ИЗМЕНЧИВОСТЬ НАСТУПЛЕНИЯ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ ФАЗ У ЯБЛОНИ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ИМ. ВС.М. КРУТОВСКОГО
ИЗМЕНЧИВОСТЬ НАСТУПЛЕНИЯ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ ФАЗ У ЯБЛОНИ В БОТАНИЧЕСКОМ САДУ ИМ. ВС.М. КРУТОВСКОГО
Научная статья
Репях М.В.*
ORCID: 0000-0003-0977-1082,
Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
* Корреспондирующий автор (mrepyah[at]yandex.ru)
АннотацияАнализирующим методом оценивания степени адаптации растений в районах их культивирования является сравнительная фенология, дающая представление об изменении сроков фенологических фаз и репродуктивной деятельности. Фенология яблони является важной частью изучения роста и взаимодействия культуры с условиями внешней среды, а также имеет огромное научно-практическое значение в области селекции. Фенологические наблюдения являются одним из наиболее доступных и эффективных методов изучения особенностей развития растений в определенных экологических условиях, позволяя установить сроки их вегетации, продолжительность прохождения отдельных фенологических фаз, устойчивость и продуктивность различных сортов и особей. Знание сроков созревания плодов позволяет правильно подобрать перспективные сорта для дальнейшей селекции. Периоды цветений яблони в сибирских регионах отличаются крайне неустойчивыми метеорологическими условиями (ранние весенние заморозки, ветры, туманы, дожди).
Цель исследований - изучение изменчивости яблони по фенологии и выделение перспективных сортов и генотипов. В данной работе определяли следующие фенологические фазы у яблони: набухание почек; распускание генеративных почек; начало цветения; окончание цветения; начало созревания плодов; начало листопада; окончание листопада.
В результате проведенных исследований установлено, что фенологический спектр некоторых летних и зимних сортов различного происхождения свидетельствует, что начало вегетации у большинства сортов наступает при среднедекадной температуре воздуха 5о С.
Ключевые слова: изменчивость, яблоня, фенологическая фаза, ботанический сад, Сибирь.VARIABILITY OF THE ONSET OF PHENOLOGICAL PHASES IN APPLE TREES IN THE BOTANICAL GARDEN NAMED AFTER VS.M. KRUTOVSKY
Research article
Repyakh M.V.*
ORCID: 0000-0003-0977-1082,
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia
* Corresponding author (mrepyah[at]yandex.ru)
AbstractComparative phenology is an analyzing method for assessing the degree of adaptation of plants in the areas of their cultivation, which provides data on the change in the timing of phenological phases and reproductive activity. The phenology of the apple tree is an important part of the study of the growth and interaction of culture with environmental conditions; it also has great scientific and practical significance in the field of selection. Phenological observations are one of the most accessible and effective methods of studying the features of plant development in certain environmental conditions, allowing for determining the timing of their vegetation, the duration of individual phenological phases, the stability and productivity of various varieties and individuals. Knowledge of fruit ripening dates allows for choosing the right promising varieties for further selection. Apple blossom periods in Siberian regions are characterized by extremely unstable meteorological conditions (early spring frosts, winds, fogs, rains).
The aim of the research is to study the variability of apple trees by phenology and to identify promising varieties and genotypes. The current study determines the following phenological phases in apple trees: swelling of buds; budding of generative buds; the beginning of flowering; the end of flowering; the beginning of fruit ripening; the beginning of leaf fall; the end of leaf fall.
According to the results of the research, the phenological spectrum of some summer and winter varieties of various origins indicate that the beginning of vegetation in most varieties occurs at an average decadal temperature of 5 ° C.
Keywords: variability, apple tree, phenological phase, botanical garden, Siberia.
