Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Болотова А.С. 1

---

1 Инновационный центр фитотехнологий НАН КР

Определены величины реального водного дефицита (РВД) листьев пяти сортов сладкого миндаля в предгорной зоне Южного Кыргызстана. У изученных сортов сладкого миндаля на протяжении вегетационных сезонов не возникало такого дефицита влаги в тканях, которые могли бы привести к необратимым повреждениям ассимилирующих органов. Исследования показали, что реальный водный дефицит сладкого миндаля Amygdalus communis L. В условиях Южного Кыргызстана при одинаковых почвенно-климатических и агротехнических условиях изученные сорта имели различные степени засухоустойчивости. Относительно засухоустойчивыми сортами оказались сорта Бумажноскорлупой, Десертный. Средней степени засухоустойчивыми сортами являются Космический и Нонпарель, и менее засухоустойчивым оказался сорт Предгорный так, как разница между минимальными и максимальными показателями водного дефицита у него более выражена. Сравнение наибольших за годы наблюдений величин реального водного дефицита и его критических порогов свидетельствует о том, что практически все сорта имеют достаточно большой резерв прочности. У различных сортов сладкого миндаля водный режим протекает по-разному, и проявляется в неодинаковом уровне амплитуд дневной, сезонной и погодичной динамике. В целом природные условия Южного Кыргызстана благоприятны для возделывания промышленных плантаций сладкого миндаля.

Статья в формате PDF

466 KB

реальный водный дефицит

сладкий миндаль

засухоустойчивость

амплитуды колебания

1. Высоцкий Г.Н. Режим почвенной влажности, грунтовых вод и солей в степных и лесостепных почвогрунтах // Тр. Первого Всесоюзн. Гидрол. Съезда. – Вып. 6. – Л., 1933. – С. 36–41.

2. Роде А.А. Почвенная влага. – М.: Изд- во АН СССР, 1952. – С. 459.

3. Курчатова Г.П. Водный режим и степень засухоустойчивости яблони на карликовом подвое в условиях Молдавии: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Кишинев, 1967. – 23 с.

4. Кушниренко М.Д. Физиология водообмена и засухоустойчивости плодовых растений. – Кишинев: Штиинца, 1975. – 216 с.

5. Свешникова В.М. Водный режим и адсорбция водных паров надземными частями у растений Каракумов // Проблемы освоения пустынь. – 1975. – № 5. – С. 30–36.

6. Бобровская Н.И. Водный режим растений степей и пустынь Монголии. – СПб., 1991. – 151 с.

7. Колов О.В. Эколого-физиологические основы продуктивности ореха грецкого на Юго – Западном Тянь – Шане: автореф. дис. … д-ра биол.наук. – Свердловск, 1984. – 37 с.

8. Дедков В.П. Экологическая ниша и водный баланс доминантов пустынных фитоценозов. – Л.: ЛГУ, 1989. – 264 с.

9. Измайлова Э.О. Водный режим и расход воды растительностью степей Терскей Ала – Тоо: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Бишкек, 2003. – 21 с.

10. Джумабаева С.А. Влияние антропогенных факторов на лесные биигеоценозы Барскоонского лесничества Джеты-Огузского лесхоза Иссык- Кульской области: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Бишкек, 2005. – 22 с.

11. Шалпыков К.Т. Водный режим основных доминантов галофильной пустыни Западного Прииссыкулья: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Бишкек, 1997. – 25 с.

12. Шалпыков, К.Т.Биоэкологические особенности растений различных жизненных форм Прииссыкулья (фитоценология, морфология, физиология, биохимия и растительные ресурсы): автореф. дис. … д-ра. биол. наук. – Бишкек, 2014. – 48 с.

13. Алымкулов Б.Б. Водный режим фасоли обыкновенной. – Бишкек, 2010. – 148 с.

14. Усупова Дж.С. Водный режим древесных и кустарниковых пород курортной зоны озера Иссык – Куль: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Бишкек, 2010. – 24 с.

15. Морозов В.Л. Экология дальневосточного крупнотравья. – М.: Наука, 1988. – 254 с.

