Достаточное снабжение водой является обязательным условием для нормального обмена веществ в растении. При длительном нарушении водного баланса, которое возникает в результате сухости почвы и атмосферы, нарушается обмен веществ, что в свою очередь приводит к потерям урожая и ослаблению жизнеспособности растения. Если нарушается водный баланс растения, клетки теряют тургор, происходит процесс завядания. При завядании, в клетках и тканях повышается проницаемость цитоплазмы, падает дисперсность коллоидов протоплазмы [4, с. 172]. Обезвоживание клеток листьев частично или полностью подавляет фотосинтез. Однако завядание нельзя рассматривать как необратимое явление, т.к. оно является эффективным средством ограничения испарения в опасные периоды засухи. Поэтому в большинстве случаев при завядании растение не полностью теряет жизнеспособность: при дальнейшем обеспечении влагой тургор и нормальная жизнедеятельность восстанавливается [4, с. 173].
Оренбуржье относится к районам с неустойчивым увлажнением, вследствие чего выявление сортов и форм смородины с наиболее высокой засухоустойчивостью является важным этапом селекции
Смородина черная Ribes nigrum и смородина золотистая Ribes aurum Pursh относятся к семейству Grossulariaceae. Виды и сорта смородины черной и золотистой существенно отличаются по засухоустойчивости. В связи с этим представляет интерес изучить и сопоставить показатели засухоустойчивости этих растений в условиях Оренбуржья.
Из всех культивируемых видов смородины наименьшей засухоустойчивостью обладает черная смородина. По своим биологическим особенностям смородина черная относится к влаголюбивым культурам.
Почвенная и воздушная засухи являются основными лимитирующими факторами при выращивании смородины черной в Оренбуржье. Засуха отражается на общем состоянии растений и снижении урожайности [2, с. 220]. Повышенные требования к влажности почвы у черной смородины объясняются тем, что этот вид исторически сложился в умеренно влажной полосе. В естественных условиях она произрастает на влажных почвах вдоль берегов рек, ручьев и в лесных массивах с болотистой почвой. Пониженную засухоустойчивость черной смородины в значительной мере определяет ее биологическая особенность — формирование корневой системы в верхних горизонтах почвы.
Смородина золотистая, имеет большой диапазон устойчивости к высоким температурам воздуха. В нашем регионе, с присущими для него климатическими особенностями – высокими температурами, низкой влажностью воздуха и почвенной засухой летом, морозной, малоснежной, с оттепелями зимой, интерес представляет смородина золотистая, которая хорошо переносит недостаток влаги, довольно засухоустойчива. К почве данная культура нетребовательна, обладает высокой иммунностью, кусты почти не поражаются вредоносными насекомыми и болезнями. Особую популярность смородина золотистая имеет в засушливых степных и лесостепных районах [3, с. 79].
Глубокая корневая система дает возможность поглощать влагу, из глубоко лежащих слоев почвы. Плотная блестящая кутикула листьев способствует незначительному испарению. При высокой температуре воздуха, листья теряют тургор в верхней части однолетних побегов, где они не имеют плотной кутикулы.
Исследования выполнялись на базе Оренбургской опытной станции садоводства и виноградарства в лабораторных условиях. Изучение засухоустойчивости смородины черной проводили в 2005-2006 гг., смородины золотистой в 2013-2014 гг. в июле месяце. В перечисленные годы в июле преобладала ясная погода, но атмосферное давление было неустойчивым, в дневные часы формировалась кучевая облачность, выпадали осадки, часто фиксировались грозы и шквалистый ветер, относительная влажность воздуха составляла 45-50% при средней температуре 20-22°С.
