АГРОНОМИЯ
Н.И. Ненько, доктор сельскохозяйственных наук
Г.К. Киселева, кандидат биологических наук
И.А. Ильина, доктор технических наук
Н.М. Запорожец, кандидат сельскохозяйственных наук
В.В. Соколова, кандидат сельскохозяйственных наук
Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия
РФ, 350901, Краснодарский край, г. Краснодар, ул. им. 40-летия Победы, 39
E-mail: nenko.nataliya@yandex.ru
УДК 634.8:681
DOI: 10.30850/vrsn/2021/5/18-21
УСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ВИНОГРАДА
К НИЗКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ ЗИМНЕГО ПЕРИОДА*
В Анапо-Таманской зоне Краснодарского края, где сосредоточены основные площади виноградных насаждений, вопросы
устойчивости винограда к низким температурам зимнего периода приобретают особую актуальность, так как резкие
перепады температуры воздуха в осенне-зимний период способствуют снижению зимостойкости виноградной лозы. Пред-
ставлены результаты оценки физиолого-биохимических изменений (основополагающая приспособительная реакция растений),
связанных с морозостойкостью сортов винограда различного эколого-географического происхождения: Достойный, Красностоп,
Кристалл, Восторг, Алиготе, Зариф. У сортов Красностоп, Кристалл, Восторг выявлено максимальное снижение оводнен-
ности почек (на 11,7-15,3 %) и повышенное накопление водорастворимых сахаров (в 2,67-3,29 раз) по сравнению с другими,
что говорит об их большей устойчивости к низким температурам. У Восторга увеличено содержание пролина (в 40,5 раз),
свидетельствующее об активном его участии в формировании защитного ответа на низкие температуры. У всех изучаемых
сортов винограда установлена более тесная связь между оводненностью почек и содержанием растворимых сахаров в коре,
чем с содержанием пролина. Сорта Красностоп, Кристалл, Восторг по оводненности тканей виноградной лозы, содержанию
растворимых сахаров и пролина выделены как наиболее устойчивые к низким температурам в условиях Анапо-Таманской
зоны Краснодарского края, что позволяет сделать вывод о возможности их использования в селекционном процессе в качестве
источников морозостойкости.
Ключевые слова: виноград, сорта, Анапо-Таманская зона, морозостойкость, оводненность, водорастворимые сахара, пролин.
N.I. Nen’ko, Grand PhD in Agricultural sciences
G.К. Kiseleva, PhD in Biological sciences
I.A. Il’ina, Grand PhD in Engineering sciences
N.M. Zaporozhets, PhD in Agricultural sciences
V.V. Sokolova, PhD in Agricultural sciences
North Caucasian Federal scientific center for horticulture, viticulture, winemaking
RF, 350901, Krasnodarskij kraj, g. Krasnodar, ul. im. 40-letiya Pobedy, 39
E-mail: nenko.nataliya@yandex.ru
A GRAPE VARIETIES RESISTANCE TO LOW WINTER TEMPERATURES
In the conditions of frequently repeated in recent years, temperature fluctuations in the Anao-Taman zone of the Krasnodar region, where
the main areas of grape plantings are concentrated, the resistance issues of grapes to low temperatures of the winter period are particularly
relevant, since sharp differences in the air temperature in the autumn-winter period contribute to the decrease in winter resistance Grape
vines. The article presents the results of the assessment of physiological biochemical changes, which are a fundamental adaptive reaction
of plants associated with the frost resistance of grapes of various ecological and geographical origin: Dostoyny, Krasnostop, Kristall,
Vostorg, Aligote, Zarif. As a result of research in grape varieties, Krasnostop, Crystal, Vostorg was revealed to maximize kidney hydrogen
decreased (by 11.7-15.3 %) and increased accumulation of water-soluble sugars (at 2.67-3.29 times) in comparison with other studied
varieties, What speaks of their larger resistance to low temperatures. The variety of the Vostorg was discovered an increase in the content
of proline by 40.5 times, indicating its active participation in the formation of a protective response to low temperatures. In all studied
grape varieties have a closer connection between the kidney hydrogen and the content of soluble sugars in the core than with the content
of the proline. Of all varieties, the waters of the grape vines, the content of soluble sugars and proline, the varieties of the Krasnostop,
Crystal, Vostorg are allocated as the most resistant to low temperatures in the conditions of the Anao Taman zone of the Krasnodar
Territory, which makes it possible to conclude the possibility of their use in the selection process in quality sources of frost resistance.