16. Koslowski T. Water metabolism in plants. – New York, 1964. – 381 p.

17. Сунцова Л.Н. Оценка состояния городской среды методом фитоиндикации (на примере г. Красноярска) // ИВУЗ. «Лесной журнал». – Архангельск, 2011. – № 4. – С. 29–32.

18. Цельникер Ю.Л. Скорость потери воды изолированными листьями древесных пород и устойчивость их к обезвоживанию // Труды Ин – та леса АН СССР. – 1955. – Т. 27. – С. 6–28.

19. Osmond C.B. Physiological processes in plant ecology. – Berlin; Heidelberg; New York, 1980. – 358 p.

20. Запрягаева В.И. Биологические особенности фисташки в связи с её культурой в Таджикистане // Бот. ж. – Т. 39. – № 3. – 1954. – С. 326–342.

21. Запрягаева В.И. Биологические особенности фисташки в связи с её культурой в Таджикистане. – Л.: Наука, 1964. – С. 129–196.

22. Catsky J. Determination of water deficit in disks cut of foliage leaves // Biol. Plantarum. Prahe. – 1962. – № 4. – Р. 306–314

23. Stocker O. Das Wasserdefizit von defasspflanzen in verschiedener klimazomen // Planta. – 1929. – Bd.7. – S. 382–387.

24. Роде А.А. Основы учения о почве. – Л.: Гидрометеоиздат, 1965. – 170 с.

25. Вербицкая О.А. Водный обмен древесных растений в условиях хронического действия органических ксенобиотиков // Питання bioiндикацi? та екологi?. – Запорiжжя: ЗНУ, 2011. – Вип. 16. – № 1. – С. 93–102.

26. Ситникова О.А. Влияние гибберелина на суточные ритмы некоторых физиологических процессов. Рост растений и пути его урегулирования. – М.: МОПИ им. Н.К. Крупской, 1978. – С. 27–39.

27. Чернявская И.В., Еднич Е.М., Тостикова Т.Н. Эколого-физиологические особенности Acer negundo L. вусловиях предгорий Северо-Западного Кавказа // Электронная статья http: // interactive – plus/ru/ e- articles/ 129/ Action 129- 7974/ pdf. – 2014.

28. Орлова Д.Г. Особенности водного режима некоторых представителей родов Aroniapers, Chaenomeles lindl., Crataegus L., Sorbus L. при интродукции в условиях Оренбургского Предуралья // Вестник Оренбургского гос. университета. – Вып. 10 (159), – Оренбург, 2013. – С. 208–210.

29. Колов О.В. Водный режим основных лесообразующих пород орехоплодных лесов Южной Киргизии. – Фрунзе: Илим, 1988. – 112 с.

30. Акуналиев Т.А. Первые сведения по изучению биоэкологических особенностей гинкго двулопастной (Ginkgo biloba) в Кыргызстане // Журнал «Мир науки» 1-ый междун. конгресс студентов и молодых ученых. – Алматы, 2007. – С. 75–76.

31. Долотбаков А.К. Биология и экология различных сортов и гибридов топинамбура (Hellianthus tuberosus) интродуцированных в Кыргызской республике // Журнал «Мир науки» 1-ый междун. конгресс студентов и молодых ученых. – Алматы, 2007. – С. 19–20.

32. Нестерова С.Г. Водный режим растений среднегорья Заилиского Ала – Тау: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Алма-Ата, 1981. – 24 с.

Миндаль интенсивно вегетирует в период наибольшей влажности почвы и высокой относительной влажности воздуха. Согласно классификации Г.Н. Высоцкого [1] и А.А. Роде [2] водный режим сероземов в нижней фисташковой зоне соответствует полуаридной зоне полупустыни или зоне крайне недостаточного увлажнения (среднеустойчивая богара).

Как отмечают Г.П. Курчатова [3], М.Д. Кушниренко [4], В.М. Свешникова [5], Н.И. Бобровская [6], О.В. Колов [7], Дедков [8], Э.О. Измайлова [9]; С.А. Джумабаева [10], К.Т. Шалпыков [11, 12], Б.Б. Алымкулов [13], Дж.С. Усупова [14], что при характеристике водного режима растений в естественных условиях важную роль играет водный дефицит, который является достоверным показателем степени недонасыщенности листьев водой.

