Особенности продукционного процесса саженцев яблони

Изучение особенностей процесса фотосинтеза у растений способствует расширению возможностей человека в оптимизации биосинтетических процессов и управлении их фотосинтетической деятельностью, продуктивностью и урожаем. Особенно сложен этот процесс при работе с многолетними плодовыми растениями.

Исследования проводились во втором поле питомника ОПО ВНИИС им. И.В. Мичурина в 2005 – 2007 гг. Для изучения были взяты сорта: Лобо и Орлик, привитые на разные по силе роста подвои 62 – 396 (полукарлик), 54 – 118 (среднерослый) и Р60 (карлик). На протяжении всей вегетации изучалось формирование листовой поверхности, корневой системы, чистая продуктивность фотосинтеза листьев и накопление сухой биомассы по методикам, предложенным А.А. Ничипоровичем (1955, 1961).

Одним из основных показателей, характеризующих физиологическое состояние растений, являются темпы нарастания листовой поверхности и ее качество. От продуктивности фотосинтеза листьев зависела ростовая активность изучаемых сорто-подвойных комбинаций в питомнике. В связи со складывающимися погодными условиями саженцы развивали разную величину листовой поверхности, что было в значительной мере связано с их водообеспеченностью.

При рассмотрении данных, полученных в среднем за годы исследований по формированию площади листьев, видно, что у саженцев сорта Лобо в начале вегетации максимальные значения данного показателя были у растений, привитых на подвое 54 – 118, и составили – 0,08 м², что на 14 – 18% больше по сравнению с другими вариантами (рис. 1). В середине вегетации площадь листьев у саженцев на подвоях 62 – 396 и 54 – 118 была одинаковой – 0,163 м². На подвое Р60 ее значения были несколько ниже. Однако, во второй половине вегетации на данном подвое развитие листовой поверхности проходило очень активно, и в конце периода исследований максимальная площадь листьев была у растений сорта Лобо на подвое Р60 (0,313 м²), где превышение составило 11 – 13% по сравнению с подвоями 62 – 396 и 54 – 118.

Рисунок 1 – Формирование площади листьев саженцев яблони.

Как показывают полученные данные, у саженцев сорта Орлик их облиственность в мае во всех вариантах была практически одинакова. В дальнейшем в течение вегетации наибольшая площадь листьев у растений была на подвое 54 – 118, а именно в середине периода исследований на 7 – 13% и в конце на 14 – 17% выше, чем у растений на подвоях Р60 и 62 – 396 соответственно.

В начале вегетации максимальный объем корневой системы у саженцев сорта Лобо был отмечен на подвое 62 – 396 – 13,3 мл, что на 10 – 45% выше, чем на подвоях Р60 и 54 – 118 соответственно (рис. 2). В середине вегетации значения данного показателя так же были выше в контроле на 33 – 43% по сравнению с растениями данного сорта на других типах подвоев. В конце сентября объем корневой системы был прямо пропорционален силе роста подвоев (r = 0,83). Максимальный объем корней был на подвое 54 – 118 и составил – 47,1 мл, что на 17% и в 1,8 раза больше по сравнению с саженцами на подвоях 62 – 396 и Р60 соответственно.

На протяжении всей вегетации у растений сорта Орлик максимальный объем корневой системы был на подвое 62 – 396, а именно в начале периода исследований на 11 и 26 %, в середине на 12 и 55% и в конце на 20 и 64% больше, чем на подвоях 54 – 118 и Р60 соответственно.

Рисунок 2 – Увеличение объема корневой системы саженцев яблони

При сравнении данных по чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) листьев, необходимо отметить, что в связи со складывающимися погодными условиями у одних и тех же сорто-подвойных комбинаций в разные годы интенсивность ассимиляционной работы листа была различна.

При рассмотрении данных, полученных в среднем за три года исследований по чистой продуктивности фотосинтеза, видно, что у растений сорта Лобо в первой половине вегетации максимальные значения данного показателя отмечались на подвое 62 – 396 (4,5 г/м² сутки), что на 13 и 36% выше по сравнению с растениями на подвоях 54 – 118 и Р60 соответственно (рис. 3). Во второй половине вегетации данный показатель был выше на подвое 54 – 118 на 41 – 50%, по сравнению с другими вариантами.

