РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

УДК 634.25:581.1(470+213.1)

DOI: 10.31857/2500-2082/2022/5/32-35, EDN: KBPRWO

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСТОЙЧИВОСТИ ПЕРСИКА

К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ФАКТОРАМ СУБТРОПИКОВ РОССИИ^*

Юлия Сулевна Абильфазова, кандидат биологических наук

Федеральный исследовательский центр «Субтропический научный центр Российской академии наук»,

г. Сочи, Россия

E-mail: Citrus_Sochi@mail.ru

Аннотация. Представлены результаты многолетних исследований различных интродуцированных сортов персика, выращиваемых

в открытом грунте и отличающихся скороплодностью, устойчивостью к дестабилизации погодных условий субтропической зоны

Краснодарского края. Цель исследований - оценка функционального состояния растений персика, их устойчивости к изменениям

погодных условий на Черноморском побережье. Коллекцию Persica vulgaris (Mill.) изучали в ФИЦ СНЦ РАН г. Сочи на базе лабо-

ратории физиологии и биохимии растений. Полевые работы проводили на модельных деревьях персика. Схема посадки - 5×2 м,

закладка - 2011 год, площадь - 0,5 га. Обрезка кроны V-образная с ежегодной косметической корректировкой на плодоношение.

Изучали сорта: Редхавен (контроль), раннего срока созревания - Bellao Dio Cesena, среднего - Rich Lady, Bolero, позднего - Gladis,

Michelini. Сортовую устойчивость персика к неблагоприятным условиям среды оценивали по комплексу показателей (толщина

листовой пластинки, водный дефицит, оводненность тканей листа и фотосинтетическая деятельность). Объект изучения -

физиологически зрелые листья персика (седьмой-девятый от основания побега), отобранные в трех повторностях. Внесение удо-

брений N₁₂₀P₉₀K₉₀, без орошения. Почва - бурая лесная, глубина - 60 см, содержание гумуса 1,39-2,95%, pH = 6,49-7,86. Листья

персика отбирали на физиологические анализы с начала июня по сентябрь в зависимости от сорта, времени нарастания и насту-

пления стрессовых условий (засуха, высокая температура воздуха). Отмечен водный дефицит листьев у сортов Gladis, Michelini и

Bolero, превышающий в 1,3 раза сорт Редхавен (st.), а также установлена низкая оводненность тканей листа (на 3,7-6,1% ниже

по сравнению с контролем), что характеризовало их как менее устойчивые к абиотическим факторам среды. Выявлено, что неза-

висимо от водно-термического нарушения среди испытуемых растений сорта Редхавен, Bellao Dio Cesena и Rich Lady содержали

значительное количество каротиноидов (0,3-0,4 ед.), подтверждающее их приспособленность к нестабильным погодным условиям

субтропиков России.

Ключевые слова: персик, сорта, листья, субтропики, функциональное состояние, водный дефицит, оводненность тканей

листа, толщина листа, пигменты

PHYSIOLOGICAL INDICATORS PEACH RESISTANCE

TO UNFAVORABLE FACTORS OF SUBTROPICS RUSSIA

Yu.S. Abilfazova, PhD in Biological Sciences

Federal Research Centre the Subtropical Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences,

Sochi, Russia

E-mail: Citrus_Sochi@mail.ru

Abstract. The results of long-term studies of various introduced varieties of peach grown on the field and characterized by early fruiting, resistance

to destabilization of weather conditions in the subtropical zone of the Krasnodar Territory are presented. The purpose of the investigation is to

assess the functional state of peach plants, their resistance to changes in weather conditions on the Black Sea coast. Variety study of the Persica

vulgaris (Mill.) collection is carried out at the Federal Research Center of the Subtropical Scientific Center of RAS (Sochi), on the basis of the

Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry. Field work is carried out on an area of 0.5 ha on test peach trees. Landing pattern 5×2 m,

2011 trial establishment. Crown pruning is V-figurative with annual cosmetic pruning for fruiting. For physiological and biochemical studies were

used Redhaven (control), Bellao Dio Cesena (early ripening), Rich Lady (medium ripening), Bolero (medium ripening), Gladis (late ripening),

Michelini (late ripening) varieties. The varietal resistance of peach to unfavorable environmental conditions was assessed by a set of indicators

