Козаева М.И., Платицын И.В., Истомин А.М.
Всероссийский научно-исследовательский
институт генетики и селекции
плодовых растений им. И.В. Мичурина, Россия, г. Мичуринск
Оценка адаптационной способности коллекционных
форм и сортов груши в условиях абиотических и биотических стрессов
В настоящее время состояние плодоводческой отрасли в
России оценивается как более чем сложное: отмечается тенденция уменьшения площадей, урожайности многолетних
насаждений, а также валового производства плодов [1]. Анализ мирового
производства плодов груши показывает, что среди производителей Россия занимает
одно из последних мест. Сокращается срок эксплуатации грушевых садов. В течение
ряда лет во многих садах грушевые деревья становятся нерентабельными уже в
среднем возрасте, а иногда и раньше [2]. Причины сложившейся ситуации заключаются в усилении негативного действия
стрессовых факторов [3]. Экстремальные условия перезимовки, весенние
заморозки, другие климатические аномалии ослабляют иммунную систему плодовых
деревьев, создавая неблагоприятные условия для жизнедеятельности [4].
Увеличение
площадей насаждений груши в Центрально-Чернозёмном районе напрямую зависит от
наличия высококачественного посадочного материала наиболее приспособленных
сортов [5]. Именно адаптивные качества сорта в первую очередь определяют
полноту его хозяйственно ценных признаков [6]. В
связи с этим, целью наших исследований явилась разработка методов определения
адаптации растений груши, что позволит
найти правильный подход к решению вопросов, связанных с возделыванием этой
культуры.
Объектами исследований в 2010-2011 г.г. служили формы и сорта груши, имеющие различный уровень адаптации к
условиям внешней среды: карликовые формы Г4-П2, и N4-7, сорта селекции ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина
Августовская роса, Гера, Нежность, Северянка, Ника, Скороспелка из Мичуринска,
Яковлевская и сорт народной селекции Бессемянка. Генетическая коллекция
представлена растениями 1990 года посадки. Схема посадки 7 х 5 м и 4 х 6 м.
Уход за опытными растениями осуществлялся путём применения общепринятых приёмов
агротехники. Средства химической защиты от болезней и вредителей за период
исследований не применялись.
Объектами исследования являлись также
изоляты микроорганизмов, выделенные из побегов растений.
Общее состояние форм и сортов груши
оценивали согласно «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и
орехоплодных культур» [7].
Оценку степени усыхания проводили по 5-балльной
шкале:
0 – здоровое дерево;
1 – усохло до 10% побегов или единичные
скелетные ветви;
2 – усыханием охвачено до 1/3 ветвей
кроны; на коре могут быть небольшие по площади язвы;
3 – усохло до половины ветвей кроны; на
коре большие язвы;
4 – усыханием поражено более половины
ветвей кроны, дерево погибает;
5 – погибшее дерево [8].
Изолирование эндофитной микробиоты
проводили с использованием однолетних побегов в стерильных условиях на
агаризованную питательную среду в пробирки в 10 повторностях. Тестирование
проводилось в одни и те же сроки.
Результаты тестирования на тот или иной
показатель микробиоты (бактерия, гриб,
смешанная микробиота, отрицательный тест, т.е. отсутствие роста
микроорганизмов) выражали в процентах от общего количества тестов.
В условиях 2010 – 2011 г.г. проводилась
оценка общего состояния растений, степени их усыхания в связи с показателями
эндофитной микробиоты у различных форм и сортов груши.
Метеорологические условия оказывают
большое влияние на состояние растений. В период проведения исследований
погодные условия были весьма контрастными. 2010 год запомнился достаточно
низкими зимними температурами (ниже 300С), а также аномальной и
жестокой засухой. Весной после распускания как вегетативных, так и генеративных
почек у изучаемых форм и сортов груши наблюдалось усыхание верхних молодых
листьев, концов побегов, позднее – отдельных ветвей, а в некоторых случаях – и
большей части кроны растения. Погодные условия 2011 года, которые
характеризовались отсутствием экстремальных температур, близким к норме
количеством осадков, несколько снизили неблагоприятные последствия 2010 года.
Тестирование однолетних побегов выявило
зависимость состояния эндофитной микробиоты от интенсивности развития усыхания.
Установлена обратная зависимость частоты тестирования бактериальной микробиоты
от интенсивности развития усыхания у форм и сортов груши (k=0,7). Высокий показатель
бактериальной микробиоты был отмечен у сортов Августовская роса (78,3%),
Яковлевская и Ника (по 73,3%). Степень усыхания у данных сортов колебалась от 0
до 1 балла, что выразилось в отмирании лишь отдельных побегов. Наименьшая
бактериальная активность наблюдалась у сорта Бессемянка (30%), который имел
глубокую степень усыхания (4 балла). Несмотря на то, что частота тестирования
смешанной микробиоты в 2010 – 2011 годах была невысокой, удалось установить
прямой характер зависимости этого показателя от степени усыхания (k=0,6).
Наименьшую токсическую нагрузку (показатели смешанной микробиоты – от 0 до 4,1%) испытывали сорта со слабо
выраженными симптомами усыхания (Ника,
Яковлевская, Августовская роса). У карликовых форм N4-7 и Г4-П2 с признаками усыхания в 2 балла значения
смешанной микробиоты составили 11% и 15,2%, соответственно.
