Формирование эмбриональной плодоносности центральных почек зимующих глазков сортов винограда разного происхождения. Исследование периода относительного покоя и ранневесенней поры растения в динамике при наличии положительных температур воздуха и почвы.
Аннотация к работе
Цель исследований - выявить особенности дифференциации эмбриональных соцветий в центральных почках зимующих глазков однолетних вызревших побегов у сортов винограда различного эколого-географического происхождения в период относительного покоя и в ранне-весенний период в динамике. Задачи исследований: - изучить динамику формирования потенциальной плодоносности центральных почек зимующих глазков в период относительного покоя винограда и в ранне-весенний период; установить на основании корреляционного анализа связь между плодоносностью центральных почек зимующих глазков и фактической плодоносностью вегетирующих побегов у сортов винограда различного происхождения; Впервые в условиях Тамани изучена степень дифференциации эмбриональных соцветий в центральных почках зимующих глазков в период относительного покоя и в ранне-весенний период в динамике у сортов винограда различного эколого-географического происхождения. Обоснована целесообразность прогнозирования урожая винограда методом определения потенциальной плодоносности центральных почек зимующих глазков в период относительного покоя и в ранне-весенний период для повышения хозяйственной продуктивности сортов винограда различного происхождения.У сорта Амур, который относится к позднему сроку созревания, коэффициент плодоношения центральных почек зимующих глазков оказался наибольшим по сравнению с сортами более раннего срока созревания. Степень дифференциации зачатков соцветий оказалась выше у сортов Каберне-Совиньон и Шардоне, относящиеся к западноевропейской группе. В ходе проведения весенних агробиологических учетов нагрузка побегами на куст составила у сортов Каберне-Совиньон, Шардоне и Саперави 20,2…21,0 шт. при схеме посадки кустов 3 х 1,5 м; у сортов Амур, Августин и Изабелла составила 27,5…28,2 шт. при схеме посадки кустов 3 х 2 м. Из таблицы 3 и рисунка 2 видно, что практически у всех сортов в среднем за 2012-2013 годы исследований коэффициенты плодоношения зимующих глазков оказались несколько выше по сравнению с коэффициентами плодоношения вегетирующих побегов. Исключение составили сорта западноевропейской группы - Каберне-Совиньон, у которого коэффициенты плодоношения глазков и вегетирующих побегов существенно не отличались, и у сорта Шардоне-фактическая плодоносность оказалась выше на 10% по сравнению с эмбриональной плодоносностью.Дифференциация зачатков соцветий в центральных почках зимующих глазков продолжается и в течение периода относительного покоя при положительной температуре воздуха, при так называемых зимних «окнах»; более интенсивно проходит дифференциация соцветий в ранне-весенний период. В летний период степень засухоустойчивости у сортов разного происхождения меняется: в условиях недостаточной увлажненности самым засухоустойчивым в 2012 г. оказался сорт Амур; в 2013 г.
Вывод
Особенности формирования эмбриональной плодоносности зимующих глазков сортов винограда различного происхождения
В течение вегетаций 2012 и 2013 гг. по всем исследуемым сортам при просмотре глазков под микроскопом при 16-ти кратном увеличении первые зачатки соцветий в центральных почках зимующих глазков нами были обнаружены в середине июля. Было выявлено, что у сортов винограда раннего срока созревания закладка эмбриональных соцветий в центральных почках глазков в период вегетации проходит менее интенсивно по сравнению с сортами позднего срока созревания (рис. 1).
Рис. 1. - Коэффициенты плодоношения (К1) центральных почек зимующих глазков в июле (среднее за 2012-2013 гг.)
У сорта Амур, который относится к позднему сроку созревания, коэффициент плодоношения центральных почек зимующих глазков оказался наибольшим по сравнению с сортами более раннего срока созревания. Более низкий коэффициент плодоношения глазков был отмечен у сорта Августин, относящийся к раннему сроку созревания. Связано это с тем, что у сортов раннего срока созревания в данный период расход пластических веществ в большей степени был направлен на созревание урожая винограда, в то время как на развитие зачатков соцветий поступление их было несколько заторможено. У остальных исследуемых сортов винограда, отличающихся более поздним сроком созревания, в данный период пластические вещества были направлены больше на развитие генеративных органов в почках зимующих глазков.
