к.б.н. Киселева Н.С.

ГНУ Всероссийский НИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии

ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭТАПОВ ОРГАНОГЕНЕЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ГЕНЕРАТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ГРУШИ

Современные технологии возделывания плодовых направлены на получение высоких и стабильных урожаев. В настоящее время средняя урожайность плодовых культур далека от потенциально возможной. Это объясняется огромной зависимостью сельхозпроизводителей от «капризов» природы, поэтому как никогда перед отраслью остро стоит задача управления продукционным процессом в специфические по погодным условиям годы.

Актуальность решения этой проблемы обусловлена тем, что современные сорта большинства плодовых культур, имея высокий биологический потенциал продуктивности, проявляют недостаточную устойчивость к неблагоприятным факторам среды, особенно в условиях, где годы с благоприятными условиями чередуются с годами, в которые периодически возникают стрессовые проявления (весенние ночные заморозки, туманы), снижающие продуктивность сорта. Решение этого вопроса невозможно без изучения механизмов и закономерностей продукционного процесса, раскрытия потенциальных возможностей плодовых растений в определенных условиях их культивирования, с учетом реализации адаптивного потенциала при действии абиотических факторов [1, 2].

Объектами исследования служили генеративные почки сортов груши различных сроков созревания коллекции ГНУ ВНИИЦиСК (г.Сочи). Дифференциацию почек изучали на временных препаратах (анатомических срезах), используя анатомо-морфологические методики [3, 4].

В южной плодовой зоне Черноморского побережья Краснодарского края полностью удовлетворена потребность груши в тепле, однако по фазам развития наблюдается нестабильность в виде низких и высоких температур. Чаще и больше наносят вред низкие температуры в зимне-весенний период. В весенне-летний период недостатка тепла обычно нет, но высокие летние температуры могут разрушить развитие цветковых почек. Например, при среднесуточной температуре выше 25⁰С, приостанавливается дифференциация цветковых почек у груши.

Сроки прохождения основных фенологических фаз сезонного развития районированных и перспективных сортов груши (начало вегетации, начало и конец цветения, съемная спелость плодов), соответствующие нашим климатическим условиям. показаны в таблице 1.

Таблица 1.

Основные этапы прохождения фенологических фаз деревьев груши.

Сорта	Начало распускания почек		Начало цветения		Съемная спелость плодов
	даты	Т ср. 0С	даты	Т ср. ^0С	дата	Сумма активных температур, ^0С
Ранне-летние	11.03±8	4.4±2.5	15.04±10	9.0±3.5	7.08±9	2310…2755
Летние	17.03±9	5.0 ±1.5	20.04±11	13.8 ±4.7	21.08±10	2755…2932
Осенне-зимние	24.03±11	7.0±1.5	22.04±9	15.9±5.5	1.09±15	2932…3600

Фенологические наблюдения за развитием груши в разных зонах произрастания имеют научное и практическое значение и являются обязательным элементом производственно-биологического сортоизучения. По срокам наступления той или иной фазы можно судить о степени приспособленности сортов к условиям произрастания и их хозяйственно-биологической ценности. У всех исследуемых сортов отмечена значительная изменчивость в отношении прохождения фаз развития, которая связана с биологическими особенностями сортов и погодными условиями в различные годы.

По средним многолетним данным начало вегетации изучаемых сортов груши отмечено в первой-третьей декаде марта, разница между ранними и поздними сортами в пределах года составляет 6-12 дней. Отклонение срока вегетации в зависимости от года у одних и тех же сортов достигает 7-25 дней.

Число дней межфазного периода (начало вегетации - начало цветения) варьирует в зависимости от года от 14 до 35 дней. С увеличением среднесуточной температуры во время межфазного периода продолжительность его резко сокращается (R=-0,77).

В отношении фазы начало цветения у изучаемых сортов груши также наблюдается изменчивость, которая связана с биологическими особенностями сортов и погодными условиями. Продолжительность цветения по средним многолетним данным варьирует от 5-12 дней (C_V=8,9%).

В течении 2002-2010 гг. при изучении метеоданных каждого анализируемого года для расчета многомерной регрессии были отобраны факторные признаки: Х₁-дата наступления начала вегетации; Х₂-средняя температура во время наступления цветения; Х₃-сумма температур выше 5⁰С к началу цветения.