При анализе данных установлено, что у саженцев сорта Орлик в первой половине вегетации ЧПФ листьев была максимальной на подвое 54 – 118 – 4,2 г/м² в сутки, что было в 1,4 – 1,5 раза больше, по сравнению с другими вариантами. Во втором периоде исследований чистая продуктивность фотосинтеза у саженцев сорта Орлик так же была выше на подвое 54 – 118 и составила 5,2 г/м² в сутки, что было на 11 – 44% выше, по сравнению с саженцами на подвоях 62 – 396 и Р60 соответственно.

Рисунок 3 – Изменения чистой продуктивности фотосинтеза листьев.

По результатам исследований можно сделать заключение, что наименьшие значения чистой продуктивности фотосинтеза за весь период исследований у изучаемых сортов были установлены на карликовом подвое Р60. У саженцев сортов Лобо и Орлик во втором поле питомника установлена прямо пропорциональная зависимость между чистой продуктивностью фотосинтеза в целом за весь период вегетации и силой роста подвоев (r = 0,91 – 0,92).

Изучение накопления сухих веществ у саженцев яблони во 2 поле питомника в течение вегетации показало, что этот процесс у сорто-подвойных комбинаций проходил за годы наблюдений в связи с погодными условиями неравномерно.

Исследования по характеру накопления сухих веществ у саженцев яблони в среднем за годы исследований показали, что при осенней выкопке максимальные значения данного показателя были у сортов Лобо и Орлик на подвое 54 – 118 (рис. 4). Так, по сорту Лобо содержание сухих веществ в саженцах на среднерослом подвое 54 – 118 было на 24 – 25% выше, чем на подвоях 62 – 396 и Р60 соответственно. У саженцев сорта Орлик накопление сухой биомассы в конце вегетации было на 22 и 35% выше, по сравнению с саженцами этого сорта на подвоях 62 – 396 и Р60 соответственно.

Рисунок 4 – Накопление сухих веществ саженцев яблони.

Таким образом, установлена прямая зависимость накопления сухих веществ в саженцах изучаемых сортов от силы роста подвоев (r = 0,98 – 0,99).

Интенсивность накопления сухого вещества саженцами зависит от многих факторов, в том числе от чистой продуктивности фотосинтеза листьев и их площади. Накопленная биомасса свидетельствует об активности всех обменных процессов и характеризует эффективность работы, как листового аппарата, так и корневой системы растения.

Установлено, что формирование корневой системы и листовой поверхности у разных сорто-подвойных комбинаций в питомнике зависело от складывающихся погодных условий на 30 – 37%. При недостатке влаги более слабо развивались во втором поле питомника саженцы на карликовом подвое Р60, имеющие наименьший объем корней. Наибольшее количество сухих веществ за изучаемый период накапливали растения изучаемых сортов на среднерослом подвое 54 – 118, что говорит об их высоком биоэнергетическом потенциале и лабильности. Коэффициенты корреляции между накоплением сухой биомассы у этих саженцев и площадью листьев колебались от 0,80 до 0,93, и между общей биомассой и массой корней были в пределах 0,86 – 0,93. При анализе распределения сухих веществ в саженцах выявлена следующая тенденция: с увеличением силы роста подвоев повышался и процент сухих веществ, использованных для образования и роста корней.

Проведенный нами дисперсионный анализ данных по накоплению биомассы для определения доли влияния генотипа растений и погодных условий, используя годы как повторности, показал, что варьирование данных по накоплению сухих веществ между растениями значительно меньше, чем колебание данного показателя по годам. Дисперсионный анализ выявил, что во втором поле питомника основной источник дисперсии – это погодные условия вегетационного периода, влияние которых на накопление сухой биомассы составило 64%, а влияние биологических особенностей растений всего 29%.

Выводы:

1. Наибольшие значения чистой продуктивности фотосинтеза в разные периоды вегетации у изучаемых сортов Лобо и Орлик были установлены на среднерослом подвое 54 – 118 (4,0 – 5,2 г/м² сутки). Самые низкие значения отмечены на карликовом подвое Р60 (3,0 – 3,6 г/м² сутки). Установлена прямо пропорциональная зависимость между чистой продуктивностью фотосинтеза и силой роста подвоев (r = 0,91 – 0,92).

2. Увеличение общей биомассы саженцев было прямо пропорционально силе роста подвоев (r = 0,98). С увеличением силы роста подвоев повышался и процент сухих веществ, использованных для образования и роста корней.

3. Уровни влияния погодных условий и генотипа растений на накопление сухого вещества саженцами в питомнике составили 64 и 29%.