Резюме. Стабильность плодоношения насаждений яблони, повышение качества плодов и их лежкоспособности достигается при обеспечении физиологического равновесия между ростовыми процессами и оптимальной нагрузкой урожаем.

Физиологические и технологические основы предотвращения периодичности плодоношения, стабилизации продуктивности насаждений и повышения качества и лежкоспособности плодов яблони

В связи с глобализацией экономики, вступления России в ВТО и усиливающейся конкуренции плодовой продукции на рынке, стабильность плодоношения плодовых культур и качество продукции является исключительно актуальными. В России наиболее распространенной плодовой культурой является яблоня.

К сожалению, во многих насаждениях яблони интенсивного типа, в т.ч. расположенных в благоприятных природно-климатических условиях, наблюдается ярко выраженная периодичность плодоношения, а значительная часть плодов по многим показателям (калибр, окраска, биохимический и минеральный состав, устойчивость к физиологическим заболеваниям и др.) не отвечает современным требованиям, что резко снижает эффективность конечного результата. Учитывая, что садоводство является капиталоемкой отраслью и затраты на закладку садов и строительство современных плодохранилищ очень велики, вопросы стабилизации продуктивности насаждений яблони и повышения качества плодов являются первостепенными.

В связи с этим, очень важно рассмотреть эти проблемы с учетом новых знаний в области физиологии плодовых культур и передового практического опыта, полученного в нашей стране и зарубежных странах.

Результаты фундаментальных и прикладных исследований полученные в последний период, выявили важную многофункциональную роль фитогормонов (ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, этилена, абсцизовой кислоты) в жизнедеятельности плодовых растений и плодов, и их влияние на продуктивность (закладку цветочных почек), устойчивость насаждений к стресс-факторам, качество плодов и их лежкоспособность (3,4,5,7,8). Важную роль в этих процессах также играют регуляторы роста и отдельные агроприемы (8,13,14).

В связи с этим более подробно рассмотрим роль фитогормонов, регуляторов роста и отдельных агроприемов в жизни плодовых растений.

Фитогормоны – это система регуляции жизненного цикла растений – рост, развитие, плодоношение, реакция на стресс факторы, покой. С помощью фитогормонов реализуется взаимосвязь различных органов растений (3-5).

В связи с этим, важно обеспечить сбалансированность гормональной системы, так как ее разбалансировка нарушает обменные процессы, вызывает негативные реакции растений – сильный рост побегов, недостаточная закладка цветочных почек, периодичность плодоношения, преждевременное пожелтение, опадение листьев, конкуренция за поглощение ассимилятов и минеральных веществ, снижение качества и лежкоспособности плодов, их преждевременное созревание и опадение и др.

Оптимальные условия закладки цветочных почек

Установлено, что для преодоления периодичности плодоношения важнейшим условием является обеспечение ежегодной закладки цветочных почек.

Физиологический импульс, связанный с обменом веществ, отвечающий за трансформацию вегетативных почек в цветочные происходит через 4-6 недель после цветения и продолжается около 3 недель (8).

В регулировании образования цветочных почек центральная роль принадлежит гормональной среде в окружении почек — низкий уровень гиббереллинов, ауксинов и повышенный уровень этилена (рис.1).

Одним из доказательств ингибирующего влияния гиббереллинов и ауксинов на закладку цветочных почек является тот факт, что их максимальное содержание в экссудатах плодов через 4-6 недель после цветения, т.е. в период трансформации вегетативных почек в цветочные (11,13).

Рис. 1. Основные условия закладки (индуцирование) цветочных почек.

Для закладки цветочных почек и их полноценной дифференциации не менее важную роль играет обеспечение всех органов плодового дерева (цветки, плоды, листья, побеги, корни) ассимилятами. При недостаточной обеспеченности ассимилятами и из-за конкуренции за них указанных потребителей степень закладки цветочных почек резко снижается (рис. 2).

Поэтому важно обеспечить высокий уровень фотосинтетической деятельности листьев.

