CC BY
69
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИШНИ © И. П. Спиц..........
ВВЕДЕНИЕ
Вишня является одной из основных плодовых культур. Они широко распространена и пользуется высокой популярностью среди потребителей, так как имеет хорошего качества плоды для использования в свежем виде и изготовления различных продуктов переработки и лекарственных препаратов. Вишня относится к урожайным и скороплодным сельскохозяйственным культурам.
Однако в последнее время площади под ее насаждениями в России резко сократились. Одна из причті -это изменение климата и экологической среды произрастания, неустойчивость многих сортов к таким изменениям, отрицательные реакции вишни на целый ряд абиотических, биотических и антропогенных экологических факторов, снижающих репродуктивную активность растений. К невысоким зимостойкости и устойчивости к коккомокозу прибавилась угроза снижения урожайности и качества плодов за счег возрастания числа аномалий плодов и семян, используемых в пи-томниководстве. Поэтому особую актуальності, приобретают проблемы выявления и устранения причин отрицательного влияния внешней среды на репродуктивные органы вишни, совершенствование технологии возделывания пой культуры, опирающейся на научнообоснованные приемы Очень важно, в пой связи, знать тонкие механизмы формирования цветков, завязи, зародышей, семени и плодов, их взаимосвязи с генетической природой растения и экологическими условиями формирования будущего урожая [1,2|.
()БЪЕКТЫ ИССЛЕДОВДІІИЯ
Изучена экология многолетних плодовых косточковых культур рода Cerusus juss (вишни), районированные в Тамбовской области. В эксперимент были вовлечены наиболее широко распространенные виды вишни: Cerasms vulgaris Mill (вишня обыкновенная), Cerasus avium Moench (черешня), Cerasus fruticosa Pall (вишня степная), Cerasus inahaleh (вишня магалебская), Cerasus tomentosa Wall (вишня войлочная). Cerasus bessey Lunell (вишня беесея), Cerasus pumila (вишня низкая), Ctrasus pensilyaiiika Lois (вишня пенсильванская), Cerasus pumila Michx (вишня низкая), Cerasus austera Borckex Roein (кислая вишня), Cerasus collina Lejet Court (холмовая вишня).
Сорта: Любская, Владимирская, Жуковская, Комсомольская. Харитоновская, Деннсена желтая, Черный орел. Белая Винклера, Идеал, Фестивальная и другие;
гибриды: С. vulgaris х С. avium, С. fruticosa х С. avium, С. vulgaris х С. avium (элиты № 60, 75, 112. 120, 120 и другие - селекции С.В. Жукова, Е.Н. Харитоновой, С.В. Жукова) [3].
Перечисленные виды, сорта и гибриды вишен собра-ны в генетической коллекции Всероссийского научно-исследовательского института генетики и селекции плодовых культур имени И.В. Мичурина (г. Мичуринск).
МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИМІНИ
Использовались общепринятые методики регистрации экологической ситуации (температура воздуха и почвы, влажность воздуха и почвы, радиация, атмосферное давление) в период макро- и микроспорогене-за, гаметогенеза, оплодотворения, зиготогенеза, эмбриогенеза, семя- и плодообразовання (таблица 1).
Особое внимание в экспериментах было уделено воде (влажность воздуха и почвы, оводненность тканей и органов растении, тургесцентность и дефицит относительной гургесцеїггности тканей и клеток растений) -как экологический абиотический фактор. «Ни что другое не кладет столь резкого отпечатка на внутреннее и внешнее сфоенис растения, как отношение его к содержанию воды в воздухе и почве», - писал известный датский ботаник Е. Варминг в 1901 году. Учитывается естественное водообеспечение вишен в различные года вегетации, а также была применена методика ис-кусственного регулирования водного режима опытных растений: оптимальное водообеспечение (70-75 %-ная влагоемкость почвы от полной полевой влагоемкости в метровом слое почвы), водный дефицит - искусственная засуха (35-40 %-ная влажность), повышешшя вла-гообеепеченность (около 100 %). Дія пой цели были использованы каркасы, обтянутые полиэтиленовой пленкой и вегетационные домики, в которые помещались плодовые растения (10-12 лет). Влажность воздуха и температурный режим регистрировались с помощью гигрографов, термографов и термометров. Влажность почвы определялась методами высушивания соответствующих проб. Сроки полива устанавливали по ЭСТЛ (электрическое сопротивление тканей листа но методике АН Молдавской ССР), оценку водного режима проводили рефрактометрическим методом путем определения ККС (концентрация клеточного сока по Лобову в процентах). Водный дефицит растения, относительную тургесцентность и дефицит относительной тургесцетности определяли общеизвестными в физиологии методами 11. 2|.