(the thickness of the leaf blade, water deficit, hydration of leaf tissues and photosynthetic activity). The objects of study were physiologically ma-

ture peach leaves, selected in triplicate - 7-9th from the base of the shoot. Application of fertilizers in doses of N₁₂₀P₉₀K₉₀, without irrigation of

plantations. The soil of the site is brown forest, 60 cm deep, humus content 1.39-2.95%, pH = 6.49-7.86 [1]. The selection of peach leaves for

physiological analyzes was carried out from the beginning of June to September, depending on the variety, the timing of leaf growth and the onset of

stress conditions (drought, high air temperatures). During the study of peach plants a high water deficiency of leaves was noted in Gladis, Micheli-

ni and Bolero varieties, which exceeded Redhaven (st.) by 1.3 times, and low water content of leaf tissues was established (lower by 3.7-6.1%

in comparison with the control), which characterized them as less resistant to abiotic environmental factors. It was revealed that regardless of the

water-thermal disturbance among the tested plants, the varieties Redhaven, Bellao Dio Cesena and Rich Lady contained a significant amount of

carotenoids, reaching 0.3-0.4 units, which confirmed their adaptability to unstable weather conditions of the subtropics of Russia.

Keywords: peach, varieties, leaves, subtropics, functional state, water deficit, water content of leaf tissues, leaf thickness, pigments

* Публикация подготовлена в рамках реализации ГЗ ФИЦ СНЦ РАН № 0492-2021-0008 «Создание, изучение и сохранение

генофонда коллекции субтропических и декоративных культур»/ The publication was prepared within the framework of the

implementation of the State Program of the FIT SNC RAS No. 0492-2021-0008 “Creation, study and preservation of the gene pool

of the collection of subtropical and ornamental crops”.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2022

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

Черноморское побережье России - благоприят-

Цель работы - изучить обновляемый и суще-

ный регион для возделывания косточковых культур.

ствующий генофонд насаждений культуры перси-

Персик - многолетнее листопадное растение Prunus

ка с учетом возраста, сорта, а также устойчивости

persica L. из подсемейства миндальных Amygdalaceae,

к биотическим и абиотическим факторам влажных

относится к семейству розоцветных (Rosaceae Juss),

субтропиков России.

родина - Восточная Азия. [8] Из-за высокой ско-

роплодности персик - одна из наиболее экономи-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

чески выгодных культур. Поэтому основная цель

состоит в сортоизучении и выделении адаптивных

Полевые исследования интродуцированных

сортов к биотическим и абиотическим факторам

растений персика проводили с 2016 года по про-

субтропической зоны России с выходом на стабиль-

грамме и методике сортоизучения плодовых,

ные урожаи плодов высокого качества.

ягодных и орехоплодных культур [6], соблюдая

Для растений персика важен температурный ре-

новые агротехнические мероприятия с примене-

жим во время цветения (не менее 8…12°С), для полу-

нием современных систем формирования крон

чения качественных плодов необходимо около 23°С

и перспективных урожайных сортов. Опыт (2011 год)

и более в июле и августе, но последние 10…12 лет

заложен в открытом грунте на плантации ФИЦ

воздействие абиотических факторов во влажных

СНЦ РАН площадью 0,5 га, высота над уровнем

субтропиках Краснодарского края отрицательно

моря - 50…70 м. Схема посадки - 5×2 м, деревья

отражается на культуре. В весеннюю прохладную

с V-образной кроной. Физиолого-биохимические

и дождливую погоду растения начинают реагировать

анализы проводили с июня по сентябрь в лабора-

на потепление при среднесуточной температуре

тории по классической методике. [5] Водный де-

воздуха свыше 5…7°С (начинается сокодвижение),

фицит листьев персика, оводненность листовых

затем резкие похолодания вызывают гибель почек

пластинок, толщину листа - [4], пигментный со-

и ростовых побегов. В летний период воздушно-

став - спектрофотометрическим методом 96%-м

почвенная засуха на фоне высокой солнечной

этанолом с использованием расчетных формул

активности с чрезмерно высокой температурой

Смита и Бенитеза. [9] Для исследований были

воздуха свыше 30°С и относительной влажностью

взяты модельные деревья персика: Редхавен (кон-

более 75…82% затрудняют процесс транспира-

троль), раннего срока созревания - Bellao Dio

ции и создают дополнительные стрессовые си-

Cesena, среднего - Rich Lady, Bolero, позднего -

туации, вызывающие водный дефицит и угнетая

Gladis, Michelini. Сортовую устойчивость персика

растения. [7, 10] Один из основных стрессоров

к неблагоприятным условиям среды оценивали

в субтропической зоне Краснодарского края -

по комплексу показателей (толщина листовой

неравномерность распределения осадков в тече-

пластинки, водный дефицит, оводненность тка-

ние всего вегетационного периода. Например,

ней листа, содержание хлорофиллов a, b и каро-

количество осадков в 2016 году - 131 мм, 2017 -

тиноидов).

