А.А. Соломахин, Т.Г.-Г. Алиев, Ю.Архипов

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И. В. Мичурина»,г. Мичуринск, Россия

М. Бланке

INRES-University of Bonn, Germany

Введение.

Величина плода, его окрашенность и вкусовые характеристики являются одними из основных показателей качества плодов яблони (Reay et al., 1998). Практически все основные параметры качества плода закладываются еще в саду. Основная фаза развития покровной окраски яблока начинается около 4-6 недель до съема и находится под влиянием условий окружающей среды. Специфичный фермент – фени-лаланин-аммоний-лиаза (ФАЛ), чрезвычайно чувствительный к изменениям интенсивности света, его спектру и температуре окружающей среды – способствует синтезу анто-цианов и, таким образом, отвечает за содержание фенольных соединений в поверхностных тканях яблока (Arakawa et al., 1985). На данный момент ведется активный поиск химических соединений, стимулирующих активность ФАЛ (Li et al., 2002). Таким образом, целью нашего исследования являлся поиск возможностей улучшения качества плода путем улучшения утилизации энергии солнца в саду, особенно для плодов в затененных условиях нижней части кроны.

Материалы и методы исследования.

Объектами исследования служили деревья яблони сорта Эльстар 1998 года посадки на подвое М9 со схемой посадки 1 м х 3,5 м в экспериментальном саду Кляйн-Альтендорфской исследовательской станции Боннского университета, сформированные как стройное веретено в 2006-2009 гг. Варианты опыта: рефлективная мульча 1 (Extenday™); рефлективная мульча 2 (Daybright™); за-лужение (контроль). Мульча марки Extenday™ и Daybright™ расстилалась шириной 3 м в междурядье сада за 6 недель до предполагаемого съема плодов с оставлением 0,5 м гербицидного пара в приствольной полосе.
Проводились почасовые измерения дневной динамики фотосинтетически активной радиации (ФАР) на высоте 1,5 м в междурядье в типичный пасмурный и солнечный день при помощи установки EGM-1 с сенсором HTR-1 (PPSystems, Hitchin, UK). ФАР оценивалась как отраженная (450 в крону плодового дерева). Все плоды со всех вариантов были обработаны на специализированной машине Greefa MSE 2000, позволяющей индивидуально оценить площадь развития румянца, среднюю массу и диаметр каждого плода. Относительное содержание хлорофилла и антоцианов оценивалось в наиболее окрашенной и в наиболее зеленой точках поверхности плода неразрушающим методом – с использованием анализатора пигментов PA1101 (Control in Applied Physiology, Berlin-Falkensee, Germany) (Zude, 2003). Относительное содержание хлорофилла отражает индекс NDVI, антоцианов – NAI. С целью получения более детальной информации по показателю содержания антоцианов и хлорофилла в поверхностных тканях плода и, как следствие, формирования качества плода в наиболее проблемных частях кроны (ее нижняя часть) крона плодового дерева была визуально поделена на три части (верхняя, средняя, нижняя), две из которых (средняя и нижняя) были выбраны как наиболее ре-презентативные для отбора проб плодов. Пробы плодов были отобраны из нижних и средних частей крон всех 8 вариантов. Каждый из вариантов включал в себя 17 деревьев с 15 деревьями как дерево-повторность. Статистическая обработка производилась при помощи программного обеспечения SPSS version 13 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

Результаты и обсуждение.

Условия освещенности в значительной степени могут влиять на показатели качества плода, включающие в себя такие параметры, как красная пигментация кожицы, концентрация сухих растворимых веществ и иногда масса плода (Doud and Ferree, 1980). Крона деревьев принимала в среднем 13-23 % отраженной от мульчей падающей ФАР при измерениях 450 по сравнению с контролем (залуже-ние; рис. 1). Увеличение отражения излучения на 7 % при угле измерения 450 в облачный день по сравнению с солнечным под антиградовыми сетями, вероятно, регистрировалось благодаря большей порции так называемого «диффузного» света.


Время дня  8:00        9:00       10:00      11:00      12:00      13:00      14:00      15:00      16:00      17:00      18:00

Рисунок 1 - Интенсивность отраженной под углом 45° от светоотражающей мульчи ФАР в течение ясного солнечного (открытые символы) и облачного (закрашенные символы) дней.

