Способ диагностики морозоустойчивости плодовых культур

 

Использование: в сельском хозяйстве, в частности при селекции плодовых культур на морозоустойчивость. Сущность изобретения: диагностику морозоустойчивости плодовых культур проводят путем определения в растительной ткани, в качестве которой используют почки однолетних растений в период относительного покоя, содержания фруктозы до и после промораживания в морозильной камере до критических температур и по отношению содержания фруктозы после промораживания к этому показателю до промораживания судят о морозоустойчивости, при этом к морозоустойчивым относят сорта, имеющие отношение, не превышающее 1,35. 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области садоводства, и может быть использовано в научно-исследовательских учреждениях, ведущих селекцию сортов плодовых культур.

Существуют некоторые способы оценки морозоустойчивости плодовых и винограда, например, по водоудерживающей способности тканей однолетних побегов (веток) у изучаемых сортов и сорта-эталона с заведомо известной устойчивостью (см. Кириллов А. Ф. Вакарь В. Г. Левит Т. Х. и др. Методы определения морозостойкости винограда и плодовых. Физиологические основы адаптации многолетних культур к неблагоприятным факторам среды. Кишинев, 1984, с. 249-262). Свойство водоудерживающей способности клеток тканей у растений проявляется в сопротивлении обезвоживанию при действии любых водоотнимающих факторов. Сравнение полученных результатов в осенне-зимний период позволяет выделить сорта, обладающие большей или меньшей устойчивостью, чем сорт-эталон.

Указанный способ имеет недостаток, Дело в том, что водоудерживающая способность клеток во многом зависит от особенностей обменных процессов в них и является по существу лишь производным, вспомогательным показателем морозоустойчивости плодовых растений.

В то же время известно, что у растений умеренных широт, в частности у плодовых, в осенне-зимний период определяющим является углеводно-жировой обмен (см. Негру П. В. Медведева Т. Н. Кожокару В. А. и др. Эколого-физиологические механизмы зимостойкости винограда. Кишинев, 1988. 173 с.). Отсюда совершенно очевидно, что наиболее надежными и точными критериями отмеченного свойства могут служить показатели только этого звена метаболизма.

Наиболее близкой к заявленному объекту является концепция, согласно которой морозоустойчивость (зимостойкость) яблоки сопряжена со скоростью превращения в однолетних побегах крахмала в сахара, являющиеся защитными веществами [1] Отмечено, что в суровых условиях перезимовки этот процесс протекает быстрее, нежели в более теплых условиях.

Однако использование указанной закономерности в диагностических целях не представляется возможным ввиду сложности и недостаточно высокой достоверности.

Это утверждение базируется на необходимости определения целого ряда показателей углеводного обмена (содержания крахмала, различных сахаров) в тканях однолетних побегов в длительной динамике (с октября по март). Вполне понятно, что выполнить перечисленные условия на практике чрезвычайно сложно. Кроме того, в качестве диагностического критерия морозоустойчивости плодовых растений более надежно применять показатель, связанный с углеводным обменом и одновременно характеризующий в конкретно сроки стрессовое состояние растительного организма, вызванное действием низких отрицательных температур.

Следует отметить, что при использовании для прогнозирования отмеченного свойства растений различных тканей однолетнего побега затруднителен отбор проб для анализа.

Таким образом, предложенный путь оценки морозоустойчивости сортов яблоки нельзя считать абсолютно надежным и простым.

Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности и упрощение способа диагностики морозоустойчивости плодовых культур.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе диагностики морозоустойчивости плодовых культур, включающем определение физиологических показателей растительной ткани, в качестве растительной ткани используют почки однолетних растений, в период относительного покоя определяют в них содержание фруктозы дважды: до и после промораживания в морозильной камере до критических для конкретной культуры температур, а с мороустойчивости судят по результатам сравнения этих показателей, причем испытуемый сорт относят к морозоустойчивому, если отношение содержания фруктозы после промораживания к такому же показателю до промораживания не превышает 1,30-1,35.

Исследуют отнолетние растения плодовых культур, выросшие в условиях поля или вегетативного опыта.

В качестве физиологического параметра при оценке морозоустойчивости плодовых культур используют содержание фруктозы циклического соединения с инактивированным ассиметричным атомом углерода. Накопление этого соединения в клетках является, как известно, характерной чертой стрессового состояния растения (см. Алешин Е. П. Алешин Н. Е. О физиологических основах интенсивных технологий в растениеводстве. С.-х.биол. 1987, N 11. с. 42-49). Указанный параметр определяют в почках, легко отделяемых от однолетних побегов испытуемых сортов. Побеги срезают у исследуемых растений и помещают в морозильную камеру.

Различия между вариантами в характере изменения содержания фруктозы в почках под действием отрицательных температур наиболее четко обнаруживаются в период относительного покоя растений (П. Г. Шитт, 1940). В южной зоне плодоводства это декабрь начало февраля.