Целый ряд факторов среды такие как: низкая температура, недостаток почвенной влаги, плохая аэрация корнеобитаемого слоя, засоление почвы приводят к возникновению и развитию водного дефицита. Б.Б. Алымкулов [13], К.Т. Шалпыков [12], Дж.С. Усупова [14] отмечают, что прогрессивно нарастающий недостаток воды в органах ассимиляции оказывает отрицательное влияние на все физиологические процессы, протекающие в растениях, отражаясь в дальнейшем на их росте, развитии, продуктивности и урожайности.

Многими исследованиями доказано, что прогрессирующий недостаток в состоянии водного дефицита в листьях нарушается баланс регуляторов роста и ускоряются процессы старения листьев: В.Л. Морозов [15], Koslowski [16], Л.Н. Сунцова и др. [17].

Ю.Л. Цельникер [18] указывает, что листьям растений свойственно некоторое недосыщение, но при этом процессы жизнедеятельности идут более интенсивно.

Под действием засухи нарушаются процессы газообмена, синтез белка нарушается, гидролитическая активность ферментов повышается [19]. При усиленной напряженности факторов среды, водный дефицит снижая тургор закрывает устьица клеток, в результате чего падает интенсивность транспирации и сокращается приток поступающего углекислого газа в листья.

Миндальники как и фисташники произрастают не крупными массивами, а в основном – куртинками. По структуре они характеризуются разряженностью полога и сомкнутостью корневых систем. Расстояния между деревьями кажутся свободными, но в действительности верхний горизонт почвы насыщен корнями. Как отмечает В.И. Запрягаева [20, 21] что, чем меньше влаги в почве и сухая почва, тем больше и дальше простираются корневые системы миндаля и фисташки, обеспечивая дереву нормальный рост и развитие.

Материалы и методы исследования

С помощью метода И. Чатского [22] нами cделаны измерения реального водного дефицита (РВД), возникающего в листьях интродуцированных сортов сладкого миндаля в результате дисбаланса между поступлением и расходованием воды. Для определения использованы камеры, размещенные в полиуретане, где отобранные пробы растений насыщались в течение трех часов. Расчеты величины РВД сделаны по формуле, предложенной О. Штоккером [23].

При определении элементов водного режима контролировались и условия окружающей среды: температура и влажность почвы (0–60 см) в местах произрастания сортов сладкого миндаля. Температура различных слоев почвы – поверхностными почвенными термометрами. Измерения температуры и относительной влажности воздуха определяли психрометром Ассмана. Влажность почвы измеряли весовым методом А.А. Роде [24], непосредственно в дни эколого-физиологических наблюдений.

Результаты исследования и их обсуждение

В период исследований биоэкологических особенностей интродуцированных сортов сладкого миндаля (Amygdalus communis L.), нами также были определены реальный водный дефицит (РВД) листьев, результаты минимальных и максимальных значений в годы исследований представлены в таблице.

В результате наших исследований было выявлено, что в отдельные периоды роста и развития изучаемые нами сорта миндаля характеризуются повышенным водным дефицитом. Недостаток насыщения, который нам удалось зафиксировать в листьях сортов миндаля, варьировали от 2,17 до 29,15 %. Нами в большинстве случаев максимальные РВД фиксировался в основном в полуденные часы (12.30). В течение вегетации максимальный РВД колебался у сорта Предгорный в пределах от 20,48 до 22,32 %; Бумажноскорлупого 20,87–21,87 %; Десертного 19,88–21,72 %; Нонпарели 22,35–27,42 %; Космического 23,01–29,15 %.

Минимальные значения РВД нами отмечались в утренние часы (8.30) и варьировали за вегетационный период в диапазоне: Предгорный – 16,98–18,27 %, Бумажноскорлупой – 15,59–17,96 %, Десертный – 15,73–19,22 %, Нонпарель 15,11–17,77 %, Космический 16,58–17,50 %.

