Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Морозостійкість яблуні колоноподібного типу методом прямого проморожування

О. Гаврилюк, Т. Кондратенко, Б. Мазур
Завантажити статтю
Анотація

Стреси, пов’язані з заморозками, сильно впливають на розподіл рослин у просторі. Серед різних небезпек навколишнього середовища саме заморозки завдають найбільших економічних втрат у сільському господарстві. Хоча мороз різко обмежує форми життя і створює величезні економічні втрати, він не був настільки ретельно вивчений, як інші біотичні або абіотичні стреси На морозостійкість може впливати багато факторів, у тому числі мікроклімат, стан ґрунту, висота рослин, але їх потрібно вивчати у комплексі. Мета досліджень полягала у виділенні морозостійких сортів та гібридів яблуні колоноподібного типу за умов Лісостепу України. Дослідження проводили у 2021–2022 роках на кафедрі садівництва імені професора Володимира Левковича Симиренка Національного університету біоресурсів і природокористування України. Експериментальною базою виконання досліджень були насадження колоноподібної яблуні Навчальної лабораторії «Плодоовочевий сад». Морозостійкість визначали у період глибокого спокою методом прямого проморожування однорічних приростів. Досліджувані зразки проморожували у лабораторії фізіології рослин і мікробіології Інституту садівництва Національної академії аграрних наук України. У досліджуваних рослин при проморожуванні дослідних зразків за температури мінус 25 та 30°С під час глибокого спокою виявлено різну стійкість сортів до низьких температур. У всіх сортів та гібридів яблуні колоноподібного типу найбільш вразливою виявились верхівкова брунька та генеративні бруньки; тканини середньої та верхньої частини пагона були найбільш стійкими до штучного морозу. Індекс пошкодження при загальному підмерзанні був найменшим у сортів ‘Валюта’, ‘Спарта’, ‘Фаворит’, ‘Білосніжка’, а також у гібридів «9/110 Михайлівське», «11/15(2)» та «9/78 Вікторія»; найбільшим він був у сорту ‘Болеро’. Критичне для рослин підмерзання при прямому проморожуванні не спостерігалось. Усі досліджувані сорти та гібриди яблуні колоноподібного типу рекомендуються для подальших досліджень та для виробництва. Отримані результати будуть цікавими як для досвідчених садівників так і для садівників аматорів які планують вирощувати яблуню колоноподібного типу у своєму саду

 