К концу вегетации процесс формирования генеративных органов в почках зимующих глазков в пределах каждого биологического сорта винограда достиг оптимума. Нами было выявлено, что в 2012 и 2013 гг. процесс дифференциации эмбриональных соцветий продолжался и в период относительного покоя при наличии благоприятных температурных условий. Об этом свидетельствуют данные, представленные в табл. 1 и 2.
Таблица 1. - Динамика формирования коэффициентов плодоношения почек зимующих глазков в период относительного покоя, 2012 г.
Сорт Коэффициенты плодоношения глазков Изменение коэффициентов плодоношения, % декабрь январь февраль март декабрь - февраль февраль - март
Каберне-Совиньон 0,96 1,42 1,28 1,34 133 107
Шардоне 0,93 1,38 1,13 1,30 122 118
Амур 1,11 1,15 1,15 1,22 104 106
Августин 0,91 1,18 1,10 1,19 121 110
Саперави 0,99 1,35 1,27 1,38 128 111
В 2012 г. погодные условия в период относительного покоя оказались более благоприятными для прохождения процесса дифференциации эмбриональных соцветий в центральных почках зимующих глазков. В связи с этим дифференциация зачаточных соцветий проходила интенсивно по всем исследуемым сортам. Следует отметить, что у сорта межвидового гибрида Амур процесс дифференциации зачатков соцветий проходил менее активно по сравнению с остальными сортами. Данный сорт оказался довольно чувствительным к резким колебаниям среднесуточных температур как отрицательных, так и положительных в силу своих генетических особенностей. Это отразилось на степени дифференциации зачатков соцветий. Степень дифференциации зачатков соцветий оказалась выше у сортов Каберне-Совиньон и Шардоне, относящиеся к западноевропейской группе.
Погодные условия 2013 г. в период относительного покоя винограда и в ранне-весенний период оказались менее благоприятными. В результате степень дифференциации зачатков соцветий в центральных почек зимующих глазков прошла слабее по сравнению с 2012 г.
Таблица 2. - Динамика формирования коэффициентов плодоношения почек зимующих глазков в период относительного покоя, 2013 г.
Сорт Коэффициенты плодоношения глазков Изменение коэффицентов плодоношения, % декабрь январь февраль март декабрь - февраль февраль -март
Каберне-Совиньон 1,45 1,42 1,43 1,66 99 115
Шардоне 1,47 1,39 1,46 1,62 99 111
Амур 1,36 1,19 1,26 1,49 107 117
Августин 1,44 1,31 1,46 1,77 101 129
Саперави 1,45 1,28 1,47 1,76 101 120
Изабелла 1,55 1,34 1,59 1,67 103 105
Однако в ранне-весенний период более интенсивно проявлялась дифференциация эмбриональных соцветий по всем исследуемым сортам винограда, что связано с повышением положительных температур воздуха.
Таким образом, нами было установлено, что дифференциация зачатков соцветий в период относительного покоя и в ранне-весенний период наблюдается лишь при наличии положительной температуры, при так называемых «окнах».
В ходе проведения весенних агробиологических учетов нагрузка побегами на куст составила у сортов Каберне-Совиньон, Шардоне и Саперави 20,2…21,0 шт. при схеме посадки кустов 3 х 1,5 м; у сортов Амур, Августин и Изабелла составила 27,5…28,2 шт. при схеме посадки кустов 3 х 2 м. Однако нагрузка побегами в пересчете на 1 га по сортам отличалась незначительно и составила в пределах 44,9…47,0 тыс. шт. (табл. 3).
По всем исследуемым сортам винограда в среднем за три года процент плодоносных побегов был достаточно высоким и составил от 71,4% до 93,4%.
Из таблицы 3 и рисунка 2 видно, что практически у всех сортов в среднем за 2012-2013 годы исследований коэффициенты плодоношения зимующих глазков оказались несколько выше по сравнению с коэффициентами плодоношения вегетирующих побегов. Это было связано с возвратными ранне-весенними заморозками.
Таблица 4. - Биологические показатели плодоношения побегов в среднем за 2012-2013 гг.
Сорта Нагрузка побегами Плодоносных побегов, % Соцветий на кусте, шт. К1 на кусте, шт. на 1 га, тыс. шт.