Объектами исследования явились 11 сортов смородины черной и 7 форм смородины золотистой. Засухоустойчивость листьев оценивали лабораторным методом в трехкратной повторности. Для изучения брали по 15 листьев каждого сорта и формы смородины. Расчет показателей засухоустойчивости и статистическую обработку проводили согласно общепринятым методикам [5, с. 80 6, с. 74] Содержание воды (СВ) расчитывали на сырую и сухую массу. Остальные показатели: дефицит насыщения (ДН), относительный тургор (ОТ), водопотеря при высушивании (ВС), степень восстановления тургора (СВТ), водный дефицит (ВД) выражали к сырой массе листа при полном предварительном насыщении водой. Показатель (ВС) выражали при помощи двух параметров: по предельной водопотере на момент завершения процесса завядания и по средней дифференциальной скорости водопотери (СДСВ) в течение процесса завядания [1, с. 67].
За годы исследований степень повреждения черной смородины по сортам от избытка солнечной энергии и недостатка атмосферной влаги при полевом обследовании варьировала от 1 – до 3 баллов. Высокую полевую засухоустойчивость показали сорта Катюша, Экзотика Орловский вальс (1 балл). Низкой полевой устойчивостью в наших условиях произрастания характеризовались сорта Ядренная, Ажурная. Подарок Куминову (2,5 балла).
Показатель оводненности (СВ) у сортов черной смородины был в среднем 65,3% на сырую массу, размах варьирования составил от 61,0% (Зеленая дымка) до 70,9% (Катюша). Оводненность на сухую массу составляет в среднем 202,5%.
Водный дефицит в природных условиях – величина изменчивая и зависит от конкретных условий водоснабжения или погодных условий в течение суток. Листья для исследования были срезаны в утренние часы, когда они были максимально насыщены водой. Это сказалось на показателях ДН и ВД. Они оказались низкими: ДН в среднем по сортам составил 8,8%. ВД был чуть выше, в среднем 12,9%. Колебания по сортам: ДН от 4,5% (Багира) до 12,8% (Ядреннная), ВД — 8,1% (Ртищевская) – 18,1% (Глариоза). Относительный тургор (ОТ) составил 93,8% и был выше у сортов с низким ДН – 6,9% и ниже (ОТ) — 81,5%) с высоким ДН-12,8% и колебался в пределах 81,5-93,8%.После высушивания и повторного насыщения водой степень восстановления тургора (СВТ) составила в среднем 57,2% и варьировала в пределах 51,9-61,3%.
Водоудерживающая способность тем выше, чем меньше потеря воды (ВП). Поэтому те растения, у которых листья теряют больше воды за один и тот же интервал времени, являются менее засухоустойчивыми. Предельная водопотеря при высушивании листьев исследованных сортов смородины черной в среднем составила54,9%. Средняя дифференциальная скорость водопотери (СДСВ) в процессе завядания составила 38,4 мг/г в час. Этот показатель учитывает длительность завядания и относительную массу испарившейся воды в процессе завядания. Высокие показатели водопотери и, следовательно, менее засухоустойчивыми были сорта Глариоза (61,7%), Ядренная (61,4%), Подарок Куминову (59,1%), Ажурная (57,8%). Низкие показатели ВП были у сортов Орловский вальс (49,4%), Экзотика (50,8%), Катюша (51,5%). Эти сорта относятся к более засухоустойчивым в нашем регионе.
При полевом обследовании смородины золотистой степень повреждения от атмосферной засухи варьировала от 1 до 2 баллов. Высокой полевой устойчивостью к засухе характеризовались формы 1-5, 1-1. Среднюю устойчивость отмечали у форм 1-2, 1-3. Остальные формы показали устойчивость ниже среднего.
Показатель оводненности (СВ) у форм смородины золотистой был в среднем 63,1% на сырую массу, размах варьирования составил от 61,0 % (форма 2-1) до 65,0% (форма 1-3). Оводненность на сухую массу составила в среднем 174,0%.
