Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, Е.Н. Ткачев, О.А. Грезнев
ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина»,
г. Мичуринск, Россия

Н.Н. Сергеева, Н.И. Ненько, Ю.И. Сергеев, Г.К. Киселёва
ГНУ «Северо-Кавказкий зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» г. Краснодар, Россия

Плодовые растения являются одними из основных поставщиков ценных питательных веществ и витаминов для населения. В связи с дестабилизацией погодных условий и применением устаревших технологий, в том числе удобрений, в большинстве хозяйств РФ, производство плодов в значительной степени сократилось.

Важнейшим фактором регулирования роста и плодоношения плодовых растений является минеральное питание. Однако внесение удобрений в почву не всегда может обеспечить достаточно надежный эффект в связи с различной доступностью элементов, условиями окружающей среды, замедленным проявлением действия удобрений на многолетней культуре. Эффективным средством регулирования минерального питания растений служит некорневое питание, поскольку обеспечивает поступление минеральных элементов непосредственно к пунктам их основного потребления: точкам роста, листьям, плодам (Трунов,2010).

Действие подкормок должно быть направлено в том числе на регуляцию и сохранение относительного постоянства внутренней водной среды растений как одного из главных средств приспособления к переменным условиям среды и действию повреждающих факторов (Сергеева и др. 2002).

С целью изучения влияния минерального питания на физиологические параметры деревьев яблони были заложены опыты в плодоносящих насаждениях яблони 2001 года посадки сорта Богатырь на слаборослом клоновом подвое 62-396 (схема посадки - 4,5х1,5 м) в ОПХ ВНИИС им. И.В. Мичурина на чернозёме выщелоченном тяжёлосуглинистого гранулометрического состава (г. Мичуринск).

В качестве подкормк использовали акварин, эдагум, бор (борная кислота), цинк (сульфат цинка).

Акварин – комплексное растворимое удобрение с содержанием элементов: N19P6K20Mg1,5S1,4Fe0,054Zn0,014Cu.0,01Mn0,042Mo.0,004B0,02.
Эдагум – гуминовое удобрение, биостимулятор роста и развития растений, выработанный на основе торфа. Содержит гуминовые и фульвокислоты, органические кислоты (янтарная, щавелевая, яблочная и др.), аминокислоты, углеводы, витамины, макро- и микроэлементы в форме биодоступных органических соединений.

Параллельно аналогичные опыты были заложены в южной зоне плодоводства в плодоносящих насаждениях яблони сорта Прикубанское 1996 года посадки на подвое М9 со схемой размещения растений 5х2м (система формирования кроны – веретеновидная). Почвы под плодоносящими насаждениями – малогумусный сверхмощный чернозём выщелоченный. Междурядья задернены сеяными травами.
Некорневые подкормки применяли ежегодно дважды: 1) в фазу «обособление бутонов» и 2) в фазу развития плода «грецкий орех». В качестве подкормок использовали 0,5%-ные водные растворы специальных удобрений с полным набором основных питательных элементов и микроэлементами «Акварин» и «Компо».

Погодные условия вегетационного периода в Мичуринске отличаются следующими стрессовыми факторами: дефицитом доступной влаги, высокой или низкой температурой воздуха, высокой дисперсией суточных температур воздуха в период вегетацОиис.н овными экстремальными факторами погоды для плодовых культур в условиях южного региона России являются поздневесенние возвратные заморозки, отсутствие осадков на фоне повышенных температур в летний период.

Для исследования эффективности листовых подкормок анализировали уровень обеспеченности   яблони   элементами   питания,   качество   питания   и   физиологическое состояние     растений,     используя     следующие     общепринятые     методики:     анализ минерального состава индикаторных органов и плодов яблони по методикам Гинзбург К.Е., Щегловой Г.М., Вульфиус Е.В., Крищенко В.П. (Гриненко, 1976; Агрохимические методы…,   1975;  Гинзбург,   1963),  оводнённость  листьев,   соотношение   свободной  и связанной воды по методике М.Д. Кушниренко, 1991. При изготовлении анатомических препаратов     использовали     методы     общепринятой     ботанической     микротехники.
Содержание   белка   и   хлорофилла   в   листьях   определяли   спектральным   методом (Крищен о, 1983).

Активность фотосинтеза определяли     путем     регистрации     флуоресценции хлорофилла   «а»    с    помощью    прибора   ИФСР-2   по    методу   Genty   at   all.,   1989.

Использовался показатель (Fv/Fm),  арактеризующий   активность работы фотосинтетического аппарата (Владимиров, 2001).

Результаты и обсуждение.