Каберне-Совиньон 20,2 44,9 81,3 21,5 1,30
Шардоне 20,8 46,2 78,0 26,8 1,29
Амур 27,8 46,3 71,4 30,6 1,10
Августин 28,2 47,0 72,7 26,8 0,95
Саперави 21,0 46,6 77,5 24,8 1,18
Изабелла 27,5 45,8 93,4 38,5 1,40
Исключение составили сорта западноевропейской группы - Каберне-Совиньон, у которого коэффициенты плодоношения глазков и вегетирующих побегов существенно не отличались, и у сорта Шардоне -фактическая плодоносность оказалась выше на 10% по сравнению с эмбриональной плодоносностью.
По всем исследуемым сортам наблюдалась сильная корреляционная связь между коэффициентами плодоношения центральных почек зимующих глазков и коэффициентами плодоношения вегетирующих побегов.
Следует отметить, что в июле и августе 2012-2013 гг. в фазу созревания ягод виноград испытывал дефицит влаги в почве. Этот период характеризовался повышенной температурой воздуха (рис. 3).
Рис. 3. - Изменение влажности почвы на опытном участке за 2012-2013 гг.
Соотношение связанной и свободной воды в тканях растения является показателем его устойчивости к потере воды, а, следовательно, и его стабильности в условиях водного стресса.
На основании приведенных исследований в 2012 г. было установлено, что в летний период степень засухоустойчивости у изучаемых групп сортов разного происхождения меняется. В условиях недостаточной увлажненности самым засухоустойчивым сортом оказался межвидовой гибрид Амур. Сорта Шардоне и Августин были в большей степени подвержены влиянию засухи во время максимального проявления водного и температурного стрессов. Это видно из рисунков 4 и 5.
Рис. 4. - Отношение связанной и свободной воды исследуемых сортов в 2012 г.
В условиях 2013 г. большей устойчивостью к обезвоживанию выделились сорта Амур, Августин и Саперави. Остальные сорта Каберне-Совиньон и Шардоне оказались менее засухоустойчивыми.
Рис. 5. - Отношение связанной и свободной воды исследуемых сортов в 2013 г. плодоносность сорт виноград почва
Таким образом, было выявлено, что в условиях Анапо-Таманской зоны слабо засухоустойчивыми оказались сорта Шардоне, Августин и Каберне-Совиньон. У сортов Августин и Каберне-Совиньон была установлена прямая зависимость: снижение степени засухоустойчивости растений винограда сопровождалось уменьшением урожая с куста и расчетной урожайности с 1 га. Условия водного стресса у данных сортов оказали влияние на снижение коэффициентов плодоношения почек зимующих глазков, о чем свидетельствуют данные, представленные на рис. 1.
Биометрических показатели кустов винограда, урожай и его качесво
Сила роста кустов, выраженная в количестве побегов и в приросте за вегетацию, а также площадь листовой поверхности оказывают определенное влияние на урожай винограда и его качество. Данные по приросту побегов и площади листовой поверхности представлены в табл. 5.
По показателям средней длины побега, среднего его диаметра и по среднему количеству побегов на куст нами был рассчитан объем однолетней древесины на куст и в пересчете на га. У сортов западноевропейской группы Каберне-Совиньон, Шардоне и у сорта Саперави из группы бассейна Черного моря показатели объема однолетней древесины в среднем на куст оказались значительно меньше по сравнению с сортами группы межвидовых гибридов и соответственно составили 613,5…954,7 и 1108,4...1816,1 см3. Связано это с тем, что у сортов Каберне-Совиньон, Шардоне и Саперави кусты сформированы по типу Гюйо при схеме посадки кустов 3,0 х 1,5 м, а у сортов винограда Августин, Амур и Изабелла кусты сформированы по типу высокоштамбового горизонтального кордона при схеме посадки кустов 3,0 х 2,0 м. Соответственно и нагрузка побегами на куст отличалась. Однако в пересчете на гектар объем прироста побегов несколько выровнялся. Исключение составил сорт Изабелла, у которого объем прироста побегов был выше остальных вариантов опыта.
При измерении прироста однолетних побегов определяли степень их вызревания по показателю условного коэффициента вызревания, который рассчитывали путем отношения площади поперечного сечения древесины с лубом к площади поперечного сечения всего побега.
У всех изучаемых нами сортов винограда степень вызревания побегов была достаточно высокой. Наибольшая степень вызревания побегов была отмечена у сортов винограда западноевропейской группы, у которых степень вызревания побегов оказалась выше. Степень вызревания однолетних побегов оказала положительное влияние на закладку эмбриональных соцветий в почках зимующих глазков.