Полученное уравнение регрессии в стандартизированном виде имеет вид: Y=4,7*X₁+0,9*X₂-3,9*X₃, где Х₁-дата наступления начала вегетации; Х₂-средняя температура во время наступления цветения; Х₃-сумма температур выше 5⁰С к началу цветения (R=0.89, R²=78%).

По результатам дисперсионного анализа можно утверждать, что климатические факторы (91,94% при F_ф>F_т) влияют на начало вегетации, а последовательность вступления сортов в вегетацию сохраняется благодаря сортовым особенностям (71,46%).

На начало цветения оказывают большее влияние сортовые особенности (71,46%), чем климатические (2,33%), а вот на урожае больше сказываются погодные условия (70,56%) в период цветения, чем особенности сорта (17,5%).

Начальным этапом изучения продуктивности груши является исследование биологического потенциала, которому предшествует закладка плодовых почек и формирование генеративных побегов (Рис. 1).

а, б-развитие первичного бугорка оси соцветия		в, г-дифференциация оси соцветия

Рисунок 1. Формирование генеративного потенциала на III-этапе органогенеза у груши сорта Черноморская Янтарная. Увеличение х 480.

Для микроскопического исследования органогенеза груши проводился отбор плодовых почек с 2-х деревьев одного возраста каждого сорта (по 2-4 букетные веточки и по 2-4 однолетних ростовых побега с различных сторон дерева), на букетных веточках и однолетних ростовых побегах, расположенных на ветвях четвертого-пятого порядков ветвления. Для просмотра образцов отбирались пробы с промежутками 2 - 12 дней в зависимости от этапа и интенсивности органообразовательных процессов.

Микроскопическое исследование органогенеза груши осуществлялось за 3 недели до цветения, когда в цветках одновременно проходят два формообразовательного процесса - микроспорогенез и формирование мужского гаметофита, а также макрогенез и формирование женского гаметофита (VI-VII этапы органогенеза).

Установлено, что интенсивность процессов развития растений в этот период регулировалась главным образом воздействием внешних факторов – прежде всего температуры воздуха (Рис. 2).

а)	б)
I-1-я декада марта; II-III-1-я декада июля – 1-я декада августа; IV-2-3-я декада августа; V- VI-VII-VIII-1-3-я декада апреля ; IX-3-я декада марта - 1-2-я декады апреля; X-1-2-я декада июня; XI- 1-я декада июля; XII-2-3-я декада июля .

Рисунок 2. Динамика температуры воздуха (а) и суммы осадков (б) в 2012-2013 гг. по декадам месяцев (1-3-я) и этапам органогенеза груши (I-XII).

Стабилизация температуры в пределах 9-11⁰С стимулировала активность ростовых процессов: начался интенсивный рост всех органов соцветия и цветка (особенно быстро росли чашелистики и лепестки, медленнее - пестики и тычинки).

С началом вегетации и весеннего развития нами проведено изучение VII-XII этапов органогенеза развития плодовых почек [1, 3, 4]. Характерным является формирование в пыльниках материнских клеток пыльцы (VII этап) и тетрад микроспор (VIII этап). Формирование одноядерной и двуядерной пыльцы (IX этап) совпадает с периодом цветения. Завершающие этапы закладки основ продуктивности связаны с развитием и созреванием плодов груши (X-XII этапы).

Определено, что в наших условиях формирование потенциальной продуктивности груши характеризуется отсутствием осадков, высокой температурой и сухостью воздуха и почвы. Следовательно, знание этапов органогенеза и условий их прохождения, позволит наблюдать на каждом этапе формирование и редукцию элементов продуктивности (генеративных побегов, цветков, плодов), дать оценку сорту и его ответной реакции на воздействие неблагоприятных факторов среды, которую можно прогнозировать и использовать в дальнейшей работе, в том числе - для отбора сортов с более поздними сроками цветения.

ЛИТЕРАТУРА

1.Алехина Е.М., Доля Ю.А. Оценка формирования и реализации продуктивности черешни (Методическое пособие).- Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, 2013.- 29 с.

2.Жученко А.А. Адаптивное сельскохозяйственное растениеводство /А.А.Жученко.-Кишинев: Штиинца, 1999. – 231 с.

3.Исаева И.С. Морфофизиология плодовых растений (Курс лекций МГУ) /И.С.Исаева.-М.: МГУ, 1974.-134с.

4.Исаева И.С. Органогенез плодовых растений/И.С.Исаева.-М.: МГУ, 1977.-32с.

5.Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под ред.Е.Н.Седова и Т.П.Огольцевой // Орел: - ВНИИСПК, 1999. – с. 608.