За анализируемый период общее содержание основных минеральных элементов в листьях яблони, выявленное с помощью метода химической диагностики, варьировало незначительно и соответствовало уровню значений в контрольном варианте.
При этом содержание минеральных форм основных элементов (K+, Mg2+), определяемых экспрессно с помощью метода капиллярного электрофореза, было выше на фоне применения подкормок, что, по-видимому, обусловливает более высокую активность синтетических реакций. Содержание подвижных форм элементов по отношению к валовым составило на контроле 66% (K+) и 43%( Mg2+), а в варианте с применением подкормок – соответственно 89% и 56%. Содержание общего азота в 2008-2009 гг. в листьях при применении подкормок было выше соответственно на 17,5 и 12,4%, что способствовало изменению показателя качества питания культуры. Учитывая оптимальное соотношение N:P:K=58:6:36 в листьях для 12-15-летней яблони (Церлинг, Егорова, 1980), установлено, что в варианте с применением подкормок оно составляет 72-78:5-6:17-23.
Для детального анализа влияния некорневых подкормок изучали анатомическое строение листьев яблони: анализировали толщину и соотношение составляющих мезофилл тканей.

Для исследования брали стеблевые листья II яруса, образовавшиеся из зачатков, возникших на конусе нарастания весной текущего года.
Отмечено изменение структуры мезофилла листьев у обработанных плодовых растений: в частности, толщина палисадной паренхимы увеличивалась относительно губчатой на 17-25% в зависимости от варианта обработки, что, в свою очередь, способствовало увеличению потенциала фотосинтеза, так как в клетках палисадной паренхимы сосредоточено основное количество хлоропластов.
В южной зоне также выявлено изменение структуры мезофилла листьев. В контрольном варианте опыта без обработки удобрениями слой палисадной паренхимы тоньше, чем губчатой, и составляет 25 условных единиц (у.е.).

Анализ динамики содержания хлорофиллов а и b в листьях ростовых побегов (однолетних приростов) яблони в связи с применением удобрений и регуляторов роста во ВНИИС им. И.В. Мичурина показал, что содержание хлорофилла и каротина изменяется пропорционально. Наиболее высокое содержание хлорофилла обнаружено при применении гуминовых препаратов (эдагум), при этом в данном варианте обнаружено самое высокое содержание азота в листьях. Важно также отметить факт, что при сочетании гуминового препарата с акварином содержание хлорофилла и каротина в листьях было ниже контрольных значений. В вариантах опыта без совместного применения минеральных удобрений на фоне применения эдагума получено самое высокое содержание хлорофилла в тканях листовой пластинки, а на фоне применения бора с цинком – каротина.

В условиях южной зоны плодоводства также отмечалось, что за период с мая по сентябрь сумма хлорофиллов а и b в листьях на фоне применения подкормок на 16-18% выше в сравнении с контрольным вариантом, а содержание каротина – на 20-30% .
На этом фоне анализировали физиологическое состояние растений.

Выявлено, что изменение минерального питания в значительной степени влияет на фотосинтетическую активность листьев растений яблони. Так, применение некорневых обработок комплексными удобрениями эдагум и акварин приводило к возрастанию фотосинтетической активности листьев в мае-августе (показатель Fv/Fm в данных вариантах 0,72-0,74 в среднем за период вегетации, что на 20-25% выше, чем в контролПео).м имо этого, отмечена близкая к оптимальной динамика изменения данного показателя в течение вегетации 2009 года, что указывает на адекватную работу фотосинтетической системы листьев растений яблони в вышеуказанном варианте обработок и достаточно высокую степень запаса адаптивности к стрессорам.

В условиях засухи показателем адаптационной способности служит оводнённость листьев и соотношение содержания свободной и связанной формы воды в них.

В середине второй декады июня (первый срок отбора листьев) содержание пигментов в листьях ростовых побегов увеличивалось, согласно полученным нами данным, пропорционально увеличению содержания свободной воды.

Установлено, что в листьях ростовых побегов содержание свободной воды выше, чем листьях кольчаток, причем самое значительное превышение (в 2,25 раза) отмечено в варианте акварин+эдагум, самое слабое (в 1,09 раз) – в варианте эдагум – здесь содержание свободной воды в обоих индикаторных органах было примерно равным и составило 32,26% в кольчатках и 35, 13% в ростовых побегах.
К середине лета (второй отбор образцов, середина июля) на фоне аномально-высоких температур воздуха в листьях однолетних приростов при применении подкормок значительно увеличилось содержание свободной воды, причем пропорционального увеличения содержания пигментов нами не выявлено.