Key words: Grapes, varieties, Anao-Taman zone, frost resistance, hedance, water-soluble sugars, proline.
Почвенно-климатические условия Анапо-Таман-
как для промышленной переработки, так и для по-
ской зоны Краснодарского края - благоприятные
требления в свежем виде. Однако в последние годы
для возделывания винограда столовых и технических
увеличилась повторяемость стрессовых отрицатель-
сортов с высокими потребительскими качествами
ных температур воздуха в зимний период, негативно
* Исследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № МФИ-
20.1/19 / The work was carried out within financial support of the Kuban Science Foundation within the scientifiс framework
№ МФИ-20.1/19.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2021
18
АГРОНОМИЯ
влияющих на получение высоких стабильных уро-
реактива по спектру поглощения (длина волны -
жаев. Отмечено понижение минимальной темпера-
670 нм), снятому на фотоколориметре ФЭК-56.
туры воздуха до 2000 года на 1,8°С, а к настоящему
Содержание пролина устанавливали методом ка-
времени этот показатель повысился на 1,8°С. [6]
пиллярного электрофореза на приборе Капель 104Р
Колебания метеорологических факторов в осенне-
согласно методике, основанной на получении элек-
зимний период могут приводить к деакклиматиза-
трофореграммы с помощью прямого детектирования
ции и потере зимостойкости виноградной лозы. [8]
поглощающих компонентов пробы. [5] Полученные
Поэтому изучение ответных реакций растений ви-
экспериментальные данные обрабатывали общепри-
нограда на климатическую неустойчивость, опреде-
нятыми методами вариационной статистики. [2]
ляющих степень адаптации сортов, актуально.
В основе защитных реакций, позволяющих расте-
РЕЗУЛЬТАТЫ
ниям приспособиться к температурным флуктуа-
циям, лежат физиолого-биохимические процессы
Осенняя закалка растений винограда проходила
на тканевом и клеточном уровнях. К ним относятся
в благоприятных температурных условиях. За изуча-
изменения в метаболизме углеводов, липидов, на-
емый период (2019-2021) в ноябре максимальная тем-
копление криопротекторных веществ. Гидрофильные
пература воздуха достигала 20°С, минимальная -
белки, моно- и олигосахариды способны связы-
минус 1,4, декабре - 18 и минус 2, январе - 12 и ми-
вать воду, которая впоследствии не замерзает и не
нус 19,2, феврале - 14 и минус 11,5°С соответственно.
транспортируется. Установлено, что от содержания
Перепад температур за изучаемый период в ноябре
воды, растворимых углеводов, пролина в одревес-
составлял 13°С, декабре - 10, январе - 15 и февра-
невших тканях и почках виноградной лозы зависит
ле - 5°С. Среднемесячное количество осадков -
морозоустойчивость. [11-13] Эти параметры рас-
42,1, 18,2, 29, 60 мм соответственно.
сматривают как критерии оценки морозостойкости
На зимостойкость виноградной лозы существен-
сортов винограда.
но влияют не только условия зимнего периода, но
Цель работы - провести физиолого-биохими-
и вегетации, обеспечивающие степень вызрева-
ческую оценку морозостойкости сортов винограда
ния тканей, водный режим, минеральное питание,
различного эколого-географического происхожде-
а также генетические особенности сорта. Ключе-
ния, выявить устойчивые сорта для возделывания в
вой фактор, влияющий на устойчивость винограда
условиях Анапо-Таманской зоны Краснодарского
к низким температурам - оводненность тканей. Ее
края и использования в селекционном процессе.
снижение при вступлении растений в состояние
зимнего покоя - показатель их устойчивости к фак-
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
торам зимнего периода. [7] Многими исследовани-
ями установлена отрицательная корреляция между
Физиолого-биохимические исследования про-
содержанием воды в почках винограда и их моро-
водили в 2019-2021 годах на базе Анапской ампело-
зостойкостью. Сорта с высоким содержанием воды
графической коллекции, лаборатории физиологии
в почках более подвержены воздействию низких
и биохимии растений ФГБНУ СКФНЦСВВ, Цен-
температур, чем с низким. [13]
тра коллективного пользования технологичным
В ноябре оводненность почек составила 33,7…
оборудованием по направлениям: геномные и пост-
41,6 % в зависимости от сорта. В январе, в период
геномные технологии; физиолого-биохимические
проявления наибольшей морозостойкости, этот
и микробиологические, а также почвенные, агрохи-
показатель у всех сортов понизился до 23,5…34,5 %,
мические и экотоксикологические исследования;
в большей степени у сортов Красностоп, Кристалл,
пищевая безопасность.