124 мм (среднегодовая норма - 1329 мм). Чаще

Объект изучения - физиологически зрелые

осадки имели ливневый характер. Такие небла-

листья персика (три повторности) каждого со-

гоприятные условия способствуют ослаблению

рта

- седьмой-девятый от основания побега.

устойчивости культуры персика к абиотическим

Листья отбирали с начала июня по сентябрь

факторам, что приводит к усиленному опадению

в зависимости от сорта, времени их вырастания

завязи, снижению ростовых процессов, растения

и наступления стрессовых условий (засуха, высо-

становятся более восприимчивыми к различным

кая температура воздуха). Почва участка - бурая

заболеваниям, снижаются продуктивность и ка-

лесная, глубина - 60 см, содержание гумуса -

чество получаемой продукции. [12]

1,39…2,95%, pH = 6,49…7,86. Агротехника обще-

Водный дефицит - важный и универсальный по-

принятая для выращивания культуры персика

казатель, диагностирующий внутреннее состояние

в условиях влажных субтропиков России.

растений и реакцию на действие абиотических фак-

Материал обрабатывали методом дисперсион-

торов природной среды во влажных субтропиках,

ного анализа по Доспехову и с применением мате-

особенно в засушливый период. [13] По нему мож-

матического пакета программ Excel XP.

но оценить физиологическое состояние растений,

их устойчивость к изменениям внешней среды, по-

РЕЗУЛЬТАТЫ

тенциальную возможность и сортопригодность для

дальнейшего возделывания в регионе.

Одна из основных причин снижения продук-

Любое растение-интродуцент вынуждено адап-

тивности растений - недостаточная устойчивость

тироваться к новым погодным условиям произрас-

к водно-термическим факторам среды. Для харак-

тания. Способность растений приспосабливаться

теристики устойчивости сорта к стресс-факторам

к изменяющимся внешним условиям региона, их

и в качестве косвенных критериев засухоустой-

жизнедеятельность и продуктивность в большей

чивости мы провели комплексные исследования

степени зависит от состояния фотосинтетического

(водный дефицит, оводненность тканей, толщина

аппарата. [2, 3, 11]

листовой пластинки и фотосинтетическая деятель-

В субтропиках Краснодарского края очень ма-

ность листьев персика). Водный дефицит - один

лый спрос на плоды персика отечественного про-

из достоверных показателей засухоустойчивости

изводства, поскольку культура в основном возделы-

растений к абиотическим факторам среды, он воз-

вается садоводами-любителями, промышленного

никает при высокой скорости транспирации, пре-

производства практически нет.

вышающей поступление воды в листья.

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

Во время стресса у растений происходит сни-

жение оводненности тканей и перераспределение

воды в клетках, при котором количество трудноиз-

влекаемой воды резко возрастает. Такой сложный

физиологический процесс приводит к уменьше-

нию подвижности воды в растениях и активности

метаболизма, что способствует повышению во-

доудерживающей способности тканей листа и их

устойчивости к непредсказуемым воздействиям

природной среды. В связи с этим изучают растения

Persica vulgaris (Mill.) в благоприятный и стрессо-

вый периоды.

Засушливые и жаркие месяцы в субтропиче-

ской зоне начинаются с середины июня и продол-

жаются до I декады сентября. При температуре

воздуха свыше 30°С и относительной влажности

Рис. 1. Водный дефицит листьев персика,

более 82% снижаются физиолого-биохимические

НСР (p  0,05) = 1,14.

процессы, происходящие в растениях (оводнен-

ность тканей, фотосинтез, дыхание, активность

обмена веществ).

В жаркий период (июль-август) при продол-

жительной засухе до трех-четырех недель водный

дефицит листьев персика в среднем по опыту

составил 13,6…17,3%, у сортов Gladis, Michelini

и Bolero - 15,1…17,3% (в 1,2…1,3 раза выше, чем

у Редхавен) (рис. 1).

Данные биометрических измерений листовых

пластинок Persica vulgaris (Mill.) показали, что не-

стабильные погодные условия, вызванные засухой,

привели к снижению тургора листа и отношения

Т₂/Т₁ (до и после засухи)_,как следствие повышения

уровня водного дефицита на побережье Краснодар-

ского края (рис. 2).

Рис. 2. Водный режим листьев персика.

Высокой степенью насыщенности клеток во-

Для оводненности листа - НСР (p  0,05) = 2,32,

толщины - НСР (p  0,05) = 0,02.