Установлена прямая корреляционная связь между коэффициентом плодоношения центральных почек зимующих глазков и условным коэффициентом вызревания плодового побега. Более высокая прямая корреляционная связь наблюдалась у сорта Шардоне (r = 0,78**).
У сортов Каберне-Совиньон, Шардоне, Саперави, Амур и Изабелла средняя длина однолетнего вызревшего побега отличалась незначительно: от 116 до 148 см. Средний диаметр побега между исследуемыми сортами существенно не отличался.
Наибольший объем древесины в среднем на один побег был отмечен у сорта Саперави, у которого он составил 57,0 см3. У остальных сортов данный показатель был несколько ниже.
Рис. 6. - Объем древесины одного типичного 12-глазкового побега, см3
Важным показателем степени вызревания плодовых побегов является сумма углеводов. Рост и вызревание побегов виноградных кустов сопровождается активным обменом углеводов (рис. 7).
В результате исследований было выявлено, что наибольшее содержание углеводов оказалось у сортов Шардоне, Амур, Изабелла, Саперави: от 17,3 до 18,2%. Наименьший запас пластических веществ наблюдался у сортов Каберне-Совиньон и Августин: 10,9 и 12,0%.
Рис.7. - Содержание углеводов у вызревших побегов винограда, %
Показатели потенциальной плодоносности зимующих глазков весной, после их распускания, реализуются в показатели плодоносности побегов, а в конечном результате - в фактический урожай винограда. Данные по урожаю и средней массе грозди представлены в табл. 6.
Нами установлено, что у сортов винограда различного географического происхождения средний урожай с куста неодинаков. Наибольший урожай с куста и расчетная урожайность с гектара отмечена у межвидовых гибридов: у сорта Августин соответственно 10,5 кг и 17,4 т/га; у сорта Амур - 7,7 кг и 12,8 т/га; у Изабеллы - 8,6 кг и 14,4 т/га. Значительно меньший урожай с куста и расчетный на 1 га был получен у западноевропейской группы сортов: Каберне-Совиньон и Шардоне, соответственно с куста - 3,2 и 3,4 кг, в пересчете на 1 га - 7,4 и 7,5 т. Наименьший урожай оказался у сорта группы бассейна Черного моря Саперави: с куста 3,1 кг и с 1 га 6,7 т.
Таблица 6. - Показатели урожая винограда сортов разного происхождения
Сорт Урожай с куста, кг Урожайность с га, т Средняя масса грозди, г
Каберне-Совиньон 3,2 7,4 128,2
Шардоне 3,4 7,5 132,2
Амур 7,7 12,8 285,9
Августин 10,5 17,4 412,1
Саперави 3,1 6,7 139,1
Изабелла 6,5 14,4 220,0
Большое значение на урожай и качество винограда оказывает влияние площади листовой поверхности, работающей на их формирование.
В нашем опыте установлено, что на формирование 1 кг качественного урожая ягод винограда для сортов западноевропейской группы Каберне-Совиньон, Шардоне и сорта бассейна Черного моря Саперави потребовалось соответственно 1,12; 1,26; 1,00 м2 листовой поверхности. У выше перечисленных сортов фотосинтетическая активность листовой поверхности оказалась ниже, по сравнению с сортами группы межвидовых гибридов. У группы сортов межвидовых гибридов - Амур, Августин и Изабелла для образования 1 кг качественного винограда потребовалось соответственно 0,58; 0,43 и 0,88 м2 площади листовой поверхности.
Средняя масса грозди у сортов группы межвидовых гибридов была самой высокой по сравнению с сортами других групп. У сортов Амур, Августин и Изабелла она составила соответственно 285,9; 412,1 и 220,0 г. У остальных сортов Каберне-Совиньон, Шардоне и Саперави средняя масса грозди находилась в пределах 128,2-139,1 г. (табл. 6). Это связано с биологическими особенностями сортов винограда.
Результаты исследований по массе грозди и урожаю сортов винограда различного происхождения подтверждает статистическая обработка программой Data Pilot [7].
Качественный анализ сока ягод по всем исследуемым сортам был кондиционным.
В таблице 7 представлены данные экономическая эффективности изучаемых сортов винограда различного происхождения.
Расчет экономической эффективности показал, что сорта группы межвидовых гибридов Августин, Изабелла, Амур оказались более рентабельными по сравнению с сортами западноевропейской группы Каберне-Совиньон, Шардоне и сорта группы бассейна Черного моря Саперави.