Рис. 2.  Основные потребители (конкуренты) ассимилятов, запасных веществ.

Учитывая, что основная часть ауксинов и гиббереллинов, ответственных за закладку цветочных почек, синтезируются в кончиках побегов, листьев и семенах, степень ростовых процессов и нагрузка урожаем имеют решающее значение для закладки урожая следующего года – стабилизации продуктивности и качества плодов (8,9).

Многолетними наблюдениями и исследованиями убедительно подтверждено, что для предотвращения периодичности плодоношения и повышения качества плодов необходимо сбалансировать ростовые процессы и нагрузку урожаем, т.е. достичь физиологического равновесия.

Установлено, что избыток плодов на дереве нарушает гормональный баланс (высокое содержание ауксинов и гиббереллинов) и оптимальное снабжение всех органов растений ассимилятами, что в конечном итоге отрицательно влияет не только на закладку будущего урожая, но и качество плодов – калибр, биохимический, минеральный состав, анатомическая структура, антиоксидантная активность, вкус, аромат, лежкоспособность плодов, устойчивость к подкожной пятнистости, стекловидности, внутреннему и внешнему побурению, разложению от водянистой сердцевины и преждевременного старения. Кроме того, при избытке плодов на дереве значительная их часть по калибру и окраске не отвечает требованиям высшего и первого сорта.

В связи с этим необходимо путем прореживания плодов своевременно обеспечить оптимальную нагрузку урожаем – 6-7 плодов на 1 см2 поперечного сечения штамба (8).

Низкий и очень низкий урожай. Обычно это наблюдается на следующий год после чрезмерной нагрузки.

Из-за малого количества плодов и семяпочек – основных источников синтеза гиббереллинов и ауксинов исключается их избыток, а высокий уровень обеспеченности ассимилятами (из-за отсутствия плодов) при сбалансированном росте, создают прекрасные условия для закладки цветочных почек, и на будущий год следует опять ожидать чрезмерный урожай.

В годы с низким урожаем плоды, как правило, обладают высокой восприимчивостью к подкожной пятнистости, внутреннему побурению, разложению плодов с водянистой сердцевиной, внешнему СО2-повреждению, загару и др. Это происходит из-за несбалансированного гормонального состава и конкуренции за питательные и минеральные вещества между плодами и сильнорастущими побегами. В этом случае плоды содержат низкий уровень кальция и антиоксидантов (1,2,4,5).

Сильный рост побегов (кончики побегов и листьев) способствует более интенсивному синтезу гиббереллинов, ауксинов, цитокининов, которые ингибируют закладку цветочных почек и активизируют перенос (притяжение) питательных и минеральных веществ к активным точкам роста (листья, побеги) в большей мере, чем к плодам.

В результате этого плоды недополучают достаточного количества питательных и минеральных веществ, особенно кальция, что отрицательно сказывается на биохимическом, минеральном составе, анатомической структуре, качестве и лежкоспособности плодов. При сильном росте снижается освещенность, из-за чего в недостаточной степени развивается окраска плодов и накопление природных антиоксидантов. В этом случае плоды в большей мере поражаются подкожной пятнистостью, внутренним побурением и разложением, внешним СО2-повреждением, загаром, и эти болезни не представляется возможным исключить, даже при использовании прогрессивных технологий хранения. Поэтому важно обеспечить сбалансированный рост деревьев комплексом биологических и агротехнических факторов, тем самым предотвратить периодичность плодоношения и повысить качество и лежкоспособность плодов.

Оптимальный урожай (сбалансированный рост деревьев, своевременное и качественное прореживание плодов) обеспечивает гормональный и минеральный балансы и оптимальное содержание и распределение ассимилятов в растении, высокую закладку и качественную дифференциацию цветочных почек. Качественное выполнение всех агромероприятий позволяет получать высококачественные и лежкоспособные плоды (калибр, окраска, биохимический и минеральный состав), которые устойчивы к подкожной пятнистости, загару, внешнему СО2-повреждению, внутреннему побурению и разложению.