В результате проведенных исследований установлено, что большая оводнённость (64-68%) отмечается в листьях яблони в мае, меньшая (51-54%) – в сентябре, в июле этот показатель принимает промежуточные значения (60-62%). Большую оводнённость в период с мая по июль имели листья яблони в вариантах с применением подкормок, что свидетельствует о функциональной стабильности растений в этих вариантах опыта в данный период вегетации.

Об уровне стабильности физиологического состояния растений под воздействием воздушной засухи судили также по реакции белкового комплекса. В июле-августе содержание белка в листьях яблони в контроле снижалось в сравнении с маем почти на 26%, в то время как в варианте с применением некорневых подкормок содержание белка было стабильно и выше, чем в контроле, более чем на 5%.
Некорневые подкормки оказали положительное влияние на урожайность плодов яблони сорта Богатырь. Максимальная прибавка урожая наблюдалась в варианте акварин совместно с борной кислотой. Увеличение урожайности составило 38% по сравнению с контролем. В варианте с применением борной кислоты совместно с сернокислым цинком не наблюдалось существенного увеличения урожайности. Это может объясняться тем, что для повышения урожайности яблони больше подходит комплекс макро- и микроэлементов, чем микроэлементы в отдельности.

Выводы.

Изучение питательного режима и динамики физиологического состояния растений по показателям фотосинтетической активности листьев, содержания хлорофиллов а и b, каротина, свободной и связанной форм воды, белка в листьях свидетельствует о более высокой функциональной стабильности растений в вариантах с применением некорневых подкормок за анализируемый период как в центральной, так и южной зонах плодоводства.

Подкормки деревьев яблони водными растворами удобрений приводят к изменению анатомической структуры листа, в частности к усиленному развитию слоя палисадной ткани, клетки которой содержат основное количество хлоропластов.

Лучшее обеспечение плодовых растений питательными веществами способствует более эффективному использованию энергии света, способствует стабилизации синтеза хлорофилла, при этом урожайность яблони существенно возрастает.

Некорневые подкормки акварином, эдагумом, а также сочетание этих удобрений с борной кислотой способствуют повышению урожайности деревьев яблони сорта Богатырь на 20…38% по сравнению с контролем.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 09-04-99097 р_офи

Литература

1.    Агрохимические методы исследования почв /Под ред. А.В. Соколова. – М.: Наука, 1975. – 656 с.
2.    Владимиров, Ю.А. Инактивация ферментов ультрафиолетовым облучением /Ю.А. Владимиров // Соросовский образовательный журнал. – 2001. – Т. 7. – № 2. – С. 20–27.
3.    Гинзбург, К.Е. Ускоренный метод сжигания почв и растений /К.Е. Гинзбург, Г.М. Щеглова, Е.В. Вульфиус//Почвоведение, 1963 – №5. – С. 89-96.
4.    Гриненко, В.В. Методы определения устойчивости растений к обезвоживанию как признака приспособления к природным условиям/В.В. Гриненко, Ю.С. Поспелова//Сб. статей «Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды». Л.: Колос, 1976. – С.115-122.
5.    Крищенко, В.П. Методы оценки качества растительной продукции: Учеб. пособие / В.П. Крищенко. М.: Колос, 1983. – 192 с.
6.    Кушниренко, М.Д. Физиология водообмена и засухоустойчивости растений /М.Д. Кушниренко, С.Н. Печерская. Кишинёв: Штиинца, 1991. – 306 с.
7.    Сергеева, Н.Н. Применение специальных удобрений в интенсивных насаждениях яблони на юге России/Н.Н. Сергеева, Н.В. Говорущенко, А.А. Салтанов //Садоводство и виноградарство. – 2002. - №6. – С.8-10.
8.    Трунов Ю.В. Минеральное питание и удобрение яблони / Ю.В. Трунов. –Воронеж: Кварта,2010– 400с.
9.    Трунов, Ю.В. Некорневые подкормки яблони в ЦЧО / Ю.В. Трунов, О.А. Грезнев//Садоводство и виноградарство. – 2007. - № 4. – С. 8-10.
10.    Церлинг В.В., Методические указания по диагностике минерального питания яблони и других садовых культур / В.В. Церлинг, Л.А.Егорова. – М.: Колос, 1980. — 47 с.
11.    Genty, B, The relationship between the quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence / B. Genty, J.M. Briantais, N.R. Baker // Biochimica et Biophysica Acta. –1989. – V. 990. – P. 87-92.


Источник - ВЕСТНИК МИЧУРИНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА, научно-производственный журнал, 2010, № 2,  Печатная версия.