Восторг - на 12,6, 15,3, 11,7 % соответственно,
Объект изучения - сорта винограда: межви-
в меньшей у Зариф - на 1,9 % (рис. 1).
довые гибриды европейско-американского про-
В феврале содержание воды несколько увели-
исхождения - Достойный, Красностоп, Восторг,
чилось у всех изучаемых сортов в связи с выходом
западно-европейского - Алиготе, восточно-евро-
их из периода органического покоя и уменьшением
пейского - Зариф. Контроль - высоко зимостойкий
устойчивости к пониженным температурам.
сорт Кристалл (межвидовой гибрид евро-амуро-
американского происхождения). Растения одного
года посадки, подвой Кобер 5ББ. Формировка -
двусторонний высокоштамбовый спиральный кордон
АЗОС. Возделывание растений винограда - на чер-
ном паре, схема посадки - 3 × 2,5 м.
Биохимические показатели определяли в зимую-
щих почках (глазки) и во внутренней части живой
коры (флоэма), отделяя при помощи скальпеля
слои опробковевшей и отмершей корки. Иссле-
дования проводили в трехкратной повторности на
десяти почках или кусочках однолетних побегов
в каждой. Оводненность почек определяли весовым
методом после высушивания навесок в термостате
при 105°С до постоянной массы. [3]
Рис. 1. Динамика оводненности почек винограда
Содержание растворимых сахаров находили со-
(среднее значение) в зимний период (ноябрь 2019 - февраль 2021)
гласно методике [1] с использованием антронового
НСР 0,5: ноябрь - 0,16; январь - 0,15; февраль - 0,19.
19
АГРОНОМИЯ
накоплением растениями пролина и развитием их
устойчивости к гипотермии. Так, изучение динами-
ки содержания пролина в листьях озимой пшеницы
показало, что его количество многократно возрас-
тает только после наступления морозов. [4]
В ноябре конститутивное содержание пролина
в коре составило 1,1…21,8 мкг/г сырого веса в зави-
симости от сорта (рис. 3).
В январе после действия пониженных темпера-
тур у всех сортов содержание пролина увеличилось
в различной степени: Восторг - 40,5 раз, осталь-
ных - 1,3…4,8 раза. Многократное увеличение со-
Рис.2. Содержание растворимых сахаров в коре винограда
держания пролина у Восторга свидетельствует об
(среднее значение) в зимний период (ноябрь 2019 - февраль 2021)
активном его участии в формировании защитного
НСР 0,5: ноябрь - 0,16; январь - 0,15; февраль - 0,19.
ответа на низкие температуры. У остальных сортов
его защитная роль невелика. В феврале содержание
При закалке, во время низкотемпературной
пролина у всех сортов уменьшилось в связи с испол-
адаптации в тканях винограда, преимущественно во
нением своей функции.
флоэме побегов из-за гидролиза крахмала, накапли-
Таким образом, оводненность тканей, содержание
ваются водорастворимые сахара. В результате повы-
водорастворимых сахаров и пролина можно рассма-
шения общего содержания сахаров, точка замерза-
тривать в качестве диагностических критериев устой-
ния содержимого клеток снижается и образуется лед
чивости сортов винограда к низким температурам.
в межклетниках. При этом протопласт постепенно
Причем, оводненность почек и содержание раство-
обезвоживается, препятствуя внутриклеточному
римых сахаров в коре более предпочтительно по срав-
образованию льда. [14, 15]
нению с накоплением пролина, так как между этими
В проведенных нами исследованиях увеличение
параметрами прослеживается тесная математическая
содержания водорастворимых сахаров происходило
связь.
с ноября по январь, затем начался процесс его сни-
По физиолого-биохимическим параметрам
жения (ноябрь - 2,29…5,01 мг/г сухого веса в за-
сорта Красностоп, Кристалл, Восторг выделены
висимости от сорта, январь - 4,43…16,51 мг/г).
как наиболее устойчивые к низким температурам
У Красностопа содержание водорастворимых сахаров
в зимний период. Это позволяет возделывать их
увеличилось в 2,59 раз, Кристалла и Восторга - 3,29
в условиях изменяющегося климата Анапо-Таман-
и 2,67 раз соответственно по сравнению с ноябрем,
ской зоны и использовать в селекционном процессе
у остальных - 1,65…1,93 раза (рис. 2).
в качестве источников морозостойкости.