дой (до 62%) и толщиной листа (до 17% и более)

характеризовались наиболее устойчивые сорта

Редхавен (st.), Bellao Dio Cesena и Rich Lady. Сред-

до 1,21 ед. и соотношения их суммы к каротиноидам

неустойчивые Gladis, Michelini и Bolero отлича-

(Сa+b/карот), что способствовало усилению адап-

лись снижением толщины листа в 1,4…1,6 раза

тационного потенциала растений персика. В небла-

и оводненности его тканей на 3,7…6,1% по срав-

гоприятный период содержание каротиноидов по-

нению с контрольным сортом. Между толщиной

высилось до 0,3…0,4 ед. и привело к достоверному

листовой пластинки, тургором листа и величиной

снижению соотношения суммы хлорофиллов к ка-

водного дефицита установлена отрицательная

ротиноидам (НСР (p  0,05) = 0,18), что свидетель-

корреляционная связь (r = -0,9).

ствовало об обеспечении каротиноидами не только

Один из важных биохимических показателей

устойчивости к экзогенному стрессу, но и степени

реакции растений на нарушения гидротермиче-

приспособленности растений персика сортов Ред-

ских факторов - содержание хлорофиллов а, b и

хавен, Bellao Dio Cesena и Rich Lady к дестабилиза-

каротиноидов. Поэтому в число комплексных ис-

ции погодных условий на Черноморском побережье

следований входит изучение пигментного состава,

Краснодарского края.

играющего важную роль в обеспечении устойчивости

Выводы. Водный дефицит, толщина листа,

растений к стресс-факторам.

оводненность и фотосинтетическая деятельность

Соотношение хлорофиллов a+b к каротиноидам не

растений тесно коррелировали с устойчивостью

всегда постоянно и быстро реагирует на экстремаль-

различных сортов персика к абиотическим факто-

ные факторы среды, а количественное содержание

рам среды. Установлено, что Редхавен, Bellao Dio

каротиноидов - показатель адаптивного потенциала

Cesena и Rich Lady по результатам водного режима

культуры к условиям произрастания, жизнедеятель-

и пигментного состава листьев подтвердили свою

ности растений и продуктивности. [11] Функцио-

засухоустойчивость, а Bolero, Michelini, Gladis -

нальная активность ассимиляционного аппарата

низкую сопротивляемость к стрессовым ситуаци-

тесно связана с содержанием фотосинтетических

ям субтропической зоны края.

пигментов. По результатам анализа листьев персика

в засуху синтез хлорофиллов а, b снизился у менее

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

устойчивых сортов Gladis, Michelini и Bolero. У устой-

1. Беседина Т.Д., Смагин Н.Е., Добежина С.В. Адап-

чивых сортов Редхавен, Bellao Dio Cesena и Rich Lady,

тивный потенциал сортов персика, возделываемых во

на фоне повышения синтеза хлорофиллов, наблю-

влажных субтропиках России // Вестник АПК Ставро-

дали уменьшение индекса хлорофиллов (a/b) от 2,44

полья. 2017. № 1 (25). С. 123-129.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 5-2022

РАСТЕНИЕВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ

2. Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Доможирова В.В. и др.

REFERENCES

Адаптация культуры персика к условиям выращива-

1. Besedina T.D., Smagin N.E., Dobezhina S.V. Adaptivnyj

ния на юге России // Садоводство и виноградарство.

potencial sortov persika, vozdelyvaemyh vo vlazhnyh sub-

2014. № 6. С. 35-40.

tropikah Rossii // Vestnik APK Stavropol’ya. 2017. № 1

3. Еремин В.Г. Новые технологии возделывания перси-

(25). S. 123-129.

ка в Краснодарском крае // Horticulture and viticulture.

2. Dragavceva I.A., Savin I.Yu., Domozhirova V.V. i dr. Adap-

2006. № 6. P. 7-8. ISSN 0235-2591.

taciya kul’tury persika k usloviyam vyrashchivaniya na yuge

4. Кушниренко М.Д., Курчатов Г.И., Штефырцэ А.А.

Rossii // Sadovodstvo i vinogradarstvo. 2014. № 6. S. 35-40.

Экспресс-метод диагностики жароустойчивости и сро-

3. Eremin V.G. Novye tekhnologii vozdelyvaniya persika v

ков полива растений. Кишинев: Штиинца, 1986. 38 c.

Krasnodarskom krae // Horticulture and viticulture. 2006.

5. Практикум по физиологии растений / под ред. И.И.

№ 6. P. 7-8. ISSN 0235-2591.

Гунара. М.: Колос, 1972. 168 c.