Таблица I
Урожайность растений р. С crus us и экологическая ситуация в период эмбриогенеза семя- и плодообразования 1996-1998 гг. (апрель - июль)
Абиотические фактор! 1 (средние показатели) Урожайность
Экологиче- с в пересчете в % средняя
Год Средняя 1° месяца Число дней с осадками в месяц Влаж- ность воздуха °/о Влаж- ность почвы % Радиа- ция мрч Атмосферное давление мм рт. ст ская оценка по водо-обеспече-нню растений Вид гибрид (сорт) одного растения кг на один га ц/га к опти- маль- ному с одно- го рас- тения КТ с одно- го га ц/га «+», «-» к оп-тима- 1ЫЮ му (%)
1996 19.6 19 84.9 87.0 12.7 748 Высокое водообес- С. vulgaris (Любе кая) 16.0 133.4 152.4 15.8 131.4 +41.5
нечение С. fruticosa (Идеал) 13,5 112.6 137.8
С. avium (Чёрный орёл) 19.0 158.5 143.9
С. vulgaris х С. avium (Любская х Чёрный орёл) 14.5 120.9 131.8
1997 18.5 16 79.2 68.0 13.4 748 Оптимальное водо- С. vulgaris (Любская) 10.5 87.6 100.0 11.2 92.8 0.0
обеспече-11 ие С, Iruticosa (Идеал) 9.8 81.7 100.0
С. avium (Чёрный орёл) 13.2 110,0 100.0
С. vulgaris х С. avium (Любская х Чёрный орёл) 11.0 91.7 100.0
1998 19.8 12 70,5 54.0 12.8 750 Недоста- точное С. vulgaris (Любская) 4.1 34.2 39.0 5.5 45.8 -50,1
водообес- нсченне С. frulicosa (Идеал) 6,0 50.0 61.2
С. avium (Чёрный орёл) 5.8 48,4 43.9
С. vulgaris х С. avium (Любская х Чёрный орёл) 6.1 50.9 55.5
Таблица 2
Осыпание завязи у вишни обыкновенной (сорт Любе кая) в условиях регулируемого водного режима растений (1997год)
Водный режим Влажность почвы (% от полной полевой влагоемкости) Схемы реципроктных скрещиваний С )пылено цветков (штук) Осыпалось завязи Собрано плодов всего
мелкая (май) крупная (июнь)
ШТУК % штук % штук % иплк %
Контроль (режим оптимальный) 70 Контроль* Контроль зоо 165 55,0 93 31,0 258 86,0 42 14,0
Контроль* Полив 300 147 49,0 105 35,0 252 84,0 48 16,0
Контроль* Засуха 300 213 71,0 63 21,0 276 92,0 24 8,0
Полив (достаточное водо-обеспечете) 85 Полив* Полив 300 144 48,0 90 30,0 234 78,0 66 22,0
Полив* Контроль 300 150 50,0 96 32,0 246 82.0 54 18,0
Полив* Засуха 300 240 80,0 27 9,0 267 89.0 33 11,0
Засуха (водный дифицит) 30 Засуха* Засуха 300 243 81,0 39 13,0 282 94,0 18 6,0
Засуха* Полив 300 240 80,0 27 9.0 267 89,0 33 11,0
3aevxa* Контроль 300 237 79,0 39 13,0 276 92,0 24 8,0
•Примечание: 1997г. - год с оптимальным режимом волообеспсчення растений (по метеоданным). Теоретическая фертильность растений равна 100
ПРОБЛЕМЫ С< )ВРНМЕНН( >Й 'Ж( )ЛС )1 ИИ МНОГОЛЕТНИХ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР
1. Изучение влияния экологических абиотических факторов на репродуктивные органы растения.
2. Выявление зависимости продуктивности (урожайности) растений от экологической ситуации в период формирования эмбрионов, семян и плодов.
3. Изучение архитектоники онтогенеза многолетних плодовых культур в связи с экологией.
4. Изучение влияния отдельных экологических факторов внешней среды (абиотических, биотических, антропогенных) на жизнеспособность растения в целом и его продуктивность в частости.
