Факторы, влияющие на фотосинтетический аппарат плодовых культур

Данные литературы свидетельствуют о большой лабильности процессов фотосинтеза плодовых культур в естественных условиях. Во многом это определяется сложным механизмом взаимодействия физиологически неоднородного фотосинтетического аппарата с факторами внешней среды, характеризующихся высокой степенью изменчивости [22].

Изучение функциональных особенностей листового аппарата яблони в процессе онтогенеза позволило установить, что снижение фотосинтетической активности листьев плодовых образований в связи с началом их старения ближе к середине лета сопровождается одновременной активизацией процессов фотосинтеза и транспорта ассимилятов листьями вегетативных побегов, имеющих более продолжительный период формирования листовой поверхности. Значимость функций последних особенно возрастает в связи с началом дифференциации плодовых почек, заложением цветочных зачатков и интенсивным ростом плодов в этот период вегетации. Считают, что листья вегетативных побегов больше, чем другие, участвуют в создании запасных фондов растения [23].

Известно, что продуктивность растений не всегда коррелирует с величиной площади листьев, следовательно, основное внимание исследователей должно быть направлено на изучение динамики ее формирования [24]. Согласно имеющимся в литературе сведениям, кривая, отражающая характер изменения размеров листьев яблони на протяжении всего жизненного цикла, имеет S-образный вид с максимумом в июле-сентябре. В этот период наиболее четко была видна разница между контрастными по продуктивности сортами. У малопродуктивных растений раньше заканчивался процесс листообразования и снижался прирост площади листьев. Отмеченная закономерность была характерна для разновозрастных деревьев, поэтому, по-видимому, может широко использоваться в ранней диагностике на продуктивность.

Помимо прироста листовой поверхности растений необходимо учитывать период их активной работы. Эта идея была положена А.А. Ничипоровичем [25] и D.J. Watson [26] в основу изучения фотосинтетического потенциала, характеризующего сумму ежедневных показателей площади листьев растения или насаждений за весь период вегетации и тесно коррелирующего с урожаем.

В исследованиях на плодовых культурах было показано, что более продуктивные сорто-подвойные комбинации в однолетнем и двенадцатилетнем возрасте сохраняли более высокие значения фотосинтетического потенциала по сравнению с менее продуктивными того же возраста. При этом была обнаружена тесная связь между фотосинтетическим потенциалом однолетних растений и их дальнейшей продуктивностью.

Неоднозначность полученных данных объясняется сортоспецифичностью отмеченных закономерностей, различными условиями произрастания растений [22], а также изучением фотосинтетического аппарата на разных уровнях его организации.

В настоящее время известно, что у плодовых деревьев в течение вегетации происходит постоянное увеличение содержания хлорофиллов, достигающее максимума в период дифференциации плодовых почек и начала созревания плодов [22]. К этому времени рост побегов завершается и размеры листьев достигают наибольших значений, поэтому в связи со становлением структуры хлоропластов их фотоактивная поверхность становится максимальной. Одновременно с формированием оптимального по размерам и структуре фотосинтетического аппарата наибольших значений достигает интенсивность ассимиляции углекислого газа [27].

Указанный максимум может смещаться в зависимости от сорта к концу июля или к концу августа [22]. Снижение количества зеленых пигментов в листьях было приурочено к окончанию вегетационного периода [22], что связано со снижением функциональной активности фотосинтетического аппарата, интенсивности синтеза и скорости обновления пигментов.

Сортоспецифичный характер имеет не только динамика суммы хлорофиллов, но и отдельных его форм, в частности, Хл а и Хл b [28]. В исследованиях было установлено, что привитые растения высокопродуктивного сорта имели больше Хл а , чемХл b по сравнению с низкопродуктивным сортом [29].

Особо следует сказать о содержании в листьях каротиноидов. Как показали исследования, динамика их пигментов описывается двухвершинной кривой с максимумом в фазу цветения и завязывания плодов, и в конце вегетации, а минимум наблюдается во время закладки плодовых почек (начало июля) [22].

Таким образом, содержание фотосинтетических пигментов является важным показателем роста и развития плодовых растений. Вместе с тем, данные об изменении содержания фотосинтетических пигментов у плодовых культур в зависимости от генотипа и воздействия факторов внешней среды у плодовых культур весьма малочисленны. Анатомическая структура листа и содержание фотосинтетических пигментов были изучены у разных сортов яблони белорусской селекции в связи с разработкой критериев ранней диагностики яблони на продуктивность [30], а также при воздействии внешних факторов [31]. Имеется довольно многочисленная литература о влиянии условий минерального питания на содержание фотосинтетических пигментов у разных плодовых и ягодных культур. Однако изучение формирования фотосинтетического аппарата при укоренении черенков остается малоизученным, особенно при оценке влияния физиологически активных веществ и видоспецифичности их действия.

