6 - 3,5 балла , общий балл повреждения тканей – 2,9 - 3,2 ( табл . 1). У сортов Бессемянка , Белорусская поздняя и Барнаульская десертная ткани подмерзли на уровне Тонковетки , но почки пострадали в большей степени (3,9 – 4,0 балла ).

Таким образом , при совместном действии повреждающих факторов зимнего периода немногие сорта способны выжить . Из изученных сортов Груша от Сомова , Памятная и Перун при хорошей осенней закалке выдержали комплекс зимних стрессоров на уровне Тонковетки . На уровне Бессемянки - сорта Барнаульская десертная и Белорусская поздняя . Сорта Орловская летняя , Памяти Паршина и Тютчевская проявили среднюю зимостойкость .

Последовательное наложение повреждающих факторов на одни и те же объекты позволяет проследить , на каком этапе сорт теряет устойчивость к морозу и отобрать высокоустойчивые к сумме стресс – факторов зимнего периода генотипы .