Компьютеризированная обработка всех плодов с учетных деревьев показала, что оба вида светоотражающих мульчей способствовали увеличению процентного содержания плодов с площадью окрашивания поверхности более 25% на 14 % и среднюю массу плода до 14 % по сравнению с залужением в контроле (таблица 1). Данные факты объясняются увеличением абсорбции ФАР и улучшением утилизации света в саду (Doud and Ferree, 1980; Funke and Blanke, 2004), что может вызывать повышенный экспорт углеводов из листа (Johnson and Lakso, 1986).

Анализ содержания пигментов выявил повышенное содержание антоцианов и более интенсивный распад хлорофилла в поверхностных тканях плодов яблони с замульчированных вариантов (таблица 2).

Таблица 1 - Результаты автоматизированного учета плодов яблони по показателям качества в зависимости от системы содержания почвы в междурядье интенсивного сада

Менее негативное значение NDVI индекса на красной стороне плода (-0,3) по сравнению с зеленой его частью (-0,5) свидетельствует о большем содержании хлорофилла на окрашенной, внешней или позиционируемой на солнце части плода сорта Эль-стар по сравнению с его затененной частью независимо от варианта (наличие и отсутствие мульчей и антиградовых сетей), что изначально могло показаться парадоксальным. Однако данный факт нашел подтверждение в экспериментах Reay et al. (1998) по сорту Гала.

Светоотражающие мульчи Extenday и Daybright увеличивали относительное содержание антоцианов в кожице плода (NAI) в 4 раза на окрашенной стороне плода в нижней части кроны (таблица 2).
Минимальный уровень распада хлорофилла (NDVI) был обнаружен у плодов с контрольного варианта (залужение) (таблица 2). Во всех случаях варианты с применением светоотражающих мульчей под исследуемыми антиградовыми сетями увеличивали степень распада хлорофилла (NDVI = -0,2…-0,4) для образцов плодов, отобранных как с нижней, так и со средней части кроны плодового растения независимо от точки измерения на поверхности плода (таблица 2).

Таблица 2 - Относительное содержание хлорофилла (NDVI) и антоцианов (NAI) на сто­ронах с основной и покровной окраской плодов сорта Эльстар в зависимости от системы содержания почвы в междурядье сада

Заключение.

Светоотражающие мульчи Extenday и Daybright стимулировали биосинтез антоцианов в поверхностных тканях плода, увеличивали его среднюю массу и интенсифицировали распад хлорофилла по сравнению с залужением, особенно на плодах, расположенных в нижней части кроны плодового дерева, благодаря увеличению абсорбции ФАР плодовыми деревьями и улучшению утилизации света в интенсивном саду.

Литература

1.    Arakawa, O. Relative effectiveness and interaction of ultraviolet-B, red and blue light in an-thocyanin synthesis of apple fruit / O. Arakawa, Y. Hori, Ogata R. // Physiol. Plant. – 1985. - № 64. – рр. 323-327.
2.    Doud, D.S. Influence of altered light levels on growth and fruiting of mature ‘Delicious’ ap-ple trees / D.S. Doud, D.C. Ferree // J. Amer. Soc. Hort. Sci. – 1980. - № 105 (3). – рр. 325-328.
3.    Funke, K. Can reflective ground cover enhance fruit quality and colouration? / K. Funke, M.M. Blanke // J. Fd. Agric. Environ. – 2004. - № 3. – рр. 203-206.
4.    Johnson, R.S. Carbon balance model of a growing apple shoot: II. Simulated effects of light and temperature on long and short shoots / R.S. Johnson, A.N. Lakso // J. Am. Soc. Hortic. Sci. – 1986. -№ 111(2). – рр. 164-169.
5.    Li, Z. Stimulation of ‘Fuji’ apple skin colour by ethephon and phosphorus-calcium mixed compounds in relation to flavonoid synthesis / Z. Li, H. Gemma, S. Iwahori // Sci. Hortic. – 2002. -№ 94. – рр. 193-199.
6.    Reay, P.F. Chlorophylls, carotenoids and anthocyanin concentrations in the skin of "Gala" apples during maturation and the influence of foliar applications of nitrogen and magnesium / P.F. Reay, R.H. Fletcher, Thomas V.J. // J. Sci. Fd. Agr. – 1998. – №76 (1). – рр. 63-71.
7.    Zude, M. Comparison of indices and multi-variate models to non-destructively predict the fruit chlorophyll by means of visible spectrometry in apples / M. Zude // Analytica Chimica Acta. – 2003. - № 481. – рр. 119-126.

Источник - ВЕСТНИК МИЧГАУ, научно-производственный журнал, 2010, № 1,  Печатная версия.