Введение
В ростовом периоде плодовые деревья проходят определенные фенологические фазы, наступление и сроки которых складываются в основном из наследственных особенностей и свойств сортов, и от условий произрастания. Основой сезонного развития плодовых культур является наследственная ритмичность и регулярность физиологических этапов [1, С. 129], [2, С. 43]. В неблагоприятных климатических условиях Сибири значительную степень несет за собой приспособленность плодовых культур к сибирским природным условиям. Это позволяет отобрать ранние и поздние сорта и биотипы по вступлению в вегетативные и генеративные ростовые фазы, а также рано и поздно цветущие экземпляры. Фиксирование особенностей развития растений и временной промежуток их нахождения в конкретной фенологической фазе значим для диагностирования морозоустойчивости и выделения существенно адаптированных видов и биотипов к данным экологическим условиям. Этапы начала вегетационного развития и их завершение являются стабильными симптомами относительно устойчивых к заморозкам плодовых растений; поздние сроки вегетационного развития указывают на их слабую устойчивость к низким температурам. Одним из главных абиотических факторов, определяющих физиологические процессы у растений, является тепловой режим. От изменения притока тепла зависят ростовые процессы плодовых деревьев, а именно, даты наступления конкретных фенологических фаз [1, С. 129,130].
У яблони ростовые процессы начинаются при температуре воздуха 5-10°С. Длительность фаз роста зависит от сортовых особенностей и погодных условий. Например, различия в фазе начале цветения может достигать десятидневный период. В прохладную и сырую погоду цветение растягивается до двух и более недель, а в сухую и жаркую заканчивается в течение недели. Варьирование влажности воздуха ухудшает оплодотворение: при влажности воздуха ниже 20 % высыхают рыльца пестиков, что затрудняет всхожесть пыльцы [3, С. 104], [4, С. 23], [5, С. 39]. Климатическая ситуация сказывается в дальнейшем на прохождении фенологических фаз у растений, выращиваемых в идентичных условиях.
В коллекции нижней террасы сада представлены сорта, относящиеся к различным географическим зонам. Центральная область средней зоны европейской части России представлена сортами: Антоновка обыкновенная, Грушовка московская, Коричное полосатое, Папировка, Пепин шафранный, Малиновка, Терентьевка, Шаропай и др. К сортам южных областей средней зоны европейской части относится Бельфлер-китайка; южной зоны европейской части - Астраханское белое. К зарубежным сортам относятся Бисмарк (Новая Зеландия) и Крэб (Северная Америка). Из крупноплодных сортов селекции Вс. М. Крутовского сохранились Аврора, Зеленое Крутовского, Красноярская красавица, Красноярский сибиряк, Красноярское [6, С. 95] [7, С. 22,23]. Коллекцию представляют сорта яблони, отличающиеся зимостойкостью, ранним вступлением в пору плодоношения, сроками созревания плодов. Согласно литературным данным [8, С. 214], [9, С. 149] к зимостойким относятся: Антоновка обыкновенная, Антоновка шафранная, Аркад зимний, Бабушкино, Бисмарк, Грушовка московская, Золотой шип, Ренет бергамотный, Титовка, Шаропай и др. Среднезимостойкие: Аркад летний, Белый налив, Бельфлер-китайка, Коричное полосатое, Красноярский сибиряк, Красноярское, Малиновка, Папировка, Славянка, Терентьевка и др. По вступлению в период плодоношения самым ранним является сорт Бисмарк (на второй год); поздним - Коричное полосатое, Воронежский воргуль и Бабушкино. Начало плодоношения у этих сортов наступает на 7-10 год [10, С. 131, 137].
Методика исследований
При проведении фенологических наблюдений за яблонями использовалась методика ВНИИ садоводства им. И. В. Мичурина [11, С. 205]. Согласно которой, изучались основные ростовые процессы: набухание почек - почки увеличиваются в размерах, почечные чешуйки раскрываются; начало распускания вегетативных почек - проклевывание кончиков листьев; распускание генеративных почек - появляются кончики бутонов; начало цветения - наблюдается распускание от 5 до 10 % цветков; окончание цветения - отцвело до 90 % цветков; завязь плодов - молодые плоды увеличиваются в размере [12 С. 23]; начало созревания плодов - плоды приобрели характерные для данного вида размеры и окраску; окончание созревания плодов - плоды готовы к употреблению (летние сорта) или достигли величины и приобрели окраску, свойственную данному сорту (зимние сорта) [12, С. 31], [13, С. 96, 99]; начало листопада - наблюдается опадение до 25 % листьев; окончание листопада - опадение 75 % листвы.