Поэтому только сбалансированный рост и оптимальная нагрузка урожаем обеспечивает устойчивую продуктивность, ежегодную закладку цветочных почек, высокое качество плодов и их лежкоспособность.

Таким образом, чтобы получать стабильные урожаи высокого качества необходимо на основании современных знаний в области физиологии производить подбор оптимальных сорто-подвойных комбинаций, целенаправленно использовать агромероприятия, обеспечивающие сбалансированный рост деревьев, оптимальную нагрузку урожаем, высокое качество плодов и их лежкоспособность (рис. 3).

На основании вышеизложенного, для стабилизации плодоношения и повышения качества и лежкоспособности плодов, в первую очередь, важно обеспечить регулирование ростовых процессов и оптимизировать нагрузку урожаем. Наибольшая эффективность конечного результата достигается в насаждениях интенсивного типа с различными конструкциями кроны (Веретеновидная, Шпиндельбуш, Би-Баум, колоновидная).

Регулирование роста деревьев

Спокойный (сбалансированный) рос деревьев является одним из главных условий предотвращения периодичности, получения стабильного урожая и высокого качества плодов. Установлено, что прирост однолетних побегов не должен превышать 25 см (11).

Существует несколько методов регулирования роста деревьев.

1) Биологические

— Подвой, сорт, сорто-подвойные комбинации.

Подвой оказывает значительное влияние на гормональный баланс, силу рота побегов, продуктивность насаждений, качество плодов, устойчивость растений к бактериальному ожогу яблони и др. заболеваниям, зимостойкость.

Поэтому в каждом регионе целесообразно испытать подвои, обеспечивающие сбалансированность ростовых процессов. Биологические методы управления ростовыми процессами являются наименее затратными.

— Сорт

В условиях рыночной экономики и усиливающейся конкуренции качество плодов является исключительно важным показателем эффективности садоводства. Необходимо использовать сорта, плоды которых в максимальной мере отвечают требованиям рынка.

Важнейшими показателями высокоэффективного сорта являются: продуктивность, устойчивость к болезням, калибр плода, окраска, биохимический состав, вкус, устойчивость к физиологическим заболеваниям (загар, подкожная пятнистость, внутренние побурения и др.), низкая периодичность плодоношения и умеренный рост.

— Регуляторы роста. В настоящее время наиболее эффективным для снижения ростовых процессов является препарат Прогексадион-Са (13,14). Физиологические основы и эффективность использования препарата ПРОГЕКСАДИОН – СА (Регалис) для регулирования ростовых процессов повышения закладки цветочных почек, устойчивости насаждений и качества плодов:

• Ингибирует биосинтез активных форм гибберлинов и сдерживает рост побегов
• Способствует закладке плодовых почек
• Ускоряет срок вступления в плодоношение
• Снижает риск периодичности плодоношения
• Увеличивает завязывание плодов
• Снижает июньское осыпание завязи
• Замедляет старение
• Снижает затраты на зимнюю и летнюю обрезку
• Снижает расход инсектицидов и фунгицидов
• Улучшает освещенность кроны, циркуляцию воздуха
• Увеличивает размер плодов и улучшает их окраску
• Повышает биосинтез фенольных соединений в т.ч., таннинов, лигнинов, стильбенов
• Снижает поражение бактериальным ожогом, патогенными грибами (парша, мучнистая роса) и бактериями
• Повышает устойчивость к поражению тлей, медяницей, листоблошкой, клещами
• Повышает физиологическую устойчивость растений к окислительному стрессу
• Повышает лежкоспособность плодов — сдерживает развитие подкожной пятнистости, водянистой сердцевины, распад, загар и другие болезни.

2) Агротехнические методы регулирования ростовых процессов и механизмы их действия.