После полудня, ближе к в вечерним часам (17.30) фиксировались средние значения, за исключением некоторых случаев, когда максимальный дефицит был в жаркие летние месяцы в вечернее время. К примеру: у сорта РВД Предгорный был от 9,67 до 20,48 % (июнь), Бумажноскорлупого – 8,61–20,26 % (июнь), Космического – 8,67–20,41 % (август).

Водный дефицит древесных растений определяли многие исследователи. Г.П. Курчатова [3] исследуя РВД сортов яблони указывают, что максимальный водный дефицит наступает раньше по времени у деревьев растущих без полива – в 14 часов, у орошаемых – водный дефицит отмечен в 17 часов, и показатели значительно меньше, чем у неполивных деревьев.

Так, в исследованиях древесных пород в условиях г. Красноярска Л.Н. Сунцова, Е.М. Иншаков, Е.В. Козик [17] доказывают, что скорость потери воды листьями связано со степенью загрязнения воздуха местопроизрастания. Потеря воды листьев интенсивно возрастает у березы повислой на 62,6 %, у яблони сибирской – 76,6 %, черемухи Маака – 87,5 %. Причинами являются, неэффективный контроль потери воды естественно стареющими клеточными мембранами в конце вегетации, загрязнение мембран и клеток в течение вегетации ядовитыми токсичными веществами.

О.А. Вербицкая [25], изучила водный режим древесных пород в условиях загрязнения Днепропетровска. У деревьев произрастающих в районе лакокрасочного производства показатели водного дефицита были выше: Robinia pseudoacacia – 13,18 %, Acer negundo – 8,03 %, Tilia cordata – 14 %, Sorbus аucuparia – 14,77 %, Ulmus pimula – 17 % и те же насаждения вдали (50 км) от загрязнения были: Robinia pseudoacacia – 10 %, Acer negundo – 6,66 %, Tilia cordata – 10,8 %, Sorbus аucuparia – 11 %, Ulmus pimula – 10,7 %.

Реальный водный дефицит листьев интродуцированных сортов Amygdalus communis L., % от сырого веса

Примечание. В числителе – наибольшая; в знаменателе – наименьшая величина реального водного дефицита.

В исследованиях О.А. Ситниковой [26] выявлено, что при недостаточном поливе в засуху у обработанных гибберелином растений быстро снижается оводненность листьев, водный дефицит резко снижается и листья теряют тургор, при поливе наблюдается обратное.

В условиях предгорий Северо-западного Кавказа водный дефицит листьев в течение вегетации колебался в пределах Acer campestre 30,8–51,2 %, у Acer negundo 8,8–35,9 %. Показатель РВД возрастал в осенние месяцы и снижался в апреле и мае [27].

В услових Армении в зависимости от местопроизрастания водный дефицит яблони и маголебки был таков: в полупустынном районе варьировал в пределе – 9,7–10,6 %, в мезофильно-лесном поясе – 11,2–13,7 %, в горно степном-поясе – 8,2–9,8 %.

По результатам исследований водного дефицита видов рода Crataegus, Д.Г. Орловой [28] было выявлено, что минимальным водным дефицитом обладает Crataegus Arnoldiana – 22 %, от недостатка воды сильно страдает C. Chlorosarca – 38 %.

В условиях Южного Кыргызстана водный дефицит орехоплодовых лесов варьирует от 7 до 32 % [29].

Реальный водный дефицит двухлопастного гинкго (Gingko biloba) произрастающего в условиях ботанического сада им. Э. Гареева в дневные часы достигал до 25,3 % [30]. На экспериментальной базе БПИ НАН КР «Кок-Джар» водный дефицит листьев топинамбура варьировал в зависимости от вегетации, климатических условий и сортовых особенностей таким образом: максимумы отмечены в полуденные часы в фазе активного роста и развития, достигающие до 30 % [31].

По исследованиям С.Г. Нестеровой [32], в условиях Заилийского Алатау у растений, произрастающих на северном склоне наименьший показатель водного дефицита был 19–28 %, максимальное на южных экспозициях до – 33,5 %.