5. Оценка возможностей использования многолетних плодовых культур, в том числе вишен, в качестве биоиндикаторов в экологическом моноторинге
6. Оценка ответных реакций растений (морозоустойчивость. зимостойкость, устойчивость к болезням и вредителям и др.) на изменение экологической ситуации под влиянием антропогенных факторов
7. Использование результатов экологических исследований многолетних плодовых растеши! в разработке и усовершенствовании технологии их возделывания.
8. Поиски путей стимулирования профилактических мер, направленных на уменьшение отрицательного воздействия па растения неблагоприятных экологических факторов внешней среды |2|
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Растения ]). Сегахих характеризуются относительно широкой экологической амплитудой. По светолюбию они занимают среднее место. В раннем возрасте хорошо переносят затемнение, позже становятся более требовательны к свету, особенно верхнему. Чем дальше к северу произрастают вишни, тем слабее у них ответвления и больше потребность в свете. Огмечаегся некоторое отличие в форме и размерах клеток листьев, особенно эпидермиса, в тени и на свету |2|.
Вии щи требовательны к температурному режиму и особенно чувствительны к морозам, начиная с -25 °С. Наилучший рост вишен отмечен при средней температуре 15-20 °С.
Загрязнение воздуха вишни переносят с оценкой удовлетворительно, снижая интенсивность роста и продуктивность.
По отношению к воде растения p. Cerasus являются мезофитами, на сухих почвах растут плохо 11, 2). пред-почитают оптимальное увлажнение (степень увлажнения 70-80 % от полной полевой влагоемкости в метровом слое почвы).
Вода для вишен - один из важнейших абиотических экологических факторов. Это среда, в которой протекают все процессы обмена веществ растения. Она составляет основную часть цитоплазмы, определяя структуру и функции клеток, обеспечивает связи между отдельными органами, способствует передвижению питательных веществ. Вода в растении находится как в свободном, так и в связанном состоянии. Свободная вода легко передвигается, легко вступает в различные биохимичесие реакции, испаряется в процессе транспирации. замерзает при низких температурах, обеспечивает тургесцентносгь клеток, тканей и органов. Связанная вода взаимодействует с коллоидными частицами и неводными компонентами клетки
Содержание воды в различных органах вишен колеблется в широких пределах и зависит от их функции и этапа онтогенеза. Так, в листьях ее содержание составляет 80-90 %; в стеблях 75-82 %; в корнях 70-75 %. Вакуоли клеток наиболее богаты водой, где содержание ее достигает 96-98 %.
Много воды непрерывно расходуется за счет испарения в процессе транспирации. Для возмещения потерь води в растение должно непрерывно поступать большое ее количество, сохраняя водный баланс, обеспечивающий жизненность растений.
В таблице 2 приведены результаты наблюдений за осыпанием завязи у вишни обыкновенной (сорт Люб-ская) в условиях искусственно регулируемого обеспечения растений в период формирования репродуктивных органов (цветков, эмбрионов, семян и плодов). Отмечена наилучшая завязываемость в условиях достаточного увлажнения почвы (75-80 % от полной полевой влагоемкости в метровом слое почвы) - 16-22 % от общего числа опыленных цветков. Низкая • завязываемость плодов (от 6 % до 8 % наблюдается в тех скрещиваниях, где хотя бы один из родителей находился в
условиях водного дифицпта (засуха 3(1—40 %-пая влаж-ность в метровом слое почвы). 1-5 таблице I проанализирована урожайность вишен по годам, различающимся складывающимся в естественных условиях йодным режимом. В 1996 году (средняя влажность почвы 87 %) урожайность превысила контроль па 41.5 %. а в 1998 году (средняя влажность почвы 54 %), наоборот, отмечено снижение урожайности на 50,1 %.
ВЫВОДЫ
І. Ведущим абиотическим экологическим фактором в формировании репродуктивных органов у вишен является вода.
2. Водный дефицит в период цветения, эмбриогенеза. семя- и плодообразования вызывает обильное осыпание завязи у вишен и снижает урожайность до 50 %.
3. Полученные результаты экологических исследований вишен найдут место в усовершенствовании технологии возделывания этих плодовых культу}!.
ЛИТЕРАТУРА
I Спицын П.П. Генетика, цитология, эмбриология вишии Экология. Тамбов. 1994.
2. Спицын П.П. Цнтоэмбриологические. генетические и экологические исследования продуктивности вишни. Тамбов. 2001
3. Жуков О.С.. Харитонова &Н. Селекция вишни М.. 1988