У морозоустойчивых сортов, адаптированных к действию неблагоприятного фактора, накопление фруктозы менее существенно по сравнению с неустойчивыми.

По данным научно-технической и патентной информации не выявлена заявляемая совокупность признаков, что позволяет сделать предварительный вывод о новизне заявляемого способа.

Признак, касающийся использования в качестве объекта исследования содержания фруктозы в клетках растения известен по работе Алешина Е. П. и Воробьева Н. В. Изучение влияния пониженных температур на содержание сахаров в проростках риса с целью разработки методов повышения их жизнеспособности. Тр. Кубанского СХИ. Краснодар, 1975, вып. 98(126), с. 3-8. Однако в известном техническом решении накопление фруктозы в клетках проростков риса при действии пониженных положительных температур связывают с их жизнеспособностью. В предлагаемом же решении определяют характер изменения под влиянием низких отрицательных температур содержания фруктозы в почках различных сортов плодовых культур и судят об их морозоустойчивости.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии признака критерию "изобретательский уровень".

Оценка морозоустойчивости сортов плодовых культур может осуществляться на ранних этапах развития растения (в однолетнем возрасте), что значительно сократит селекционный процесс при создании новых сортов с отмеченным свойством. В качестве критерия оценки морозоустойчивости сортов использовано изменение содержания фруктозы в растительной ткани (почках) под действием низких отрицательных температур, характеризующее стрессовое состояние растения.

Кроме того, в данном случае облегчается отбор ткани для анализа.

П р и м е р.

Для проверки предлагаемого способа использовали различные по морозоустойчивости сорта абрикоса и яблони. Изучали сорта абрикоса Краснощекий, Верный, Россиянин, Степняк, Орлик, а также сорта яблоки Ренет Симиренко, Кальвиль снежный, Зимнее МОСВИР, Делишес, привитые на солнцах культурной яблони.

Осенью саженцы абрикоса их питомника пересаживали на постоянное место в сад. Припивочные комбинации яблони (применена зимняя прививка) выращивали в сосудах, содержащих 10 кг воздушно-сухой почвы, на вегетационной площадке СКЗНИИСиВ. За однолетками вели наблюдение в зимний период. Исследования проводили в различные по метеорологическим условиям 1989-1992 г.

В декабре-январе у однолетних растений после естественного закаливания образовали побеги (ветки). У части из них отделяли почки (навеска 0,15-0,20 г), в которых определяли содержание фруктозы (С₁) по методу Н. В. Воробьев (1985) (см. Воробьев Н. В. Определение содержания сахарозы, фруктозы и глюкозы в растительных тканях с помощью антронового реактива. Бюл. научн.-техн. информ. ВНИИриса Краснодар, 1985, Вып. 33, с. 11-13).

Другую часть побегов помещали в морозильную камеру и промораживали до критических для конкретной культуры температур по следующим программам: Температура, ^oC -10, -18 (для абрикоса) Продолжительность воздействия, ч 24 24 Температура, ^oC -10, -18, -24, -30 (для яблони) Продолжительность воздействия, ч 24, 24, 12, 8 После промораживания побегов вновь определяли содержание фруктозы в почках (С₂). О характере изменения содержания фруктозы в растительной ткани под воздействием отрицательных температур судили по отношению С₂/С₁.

Значения отношения С₂/С₁ для различных сортов абрикоса и яблони и уровень их морозоустойчивости приведены в таблице.

Как видно из приведенных данных, наиболее интенсивное накопление фруктозы в почках после промораживания отмечено у сорта абрикоса Краснощекий и сортов яблони Ренет Симиренко, Делишес. Эти сорта неустойчивы к морозу.

Результаты оценки морозоустойчивости сортов по физиологическому параметру (отношению С₂/С₁) совпадают с результатами агробиологических наблюдений за состоянием деревьев этих же сортов после перезимовки.

Применение предлагаемого способа диагностики морозоустойчивости плодовых культур обеспечит объективное определение еще в однолетнем возрасте способности растений адаптироваться к действию неблагоприятного фактора. Использование способа даст возможность существенно сократить селекционный процесс при создании новых сортов с заданными свойствами и достаточно быстро подобрать сортоподвойные комбинации для закладки высокоурожайных садов в районах с неблагоприятными климатическими условиями.

Формула изобретения

СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР, включающий определение физиологических показателей растительной ткани, отличающийся тем, что в качестве растительной ткани используют почки однолетних растений в период относительного покоя, определяют в них содержание фруктозы до и после промораживания в морозильной камере до критических температур и по отношению содержания фруктозы после промораживания к этому показателю до промораживания судят о морозоустойчивости, при этом к морозоустойчивым относят сорта, имеющие отношение, не превышающее 1,35.

РИСУНКИ

Рисунок 1