Ключові слова

ген «Со», сорти та гібриди яблуні, плодові утворення, вплив клімату, пагі

ЦИТУВАТИ
Havryliuk, O., Kondratenko, T., & Mazur, B. (2022). Frost resistance of the columnar apple tree the method of direct freezing. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 18(6). https://doi.org/10.31548/dopovidi2022.06.004
Використані джерела
  1. Charrier, G., Cochard, H., & Améglio, T. (2013a). Evaluation of the impact of frost resistances on potential altitudinal limit of trees. Tree Physiology, 33(9), 891-902. https://doi.org/10.1093/treephys/tpt062.
  2. Gansert, D. (2004). Treelines of the Japanese Alps—altitudinal distribution and species composition under contrasting winter climates. Flora - Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 199(2), 143-156. https://doi.org/10.1078/0367-2530-00143.
  3. Larcher, W. (2005). Climatic constraints drive the evolution of low temperature resistance in woody plants. Journal of Agricultural Meteorology, 61(4), 189-202. https://doi.org/10.2480/agrmet.61.189.
  4. Havryliuk, O., Kondratenko, T., Mazur, B., Tonkha, O., Andrusyk, Y., Kutovenko, V., Yakovlev, R., Kryvoshapka, V., Trokhymchuk, A., & Dmytrenko, Y. (2022b). Efficiency of productivity potential realization of different-age sites of a trunk of grades of columnar type apple-trees. Agronomy Research, 20(2), 241-260. https://doi.org/10.15159/AR.22.031.
  5. Snyder, R.L., & Melo-Abreu, J.P. (2005). Frost Protection: Fundamentals, Practice and Economics, Environment and Natural Resources Series. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 223. Retrieved from https://www.fao.org/3/y7231e/y7231e.pdf.
  6. Vasylenko, O., Kondratenko, T., Havryliuk, O., Andrusyk, Y., Kutovenko, V., Dmytrenko, Y., Grevtseva, N., & Marchyshyna, Y. (2021). The study of the productivity potential of grape varieties according to the indicators of functional activity of leaves. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 15, 639-647. https://doi.org/10.5219/1638.
  7. Havryliuk, O., Kondratenko, T., Mazur, B., Kutovenko, V., Mazurenko, B., Voitsekhivska, O., & Dmytrenko, Y. (2022a). Morphophysiological peculiarities of productivity formation in columnar apple cultivars. Agronomy Research, 20(1), 148-160. https://doi.org/10.15159/AR.22.007.
  8. Fornari, B., Malvolti, M.E., Taurchini, D., Fineschi, S., Beritognolo, I., Maccaglia, E., & Cannata, F. (2001). Isozyme and organellar DNA analysis of genetic diversity in natural/naturalised European and Asiatic walnut (Juglans regia L.) populations. Acta Horticulturae, 544, 167-178. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2001.544.23.
  9. Manchester, S.R. (1989). Early history of the Juglandaceae. Plant Systematics and Evolution, 162, 231-250. https://doi.org/10.1007/BF00936919.
  10. Fady, B., Ducci, F., Aleta, N., Becquey, J., Vazquez, R.D., Lopez, F.F., Jay-Allemand, C., Lefèvre, F., Ninot, A., Panetsos, K., Paris, P., Pisanelli, A., & Rumpf, H. (2003). Walnut demonstrates strong genetic variability for adaptive and wood quality traits in a network of juvenile field tests across Europe. New Forests, 25, 211-225. https://doi.org/10.1023/A:1022939609548.
  11. Gavryliuk, O., Kondratenko, T., & Goncharuk, Ju. (2019). Features of formation of productivity of columnar apple-tree. Bulletin of Agricultural Science, 97(6), 27-34. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201906-04.
  12. Kollas, C., Koerner, C., & Randin, C.F. (2014). Spring frost and growing season length co-control the cold range limits of broadleaved trees. Journal of Biogeography, 41(4), 773-783. https://doi.org/10.1111/jbi.12238.
  13. Lang, G.A., Early, J.D., Martin, G.C., & Darnell, R.L. (1987). Endo-, para- and ecodormancy: physiological terminology and classification for dormancy research. HortScience, 22(3), 371-377.
  14. Charrier, G., Bonhomme, M., Lacointe, A., & Améglio, T. (2011). Are budburst dates, dormancy and cold acclimation in walnut trees (Juglans regia L.) under mainly genotypic or environmental control? International Journal of Biometeorology, 55, 763-774. https://doi.org/10.1007/s00484-011-0470-1.
  15. Bonhomme, M., Lacointe, A., & Rageau, R. (2013). Evidence for nonoccurrence of node-to-node or stem-to-bud transfer of chilling temperature signal for dormancy release. Advances in Horticultural Science, 27, 33-43.
  16. Basler, D., & Koerner, C. (2012). Photoperiod sensitivity of bud burst in 14 temperate forest tree species. Agricultural and Forest Meteorology, 165, 73-81. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2012.06.001.
  17. Laube, J., Sparks, T.H., Estrella, N., Hofler, J., Ankerst, D.P., & Menzel, A. (2014). Chilling outweighs photoperiod in preventing precocious spring development. Global Change Biology, 20(1), 170-182. https://doi.org/10.1111/gcb.12360.
  18. Lenz, A., Hoch, G., Vitasse, Y., & Koerner, C. (2013). European deciduous trees exhibit similar safety margins against damage by spring freeze events along elevational gradients. New Phytologist, 200(4), 1166-1175. https://doi.org/10.1111/nph.12452.
  19. Cittadini, E.D., de Ridder, N., Peri, P.L., & van Keulen, H. (2006). A method for assessing frost damage risk in sweet cherry orchards of South Patagonia. Agricultural and Forest Meteorology, 141(2-4), 235-243. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2006.10.011.
  20. Poirier, M., Lacointe, A., & Améglio, T. (2010). A semi-physiological model of cold hardening and dehardening in walnut stem. Tree Physiology, 30(12), 1555-1569. https://doi.org/10.1093/treephys/tpq087.
