Влияние плотности посадки на засухоустойчивость яблони в условиях предгорного Крыма

В связи с широким развитием плодоводства в степной зоне Крыма важное значение имеет подбор устойчивых к неблагоприятным условиям среды сортов, систем формирования и плотности размещения деревьев. Не менее важен вопрос о правильном подборе подвоев.

Изучение водного обмена плодовых растений представляет большой теоретический интерес и имеет важное практическое значение. Вода – главная составная часть протоплазмы, и ее свойства отражаются нажизнедеятельности растений. Содержание воды в клетках и тканях листьев плодовых растений достигает в некоторые периоды 70–75%, а в плодах – 90%.

Недостаток влаги в воздухе и почве препятствует нормальному росту и развитию растений, нарушая течение физиологических процессов в различных органах и тканях. Вода поддерживает тургор, необходимый для сложных процессов транспирации и роста растений, а большая ее потеря вызывает задержку роста и гибель растений.

Влагообеспеченность плодовых растений – важнейшее условие их нормального существования, функционирования и продуктивности; она влияет наферментативную активность, интенсивность фотосинтеза и дыхания, рост и плодообразование, а также на их урожайность. Достаточно проблемным остается вопрос орошения садов в Крыму, поэтому для отечественного плодоводства большую ценность приобретают сорта яблони, которые имеют высокую степень засухо- и жаростойкости и способны формировать высокие урожаи без орошения.

В настоящее время в связи с расширением площадей под плодовые культуры, в том числе и яблони, с интенсивными элементами возделывания, вопросы водного режима и засухоустойчивости растений становятся особенно актуальными.

Водный режим и засухоустойчивость обусловлены биологическими особенностями сортов и подвоев, их происхождением, возрастом растений и условиями внешней среды. Яблоня считается влаголюбивой плодовой культурой, так как она хорошо отзывается на орошение.

От степени обеспеченности яблони влагой зависит не только урожай, но и рост, зимостойкость, общее состояние растений, их долговечность.

Данные о влиянии уплотненных схем размещения на засухоустойчивость яблони почти полностьюотсутствуют, поэтому изучение этих вопросов имеет как теоретическое, так и практическое значение.

Цель исследования: определить степень засухоустойчивости яблони в зависимости от сорта и схемы размещения деревьев в саду на карликовом подвое ЕМ-IX для предгорной зоны Крыма.

Объекты и методы исследований

Засухоустойчивость трех сортов яблони Бреберн, Джалита и Ренет Симиренко изучали при разных схемах посадки: 1 вариант – 4×1 м (контроль); 2 вариант – 4×1,25 м; 3 вариант – 4×0,75 м; 4 вариант – 4×0,5 м. Сад заложен весной 2013 г. Форма кроны – стройное веретено. Исследования проводились в 2020–2021 гг. в опытно-демонстрационных насаждениях яблони отделения ФГБУН «НБС-ННЦ» «Крымская опытная станция садоводства» на подвое ЕМ-IХ.

Почвы опытного участка лугово-аллювиального и делювиального происхождения. По механическому составу почва среднесуглинистая с содержанием глинистых частиц. Обеспеченность подвижными формами азота (1,5–1,9 мг) и фосфора (2,8–6,5 мг) на 100 г абсолютной сухой почвы – средняя, а обменным калием – высокая (44–58 мг). В саду функционирует капельное орошение. Защиту растений от вредителей и болезней проводили в соответствии с зональными рекомендациями.

Исследования проводили лабораторно-полевым методом оценки засухоустойчивости плодовых культур. Этот метод включает изучение характера изменений водного режима растений в период засухи.

С учетом данных о разнокачественности кроныплодового дерева и различной водообеспеченности ее частей, отбирали листья (7–9 шт. от основания побега) со среднего яруса кроны. Отбор образцов у сравниваемых вариантов проводился в утренние часы (7–8 ч утра) с учетом сторон света при одинаковых прочих условиях произрастания растений.

Изучали такие элементы засухоустойчивости яблони, как оводненность, водный дефицит, влагоудерживающая способность и способность восстанавливать тургор листьев после увядания.

Климат в Симферопольском районе Крыма предгорный, сухостепной, с мягкой зимой и жарким, продолжительным летом. Среднегодовая температура воздуха 9,8°С, самого теплогомесяца (июля) 21,2°С, самого холодного (января) – 1,4°С. Средний из абсолютных минимумов температуры – 17–20°С, абсолютный минимум – 29–35°С. Сумма температур выше 10°С составляет 3110°С. Безморозный период составляет 182 дня, вегетационный – 181 день. Самыми жаркими месяцами на полуострове, по данным последних лет, являются август и сентябрь, когда сумма активных температур выше нормы на 180°С и составляет +211°С. В конце вегетационного периода эта цифра равнялась 343°С. Годовая сумма осадков – 490 мм. Из них в вегетационное время выпадает 270 мм.

Средняя температура воздуха во время проведения опыта (06.08.2020 г.) составила 21,7°С. Средняя максимальная температура воздуха за месяц – 30,8°С. Сумма выпавших осадков за месяц составила 53,0 мм, что на 5,1 мм превышает норму. Сумма активных температур выше 10°С составила 3234,1°С, что превышает многолетнюю норму на 157,1°С. В первой декаде августа практически не было осадков – 2,5 мм.

На следующий год (06.08.2021 г.) отбор листьев проводили на фоне атмосферной и почвенной засухи, отсутствия осадков и минимальной относительной влажности воздуха – 34%. В августе 2021 г. среднемесячная температура воздуха составила 22,9°С, с абсолютным максимумом воздуха – плюс 37,0°С. Сумма осадков за месяц достигла 104,2 мм, что выше нормы на 56,3 мм. В этот период зафиксирована максимально высокая температура воздуха в средней части кроны 34,4°С и на почве – 41,2°С .

Обсуждение результатов

Изучаемые сорта характеризовались следующими морфобиологическими показателями в зависимости от плотности посадки деревьев (табл. 1).

Таблица 1. Параметры кроны и листовой поверхности яблони в зависимости от схемы посадки

Для оценки степени засухоустойчивости растений яблони в зависимости от сорта и схемы посадки определяли основные физиологические свойства: содержание воды, водный дефицит, водоудерживающую способность и восстановление тургора после завядания листьев. За период исследования содержание воды в листьях яблони находилось на уровне 49,1–59,4% (табл. 2)

Таблица 2. Засухоустойчивость деревьев яблони при разных схемах посадки на подвое ЕХ-IX, форма кроны стройное веретено, 2020–2021 гг.

Повышенное содержание воды в листьях отмечено у сорта Бреберн при схеме размещения 4×0,75 м – 59,4%, по сравнению с контролем 4×1 м – 55,8%. Меньше всего влаги содержали листья яблони сорта Бреберн при схеме размещения 4×0,5 м – 49,1%. Наибольшее количество воды в листьях сорта Джалита содержалось при схеме размещения 4×0,75 м – 53,8%, что на 3,5% больше чем в контроле (4×1 м – 50,3%). Оводненность листьев в других вариантах исследования значительных колебаний не имела и находилась на уровне 50,0–51,4 %.

У сорта Ренет Симиренко по содержанию воды в листьях выделилась схема размещения 4×1,25 м – 53,0%, по сравнению с контролем (4×1 м) – 50,3%. Водоудерживающая способность листьев независимо от схемы посадки и сорта изменялась незначительно. Максимальная водоудерживающая способность листьев при завядании в течение 24 ч отмечена у сорта Бреберн (4×1,25 м) – 58,6%, а минимальная, в сравнении с контролем, у Джалиты (4×1,25 м) – 49,6%. Водоудерживающая способность сорта Ренет Симиренко значительных колебаний по вариантам исследования не имела и находилась в пределах от 53,6% (4×0,75 м) до 54,5% (4×0,5 м).

Повышенный процент дефицита воды в листьях по всем изучаемым сортам наблюдали при плотном размещении деревьев (5000 дер/га, 4,0×0,5 м) в саду. Дефицит воды в листьях сорта Бреберн составил 17,5%. Сорт Джалита, при этой же схеме размещения, показал дефицит – 19,6%. Максимальный показатель дефицита воды (22,9%) проявился у сорта Ренет Симиренко.

У сортов Джалита и Ренет Симиренко более засухоустойчивой, в отличие от контроля, была схема размещения 4×0,75 м. При такой плотности насаждений дефицит влаги в листьях составил 11,4% у сорта Джалита и 12,5% у Ренет Симиренко, в контроле, соответственно 12,1% и 14,2%.

В среднем за два года у сорта Бреберн самым высоким баллом засухоустойчивости по десятибалльной шкале (7,2) выделилась схема посадки 4×0,75 м (рис. 1).

Рис. 1. Засухоустойчивость сортов яблони при различных схемах посадки, 2020–2021 гг.

Наименьший балл (6,8) наблюдали при размещении 2000 дер/га (4×1,25 м).