Формирование и обрезка деревьев. В первые 2-3 года жизни растений путем формирования и обрезки следует обеспечить необходимый объем кроны и ее конструкцию, обеспечивающих получение урожая на 2-3 год 15-20 т/га, а в последующем – 30-40 т/га. Физиологической основой проведения этих операций является, прежде всего обеспечение гормонального баланса растений путем управления и перевода обменных процессов с вегетативного (ростового) на генеративный (закладку цветочных почек, их качественную дифференциацию). Это позволяет восстановить и постоянно поддерживать равновесие между ростовыми процессами и ежегодной закладкой урожая высокого качества. Для этих целей применяют обломку травянистых побегов, весеннюю, летнюю, осеннюю и зимнюю обрезку. Желательно зимнюю обрезку проводить в минимальном объеме. Кроме того, квалифицированное выполнение этих операций позволит оптимизировать световой, энергетический, минеральный и антиоксидантный балансы в растениях, повысить их устойчивость к стресс-факторам, улучшить качество и лежкоспособность плодов.

При сильном росте побегов применяют подрезку корней или штамбов. Механизм действия – ограничение поступления в растение воды и питательных веществ.

Формирование деревьев

Задача формировки перевести побеги в горизонтальные или близко к горизонтальному положению, снять апикальное доминирование и оптимизировать гормональный баланс и равномерное распределение питательных веществ, и своевременное окончание ростовых процессов.

Необходимо формировать короткие побеги, не длиннее 25 см. На этих побегах формируются плоды высокого качества (11).

Виды обрезки

Июньская обрезка основное назначение – корректировка нагрузки урожаем путем удаления слишком нагруженных, свисающих и стареющих плодовых веток.

Летняя обрезка проводится для лучшего освещения кроны, плодов путем удаления преимущественно длинных побегов с незакрытой концевой почкой. Ее проводят после массового закрытия побегов концевыми почками (после остановки роста). В этом случае снижается конкуренция за кальций между побегами и плодами, улучшается окраска плодов, повышается синтез антиоксидантов и улучшается лежкоспособность плодов. После проведения летней обрезки сокращается объем обрезки в зимний период.

Обрезка в августе проводится после массового закрытия концевой почки на побегах. При этой обрезки удаляются или укорачиваются длинные еще растущие побеги и древесина, создающая тень, даже если она плодоносит. Эта обрезка наиболее эффективно успокаивает ростовые процессы и резко снижает или даже исключает зимнюю обрезку.

Обрезка после уборки урожая в этот период удаляется преимущественно ветви в верхней половине дерева, т. к. удаление их в зимний период вызывает сильный рост. В первую очередь удаляются многолетние изношенные плодовые ветви в направлении ряда, а также разросшиеся за пределы ряда. Целесообразно удалять и низкорасположенные скелетные ветви.

Обрезка после уборки урожая является очень эффективной для ослабления роста побегов и улучшения освещенности кроны.

Основа торможения роста – удаление ассимилянтов и резерва перед их перемещением в штамб и корни. Поэтому обрезка должна проводится перед наступлением листопада. На очень сильно растущих участках сада целесообразно дополнительно проводить подрезку корней.

Преимущества.

Эффективное снижение ростовых процессов, улучшение освещенности, относительно низкие затраты, возможность использования персонала, который был на уборке.

Подрезка корней. Механизм действия – ограничение поступления в растение воды и питательных веществ. Обрезка корней вызывает сильный стресс, поэтому она проводится в садах с сильным ростом и слабой закладкой цветочных почек.

Обычно ее проводят в феврале, марте, чтобы к периоду активного роста и цветения произошла частичная генерация (восстановление) корневой системы. Ее проводят с одной или двух сторон в зависимости от комплекса факторов – особенностей сорта, силы роста, типа почвы, наличия капельного орошения и др.

Иногда ее проводят и в июне после июньского опадения плодов в садах с низкой урожайностью и сильным ростом. Корневую обрезку более эффективно проводить с использованием регуляторов роста (Регалис).

Запилы штамбов. Механизм действия – ограничение поступления в растения воды и питательных веществ. Обычно проводится за неделю до цветения или после цветения в течение 7-10 дней. Этот прием трудоемкий и редко применяется в производстве.