 

Материалы и методы исследований

Проведение фенологических наблюдений и определение морфометрических параметров развития черенков

 

В полевых экспериментах биометрические наблюдения проводили 2 раза в месяц на выборке по 10 растений с каждой повторности (всего 40 растений). В вегетационных опытах учет проводили 1 раз в неделю после начала развития почек на всех укореняемых черенках. В процессе развития растений проводили фенологические наблюдения и отмечали время появления структурных элементов. В процессе роста и развития черенков проводили учет раскрывшихся почек, измерение длины побега, учитывали количество листьев на побеге и количество отмерших побегов. Измерения проводили согласно общепринятым методикам [32].

Определение содержания фотосинтетических пигментов

 

Для экстракции пигментов используют высечки, либо отрезки из верхней трети листа длиной 1 см. Экстракцию пигментов осуществляют, растирая пробы в фарфоровой ступке в 99, 5% или 80% ацетоне с кварцевым песком и мелом. Количество пигментов в экстрактах регистрируют спектрофотометрически. Количество пигментов рассчитывают согласно [33]. Для 99, 5% ацетона используют формулы:

 

С_а = 9.784´ Е₆₆₂ - 0.99´ Е₆₄₄,                                                       (1)

С_в= 21.426´ Е₆₄₄ - 4.65´ Е₆₆₂,                                                      (2)

С_car=4.695´ Е_{440, 5} - 0.268´ (С_а + С_в),                                          (3)

 

Содержание фотосинтетических пигментов выражают в рассчете на единицу площади, сырой или сухой биомассы листа.

Условия проведения полевых и вегетационных опытов

 

Опыты проводили на одревесневших черенках и неукорененных отводках сливы ВПК-1 - гибридных штаммов, используемых для получения подвоев плодовых культур.

Полевые опыты были заложены на опытном поле отдела питомниководства РУП «Институт плодоводства НАН Беларуси» в апреле 2007 года. Вегетационные опыты были проведены в теплицах ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси».

Обработка одревесневших черенков и неукорененных отводков, высаженных осенью 2006 года, пленкообразующими составами проведена непосредственно перед высадкой в почву.

Характеристика почвы.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, развивающаяся на мощном лессовидном суглинке, подстилаемым с глубины 1, 7-2, 0 м мореным суглинком. Мощность пахотного горизонта - 27 см.

Ап (0-27 см). Пахотный горизонт, темно-серого цвета. Легкий пылеватый суглинок, мелко комковатой непрочной структуры, рыхлый, густо пронизан корнями растений. Переход слабо выражен.

Агрохимическая характеристика пахотного горизонта:

содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) 204 мг/кг почвы

содержание обменного калия (по Кирсанову) 262 мг/кг почвы

содержание гумуса (по Тюрину) 1, 8%

обменная кислотность pH_KCl 5, 5.

А₂ (27-50 см). Светло-серый, легкий пылеватый суглинок, непрочной комковатой структуры, слабо уплотнен. Переход резкий.

В₁ (50-80 см). Красновато-бурый, легкий пылеватый суглинок, пластинчатой структуры, плотный, переход постепенный.

В₂ (80-170 см). Светло-бурый с палевыми пятнами, пылеватый суглинок, пластинчатой структуры, плотный, переход заметный.

С (170-200 см). Палевый, средний суглинок с охристыми горизонтальными прожилками, уплотнен, влажный, уходит глубже.

Планирование опыта и проведение учетов согласно методике [34].

Подготовка почвы

Перед посадкой неукорененных отводков навозоразбрасывателем вносится субстрат опилки + торф (1: 1) толщиной 15 см. Для перемешивания субстрата с землей участок продисковывается тяжелыми дисками вдоль и поперек участка.

В опытах с неукорененными отводками повторность опыта 4х кратная. Учетных растений на делянке - 25 шт. Схема посадки 140х40 см.

В опытах с одревесневшими черенками повторность опыта 4-х кратная по 100 черенков в каждой. Учетных черенков - 400 шт. Схема посадки 20х5 см.

Обработка почвы общепринятая. Размеры делянок для одревесневших черенков: 19 м х 2, 5 м, для неукорененных отводков 8, 2х2, 5 м.

Опыты проводили согласно методике [34].

Учеты и наблюдения

Неукорененные отводки

1. Ход вегетации (отмечается начало вегетации, начало и конец листопада)

2. Укоренение отводков (оценивается по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень хорошие, обильные мочковатые корни, 1 балл - отсутствие корней)

.   Высота отводков (измерения проводятся с точностью до 10 см)

Одревесневшие черенки

1. Ход вегетации (начало вегетации, фенологические наблюдения через 5, 10 и 20 дней)

2. Динамика роста (ежемесячное определение прироста)

3. Укоренение черенков (оценивается по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень хорошие, обильные мочковатые корни, 1 балл - отсутствие корней)

.   Однолетний прирост.

 

Результаты и обсуждение

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: