Изучение морозостойкости сорта вишни Тургеневка в период зимних оттепелей

Вишня – ценная плодовая культура, которая характеризуется высокой урожайностью, скороплодностью и другими хозяйственно-биологическими свойствами [11, 17]. В средней полосе России вишня распространена широко в любительском садоводстве, однако в производственных насаждениях её доля невелика. Это в значительной степени обусловлено неблагоприятным воздействием факторов окружающей среды [8]. Характерной особенностью вишни является недостаточная зимостойкость генеративных почек, что в суровые зимы приводит к их вымерзанию. Это существенно сказывается на будущем урожае, вплоть до его полной потери [8, 22].

Определение потенциала устойчивости садовых культур к стрессорам зимнего периода является приоритетным направлением научных исследований, поскольку недостаточная зимостойкость может свести на нет любые преимущества сортов по другим признакам [17]. В последние годы в европейской части России все большую актуальность приобретают исследования способности садовых культур сохранять устойчивость к морозам в период оттепелей и после них [32, 33]. Оттепели становятся более частыми и продолжительными. В средней полосе России в январе и феврале на 55% увеличилось число дней с оттепелями [25]. Когда наступает оттепель, физиологическое состояние растений меняется. Под воздействием положительных температур растения могут несвоевременно выйти из состояния покоя, что приводит к активации ферментативных процессов дыхания, к изменениям в водном режиме и запасных веществах, их расходу [12]. Эти условия ведут к нарушению гомеостаза и снижению морозостойкости растений, что приводит не только к потере продуктивности, но и гибели растений [22, 33]. Так в Тамбовской области длительные оттепели в зимний период 2001/2002, 2004/2005 годов спровоцировали ранний выход растений вишни из состояния глубокого покоя (II декада декабря), что привело к потере устойчивости даже к незначительным понижениям температуры до -10°…-15°С [4]. В Орловской области оттепели +1,1°…+2,6°С при дальнейшем понижении температуры до -24,5…-27,2°С в зимний период 2006/2007 годов наложили негативный отпечаток на сохранности плодовых почек [2]. При выращивании вишни можно достичь стабильного плодоношения путём использования привойно-подвойных комбинаций [34, 37] с повышенным запасом зимостойкости [11, 18]. Одной из важнейших условий успешного производства вишни является правильный подбор подвоя. Подвои являются важным компонентом интенсивного садоводства из-за их способности адаптировать тот или иной сорт к определенным почвенно-климатическим условиям региона [28, 30, 37]. Отмечено влияние клоновых подвоев на рост и продуктивность, на вкус и величину плодов, морозостойкость сортов вишни [8, 23, 29, 39].

В результате селекционной работы выделены клоновые подвои. В Германии создана серия подвоев под названием Gisela. Лучший из них Gisela 5. Достоинством его является сильная морозостойкость корневой системы, а также физиологическая совместимость с выращиваемыми сортами. В настоящее время он широко размножается в Западной Европе и США как наиболее перспективный [36] В Румынии созданы клоновые подвои для вишни: IP-C2, IP C3 [26]. В Чехии в НИИ плодоводства (Головоусы) созданы подвои P-HL A 84; Р-HL B 224 и P-HL C 6. Они ускоряют плодоношение и увеличивают урожаи [36]. Во ВНИИСПК (г. Орел) выведены подвои: ВП-1, Рубин, ОВП-2, ОВП-3, ОВП-4, ОВП-5, ОВП-6, В-5-88, В-2-180, В-2-230. Подвои характеризуются хорошей укореняемостью зеленых черенков, устойчивостью к коккомикозу, зимостойкостью корневой системы, высоким выходом стандартных сажен- цев. Рентабельность производства саженцев составляет 65–84 % [1]. Во ВСТИСП (г. Москва) получены среднерослые вишнево-церападусные гибриды (Московия, П-7), которые хорошо размножаются зелеными черенками, относительно устойчивы к коккомикозу, высокозимостойки [6]. В СКЗНИИСиВ (г. Краснодар) выделены две иммунные формы из гибридов рода Cerasus Mill.: АИ-1 и АИ-5. Подвои низкорослые, размножаются зелеными черенками [9]. В ВНИИГиСПР (г. Мичуринск) в результате многолетней работы получен ряд слаборослых подвойных форм, характеризующихся зимостойкостью, полностью устойчивых к кокомикозу в полевых условиях: Зеленый шар, Степной родник, Компакт, Супермутант-80, Падоцерус-3, Падоцерус коралловый, Падоцерус НА-2. Эти подвои пригодны как для вишни, так и для черешни [15]. С 1988 г. в Беларуси (Самохваловичи) был начат сбор коллекции клоновых подвоев вишни и черешни: ВП-1, 31470, 31017, Colt, Метеор, ЦШ-34, ЦШ-35. Подвои 31470, ВП-1 отличаются высокой укореняемостью (до 85 %) при размножении зелеными черенками. Однако в суровые зимы подвой 31470 подмерзает в питомнике. По результате наблюдений отмечено подмерзание подвоя Colt в маточнике. Подвои, изученные в Беларуси Московия, П-7 (ВСТИСП г. Москва) и Крымской ОСС ВЦ-13, ЛЦ-52, слабо укореняются при размножении зелеными черенками и отводками, неустойчивы к поражению коккомикозом [18]. С 2008 по 2010 г. РУП «Институт плодоводства» передано 2 клоновых подвоя вишни орловской селекции для государственного испытания в различных регионах Беларуси: ОВП-2, В-2180 [6, 19].

Несмотря на многочисленные исследования подвоев вишни [27, 31], до сих пор не хватает информации по выбору подвоев в регионах возделывания, сохраняются различные гипотезы и противоречивые результаты [37].

Цель исследований – изучить морозостойкость новых привойно-подвойных комбинаций сорта вишни Тургеневка в период зимних оттепелей методом искусственного промораживания и выделить из них наиболее морозостойкие.

Объекты исследований

Объект исследований – сорт вишни Тургеневка, растущий на новых клоновых подвоях селекции института. Стандарт – Тургеневка / Рубин. Год посадки опытного участка – 2011 год. Схема посадки – 5Ч2 м. Междурядье и приствольная зона – естественное залужение.

Сорт Тургеневка (Жуковская свободное опыление) выведен во ВНИИСПК. Дерево средней силы роста. В пору плодоношения вступает на 4-5 год. Зимостойкость дерева высокая, цветковых почек средняя. К коккомикозу средневосприимчив. Сорт среднего срока созревания. Плоды крупные, массой 4,5 г. Введен в Государственный реестр по Центральному, Центрально-Черноземному и СевероКавказскому региону.

Подвой Рубин (Золушка х вишня Маака) выведен во ВНИИСПК. Среднерослый клоновый подвой. Хорошо размножается зелеными черенками и семенами. Дерево среднерослое, прямостоячее. Окореняемость зеленых черенков до 90%. Физиологическая совместимость с районированными сортами хорошая. Возможно размножение в качестве семенного подвоя. Зимостойкость высокая, устойчив к коккомикозу. Растения на подвое Рубин раньше вступают в плодоношение. Средняя урожайность 70-90 ц/га. Включен в Госреестр по Центрально-Черноземному региону.

Материалы и методика исследований

Исследования проводили на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ ВНИИСПК в 2017-2018 годах. Заготавливали материал в начале декабря в слабоморозную погоду. Срезали 10 многолетних веток каждой привойно-подвойной комбинации вишни. Делили по 5 веток на каждый компонент, которые помещали в полиэтиленовые пакеты. Одна ветка – 1 повторность. Хранили опытный материал в холодильном шкафу CV 114-S (Polair, Россия) при температуре -3°С до середины января (III компонент морозостойкости) и до февраля (IV компонент морозостойкости). Закаливание и моделирование повреждающих факторов зимнего периода проводили в климатической камере PSL-2KPH (Espec, Япония), основываясь на общепринятую методику [22]. Показатель морозостойкости определяли в период трехдневной оттепели +2°C после понижения температуры до -25°С (III компонент зимостойкости) в феврале. Определение устойчивости к повторным морозам -30°С (IV компонент зимостойкости) провели после трехдневной оттепели +2°C и повторной закалки в марте. Скорость снижения температуры промораживания – 5°/час. Экспозиция промораживания – 8 часов. После промораживания проводили отращивание многолетних веток в сосудах с водой и по степени побурения органов и тканей оценивали повреждения на продольных и поперечных срезах по шкале: от 0,0 баллов – повреждений нет, … до 5,0 – почки и ткань погибли [22]. Статистическую обработку результатов выполняли методом дисперсионного анализа [5]. При расчете НСР результаты искусственного промораживания генеративных органов вишни (% живых цветковых зачатков) преобразовали через угол-арксинус √%.

