Особенности органогенеза яблони и возможности его оптимизации

Аннотация

Показаны особенности органогенеза яблони в садах интенсивного типа. Подобран агроприём, направленный на оптимизацию данного процесса.

Ключевые слова: яблоня, органогенез, генеративные почки, некорневое питание, кальций.

Жизненный цикл любого плодового растения подразделяется на возрастные периоды [1]. Последователи П. Г. Шитта [2] в жизненном цикле плодовых растений выделили и обосновали следующие возрастные периоды: рос, рост и плодоношение, плодоношение и рост, плодоношение, плодоношение и усыхание, усыхание и отмирание ветвей, рост. В годичном цикле развития древесных растений отмечаются два периода: вегетация и покой. На протяжении вегетации у плодовых растений наблюдается последовательная смена фенологических фаз [3]. Мониторинг за прохождением фенологических фаз является полезным для решения практических вопросов агротехники. Так, П. Г. Шитт [4] отмечал, что наибольшей эффективностью обладает агроприём, применяемый под соответствующую фенофазу, с некоторым опережением.

Однако, по мнению А. И. Ускова [5]: — «Фенологические фазы примитивно с запозданием отражают по внешним признакам формообразовательные процессы плодовых растений, при этом сроки их наступления часто увязывают с метеорологическими и др. условиями». Этот постулат приобретает особое значение при разработке прецизионных технологий возделывания плодовых растений. Совершенно очевидно, что в основе подобных агротехнологий будет находиться глубокое изучение особенностей прохождения генеративными почками плодовых культур этапов органогенеза. Это позволит своевременно применять соответствующие приёмы корректировки с целью оптимизации данного процесса. Последнее и явилось целью наших исследований.

Для решения поставленной задачи в 2010;2011 гг. в прикубанской зоне плавневой подзоне садоводства (почвы — алювиально-луговые) заложен опыт по изучению влияния некорневой обработки кальбитом кальция (1л /1000 л) на процесс закладки и дифференциации цветковых почек яблони. Опрыскивание деревьев проводили в фенофазу «смыкание чашелистиков». Контроль — растения, обработанные водой. Исследовали сорта яблони: Голден Делишес, Гренни Смит, Ренет Симиренко в саду, заложенном в 2007 г. по схеме 3,75×1,00 м., на подвое М9, а также сорт Ред Чиф в насаждениях закладки 2000 г. Схема посадки 5,0×1,5 м., подвой ММ 106. Сады орошаемые. Уход за насаждениями осуществляли по агротехническим указаниям [6]. Повторность опытов — шестикратная.

Полевые и лабораторные опыты проводили в соответствии с общепринятыми методиками [7, 8]. Повторность анализов — двукратная. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики.

По мнению А. И. Ускова [5], «цикл органогенеза представляет собой цепь последовательных органообразовательных процессов, начиная от образования меристемы ростовой почки и кончая зрелым семенем. Это единый морфогенетический процесс». Органогенез плодоносящей яблони длится, как правило, два года. При этом закладка цветковых почек происходит на приросте текущего года [9]. Отмечаются случаи, когда у яблони полный цикл органогенеза происходит в течение трёх лет. В первый год происходит формирование ростовой почки на текущем приросте. Далее на второй год формируется розетка листьев и закладывается генеративная почка. Цветение происходит на третий год [10].

У неплодоносящих деревьев яблони отмечается неполный цикл органогенеза. В частности, в первый год формируется вегетативная почка, из которой на второй год формируется побег и листья [11].

Таким образом, в завершении полного цикла органогенеза образуются плоды с семенами, тогда как неполный цикл заканчивается формированием ростовых почек [5].

Мониторинг прохождения этапов органогенеза делает возможным корректировку реализации продукционного потенциала плодовых культур. В этой связи наибольший интерес представляют этапы, характеризующие репродуктивное развитие.

По мнению Ф. М. Куперман [12] в третьем этапе органогенеза происходит переход из вегетативного состояния в репродуктивное. В это время форма конуса нарастания трансформируется из округлой в коническую.

Следует отметить, что на данном этапе развития паренхима конуса нарастания содержит в большом количестве кальций, необходимый для её дальнейшего развития. При появлении первого бугорка концентрация кальция резко снижается [13].

Использование в качестве некорневой подкормки кальбита кальция эффективно отразилось на продолжительности третьего этапа. При препарировании генеративной почки, уже в середине июля отмечались качественные различия в их развитии по вариантами опыта.

Кроме того, под действием некорневого питания кальцием продолжительность закладки новых первичных бугорков в генеративных почках в целом сократилась во времени. Так, у сорта Голден Делишес в варианте с обработкой кальцием данный показатель уменьшился на 30% в сравнении с контролем. Вместе с тем у других изучаемых сортов разница в продолжительности закладки первичных бугорков была не столь рельефной.

Использование указанного агроприёма обеспечило увеличение количества образованных генеративных почек, особенно у сорта Голден Делишес. В частности, закладка цветковых почек данного сорта под влиянием кальция превышала контрольные значения на 21%.

Рисунок 1 — Продолжительность закладки новых первичных бугорков генеративных почек различных сортов яблони (июль 2010 г.).

В последующем развитии цветковых почек также прослеживалось преимущество вариантов с обработкой деревьев кальцием.