Содержание сахаров коррелировало с оводнен-
ностью почек (r = 0,87). Подобный факт наблюдали
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
в почвенно-климатических условиях Ирана - в поч-
1. Воробьев, Н.В. Определение содержания сахарозы,
ках морозоустойчивых сортов винограда под воз-
фруктозы и глюкозы в растительных тканях с помощью
действием низких температур усиливался гидролиз
антронового реактива / Н.В. Воробьев // Бюллетень
крахмала и происходило накопление растворимых
НТИ ВНИИ риса. - 1985. - № 33. - С. 11-13.
сахаров в цитоплазме. [9]
2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. До-
При изучении механизмов адаптации растений
спехов // М.: Колос, 1985. - 351 с.
к низкотемпературному стрессу особый интерес
3. Кушниренко, М.Д. Методы изучения водного обмена
вызывает аминокислота пролин, сочетающая в себе
и засухоустойчивости плодовых растений / М.Д. Куш-
функции осмопротектора, мембранозащитного сое-
ниренко // Метод. указания. - Кишинев: Штиинца,
динения и антиоксиданта. Обнаружена корреляция
1970. - 80 с.
между накоплением пролина и морозостойкостью
4. Майор, П.С. Зміни вмісту вільного проліну у рослинах
у граната и винограда. [9, 10] В то же время, не во
озимої пшениці протягом осінньо-зимового періоду /
всех исследованиях подтверждается связь между
П.С. Майор, В.П. Захарова, Л.Г. Великожон // Физио-
Рис. 3. Содержание пролина в коре винограда (среднее значение) в зимний период (ноябрь 2019 - февраль 2021) НСР 0,5:
ноябрь - 0,21; январь - 0,46; февраль - 0,28.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2021
20
АГРОНОМИЯ
логия и биохимия культ. растений. - 2009. - Т. 41. -
2. Dospekhov, B.A. Metodika polevogo opyta / B.A. Dospek-
№ 5. - С. 371-383.
hov // M.: Kolos, 1985. - 351 s.
5. Ненько, Н.И. Современные инструментально-анали-
3. Kushnirenko, M.D. Metody izucheniya vodnogo obmena i
тические методы исследования плодовых культур и
zasuhoustojchivostiplodovyh rastenij /M.D.Kushnirenko //
винограда / Н.И. Ненько, И.А. Ильина, Т.Н. Воробье-
Metod. ukazaniya. - Kishinev: Shtiinca, 1970. - 80 s.
ва и др. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015. - 115 с.
4. Major, P.S. Zmіni vmіstu vіl’nogo prolіnu u roslinah ozimoї
6. Петров, В.С. Агроэкологическое зонирование терри-
pshenicі protyagom osіnn’o-zimovogo perіodu / P.S. Major,
тории для оптимизации размещения сортов, устой-
V.P. Zaharova, L.G. Velikozhon // Fiziologiya i biohimiya
чивого виноградарства и качественного виноделия /
kul’t. rastenij. - 2009. - T. 41. - № 5. - S. 371-383.
В.С. Петров. - Краснодар, 2020. - 138 с.
5. Nen’ko, N.I. Sovremennye instrumental’no-analitich-
7. Стоев, К. Физиология винограда и основы его воз-
eskie metody issledovaniya plodovyh kul’tur i vinograda /
делывания / К. Стоев. - М.: Книга по требованию,
N.I. Nen’ko, I.A. Il’ina, T.N. Vorob’eva i dr. - Krasnodar:
2013. - 386 с.
SKZNIISiV, 2015. - 115 s.
8. Antivilo, F.G. Thermal history parameters drive chang-
6. Petrov, V.S. Agroekologicheskoe zonirovanie territorii dlya
es in physiology and cold hardiness of young grapevine
optimizacii razmeshcheniya sortov, ustojchivogo vinogra-
plants during winter / F.G. Antivilo, R.C. Paz, M. Ech-
darstva i kachestvennogo vinodeliya / V.S. Petrov. - Kras-
everria, M. Keller // Agricultural and Forest Meteorol-
nodar, 2020. - 138 s.
7. Stoev, K. Fiziologiya vinograda i osnovy ego vozdelyvaniya /
org/10.1016/j.agrformet.2018.07.017-
K. Stoev. - M.: Kniga po trebovaniyu, 2013. - 386 s.
9. Ershadi, A. Freezing tolerance and its relationship with sol-
8. Antivilo, F.G. Thermal history parameters drive changes
uble carbohydrates, proline and water content in 12 grape-
in physiology and cold hardiness of young grapevine plants
vine cultivars / A. Ershadi, R. Karimi, K.M. Naderi // Acta
during winter / F.G. Antivilo, R.C. Paz, M. Echeverria,
physiologiae plantarum. - 2016. - № 38 (2). - P. 1-10.