В исследованиях Дж.С. Усуповой [14], в условиях недостаточной водообеспеченности у растений песчаных почв максимальный показатель РВД составил от 15,4 до 50,2 % и растений луговых песчаных почв от 34,7 до 46,2 %. В районах с достаточной водообеспеченностью минимальный показатель РВД наблюдался у растений на песчаных отложениях от 5,2 до 25,4 % и растений на лугово-болотных песчаных почвах, от 5,6 до 16,8 %.

Относительно высокий уровень реального водного дефицита различных сортов сладкого миндаля в Южном Кыргызстане в начале вегетации объясняется тем, что в почве за весенний период содержание воды снижается за счет естественного испарения. В утренние часы показатели реального водного дефицита колеблются от 2,17 до 19,69 %. У сорта Предгорный в течение трех лет водный дефицит в утреннее время составлял от 8,56 до 19,23 %; Бумажноскорлупого от 7,51 до 18,89 %; Десертного от 6,89 до 19,22 %; Нонпареля от 7,48 до 19,69 %; Космического от 2,17 до 17,64 %.

В полуденное время дефицит воды увеличивается от 9,28 до 29,15 %. У сорта Предгорный в годы наблюдений водный дефицит в полуденное время составлял от 10,46 до 20,85 %; Бумажноскорлупого от 9,28 до 20,87 %; Десертного от 11,28 до 21,72 %; Нонпареля от 10,75 до 25,66 %; Космического от 11,08 до 29,15 %.

Водный дефицит у наблюдаемых нами сортов к вечеру снижается от 7,28 до 21,86 %. Водный дефицит в вечернее время сорта Нонпарель составлял от 9,21 до 21,86 %; Предгорного от 9,21 до 21,86 %, Бумажноскорлупого от 7,28 до 21,78 %; Десертного от 7,56 до 20,84 %; Нонпареля от 9,22 до 19,73 %; Космического от 7,52 до 20,73 %.

Частота встречаемости величин реального дефицита в листьях различных сортов Amygdalus communis L. По оси ординат – частота встречаемости, % от общего количества случаев; по оси абцисс – водный дефицит, % от полного насыщения

При составлении гистограммы (рисунок) частоты встречаемости величин РВД были использованы 495 данных из всех 1485 определений. У сортов Предгорный, Бумажноскорлупой, Десертный и Нонпарель величины до 5 % нам не удалось зафиксировать, у сорта значение РВД Космический до 5 % составил около 1 %. Величины дефицита от 5–10 % больше у сорта Космический – 14,1 %, меньше – 4 % у сорта Предгорный. Величины дефицита от 10–15 % больше у Бумажноскорлупой – 48 %, меньше – 31,3 % у сорта Космический. Из гистограммы видно, что изученные сорта сладкого миндаля имеют относительно высокий уровень водного дефицита, так как у них в 63–76 % случаях зафиксированы величины дефицита от 15 до 20 % у сортов Предгорный, Десертный и Нонпарель. Показатели свыше 30 % водного дефицита за все годы наблюдений зафиксированы только у двух сортов: Нонпарель и Космический.

Заключение

Нами при определении РВД листьев было отмечено, что у изученных сортов сладкого миндаля на протяжении вегетационных сезонов не возникало такого дефицита влаги в тканях, которые могли бы привести к необратимым повреждениям ассимилирующих органов.

Таким образов, наши исследования показали, что реальный водный дефицит сладкого миндаля Amygdalus communis L. В условиях Южного Кыргызстана при одинаковых почвенно – клматических и агротехнических условиях изученные сорта имели различные степени засухоустойчивости. Относительно засухоустойчивыми сортами оказались сорта Бумажноскорлупой, Десертный. Средней степени засухоустойчивыми сортами являются Космический и Нонпарель, и менее засухоустойчивым оказался сорт Предгорный так, как разница между минимальными и максимальными показателями водного дефицита у него более выражена.

Сравнение наибольших за годы наблюдений величин реального водного дефицита и его критических порогов свидетельствует о том, что практически все сорта имеют достаточно большой резерв прочности. В целом природные условия Южного Кыргызстана благоприятны для возделывания промышленных плантаций сладкого миндаля. Наши исследования показали, что у различных сортов водный режим протекает по-разному, и проявляется в неодинаковом уровне амплитуд дневной, сезонной и погодичной динамике.

Библиографическая ссылка