Результаты исследований
На территории нижней террасы Ботанического сада им. Вс. М. Крутовского произрастают такие летние сорта, как Аркад стаканчатый, Белый налив, Грушовка московская, Золотой шип, Папировка и др.; из зимних сортов представлены Антоновка обыкновенная, Аркад зимний, Бисмарк, Малиновка и др. Фенологические наблюдения в период 2019-2021 гг. показали, что продолжительность периода вступления деревьев разных сортов в фенологическую фазу «распускание вегетативных почек» составляет в исследуемые годы от 6 до 15 дней, распускание вегетативных почек варьирует в сроки с 27 апреля по 29 мая (таблица 1).
Есть сорта, у которых наблюдается замедленное появление листовых пластинок: примерно на 2-6 дней - у Аркада стаканчатого, Белого налива, Золотого шипа, Нобилиса, Папировки. Замечено, что более раннее начало вегетации индивидуально для сортов Бисмарк, Генерал Орлов, Красноярский сибиряк, Зеленое Крутовского, позднее - Аркад зимний.
Диагностировать ежегодное соотношение начала распускания почек к сортовой принадлежности и возрасту деревьев не оказалось возможным, так как в разные годы к рано распускающимся сортам были отнесены Аркад стаканчатый, Антоновка обыкновенная, Бисмарк, Грушовка московская, Золотой шип, Папировка.
Появление цветочных почек у яблонь в исследуемый период начиналось 6 мая - 10 июня. Стремительным цветением выделился 2020 г. - фаза отмечена на 25-27 дней раньше (Аркад стаканчатый, Бисмарк, Белый налив, Грушовка московская, Малиновка, Папировка, Петербургская летняя) чем в изучаемые годы. Это связано с очень ранней весной, не характерной для данного региона.
Формирование плодов (молочная зрелость) в исследуемый период зафиксировано с июля по третью декаду августа (таблица 2).
Раньше всех плоды сформировались у сортов летнего срока созревания: Аркад стаканчатый, Золотой шип, затем у сортов Белый налив, Петербургская летняя; позже всех - у сортов Нобилис, Папировка. Из зимних быстрее заплодоносили сорта Аркад зимний и Пепин шафранный. По вступлению в пору плодоношения летние сорта разделились на три стадии: ранняя (Аркад стаканчатый, Золотой шип, Петербургская летняя), средняя (Белый налив, Грушовка московская), поздняя (Нобилис, Папировка). Зимние сорта по срокам созревания плодов идут практически в одной группе.
Анализируя конец вегетационного развития, можно сказать, что раннее начало листопада характерно для Нобилиса, Петербургской летней (12-16 сентября), позднее - Грушовка московская, Папировка (24-27 сентября). В 2019 г. период вегетации закончился 5-20 сентября, что на 5-20 дней раньше, чем в 2020 гг., на 5-11 дней раньше, чем в 2021 г. Опадение листьев у сортов зимнего срока созревания зафиксировано в изучаемые годы периодом с 1 по 26 сентября - Аркад зимний, Малиновка; на 11-37 дней позднее (20 сентября-7 октября) у сортов Бисмарк, Красноярский сибиряк, Пепин шафранный и окончился в период 10 сентября - 20 октября. В 2019 г. самый короткий период пожелтения листьев и их опадения (7 дней) наблюдался у сорта Петербургская летняя. Окончание листопада приходится на сроки 27 сентября -30 октября в изучаемые годы.
При анализе данных по наступлению ростовых процессов у сортов (таблица 3) видим разницу в сроках прохождения фенологических фаз по годам. Наиболее раннее начало вегетативного роста и большая продолжительность вегетационного периода приходятся на 2020 г. Показатели остальных лет различаются незначительно. Это подтверждает разнообразие течения ростовых этапов у изучаемых сортов в зависимости от условий цикла вегетации и возникает возможность отобрать группы сортов, которые независимо от климатических показателей отличаются стойкостью к морозному периоду и поздними сроками распускания листовых, цветочных почек, началом цветения и ранними сроками окончания вегетации, что обеспечивает минимальную возможность повреждения ростовых органов во время цветения и своевременную подготовку растений к долгому морозному периоду. При сравнении изучаемых сортов по наступлению вегетативного развития в фазах: распускание почек, начало и окончание цветения, листопада показало, что эти процессы происходят почти одновременно. Различия в отдельные годы составляют не более шести дней.