M. Keller // Agricultural and Forest Meteorology. - 2018. -
DOI 10.1007/s11738-015-2021-6.
10. Ghasemi, A.A. Evaluation of cold hardiness in seven Ira-
formet.2018.07.017-
nian commercial pomegranate (Punica granatum L.) cul-
9. Ershadi, A. Freezing tolerance and its relationship with sol-
tivars / A.A. Ghasemi, A. Ershadi, E. Fallahi // HortSci-
uble carbohydrates, proline and water content in 12 grape-
ence. - 2012. - № 47. - P. 1821-1825.
vine cultivars / A. Ershadi, R. Karimi, K.M. Naderi // Acta
11. Grant, T.N. Physiological and biochemical seasonal chang-
physiologiae plantarum. - 2016. - № 38 (2). - P. 1-10.
es in Vitis genotypes with contrasting freezing tolerance /
DOI 10.1007/s11738-015-2021-6.
T.N. Grant, I.E. Dami // Am.J. Enol. Vitic. - 2015. -
10. Ghasemi, A.A. Evaluation of cold hardiness in seven Ira-
№ 66. - P. 195-203.
nian commercial pomegranate (Punica granatum L.) cul-
12. Karimi, R. Seasonal changes in soluble proteins, total phenol
tivars / A.A. Ghasemi, A. Ershadi, E. Fallahi // HortSci-
and malondialdehyde content and their relationship with cold
ence. - 2012. - № 47. - P. 1821-1825.
hardiness of some grapevine cultivars / R. Karimi., A. Ershadi,
11. Grant, T.N. Physiological and biochemical seasonal chang-
M. Esna-Ashari, M.M. Akbar Booja // Agricult. Crop. Manag.
es in Vitis genotypes with contrasting freezing tolerance /
T.N. Grant, I.E. Dami // Am.J. Enol. Vitic. - 2015. -
ut.ac.ir.
№ 66. - P. 195-203.
13. Kaya, Ö. Bud Death and Its Relationship with Lateral
12. Karimi, R. Seasonal changes in soluble proteins, total phenol
Shoot, Water Content and Soluble Carbohydrates in Four
and malondialdehyde content and their relationship with cold
Grapevine Cultivars Following Winter Cold / Ö. Kaya //
hardiness of some grapevine cultivars / R. Karimi., A. Ershadi,
Erwerbs-Obstbau. - 2020. - № 62 (1). - P. 43-50. https://
M. Esna-Ashari, M.M. Akbar Booja // Agricult. Crop. Manag.
doi.org/10.1007/s10341-020-00495-w.
14. Ma, Y. Roles of plant soluble sugars and their responses to plant
ut.ac.ir.
cold stress / Y. Ma, Y. Zhang, J. Lu, H. Shao // African Journal
13. Kaya, Ö. Bud Death and Its Relationship with Lateral Shoot,
of Biotechnology. - 2009. - № 8. - P. 2004-2010. file:///C:/
Water Content and Soluble Carbohydrates in Four Grapevine
Users/VipNet/Downloads/60470-Article%20Text-111722-
Cultivars Following Winter Cold / Ö. Kaya // Erwerbs-Obst-
1-10-20101004.pdf.
15. Rosa, M. Soluble sugars Metabolism, sensing and abiotic stress /
s10341-020-00495-w.
M. Rosa, C. Prado, G. Podazza et al. // Plant Signal Behav. -
14. Ma, Y. Roles of plant soluble sugars and their responses to
2009. - №. 4. - P. 388-393.
plant cold stress / Y. Ma, Y. Zhang, J. Lu, H. Shao // African
Journal of Biotechnology. - 2009. - № 8. - P. 2004-2010.
LIST OF SOURCES
file:///C:/Users/VipNet/Downloads/60470-Article%20
1. Vorob’ev, N.V. Opredelenie soderzhaniya saharozy, fruktozy
Text-111722-1-10-20101004.pdf.
i glyukozy v rastitel’nyh tkanyah s pomoshch’yu antronovo-
15. Rosa, M. Soluble sugars Metabolism, sensing and abiotic
go reaktiva / N.V. Vorob’ev // Byulleten’ NTI VNII risa. -
stress / M. Rosa, C. Prado, G. Podazza et al. // Plant Signal
1985. - № 33. - S. 11-13.
Behav. - 2009. - № 4. - P. 388-393.
21
