Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ВОДНЫЙ ДЕФИЦИТ СЛАДКОГО МИНДАЛЯ В ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЕ ЮЖНОГО КЫРГЫЗСТАНА

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.
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

Сорта

Годы

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Предгорный

2010

11,28

8,56

12,70

10,89

15,63

11,54

19,23

15,37

18,76

16,98

19,88

16,48

20,51

14,54

19,75

15,87

17,58

14,55

15,40

14,09

13,87

12,71

2011

10,49

9,21

15,06

11,04

18,70

12,80

20,48

16,44

19,12

17,90

19,88

16,44

19,38

18,27

18,60

16,15

16,37

14,19

14,46

13,04

14,10

12,48

2012

11,50

9,67

16,01

12,26

19,33

13,37

21,65

16,78

21,86

16,88

22,32

15,12

20,85

17,57

20,05

14,43

17,32

15,02

16,48

14,61

14,09

13,04

Бумажно-скорлупой

2010

10,21

7,51

14,62

9,15

17,34

10,67

19,95

13,23

19,96

10,38

17,99

15,59

20,54

15,00

20,87

13,76

19,80

12,74

18,61

12,04

16,13

11,31

2011

9,80

9,28

16,93

10,98

19,42

12,16

20,26

17,96

19,12

11,66

20,76

15,59

21,29

14,82

20,15

13,54

18,24

12,60

15,40

11,97

12,97

10,88

2012

10,98

7,28

12,31

10,46

18,90

11,80

21,78

10,44

20,11

14,21

19,40

14,31

19,57

16,33

17,43

14,74

18,89

13,02

15,26

11,86

12,38

10,73

Десертный

2010

11,99

6,89

14,22

8,89

15,01

10,06

18,04

15,73

17,24

14,36

18,97

16,97

19,88

14,25

17,15

14,35

16,93

13,81

15,81

13,71

13,75

10,29

2011

11,28

8,43

13,05

10,09

15,46

11,73

18,83

15,81

19,67

15,20

19,98

14,60

20,68

13,84

18,39

13,41

18,22

12,75

15,42

11,24

13,27

10,10

2012

12,69

8,16

15,91

9,35

17,25

11,16

18,95

15,55

19,84

13,32

20,84

19,22

21,72

13,41

18,66

15,46

17,59

15,47

16,20

13,05

14,73

11,16

Нонпарель

2010

12,21

7,48

13,49

10,17

15,68

12,42

19,69

16,31

21,28

14,39

22,35

16,67

18,80

15,44

17,34

15,51

16,16

13,13

15,44

12,09

14,02

10,74

2011

10,75

8,39

12,68

11,38

14,79

12,16

19,13

15,11

20,81

12,03

25,11

13,47

27,42

14,57

25,66

13,56

21,95

12,15

18,52

10,81

16,37

9,60

2012

13,32

9,11

14,46

11,67

15,49

12,94

18,83

16,70

22,31

15,80

25,55

17,77

20,19

14,43

16,70

15,34

17,16

14,32

14,34

12,29

12,88

9,72

Космический

2010

11,10

6,23

13,98

9,74

16,50

11,30

19,23

16,12

22,22

13,28

23,01

16,91

20,29

13,21

17,98

13,27

16,28

10,59

14,23

9,60

11,08

8,19

2011

12,42

8,41

13,45

11,29

17,43

12,82

22,68

16,58

29,15

13,75

24,59

14,42

20,57

13,96

16,27

10,70

14,60

12,12

12,37

10,09

10,87

8,73

2012

12,30

9,10

14,13

10,74

15,94

12,97

23,79

16,35

26,94

2,17

28,99

17,50

24,61

12,41

20,07

14,59

18,52

13,30

15,40

11,04

13,90

9,57

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 %.

pic_21.tif pic_22.tif

pic_23.tif pic_24.tif

pic_25.tif

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

Болотова А.С. ВОДНЫЙ ДЕФИЦИТ СЛАДКОГО МИНДАЛЯ В ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЕ ЮЖНОГО КЫРГЫЗСТАНА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 2-2. – С. 238-243;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=8559 (дата обращения: 28.02.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074