Результаты и их обсуждение

Зимние оттепели существенно снижают морозостойкое состояние садовых растений, что впоследствии может привести к их гибели. Способность сортов вишни сохранять устойчивость к морозам во время оттепелей (III компонент морозостойкости) имеет большое значение, особенно на фоне затяжных оттепелей в условиях региона [22]. Растения, вышедшие из периода органического покоя, теряют морозоустойчивость во время оттепелей из-за утраты закалённого состояния в процессе роста. Повреждаются в первую очередь почки, кора и камбий, т.е. ткани, состоящие из богатых протоплазмой, активных метаболических клеток, по сравнению с древесиной [3].

По результатам наших исследований вегетативные почки у сорта Тургеневка на клоновых подвоях 82987, 74340, 74363 подмерзли незначительно (не более 1,0 балла) на уровне стандарта Тургеневка / Рубин. Существенно уступала стандарту по подмерзанию вегета- тивных почек Тургеневка на подвое 74332. У данной привойно-подвойной комбинации вегетативные почки подмерзли на 1,4 балла, что указывает на начало их ростовой активности под воздействием положительной температуры (табл.1). Кора (балл подмерзания – от 0,0 до 0,9 балла) и древесина (балл подмерзания – от 0,0 до 0,2 балла) повредились незначительно после резкого перепада температуры от +2°С до -25°С в феврале у Тургеневки на подвоях 82987, 74340, 74363. Несколько уступала стандарту по подмерзанию коры однолетних побегов изучаемая комбинация Тургеневка / 74332 (1,0 балл). Древесина не всегда сохраняет морозостойкость во время оттепели. Однако при воздействии положительных температур древесина в последнюю очередь теряет закаленное состояние, что хорошо видно и по результатам наших исследований. Практически у всех образцов древесина однолетних побегов не повредилась вследствие резкого понижения температуры до -25°С после трехдневной оттепели +2°С.

В целом, анализируя полученные данные, следует отметить, что в период вынужденного покоя изучаемые привойно-подвойные комбинации характеризовались способностью сохранять морозостойкое состояние при -25°С в период трёхдневной оттепели +2°С (III компонент морозостойкости) как вегетативных почек, так и тканей однолетних побегов (табл. 1). При этом отмечено существенное различие между привойно-подвойными комбинациями по степени повреждения вегетативных почек и коры на 5 % уровне значимости, тогда как на морозостойкость древесины изучаемого сорта клоновые подвои не оказывали существенного влияния.

Для плодовых растений важно быстро восстанавливать закалку после оттепели и при этом выдерживать возвратные морозы. Оттепели в марте очень опасны для растений вишни, так как растения находятся в вынужденном покое. Постепенное снижение температуры после оттепели способствует восстановлению закаленного состояния почек и коры. Древесина не успевает восстанавливать устойчивость, т.к. более инертна, хотя и снижает ее в меньшей степени. Поэтому в закаленном состоянии от мороза чаще страдает древесина, тогда как после оттепелей сильнее повреждаются кора, камбий и почки.