Дефицит насыщения (ДН) в среднем по сортам составил 7,6%. ВД был немного выше, в среднем 11,4%. Варьирование по сортам: ДН – от 6,3% (форма 1-3) – до 8,2% (форма 2-1), ВД – от 9,3% (форма 1-3) – до 12,6% (форма 2-1). Относительный тургор (ОТ – 90,7%) был выше у форм с низким ДН – 6,3% и небольшим (ОТ-87,4%) с высоким показателем ДН-8,2%.После высушивания и повторного насыщения водой степень восстановления тургора составила в среднем 64,1% и варьировала в пределах 59,5-68,7%.
Предельная водопотеря при высушивании листьев исследованных форм смородины золотистой в среднем составила 40,9%. Средняя дифференциальная скорость водопотери (СДСВ) в процессе завядания составила 30,4 мг/г в час. Высокими показателями водопотери и, соответственно, менее засухоустойчивыми характеризовались формы 2-1 (44,1%),2-2 (44,5%), 1-6 (45,8%). Низкие показатели (ВП) были у форм 1-5 (34,2%), 1-1 (37,0%). Эти формы относятся к более засухоустойчивым.
При сравнительном анализе засухоустойчивости смородины черной и золотистой показанном на диаграммах (рис. 1, 2, 3) видно, что показатель оводненности (СВ) листьев на сырую массу, в среднем у форм смородины золотистой составил 63,1% и незначительно отличался от показателя смородины черной 65,3%. Оводненность на сухую массу у форм смородины черной была значительно выше и составила в среднем 202,5% по сравнению со смородиной золотистой – 174,6% (рис.1).
Рисунок 1. Содержание воды (СВ) у черной и золотистой смородины на сырую и сухую массу в среднем
Различие дефицита насыщения (ДН), относительного тургора (ОТ), водного дефицита (ВД) были незначительными у обоих видов смородины. Предельная водопотеря и средняя дифференциальная скорость водопотери у листьев смородины черной была выше, соответственно смородина золотистая более засухоустойчива в условиях Южного Урала (рис. 2, 3).
Диагностика засухоустойчивости позволила выделить наиболее адаптированные сорта и формы золотистой и черной смородины для условий степного Оренбуржья.
Исходя из полученных данных выявлено, что сорта черной смородины Орловский вальс, Экзотика, Катюша, формы смородины золотистой 1-5, 1-1 отличаются устойчивостью к температурным стрессам и дефициту влаги и более адаптированы к условиям вегетации в Оренбургской области. Оценка засухоустойчивости в полевых условиях согласовывается с данными лабораторных исследований.
Смородина золотистая является более засухоустойчивой культурой для климатических условий Оренбуржья и рекомендуется для широкого распространения.
Список литературы:
- Авдеев В.И. Сравнительный анализ засухоустойчивости видов древесных плодовых растений.// Естественные науки. Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. 2005. — №3 С. 64-74
- Авдеева З.А., Иванова Е.А. Устойчивость земляники и смородины к неблагоприятным факторам среды в условиях агроландшафтов степной зоны Оренбуржья. Вестник Оренбургского Государственного Университета. – Оренбург, 2007. — №3. – С. 216-221
- Джураева Ф.К., Иванова Е.А. [Электронный ресурс] Биохимическая оценка ягод перспективных местных форм смородины золотистой в условиях Оренбуржья // режим доступа: http: // www.vestospu.ru — эл. науч. журнал «Вестник Оренбургского государственного педагогического университета», — 2013 — №1 (5).- С 79-85
- Лир Х., Польстер Г., Фидлер Г. Физиология древесных растений: изд-во «Лесная промышленность». 1974. С. 172-184
- Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. – Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1999. – 608 с.
- Удовенко Г.В. Методика диагностики устойчивости растений (засухо-, жаро-, соле- и морозоустойчивость). – М.: ВАСХНИЛ, 1970. – 74 с.[schema type=»book» name=»СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ К АБИОТИЧЕСКИМ СТРЕССОРАМ ЗОЛОТИСТОЙ И ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОГО ОРЕНБУРЖЬЯ» author=»Джураева Ф.К. Иванова Е.А. Тихонова М.А. » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-31″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]