Доброго времени суток, всем мира и добра.
Знание причин гибели виноградного растения зимой, позволяет придерживаться рекомендуемых агроприёмов на протяжении всего периода выращивания винограда и правильно подготовить кусты к зиме.
Под морозостойкостью понимают устойчивость растений к низким отрицательным температурам, в отличие от холодостойкости, под которой подразумевается устойчивость растений к низким положительным температурам.
Зимостойкость.
Зимостойкость — это способность растений противостоять комплексу неблагоприятных зимних условий: низким отрицательным температурам, иссушению, выпреванию, поражению некрозом и т. п. Изучение морозостойкости винограда для условий его выращивания в континентальном климате имеет особое
значение.
Вопросу изучения причин гибели растений при температурах ниже нуля посвящено много научных работ, выдвинуто много теорий и гипотез. Однако только выход в свет монографии Н. А. Максимова (1913) положил начало, новому этапу изучения морозостойкости растений.
До исследования Н. А. Максимова широкое распространение получила виталистическая концепция (витали́зм — устаревшее учение о наличии в живых организмах нематериальной сверхъестественной силы, управляющей жизненными явлениями — «жизненной силы»), выдвинутая Мецом, о специфическом температурном минимуме, при котором происходит гибель растении. Н. А. Максимов в своих исследованиях не только опроверг её и подтвердил исследования Мюллера-Тургау о том, что причиной гибели растения является количество образовавшегося льда в растении, но создал учение о защитных веществах.
Согласно теории, Н. А. Максимова, количество образующегося в растении льда является основным фактором, приводящим к отмиранию клеток. Чем ниже отрицательная температура, тем больше воды переходит в твёрдое состояние и тем больше будет обезвожена и сжата кристаллами льда ещё не замёрзшая протоплазма. Для каждой клетки, пишет Н. А. Максимов (1948), имеется свой предел обезвоживания и сжатия, за которым следует её отмирание. По его исследованиям, большое значение в предотвращении гибельного действия от низких отрицательных температур имеют защитные вещества (сахара, соли), снижающие температуру замерзания раствора, а также количество воды в растении.
И. И. Туманов (1931), развивая учение Н. А. Максимова о механическом действии льда на протоплазму, показал, что гибель растительных клеток зависит от характера образования льда. Клетка погибает лишь в том случае, если лёд образуется внутри протоплазмы и разрушает строение содержимого клетки. Он установил, что характер образования льда зависит от физиологического состояния растения и быстроты его охлаждения.
Закаливание защищает растение от образования льда внутри клеток и, кроме того, способствует перестройке субмикроскопического строения протопласта (протопласт— содержимое растительной клетки, за исключением внешней клеточной оболочки), в результате чего создаются благоприятные условия для оттока воды из протопласта в межклетники. И. И. Туманов (1968) считает, что выживание клеток при любых, в том числе и сверхнизких отрицательных температурах, основано на защите протопласта от образования в нём кристаллов льда, что может достигаться двумя способами: превращением воды в твёрдое аморфное состояние (витрификация) или постепенным, медленным обезвоживанием протопласта с образованием льда в межклетниках.
Метод витрификации используется для сохранения тканей и клеток живыми при очень низких температурах, которые обычно в природе не наблюдаются. Получение растений с высокой морозостойкостью в полевой обстановке основано на обезвоживании клеток льдом, который образуется в межклетниках. Для этого клетки должны обладать способностью сохранять в условиях сильного обезвоживания имеющиеся в протопласте жизненно важные структуры.
Закаливание.
Достигается такая способность закаливанием сначала при температурах около 0°, а затем при медленном снижении отрицательных температур.
Первая фаза закаливания обеспечивает выживание клеток при слабых и умеренных морозах, что позволяет замёрзшим растениям резко повысить свою морозостойкость.
Успешное прохождение второй фазы закаливания достигается переходом в состояние покоя, накоплением защитных веществ и изменением физических свойств протопласта. Последнее получается охлаждением при наличии большого количества защитных веществ.
Предполагается, что при таких условиях содержимое клеток переходит из золя в гель и обратно. Закаливание может проходить только при условии вступления растения в состояние покоя. При таком постепенном закаливании И. И. Туманову в искусственных условиях удавалось повысить морозостойкость чёрной смородины до —253°.
М. А. Соловьёва (1967) на основании обобщения имеющихся литературных данных и собственных исследований пришла к выводу, что причины гибели плодовых растений при повреждении морозами следует искать не только в коллоидно-химических свойствах живой клетки, по и в структурных изменениях содержимого клетки и в энергетических процессах, происходящих в ней, рассматривая последние во
взаимосвязи с физиологическим состоянием всего растения и условиями внешней среды.
Л. И. Сергеев (1968) считает, что переход древесных растений из состояния вегетации в состояние органического (глубокого), а затем вынужденного покоя, при котором они становятся зимостойкими, происходит в процессе генетически обусловленного годичного морфофизиологического цикла.
Поэтому древесные растения, занявшие определённые места в шкале зимостойкости в одном районе, часто меняют их при испытании в других районах. Большая роль, по мнению Л. И. Сергеева, в регулировании процессов, лежащих в основе перехода из одного морфофизиологического состояния в другое, принадлежит физиологически активным веществам — фитогормонам, ингибиторам, эндогенным ретардантам.