На следующем, четвертом, этапе органогенеза происходит формирование вегетативных органов цветка: цветоложа, чашелистиков, лепестково-тычиночных зачатков, а также плодолистиков [5].

Рисунок 2 — Влияние некорневой обработки кальцием на закладку генеративных почек яблони (июль 2010 г.).

Многие авторы [5, 14] сходятся во мнении, что именно высота пестика является показателем степени развитости формирующегося цветка. Использование некорневой подкормки кальцием обеспечило лучшее развитие пестиков в течение осени, особенно у деревьев сорта Голден Делишес. органогенез яблоня сад Конец пятого этапа органогенеза характеризуется формированием архиспория [5]. По мнению авторов [5, 15, 16], появление археспория является началом нового, «генеративного» этапа, который отличается от более раннего, носившего «вегетативный характер».

По мнению Челядиновой [10] пятый этап органогенеза заканчивается образованием материнских клеток пыльцы.

Формирование женского архиспория отмечается на шестом и седьмом этапах органогенеза и наблюдается, как правило, ранней весной [11].

Цветение яблони происходит на девятом этапе органогенеза. При подготовке растений к цветению происходит интенсивное поглощение органами цветка запасных питательных веществ. В случае их острого дефицита эффективность процессов цветения и оплодотворения снижается [5].

Определение фертильности пыльцы в вариантах с использованием кальция в целом свидетельствует об эффективности данного агроприёма. Однако сорта по-разному реагировали на указанную обработку. Следует отметить, что фертильность пыльцы у сорта Голден Делишес в 2011 г. была низкой. Однако использование кальбита кальция стимулировало повышение жизнеспособности пыльцы на 16% в сравнении с контролем. Вместе с тем у сортов Гренни Смит и Ренет Симиренко не наблюдалось сходного повышения данного показателя.

Дальнейшие наблюдения показали, что опадение формирующихся плодов яблони сорта Голден Делишес под действием обработки кальцием снизилось на 21% в сравнении с контролем. Однако у других изучаемых сортов указанная обработка не вызвала подобного эффекта (рис. 3).

Рисунок 3 — Влияние некорневой подкормки кальбитом кальция на фертильность пыльцы яблони различных сортов (3 декада апреля 2011 г.).

Интегральным показателем эффективности используемого агроприема является продуктивность деревьев (рис. 4).

Рисунок 4 — Влияние некорневой подкормки кальцием на опадение формирующихся плодов яблони, (% от исходного количества завязей, вторая декада июня 2011 г.).

Этот показатель у деревьев яблони сорта Голден Делишес, обработанных кальцием, превышал контрольные значения на 17%. Использование кальция в насаждениях других сортов яблони не привело к адекватному увеличению урожайности.

Рисунок 5 — Влияние некорневой подкормки кальбитом кальция на урожайность яблони (2011 г.).

Таким образом, использование кальция в качестве некорневой подкормки (фенофаза «смыкание чашелистиков») оптимизирует прохождение этапов органогенеза. Применение указанной обработки в насаждениях яблони сорта Голден Делишес повышает их продуктивность.

Куренной, Н. М. Плодоводство / Н. М. Куренной, В. Ф. Колтунов, В. И. Черепахин. — М.: Агропромиздат, 1985. — 342 с.

Колесников В. А. Плодоводство / В. А. Колесников, А. Г. Резниченко, М. Д. Кузнецов; под ред. В. А. Колесникова. — 2-е изд. перер. — М.: Колос, 1966. — 431 с.

Фридрих Г. Рост и развитие надземной и корневой системы// Физиология плодовых растений. — М.: Колос, 1983. — С. 251−252.

Шитт П. Г. Учение о росте и развитии плодовых и ягодных растений. — М.: Сельхозгиз, 1958. — 442 с.

Усков А. И. Органогенез яблони. М.: «Колос», 1967 .- 176 с.

Система садоводства Краснодарского края: Рекомендации / СКЗНИИСиВ Краснодар, 1990. с. 224.

Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под ред. В. И. Потапова, Мичуринск, 1973.-78 с.

Чумаков, С. С. Возможности реализации биологического потенциала плодовых растений в разновозрастных насаждениях юга России: Монография / С. С. Чумаков.- Краснодар: КубГАУ, 2011. 95 с.

Чайлахян М. Х. Основные закономерности онтогенеза высших растений. — М.: Изд-во АН СССР, 1958. — 248 с.

Исаева И. С. Органогенез плодовых растений. — М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 1977. — 33 с.

Исаева И. С. Продуктивность яблони. — М.: МГУ им. М. В. Ломоносова, 1989. — 149 с.

Куперман Ф. М. Морфофизиология растений. — М.: Высшая школа, 1977. — 288 с.

Усков А. И. Определение элементов минерального питания в соке различных органов растений. Тр. ЦГЛ. т7. 1961.

Бунцевич Л. Л. Новое в классификации морфофизиологических типов генеративных побегов яблони/ Бунцевич Л. Л., Исаева И. С// Методики опытного дела и методические рекомендации Северо Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства. — Краснодар, 2002. — С. 109−112.

Уоринг, Ф. Рост растений и дифференцировка/ Ф. Уоринг//- М.: «Мир». — 1984. 503 с.

Коломиец И. А. Биологический анализ развития цветочных почек у яблони. Доклады Ан СССР, т.84, № 4,1952. — 244 с.