4. Kushnirenko M.D., Kurchatov G.I., Shtefyrce A.A.

6. Программа и методика сортоизучения плодовых,

Ekspress-metod diagnostiki zharoustojchivosti i srokov po-

ягодных и орехоплодных культур /под ред. Е.Н. Се-

liva rastenij. Kishinev: Shtiinca, 1986. 38 c.

дова и Т.П. Огольцовой. Орел: ВНИИСПК, 1999.

5. Praktikum po fiziologii rastenij /pod red. I.I. Gunara. M.:

608 с.

Kolos, 1972. 168 c.

7. Рахимов М.М. Физиолого-биохимические показате-

6. Programma i metodika sortoizucheniya plodovyh, ya-

ли у генотипов пшеницы в зависимости от природно-

godnyh i orekhoplodnyh kul’tur /pod red. E.N. Sedova i

климатических зон прорастания: дис

канд. биол.

T.P. Ogol’covoj. Orel: VNIISPK, 1999. 608 s.

наук // Ин-т ботаники, физиологии и генетики рас-

7. Rahimov M.M. Fiziologo-biohimicheskie pokaza-

тений АН Республики Таджикистан. Душанбе, 2016.

teli u genotipov pshenicy v zavisimosti ot prirodno-kli-

148 с.

maticheskih zon prorastaniya: dis

kand. biol. nauk //

8. Шайтан И.М., Чуприна Л.М., Анпилогова В.А. Биоло-

In-t botaniki, fiziologii i genetiki rastenij AN Respubliki

гические особенности и выращивание персика, абри-

Tadzhikistan. Dushanbe, 2016. 148 s.

коса и алычи. Киев: Наукова Думка, 1989. С. 6-154.

8. Shajtan I.M., Chuprina L.M., Anpilogova V.A. Biologicheskie

ISBN 5-12-00082.

osobennosti i vyrashchivanie persika, abrikosa i alychi. Kiev:

9. Шлык А.А. Определение хлорофилла и каротиноидов в

Naukova Dumka, 1989. S. 6-154. ISBN 5-12-00082.

экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в

9. Shlyk A.A. Opredelenie hlorofilla i karotinoidov v ekstrak-

физиологии растений. М.: Наука, 1971. С. 154-170.

tah zelenyh list’ev // Biohimicheskie metody v fiziologii

10. Abilfazova Yu., Belous O. Evaluation of the functional state

rastenij. M.: Nauka, 1971. S. 154-170.

of peach varieties (Prunus persica Mill.) when exposed hy-

10. Abilfazova Yu., Belous O. Evaluation of the functional state

drothermal stress to plants// Potravinarstvo Slovak Journal

of peach varieties (Prunus persica Mill.) when exposed hy-

of Food Sciences. 2018. V. 12. № 1. P. 723-728. https://

drothermal stress to plants// Potravinarstvo Slovak Journal

doi.org/10.5219/974.

of Food Sciences. 2018. V. 12. № 1. P. 723-728. https://

11. Bakunov A.L., Milekhin A.V., Rubtsov S.L., Shevchenko

doi.org/10.5219/974.

S.N. Photosynthetic pigment content as a consequental

11. Bakunov A.L., Milekhin A.V., Rubtsov S.L., Shevchenko

resistance sign of potato varieties to high temperature and

S.N. Photosynthetic pigment content as a consequental

moisture lack // Bulletin Samara State Agricultural Acad-

resistance sign of potato varieties to high temperature and

emy. 2020. V. 5. № 2. P. 8-13.

moisture lack // Bulletin Samara State Agricultural Acad-

12. Belous O., Abilphazova Yu. Chapter 4. Peach Culture in

emy. 2020. V. 5. № 2. P. 8-13.

the Humid Subtropics of Russia: A Biochemical Aspect.

12. Belous O., Abilphazova Yu. Chapter 4. Peach Culture in the

In book: Prunus persica: Production, Nutritional Proper-

Humid Subtropics of Russia: A Biochemical Aspect. In book:

ties and Health Effects (Agricultural Research Updates). -

Prunus persica: Production, Nutritional Properties and Health

Nova Science Publishers, Inc., USA. P. 234-240. ISBN:

Effects (Agricultural Research Updates). - Nova Science Pub-

978-1-53619-234-6.

lishers, Inc., USA. P. 234-240. ISBN: 978-1-53619-234-6.

13. Kaur G., Asthir B. Molecular responses to drought stress in

plants//Biologia Plantarium. 2017. V. 61 (2). P. 201-209.

https://doi.org/10.1007/s10535-016-0700-9.