Изменения в их соотношении приводят к усилению одних процессов и ослаблению других, что и обусловливает новое морфофизиологическое состояние растений.
Д. Ф. Проценко и А. И. Ковальчук (1968) считают, что наибольшее значение в морозостойкости древесных растений имеют процессы, связанные с углеводным, азотным и фосфорным обменами, при которых образуются вещества не только лабильные (лабильные вещества включают органические соединения, такие как аминокислоты, сахара, фенолы и ксиланы) по своей природе, но и отличающиеся большим запасом энергии, благодаря чему они выдерживают воздействия больших морозов.
К. А. Сергеева (1968) на основании изучения годичных физиологических и биохимических ритмов синтеза белков, фосфорорганических соединений, липидов и углеводов пришла к выводу, что синтетические процессы, проходящие в период глубокого покоя, характеризуются преобладанием анаэробного дыхания (анаэробный тип дыхания для растений – это процесс окисления органических веществ без использования кислорода), благодаря чему имеется возможность для образования различных полимерных соединений. Известно, что комплексные высокополимерные
соединения отличаются большой устойчивостью и способствуют связыванию воды. Поэтому, считает К. А. Сергеева, водоудерживающая способность клеток является показателем перестройки обмена веществ и приспособительной реакцией устойчивых
организмов.
Не случайно И. В. Мичурин при создании зимостойких сортов плодовых особое внимание уделял управлению длиной вегетационного периода гибридных сеянцев в молодом возрасте.
Наиболее обстоятельные исследования по изучению зимостойкости плодовых в зависимости от условий выращивания проведены М. А. Соловьёвой (1967).
Пользуясь лабораторным методом прямого замораживания, а также полевым методом учёта степени повреждения растений в естественной обстановке, она установила, что важнейшим условием хорошей перезимовки плодовых пород является обеспеченность растений необходимыми питательными веществами и влагой на протяжении всего вегетационного периода. Степень повреждения плодовых деревьев зависит от уровня агротехники. Агротехнические мероприятия должны быть направлены на обеспечение интенсивного роста деревьев в первую половину лета, своевременное окончание роста осенью, а также на накопление питательных веществ, способствующих повышению морозостойкости плодовых деревьев.
В изучении морозо- и зимостойкости винограда большой вклад внёс И. Н. Кон-
до (1960, 1970), он установил, что на результаты перезимовки кустов
оказывают влияние не только метеорологические условия осенних и зимних месяцев, но и условия вегетационного периода. Однако решающая роль в подготовке виноградных растений к перезимовке принадлежит термическим условиям, складывающимся в период, предшествующий наступлению опасных низких температур и определяющим их физиологическое состояние в момент воздействия морозами.
Из всего сложного комплекса физиологических процессов, протекающих в организме виноградного растения, И. Н. Кондо выделяет три, прохождение которых непосредственно связано с подготовкой его к зимовке, а именно: своевременное прекращение роста побегов и пребывание зимующих почек и камбия в состоянии органического покоя; вызревание тканей побегов; закаливание растения к низким
температурам.
Первые два процесса на некотором отрезке периода подготовки растений к перезимовке совпадают во времени и протекают параллельно.
Для хорошей перезимовки большое значение имеет вызревание побегов, которое характеризуется как изменениями в анатомической структуре побегов, так и изменениями в биохимизме клеток луба. В запасающих тканях побегов увеличивается содержание углеводов, главным образом крахмала, и уменьшается оводнённость по-
бегов.
Достижение однолетними побегами в осенний период состояния полной зрелости можно условно считать с того момента, когда в процессах накопления подвижных форм углеводов (сахаров и крахмала) и снижения содержания воды наступает определённая стабилизация. Ко времени полной зрелости виноградных побегов содержание воды в них стабилизируется на довольно низком уровне (в пересчёте на сырое вещество в среднем около 50%), причём изменяется соотношение между различными формами воды. Уменьшается содержание так называемой свободной воды и повышается содержание связанной.
Сорта винограда, у которых вызревание побегов начинается рано и проходит интенсивно, как правило, отличаются повышенной морозостойкостью, а сорта, у которых вызревание побегов начинается поздно и проходит медленно, имеют очень низкую морозостойкость.
Кроме сортовых особенностей, степень вызревания побегов зависит от комплекса агротехнических приёмов при уходе за насаждениями.
Нормальное увлажнение почвы на протяжении вегетационного периода, некоторое подсушивание её во второй половине вегетации, оптимальные дозы удобрений,
хорошее освещение побегов при равномерном размещении их на опорах, отсутствие повреждения вредителями и болезнями, и др. обеспечивают условия,
способствующие лучшему вызреванию побегов и, следовательно, повышению их морозостойкости. Хорошее вызревание побегов важно не только для защиты растений от вымерзания, но и от иссушения их в зимний период при неукрывной культуре вино-
града.
При подготовке статьи использован материал из книги: Зимостойкость винограда, А.Г. Мишуренко, В.А. Шерер, Киев, 1975 г.