У сорта Джалита наибольшая засухоустойчивость растений (7,2 балла) проявилась при контрольной схеме посадки 4×1 м. Сорт Ренет Симиренко показалминимальный балл засухоустойчивости (6,4) при плотности размещения 5000 дер/га (4×0,5 м), а самый высокий (7,5) – при схеме размещения 4×1 м. При этом две схемы размещения 4,0×1,25 м и 4×0,75 м существенных различий по засухоустойчивости с контролем не проявили и находились на уровне 7,1 и 7,2 балла.

Для сравнения схем посадки сорта яблони Бреберн с контролем по комплексу физиологических признаков, связанных с засухоустойчивостью, использовали кластерный метод анализа данных. Этим методом выявлена степень сходства на основе эвклидова расстояния между исследуемыми схемами посадки и контролем, которые объединены в группы и представлены в дендрограмме (рис. 2).

Рис. 2. Распределение схем посадки яблони сорта Бреберн по засухоустойчивости: 1 – 4×1 м (к.); 2 – 4×1,25 м; 3 – 4×0,75 м; 4 – 4×0,5 м

По схожести проявления признаков и их величине схемыпосадки были объединеныв два кластера (группы): 1 – 4×1 м (к.) и 4×0,75 м; 2 – 4×1,25 м и 4× 0,5 м. Одинаковой с контрольной схемой посадки 4×1 м (5,8 ед. эвклидова расстояния) была схема 4×0,75 м (5,8 ед.). Остальные схемы посадки 4×1,25 м и 4×0,5 м находились на отдаленном от них расстоянии (4,3 ед.) из-за более высокого дефицита воды в листьях.

Дендрограмма распределения схем посадки яблони сорта Джалита по засухоустойчивости представлена на рис. 3.

Рис. 3. Распределение схем посадки яблони сорта Джалита по засухоустойчивости: 1 – 4×1 м (к.); 2 – 4×1,25 м; 3 – 4×0,75 м; 4 – 4×0,5 м

По схожести проявления признаков и их величине схемы посадки были объединены в два кластера (группы): 1 – 4×1 м (к.) и 4×0,75 м; 2 – 4×1,25 м и 4×0,5 м. Одинаковой с контрольной схемой посадки 4×1 м (5,35 ед. эвклидова расстояния) была схема 4×0,75 м (5,35 ед.). Остальные схемы посадки 4×1,25 м и 4×0,5 м находились на небольшом от них расстоянии (5,28 ед.).

Следующая дендрограмма распределения схем посадки яблони сорта Ренет Симиренко по засухоустойчивости представлена на рис. 4.

Рис. 4. Распределение схем посадки яблони сорта Ренет Симиренко по засухоустойчивости: 1 – 4×1 м (к.); 2 – 4×1,25 м; 3 – 4×0,75 м; 4 – 4×0,5 м

По схожести проявления признаков и их величине схемыпосадки были объединеныв два кластера (группы): 1 – 4×1 м (к.), 4×0,75 м и 4×1,25 м; 2 – 4×0,5 м. Одинаковой с контрольной схемой посадки 4×1 м (3,6 ед. эвклидова расстояния) была схема 4×0,75 м (3,6 ед.) и близкой к ним – 4×1,25 м (4,0 ед.). Схема посадки 4×0,5 м находились на очень удаленном от них расстоянии (8,5 ед.) из-за более высокого дефицита воды и меньшего восстановления тургора листьев.

Выводы

В результате исследований выявлено, что физиологические показатели засухоустойчивости сортов яблони зависели от плотности размещения деревьев в саду. Так, у сорта Бреберн повышенную засухоустойчивость растений (7,2 балла) отмечали при плотности посадки 3333 дер/га (4,0×0,75 м), в контроле (4,0×1 м) – 6,9 балла.

У сорта Джалита самой засухоустойчивой (7,2 балла) являлась схема посадки деревьев 4×1 м (контроль).

У Ренета Симиренко низкий балл засухоустойчивости (6,4) отмечен при размещении 5000 дер/га (4×0,5 м), а наиболее высокий (7,5) – 4×1 м (контроль), поэтому для выращивания этого сорта нужна более разреженная схема посадки.

Таким образом, можно заключить, что плотность размещения деревьев в саду, в зависимости от варианта исследований, оказывала существенное влияние или тенденцию на физиологические показатели засухоустойчивости растений: дефицит воды, водоудерживающую способность и восстановление тургора листьев.

Источник: Кириченко В. С., Смыков А. В., Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН, Россия.

У нас можно купить метеорологический комплекс, датчик скорости ветра, датчик влажности и температуры почвы, датчик для метеостанции с доставкой по республике Крым, Краснодарскому краю, Ростовской области, Ставрополью, Дагестану и Северной Осетии.