Заключение
В суровой для плодовых растений природно-климатической зоне, в результате адаптации сохранились и акклиматизировались сорта с близкими ритмами развития.
По итогам фенологических мероприятий, к поздно распускающимся отнесены биотипы сортов Антоновка обыкновенная, Аркад зимний, Белый налив, Бисмарк, Папировка; поздноцветущим: Аркад зимний, Бисмарк, Грушовка московская; рано заканчивающим вегетационный период: Аркад зимний, Титовка, Нобилис, Петербургская летняя.
Кроме того, установлены временные периоды наступления вегетационных процессов у сортов и биотипов яблони. Выделены особенно перспективные сорта для дальнейшей селекционной работы, которые отличаются запозданием ростовых процессов, что позволяет сохранить от подмерзания листовые побеги и зарождающиеся генеративные органы в весенний период; ранним созреванием плодов и окончанием вегетационной деятельности, характеризующиеся высокой морозостойкостью.
Конфликт интересов Не указан.
Conflict of Interest None declared.
Список литературы / References
1. Кулигин, А.А. Влияние температурных условий на сроки зацветания кустарников / А.А. Кулигин // Лесной журнал.- 1989.- № 5. - С. 129-130.
2. Седов, Е. Н. Новые сорта яблони / Е. Н. Седов и др. // Селекция и семеноводство. – 2001. - №1-2. – С. 42-46.
3. Якушев, В.И. Плодовые, ягодные культуры и технология их возделывания / В.И.Якушев и др. - М.: Агропромиздат, 1988. - 543 с.
4. Минин А.А. Опыт и перспективы фенологических наблюдений / А.А. Минин // Фенологические методы в научных исследованиях и школе. Материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 100- летию со дня рождения В.А. Батманова, 16 декабря 2000. – Екатеринбург. – 2001. – С. 22-24.
5. Садыгов, А.Н. Фенология сортов яблони селекции Азербайджанского НИИ садоводства и субтропических культур в агроклиматических условиях Куба–Хачмасской зоны Азербайджанской республики / А.Н. Садыгов // Аграрный научный журнал. – 2014. - № 8. – С. 38-40.
6. Репях М.В. Особенности фенологического развития яблони на нижней террасе Ботанического сада им. Вс. М. Крутовского / М.В. Репях, С.О. Григорьева // XXIII Международная научная конференция "Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений". Красноярск. СибГУ. - 2020. - С.95-98.
7. Буторова, О.Ф. Особенности фенологии яблони в Ботаническом саду им. Вс.М. Крутовского / О.Ф. Буторова, М.В. Репях, Н.Н. Сапрунова // Ботанические исследования в Сибири. – Красноярск, 2011. - Вып. 19. – С. 19-23.
8. Новиченкова Е.Ю. Яблони в вашем саду / Е.Ю. Новиченкова. – Москва: Эксмо, 2015. – 320 с.
9. Халилов Ф. Х. Плодовый сад от А до Я / Ф. Х. Халилов. – Москва, 2012. – 350 с.
10. Austin P.T. A compartment model of the effect of early-season temperatures on potential size and growth of 'Delicious' apple fruits / P.T Austin., A.J.Hall, P.W Gandar et al. // Ann. Bot. (USA). - 1999. - 83, № 2. - Р. 129-143.
11. Лобанов, Г.А. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Г.А. Лобанов. – Мичуринск : ВНИИС, 1973. - 495 с.
12. Кудрявец, Р.П. Яблоня / Р.П. Кудрявцев. -М. : Агропромиздат, 1986. - 40 с.