Сбалансированный рост и оптимальная нагрузка урожаем способствует закладке цветочных почек, снижению осыпаемости плодов в июне, получению качественного и лежкоспособного урожая из-за исключения сильной конкуренции за углеводы, аминокислоты, минеральные вещества между плодами и вегетативной частью деревьев.

Регулирование урожайности

Основными задачами регулирования урожая является предотвращение периодичности плодоношения и улучшения качества плодов и их лежкоспособности.

Плодовые насаждения с обильным цветение необходимо своевременно и качественно прореживать, чтобы достичь, с одной стороны, высокого качества плодов, с другой, создать условия для закладки цветочных почек и стабильный урожай на следующий год.

Для получения качественных плодов и закладки цветочных почек урожая следующего года, необходимо обеспечить нагрузку каждого дерева из расчета 6-7 плодов на 1 см2 поперечного сечения штамба.

Существует несколько способов регулирования урожайности:

1) Ручное прореживание цветков оптимальный срок удаления лишних цветков, соцветий от красных почек до стадии бутонов. В зависимости от степени цветения удаляется от ½ до ¾ цветков. Для биологического садоводства это один из важных приемов регулирования урожайности.

Ручное прореживание плодов в первую очередь обеспечивает улучшение качества (внешнее, внутреннее) и снижение периодичности плодоношения. Ручное прореживание плодов повышает калибр, усиливает окраску, улучшает биохимический, минеральный состав, обеспечивает хорошую лежкоспособность, сокращает расходы на сортировку. При ручном прореживании удается обеспечить равномерное распределение плодов в кроне с расчетом 1 плод на 25 – 30 листьев.

При ручном прореживании в первую очередь удаляются плоды:

• поврежденные болезнями (парша, мучнистая роса, насекомыми) градом и ветром;
• плохо опыленные, нессиметричные
• мелкие, недоразвитые и затенненые
• с сильно свисающих ветвей

2) Химические способы прореживания:

Этефон, Этрел. Механизм действия – повышение содержания этилена в разделительной ткани плодоножки плода, что способствует активации образования разделительной ткани и опадения плодов. Кроме того, этилен тормозит рост растений, что способствует лучшему обеспечению ассимилятами и  закладке цветочных почек и их дифференциацию. Дозировки и сроки использования зависят от сортовых особенностей, погодных условий, нагрузки урожаем.

Ауксины. Механизм действия окончательно не установлен. По гипотизе профессора Бангерта избыток ауксинов вызывает образование этилена, который, с одной стороны, активизирует разрушение разделительного слоя, а с другой тормозит ростовые процессы и способствует опадению плодов текущего года и закладке цветочных почек для урожая будущего года.

В нашей стране применяется Обстактин, Обстормон. Дозировки, сроки применения зависят от нагрузки урожаем, погодных условий и сортовых особенностей (яблоня).

Цитокинины. Механизм действия – торможение экспорта ауксина — индолил-3-уксусной кислоты из плодов и побегов, стимулирование биосинтеза этилена.

Тиосульфат аммония (АТС (Н8N2O3S2)). Механизм действия – обезвоживание органов цветка (тычинки и пестики), которые больше поглощают это соединение, чем листья и побеги. После применения АТС также повышается уровень этилена. Кроме того, обработка листьев АТС приводит к временному недостатку ассимилятов в молодых плодах, цветках, что усиливает образование разделительной ткани в плодоножках плодов и их осыпанию. Сроки применения – массовое цветение.

Применяют и другие соединения, механизм их действия и технологию использования можно найти в специальной литературе.

3) Механическое прореживание принцип действия – сбивание пластиковыми прутьями цветков и соцветий прежде всего на периферии дерева. Интенсивность прореживания определяется скоростью движения, числом оборотов шпинделя, количеством пластиковых прутьев.

Время проведения — от зеленых почек до стадии бутонов, более позднее прореживание приводит к повреждению плодов. для этого типа прореживания необходимо готовить насаждения, создавать плодовую стену. Лучшей конструкцией кроны для этого является Би–баум.