Кроме частоты тестирования бактериальной,
смешанной микробиоты, важным показателем состояния растений является также
процент отрицательного теста.
Неблагоприятные внешние воздействия на растение вызывают нарушения в
окислительно-восстановительной системе, в результате чего происходит накопление
продуктов окисления в растительных тканях, что вызывает окислительный стресс у
растений [9]. Такой «окислительный взрыв» ведёт к подавлению роста
микроорганизмов и увеличению процента отрицательных тестов. Поэтому высокий
процент таковых свидетельствует о повышении уровня окислительного стресса и
снижении адаптационной способности. Видимыми проявлениями этого процесса являются в одних случаях угнетение
роста и развития растений, в других – усыхание их отдельных органов или гибель
всего растения.
Установлено, что зависимость показателей
отрицательных тестов от интенсивности развития усыхания также носит прямой
характер (k=0,8). Сортам Яковлевская, Августовская роса, Ника с низкой степенью
усыхания соответствует низкий процент отрицательных тестов, который колебался
от 10,7% до 23,3%. У сорта Бессемянка с
более выраженными симптомами усыхания этот показатель был равен 55%.
Таким образом, абиотические факторы
сыграли главную роль в интенсивности развития усыхания на груше. Под действием
неблагоприятных погодных условий у менее адаптированных форм и сортов груши
снижается частота тестирования бактерии, что ведёт к увеличению процента
отрицательных тестов на микробиоту и активизации грибных патогенов, в
результате абиотический стресс осложняется биотическим. Это способствует
усилению некрозности у растений груши, проявившейся в условиях 2010-2011 г.г. в
разной степени зависимости от формы и сорта.
В свою очередь, эндофитная микробиота
служит биологическим индикатором состояния растений. Поэтому её показатели
следует использовать для оценки адаптационной способности форм и сортов груши.
Литература
1.
Макарова Т.А. Перспективные
сеянцы яблони для Среднего Урала /
Т.А. Макарова // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. тр. науч.-практ.
конф. «Состояние плодовых растений после зимы 2006/07 г. и проблемы их
зимостойкости» (3 июня 2007 г.) и междунар. науч.-практ. конф. «Инновационные
направления впитомниководстве плодовых культур» (14 – 15 июня 2007 г.) – М.:
Изд-кий Дом МСП ГНУ ВСТИСП, 2008. – Т.XYIII.–
С. 215-219.
2.
Можар Н.В. Оценка сортов
груши на устойчивость к основным болезням / Н.В. Можар, А.Г Иванюта //
Плодоводство и ягодоводство России: сб. науч. работ. –М., 2010. – Т. XXIY. Ч. 2. – С. 85 -90.
3.
Гудковский В.А. Проблемы
и пути развития эффективного садоводства в России / В.А. Гудковский //
Интенсивное садоводство: материалы междунар. науч.- практ. конф. Молодых учёных,
посвящённой 145-летию со дня рождения И.В.Мичурина и 90-летию проф.
В.И. Будаговского, 6 – 8 сентября 2000 года. – Ч. 1. С. 20 – 25.
4.
Каширская Н.Я.
Предварительные результаты по применению адаптивных препаратов в сочетании с
современными высокоэффективными пестицидами / Н.Я. Каширская, , И.М. Зуева
// Интенсивное садоводство: материалы междунар. науч.- практ. конф. Молодых
учёных, посвящённой 145-летию со дня рождения И.В.Мичурина и 90-летию проф.
В.И. Будаговского, 6 – 8 сентября 2000 года. – Ч. 1. С. 1-2 – 103.
5.
Круглов Н.М. Сорта и
подвои груши в производстве посадочного материала / Н.М. Круглов, Р.Г.
Ноздрачёва, В.Н. Ноздрачёв // Плодоводство и ягодоводство России: Сб. тр.
науч.-практ. конф. «Состояние плодовых растений после зимы 2006/07 г. И
проблемы их зимостойкости»3 июня 2007 г.) и междунар. науч.-практ. конф.
«Инновационные направления впитомниководстве плодовых культур» (14 – 15 июня
2007 г.) – М.: Изд-кий Дом МСП ГНУ ВСТИСП, 2008. – Т.XYIII. - С. 199 - 204.
6.
Жученко А.А.
Конструирование адаптивных
агроэкосистем и агроландшафтов / А.А. Жученко // Научные основы разработки
экосистем, устойчивых к биотическим стрессам с оптимальным фитосанитарным состоянием.
С-Пб, 2005. – С. 3 – 10.
7.
Программа и методика
сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. – Орёл., 1999. 608 с.
8.
Фирсова Ю.Е. Роль грибов
в усыхании косточковых плодовых культур в условиях ЦЧР России /Ю.Е. Фирсова //
Диссертация … канд. Биол. Наук. – Мичуринск, 1995.
9.
Гудковский В.А. Стресс плодовых растений / В.А.
Гудковский, Н.Я. Каширская, Е.М. Цуканова // ВНИИС им. И.В. Мичурина.
- Воронеж: «Кварта», 2005. – 128 с.