В конце зимы морозостойкость привойно-подвойных комбинаций вишни несколько снижается при воздействии температуры -30°С после трехдневной оттепели +2°С и повторной закалки (IV компонент морозостойкости). У сорта Тургеневка на подвоях 82987, 74332, 74363 выявили обратимые повреждения вегетативных почек в пределах –

Таблица 1. Степень повреждения вегетативных почек и тканей однолетних побегов сорта вишни Тургеневка морозом в период оттепели (среднее значение за 2017-2018 годы) Table 1. Degree of frost damage to vegetative buds and tissues of annual shoots of the cherry variety Turgenevka during the thaw period (2017-2018)

Подвой	Степень подмерзания, балл
	III компонент морозостойкости
	вегетативные почки	кора	древесина
82987	0,7	0,1	0,2
74332	1,4	1,0	0,0
74340	0,9	0,2	0,0
74363	0,8	0,2	0,0
Рубин - st.	0,7	0,2	0,0
НСР 0,05	0,3	0,3	Fф

Таблица 2. Степень повреждения почек и тканей однолетних побегов сорта вишни Тургеневка возвратным морозом после оттепели (среднее значение за 2017-2018 годы)

Table 2. Degree of damage to the buds and tissues of annual shoots of the cherry variety Turgenevka by recurrent frost after the thaw (2017-2018)

Степень подмерзания, балл

Подвой	IV компонент морозостойкости
	вегетативные почки	кора	древесина
82987	1,9	0,9	2,0
74332	1,2	0,4	1,2
74340	2,4	1,3	2,3
74363	1,6	0,6	1,6
Рубин - st.	1,6	0,6	2,2
НСР 0,05	0,5	0,5	0,3

Таблица 3. Процент живых цветковых зачатков привойно-подвойных комбинаций вишни после искусственного промораживания (2017-2018 годы)

Table 3. Percentage of living flower buds of scion-rootstock combinations of cherry after artificial freezing (2017-2018)

Сорт	Подвой	III компонент		IV компонент
		% живых цветковых зачатков	угол-арксинус √ %	% живых цветковых зачатков	угол-арксинус √ %
Тургеневка	82987	74,3	59,5	27,0	31,2
	74332	0,0	0,0	0,0	0,0
	74340	79,4	63,0	0,0	0,0
	74363	0,0	0,0	0,0	0,0
	Рубин - st.	23,5	29,0	0,0	0,0
НСР 0,05			10,9		2,5

от 1,2 до 1,9 балла (табл. 2). Тургеневка на подвое 74340 значительно уступила по способности восстанавливать морозостойкость вегетативных почек после трехдневной оттепели и повторной закалки стандарту Тургеневка / Рубин. У данной привойно-подвойной комбинации отметили средний балл подмерзания вегетативных почек однолетних побегов. Наибольший балл подмерзания коры однолетних побегов был отмечен у изучаемого сорта, который в саду произрастает на подвойной форме 74340. Кора однолетних побегов вишни при этом характеризовалась большей способностью восстанавливать закаленное состояние после оттепели в конце зимы, чем древесина. По повреждению древесины однолетних побегов сорт Тургеневка на подвоях 74332, 74363 был ниже уровня стандарта Тургеневка / Рубин. У изучаемого сорта на подвое 74340 отметили среднюю способность восстанавливать морозостойкость древесины на уровне стандарта после оттепели +2°С и повторной закалки в конце зимы. Анализ результатов искусственного промораживания показал существенные различия между привойно-подвойными комбинациями по повреждению возвратным морозом -30°С вегетативных почек, коры и древесины на 5 % уровне значимости после трехдневной оттепели +2°С и повторной закалки (табл. 2).

По результатам двухлетних исследований установлено, что в период вынужденного покоя генеративные почки вишни подмерзли в период зимних оттепелей в большей степени, чем вегетативные. Это объясняется тем, что продолжительность органического покоя у цветковых почек меньше, чем вегетативных, поэтому они раньше выходят из него и быстрее реагируют на потепления в конце зимы. Вследствие этого положительные температуры в конце зимы – начале весны привели к активации ростовых про- цессов в генеративных органах и при дальнейшем снижении температуры они подмерзли в разной степени. Известно также, что у вишни генеративные почки зимуют в более дифференцированном состоянии, чем, например, у яблони, поэтому они сильнее повреждаются морозами, наступающими после оттепелей [20]. Цветковые зачатки косточковых культур в зимний период погибают вследствие замерзания внутри их клеток глубоко переохлажденной воды, и лед распространяется на все клетки зачатка. Вследствие этого зачаток либо сохраняется, либо погибает [22].

По результатам наших исследований наибольший процент сохранившихся живых цветковых зачатков (от 74,3,0 до 79,4 %) в период трехдневной оттепели +2°С в феврале при резком понижении температуры до -25°С (III компонент морозостойкости) отметили у изучаемого сорта, привитого на подвойных формах 82987, 74340. В марте после трехдневной оттепели +2°С и повторной закалки при последующем снижении температуры до -30°С (IV компонент морозостойкости) у сорта вишни Тургеневка на подвоях 74332, 74340, 74363, генеративные почки погибли, также, как и у стандарта Тургеневка / Рубин. Только у привойно-подвойной комбинации Тургеневка / 82987 было выявлено 27,0 % живых цветковых зачатков (табл. 3).

Заключение

Известно, что под влиянием подвоя изменяется зимостойкость плодовых деревьев. Подвой оказывает прямое и косвенное влияние на зимостойкость привоя, оказывая действие на продолжительность роста и интенсивность процессов его жизнедеятельности [20]. В результате искусственного промораживания надлежит отметить, что в период вынужденного покоя изучаемые привойно-подвой- ные комбинации вишни характеризовались морозостойкостью вегетативных почек, коры и древесины. Достаточно высокой способностью сохранять морозостойкость вегетативных почек, коры и древесины однолетних побегов в период зимней оттепели характеризовался сорт Тургеневка на подвоях 82987, 74340, 74363. Тургеневка на подвоях 82987, 74332, 72363 проявила способность восстанавливать морозостойкость вегетативных почек, коры и древесины однолетних побегов после оттепели и повторной закалки в начале весны. Следует отметить, что древесина медленнее восстанавливала устойчивость к возвратным морозам в конце зимы, т.к. более пассивна, чем кора и камбий (состоящие из активных метаболических клеток). При этом зафиксировано неодинаковое влияние положительной температуры на морозостойкость изученных привойно-подвойных комбинаций. В зависимости от периода зимы устойчивость почек, древесины и коры различна. Так весной (март) оттепели усиливали реакцию генеративных, вегетативных почек и тканей изученных привойно-подвойных комбинаций вишни, чем оттепели в зимний период (февраль).

Почки и прилегающие к ним ткани, повреждаются сильнее, чем остальные ткани побега, особенно во вторую половину зимы. Слабую морозостойкость почек М.Н. Моисеева [13] объясняет наличием в хлорофиллоносных тканях фитогормонов. Во время оттепелей количество их увеличивается, что приводит к активации их жизнедеятельности и при небольшом возвратном похолодании приводит к гибели цветковых почек [20]. Низкая зимостойкость цветковых почек вишни во многом связа- на с их коротким периодом физиологического покоя. В ходе зимовки генеративные почки проходят фазы органического покоя, но даже в покоящихся почках можно обнаружить процессы дыхания, происходит переход одних форм запасных веществ (крахмал) в другие (сахара). В зимнее время в генеративных почках также продолжаются процессы дифференциации элементов цветка [11]. Согласно нашим данным, в феврале изучаемый сорт на подвоях 82987, 74340 был способен сохранять морозостойкость генеративных органов на достаточно высоком уровне после резкого понижения температуры во время зимней оттепели. Однако несмотря на то, что в марте изучаемые привойно-подвойные комбинации вишни проходили повторную закалку после трехдневной оттепели живые цветковые зачатки сохранились только у одной комбинации Тургеневка / 82987. В период вынужденного покоя рост растений зависит от погодных условий, главным образом, от температуры. Поэтому в результате моделирования трехдневной оттепели в начале весны привело к началу ростовых процессов в генеративных органах, а последующее понижение температуры вызвало их сильное подмерзание у изученных привойно-подвойных комбинаций вишни.

Таким образом, проведенные исследования позволили выделить и рекомендовать для возделывания в Центрально-Черноземном регионе сорт Тургеневка на клоновом подвое 82987, обладающий наибольшим потенциалом морозостойкости генеративных и вегетативных почек, коры и древесины в период зимних оттепелей по сравнению с другими изученными привойноподвойными комбинациями вишни.

Об авторе:

Zoya E. Ozherelieva – Cand. Sci. (Agriculture), leading researcher, head of the laboratory of physiology of fruit plant resistance, , ResearcherID: C-7380-2017

С.212-244.