Таблица 7. - Экономическая эффективность исследуемых сортов винограда различного происхождения
Стоимость валового продукта, тыс. руб. 111,0 112,5 128,0 348,0 100,5 144,0
Производственные затраты, тыс. руб. 63,4 65,3 71,0 85,5 60,7 77,6
Себестоимость 1 т, тыс. руб. 9,9 10,0 5,3 4,9 9,8 4,7
Чистый доход, тыс. руб. 36,6 37,2 60,0 262,5 34,3 76,4
Уровень рентабельности, % 49,9 49,4 88,2 307,0 52,2 113,0
Так, если у сортов Августин, Изабелла и Амур чистый доход с гектара составил соответственно 262,5; 76,4 и 60,0 тыс. руб., то у сортов Каберне-Совиньон, Шардоне и Саперави - 36,6; 37,2 и 34,3 тыс. руб. Уровень рентабельности оказался наибольшим у столового сорта Августин (307%) и у универсального Изабелла (113%).1. Дифференциация зачатков соцветий в центральных почках зимующих глазков продолжается и в течение периода относительного покоя при положительной температуре воздуха, при так называемых зимних «окнах»; более интенсивно проходит дифференциация соцветий в ранне-весенний период.
2. В летний период степень засухоустойчивости у сортов разного происхождения меняется: в условиях недостаточной увлажненности самым засухоустойчивым в 2012 г. оказался сорт Амур; в 2013 г. - сорта Амур и Августин, относящиеся к группе межвидовых гибридов. Остальные сорта были более подвержены влиянию засухи во время максимального проявления водного и температурного стрессов.
3. Выявлено наибольшее содержание углеводов у межвидовых гибридов Изабелла (18,2), Амур (17,3) и сорта западноевропейской группы Шардоне (17,9); наименьшая - у западноевропейского сорта Каберне-Совиньон (10,9) и у межвидового гибрида Августин (12,0).
4. Наибольший урожай с куста и расчетный с 1 га выявлен у группы межвидовых гибридов по сравнению с сортами других групп.
5. Установлено, что на образование 1 кг урожая листовая площадь сортов группы межвидовых гибридов Амур (0,58 м2), Августин (0,43м2), Изабелла (0,88 м2) и сорта Саперави (1,00 м2) группы бассейна Черного моря работает более интенсивно по сравнению с сортами западноевропейской группы Каберне-Совиньон (1,12 м2) и Шардоне (1,26 м2).
6. Сорта группы межвидовых гибридов Августин, Изабелла, Амур оказались более рентабельными по сравнению с сортами западноевропейской группы Каберне-Совиньон, Шардоне и сорта группы бассейна Черного моря Саперави.
Список литературы
1. Влияние некорневых обработок кустов стимулятором роста «Базик» на урожай и качество винограда сортов Августин и Совиньон в условиях Тамани // Мат. междунар. науч. конф. - Краснодар: СКЗНИИСИВ, 2013. - Т. 1. - С. 257-261.
2. Влияние сортовых особенностей винограда различного происхождения на водный потенциал листьев и площадь листовой поверхности в условиях Тамани / Н.В. Матузок, Т.И. Кузьмина, П.П. Радчевский // Научный журнал КУБГАУ. - 2013. - № 92 (10). - С. 47.
3. Влияние температурного фактора на степень дифференциации зачаточных соцветий в почках зимующих глазков в период относительного покоя / Н.В. Матузок, Т.И. Кузьмина // Научный журнал КУБГАУ. - 2013. - № 92 (10). - С. 73.
4. Динамика формирования соцветий в почках зимующих глазков у сортов винограда разного происхождения в период относительного покоя / Т.И. Кузьмина, Н.В. Матузок // Мат. междунар. науч. конф. - Сімферополь, 2013. - С. 16-18.
5.Особенности формирования эмбриональной плодоносности почек зимующих глазков у сортов винограда разного происхождения в условиях Тамани / Н.В. Матузок, Т.И. Кузьмина // Научный журнал КУБГАУ. - 2013. -№ 88 (04). - С. 28.
6. Формирование эмбриональной плодоносности зимующих глазков в период относительного покоя у сортов винограда разного происхождения / Т.И. Кузьмина, Н.В. Матузок // Научный журнал КУБГАУ. - 2011. - № 72. - С. 211.
7. Трошин Л.П. Оценка и отбор селекционного материала винограда. - Ялта, 1990. - 160 с.