doi: 10.15389/agrobiology.2018.3.598rus

УДК 634.11:57.045:581.1:631.82

Работа выполнена при поддержке гранта № 13-04-96-581р_юг_а.

 

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ПРОЛИНА, ПИГМЕНТОВ
И ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ВОДЫ В ЛИСТЬЯХ ЯБЛОНИ
(Malus domestica Borkh.) ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОМ И ВОДНОМ
СТРЕССЕ И ПРИЕМЫ СНИЖЕНИЯ ЕГО ПОСЛЕДСТВИЙ

Н.И. НЕНЬКО, Н.Н. СЕРГЕЕВА, Г.К. КИСЕЛЕВА, Ю.И.СЕРГЕЕВ,
Е.К. ЯБЛОНСКАЯ, Ю.Ф. ЯКУБА

Напряженность гидротермических факторов и высокая интенсивность поступления солнечной радиации в летний период в условиях юга России определяют актуальность поиска объективных оценочных показателей функционального состояния плодовых растений и их сезонной изменчивости. Целью настоящей работы стало подтверждение гипотезы о возможности использования аминокислоты пролина в качестве критерия экспресс-оценки интенсивности воздействия абиотического стресса (почвенная и воздушная засухи) на физиологическое состояние многолетние плодовые растения в системе агроценоза. Объектом исследований служили растения яблони (Malus domestica Borkh.) сортов Прикубанское и Айдаред зимнего срока созревания. Образцы были получены в полевых опытах, заложенных в промышленных плодоносящих насаждениях опытно-производственного хозяйства «Центральное» (г. Краснодар). Эксперимент проводили в 2009-2012 годах. Деревья опрыскивали 0,5 % водными растворами комплексных питательных солей серии Акварин (ОАО «Буйский химический завод», Россия). В водные растворы удобрений вводили природный регулятор роста растений полифункционального действия Новосил («Биохимзащита», Россия). В контрольном (без удобрений) и опытном вариантах опыта было по 6 учетных деревьев. Содержание свободной аминокислоты пролина в листьях в мае и июле-августе определяли методом капиллярного электрофореза в модификации для анализа растительных образцов. Содержание хлорофиллов (а + b) оценивали спектральным методом, оводненность листьев и содержание свободной и связанной форм воды — весовым методом по М.Д. Кушниренко. В годы исследований с мая по август отмечалось снижение содержания связанной и увеличение количества свободной воды в листьях яблони. Применение листовых подкормок удобрениями совместно с регулятором роста Новосил повышало содержание связанной воды в листьях по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышении устойчивости яблони к действию стресс-факторов летнего периода. В июле и августе при максимальной напряженности гидротермических факторов фиксировали увеличение содержания свободного пролина в листьях побегов относительно значений при нормальных условиях (III декада мая). Содержание пролина ежегодно возрастало в 1,4-2,9 раза в июле по сравнению с маем на фоне недостатка влаги, экстремально высоких температур воздуха. Применение водных растворов удобрений в сочетании с регулятором роста Новосил способствовало снижению содержания пролина в июле и августе в сравнении с контролем и повышению устойчивости растений к стрессорам летнего периода, что согласуется с динамикой содержания связанной формы воды. Проведенные исследования свидетельствуют о возможности использования такого показателя, как содержание свободного пролина в листьях побегов яблони, диагностируемого экспрессно, в качестве важного критерия оценки устойчивости к засухе и антропогенным факторам у многолетних плодовых растений в системе агроценоза.

Ключевые слова: Malus domestica Borkh., яблоня, стресс-факторы среды, динамика содержания пролина, пигменты, удобрения, регулятор роста, адаптация.

 

Полный текст

 

DYNAMIC OF PROLINE, PIGMENT CONTENTS, WATER FRACTIONS
IN APPLE (Malus domestica Borkh.) FOLIAGE UNDER TEMPERATURE
DROUGHT STRESS AND PROTECTION MEASURES

N.I. Nenko, N.N. Sergeeva, G.K. Kiseleva, Yu.I. Sergeev,
E.K. Yablonskaya, Yu.F. Yakuba

The hydrothermal factors and the high summer solar radiation in the South of Russia actualize the experimental studies and search for objective expressly determined quantitative indicators to evaluate functional state of fruit plants and their seasonal variability in agrocenoses. The main purpose of this work was to confirm the hypothesis of the possibility to use the amino acid proline content as a criterion for rapid assessing effects of abiotic stress intensity (soil and air drought, intensity of solar radiation) on perennial fruit plants in agrocenosis. On the example of apples (Malus domestica Borkh.) varieties Prikubanskoe and Aidared we identified the regulatory functions of special fertilizers in combination with growth regulator Novosil to improve adaptive properties of the apple trees. For the rapid determination of the free amino acid proline content in apple leaves we used capillary electrophoresis  in the Kapel 103P device (Lumeks, Russia). To analyze tolerance of the apple trees against the summer period stressors, we used the weight method, determined the content of free and bound water in leaves, and also assessed content of chlorophyll (a + b) and carotenoids in leaves using a UNICO 2800 spectrophotometer (United Products & Instruments, USA). In the course of 4 year-studying (2009-2012) from May to August, it was shown that the leaf level of bound water increased while free forms of water declined. The leaf treatment with fertilizers together with growth regulator Novosil led to an increase in the content of the bound water in the leaves as compared to the control, which indicates an increase in the resistance of the apple tree to stress factors of the summer time. In July and August, at maximum adverse hydrothermal factors, the free proline content in the shoot leaves of apple plants became higher compared to the values under normal environmental conditions (decade III of May). Proline contents annually increased 1.4-2.9 times in July compared to May which is due to a lack of moisture, extremely high air temperatures and excessive insolation. Our data showed that the use of aqueous solutions of special fertilizers in combination with the growth regulator Novosil contributed to a decrease in the proline amount in apple leaves in July and August as compared to the control and led to an increase in plant resistance to stressors of the summer period, that is also consistent with the dynamics of the bound water we found. The conducted researches attest the possibility of using expressly estimated free proline content in apple shoots leaves as an important criterion for assessing resistance to drought and anthropogenic factors in perennial fruit plants in commercial orchards.

Keywords: Malus domestica Borkh., apple, environmental stress factors, the dynamics of proline content, pigments, fertilizer, growth regulator, adaptation.

 

ФГБНУ Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия,
350901 Россия, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39, e-mail: nenko.nataliya@yandex.ru ✉, kubansad@kubannet.ru

Поступила в редакцию
27 июля 2015 года

 

назад в начало