13. Матвеева, Р. Н. Селекция яблони в ботаническом саду имени Вс. М. Крутовского / Р. Н. Матвеева, О. Ф. Буторова, Н. П. Моксина // Международный технико-экономический журнал. – 2016. – № 1. – С. 96-99.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Kuligin, A.A. Vliyanie temperaturnyh uslovij na sroki zacvetaniya kustarnikov [The influence of temperature conditions on the timing of flowering shrubs] / A.A. Kuligin // Lesnoj zhurnal [Forest Journal].- 1989.- № 5. - p. 129-130. [in Russian]
2. Sedov, E. N. Novye sorta yabloni [New varieties of apple trees] / E. N. Sedov et al. // Selekciya i semenovodstvo [Selection and seed production]. – 2001. - № 1-2. – p. 42-46. [in Russian]
3. Yakushev, V.I. Plodovye, yagodnye kul'tury i tekhnologiya ih vozdelyvaniya [Fruit and berry crops and their cultivation technology] / V.I.Yakushev et al. - M.: Agropromizdat, 1988. - 543 p. [in Russian]
4. Minin A.A. Opyt i perspektivy fenologicheskih nablyudenij [Experience and prospects of phenological observations] / A.A. Minin // Fenologicheskie metody v nauchnyh issledovaniyah i shkole. Materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj 100-letiyu so dnya rozhdeniya V.A. Batmanova, 16 dekabrya 2000 [Phenological methods in scientific research and school. Materials of the regional scientific-practical conference dedicated to the 100th anniversary of the birth of V. A. Batmanov, 16 December 2000]. – Ekaterinburg. – 2001. – Р. 22-24. [in Russian]
5. Sadygov A.N. Fenologiya sortov yabloni selekcii Azerbajdzhanskogo NII sadovodstva i subtropicheskih kul'tur v agroklimaticheskih usloviyah Kuba–Hachmasskoj zony Azerbajdzhanskoj respubliki [Phenology of apple varieties of selection of the Azerbaijan Research Institute of Horticulture and subtropical crops in the agro-climatic conditions of the KubaKhachmas zone of the Azerbaijan Republic] / A.N. Sadygov // Agrarnyj nauchnyj zhurnal [Agrarian scientific journal]. – 2014. - № 8. – Р. 38-40. [in Russian]
6. Repyah M.V. Osobennosti fenologicheskogo razvitiya yabloni na nizhnej terrase Botanicheskogo sada im. Vs. M. Krutovskogo [Features of the phenological development of apple trees on the lower terrace of the Botanical Garden named after Vs. M. Krutovsky] / M.V. Repyah, S.O. Grigor'eva // XXIII Mezhdunarodnaya nauchnaya konferenciya "Plodovodstvo, semenovodstvo, introdukciya drevesnyh rastenij" [XXIII International scientific conference "Fruit growing, seed production, introduction of woody plants"]. Krasnoyarsk. SibGU.- 2020. - P. 95-98. [in Russian]
7. Butorova, O.F. Osobennosti fenologii yabloni v Botanicheskom sadu im. Vs.M. Krutovskogo [Features of apple tree phenology in the Botanical Garden named after Vs.M. Krutovsky] / O.F. Butorova, M.V. Repyah, N.N. Saprunova // Botanicheskie issledovaniya v Sibiri [Botanical studies in Siberia]. – Krasnoyarsk, 2011. - Issue. 19. – Р. 19-23. [in Russian]
8. Novichenkova E.Y. YAbloni v vashem sadu [Apple trees in your garden] / E.YU. Novichenkova. – Moskva: Eksmo, 2015. – 320 p. [in Russian]
9. Halilov F. H. Plodovyj sad ot A do YA [Orchard from A to Z] / F. H. Halilov. – Moskva, 2012. – 350 p. [in Russian]
10. Austin P.T. A compartment model of the effect of early-season temperatures on potential size and growth of 'Delicious' apple fruits / P.T Austin., A.J.Hall, P.W Gandar et al. // Ann. Bot. (USA). - 1999. - 83, № 2. - Р. 129-143.
11. Lobanov, G.A. Programma i metodika sortoizucheniya plodovyh, yagodnyh i orekhoplodnyh kul'tur [Program and methodology of variety study of fruit, berry and nut crops] / G.A. Lobanov. – Michurinsk : VNIIS, 1973. - 495 p. [in Russian]
12. Kudryavec, R.P. YAblonya [Apple tree] / R.P. Kudryavcev. -M. : Agropromizdat, 1986.- 40 p. [in Russian]
13. Matveeva, R. N. Selekciya yabloni v botanicheskom sadu imeni Vs. M. Krutovskogo [Selection of apple trees in the Botanical garden named after Vs. M. Krutovsky] / R. N. Matveeva, O. F. Butorova, N. P. Moksina // Mezhdunarodnyj tekhniko-ekonomicheskij zhurnal [International Technical and Economic Journal]. – 2016. – № 1. – P. 96-99. [in Russian]