Прореживание плодов (обеспечение оптимальной нагрузки урожаем) должно проводиться в ранние сроки (период цветения), но не позже достижения диаметра плодов более 25 мм. В этом случае, при сбалансированном росте деревьев, достигается гормональный баланс и оптимальное обеспечение ассимилятами, минеральными веществами плодов, молодых побегов и листьев, процессов закладки цветочных почек и их дифференциацию.

Лишние плоды необходимо удалять даже в поздние сроки.

При обеспечении оптимальной нагрузки урожаем на каждом дереве и сбалансированного роста, достигается эффективное снижение ингибирующего действия гормонов (гиббереллины, ауксины) и равномерное снабжение всех органов дерева питательными веществами, а это обеспечивает закладку цветочных почек и их дифференциацию.

Использование фитогормонов и регуляторов роста для повышения продуктивности насаждений и качества плодов

Увеличение завязываемости плодов – обработка деревьев в период цветения препаратом Регалис. Расход препарата от 0,5 до 1,5 кг/га в зависимости от степени цветения. Механизм действия – ингибируется синтез этилена, снижаются ростовые процессы, в результате чего улучшается обеспечение органов цветка и завязи питательными веществами. Сроки обработки – массовое цветение.

Обработка препаратом аминоэтоксивинилглицин в период массового цветения. Механизм действия – ингибирование этилена.

Удержание завязи в период июньского опадения. Обработка пониженными концентрациями Обстактина. Механизм действия – повышение содержания ауксинов в разделительном слое плодоножки и ингибирование этилена.

Снижение осыпаемости плодов в предуборочный период:

1. Обработка синтетическими ауксинами (Обстактин) в концентрации 300-400 мл/га за 12-15 дней до запланированного срока съема. Механизм действия – повышение ауксинов в разделительной ткани сдерживает процесс ее разрушения, ауксины являются антагонистами этилена.
2. Обработка плодов ингибиторами этилена. Хорошие результаты достигаются на летних сортах. Механизм действия – ингибирование этилена в разделительном слое

Таким образом, обеспечение умеренного роста и оптимальной нагрузки урожаем садов, комплексом биологических и агротехнических факторов предотвращает периодичность плодоношения, повышает качество плодов, устойчивость ко многим физиологичнским заболеваниям и их лежкоспособность (рис. 3)

Рис. 3. Комплекс факторов, обеспечивающих стабильность плодоношения и высокое качество плодов.

Для получения высокого качества плодов (калибр, окраска, биохимический, минеральный, антиоксидантный состав и др.) и повышения их лежкоспособности необходимо оптимизировать водный, питательный и световой режимы с учетом фазы роста и развития вегетативных органов дерева и плодов (рис. 4).

Рис. 4. Физиологическая модель предотвращения периодичности, стабилизации продуктивности насаждений, их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, повышения качества плодов в саду и его сохранения при хранении и доведении до потребителя.

Важнейшее значение имеет эффективная система защиты растений и плодов от болезней и вредителей.

Для зашиты плодов от града используются градозашитные сетки, а от весенних заморозков устанавливаются специальные распылители воды. Иногда используются генераторы тепла или мощные устройства для перемешивания воздуха. Высокие затраты на выполнение указанного комплекса мероприятий могут окупится только при получения ежегодного урожая высокачественных плодов не менее 35 – 40 тонн\га.

Таким образом, растения и плод – единая живая система, поэтому только на основе современных знаний в области физиологии и биохимии представляется возможным путем целенаправленного использования комплекса экологических, биологических, агротехнических и технологических факторов управлять продуктивностью и качеством плодов на разных этапах жизни – производство, уборка, хранение, товарная обработка, доведение до потребителя (рис. 5).

Рис. 5. Основные этапы и условия жизни плодов и продвижения их до потребителя.

Для этого нужны не только финансовые и материальные ресурсы, но и квалифицированные кадры, владеющие новыми знаниями в области физиологии и технологии плодовых растений.