  21. Kawamura, K. (2010). A conceptual Framework for the study of modular responses to local environmental heterogeneity within the plant crown and a review of related concepts. Ecological Research, 25(4), 733-744. https://doi.org/10.1007/s11284-009-0688-0.
  22. Charrier, G., Poirier, M., Bonhomme, M., Lacointe, A., & Améglio, T. (2013b). Frost acclimation in different organs of walnut trees Juglans regia L.: how to link physiology and modelling? Tree Physiology, 33(11), 1229-1241. https://doi.org/10.1093/treephys/tpt090.
  23. Havryliuk, O., & Kondratenko, T. (2019). Specific of the Assimilation Surface of Columnar Apple-Tree. Agrobiodiversity for Improving Nutrition, Health and Life Quality, 3, 57-65. https://doi.org/10.15414/agrobiodiversity.2019.2585-8246.057-065.
  24. Havryliuk, O.S., Kondratenko, T.E., & Kytaiev, O.I. (2019). Of the functional state of plants of colonial cultivars of apple. Plant and Soil Science, 10(2), 70-80. https://doi.org/10.31548/agr2019.02.070.
  25. Winkel, T., Lhomme, J.P., Nina Laura, J.P., Alcon, C.M., del Castillo, C., & Rocheteau, A. (2009). Assessing the protective effect of vertically heterogeneous canopies against radiative frost: the case of quinoa on the Andean Altiplano. Agricultural and Forest Meteorology, 149(10), 1759-1768. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2009.06.005.
  26. Havryliuk, O.S., & Kondratenko, T.E. (2020). The intensity of photosynthesis of the surface of columnar apple-tree in the conditions of Kyiv. Scientific Reports of NULES of Ukraine, 2(84). https://doi.org/10.31548/dopovidi2020.02.013.
  27. Nobel, P.S. (1980). Morphology, nurse plants, and minimum apical temperatures for young Carnegiea gigantea. Botanical Gazette, 141(2), 188-191. https://doi.org/10.1086/337142.
  28. Rodrigo, J. (2000). Spring frosts in deciduous fruit trees—morphological damage and flower hardiness. Scientia Horticulturae, 85(3), 155-173. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00150-8.
  29. Sakai, A., & Larcher, W. (1987). Frost survival of plants. Responses and adaptation to freezing stress. Ecological Studies. Berlin: Springer Verlag, 62, 321. https://doi.org/10.1007/978-3-642-71745-1.
  30. Man, R., Colombo, S., Kayahara, G.J., Duckett, S., Velasquez, R., & Dang, Q.L. (2013). A case of extensive conifer needle browning in northwestern Ontario in 2012: winter drying or freezing damage? The Forestry Chronicle, 89, 675-680. https://doi.org/10.5558/tfc2013-120.
  31. Tranquillini, W. (1979). Physiological Ecology of the Alpine Timberline. Berlin: Springer-Verlag, 31. https://doi.org/10.1007/978-3-642-67107-4.
  32. Kalberer, S.R., Wisniewski, M., & Arora, R. (2006). Deacclimation and reacclimation of cold-hardy plants: current understanding and emerging concepts. Plant Science, 171(1), 3-16. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2006.02.013.
  33. Pagter, M., Hausman, J.F., & Arora, R. (2011). Deacclimation kinetics and carbohydrate changes in stem tissues of Hydrangea in response to an experimental warm spell. Plant Science, 180(1), 140-148. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2010.07.009.
  34. Saarinen, T., Lundell, R., & Hanninen, H. (2011). Recovery of photosynthetic capacity in Vaccinium vitis-idaea during mild spells in winter. Plant Ecology, 212, 1429-1440. https://doi.org/10.1007/s11258-011-9918-y.
  35. Lim, C.C., Krebs, S.L., & Arora, R. (2014). Cold hardiness increases with age in juvenile Rhododendron populations. Frontiers in Plant Science, 5, 542. https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00542.
  36. Pramsohler, M., Hacker, J., & Neuner, G. (2012). Freezing pattern and frost killing temperature of apple (Malus domestica) wood under controlled conditions and in nature. Tree Physiology, 32(7), 819-828. https://doi.org/10.1093/treephys/tps046.
  37. Charrier, G., Pramsohler, M., Charra-Vaskou, K., Saudreau, M., Améglio, T., Neuner, G., et al. (2015). Ultrasonic emissions during ice nucleation and propagation in plant xylem. New Phytologist, 207(3), 570-578. https://doi.org/10.1111/nph.13361.
  38. Hacker, J., Ladinig, U., Wagner, J., & Neuner, G. (2011). Inflorescences of alpine cushion plants freeze autonomously and may survive subzero temperatures by supercooling. Plant Science, 180(1), 149-156. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2010.07.013.
  39. Kuprian, E., Briceño, V.F., Wagner, J., & Neuner, G. (2014). Ice barriers promote supercooling and prevent frost injury in reproductive buds, flowers and fruits of alpine dwarf shrubs throughout the summer. Environmental and Experimental Botany, 106, 4-12. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2014.01.011.
  40. Pramsohler, M., & Neuner, G. (2013). Dehydration and osmotic adjustment in apple stem tissue during winter as it relates to the frost resistance of buds. Tree Physiology, 33(8), 807-816. https://doi.org/10.1093/treephys/tpt057.
  41. Rowland, L.J., Ogden, E.L., Takeda, F., Glenn, D.M., Ehlenfeldt, M.K., & Vinyard, B.T. (2013). Variation among highbush blueberry cultivars for frost tolerance of open flowers. HortScience, 48(6), 692-695. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.48.6.692.
  42. Andergassen, S., & Bauer, H. (2002). Frost hardiness in the juvenile and adult life phase of ivy (Hedera helix L.). Plant Ecology, 161, 207-213. https://doi.org/10.1023/A:1020365422879.
  43. Lardon, A., & Triboi-Blondel, A.M. (1994). Freezing injury to ovules, pollen and seeds in winter rape. Journal of Experimental Botany, 45(8), 1177-1181. https://doi.org/10.1093/jxb/45.8.1177.
  44. Michaletz, S.T., & Johnson, E.A. (2006). Foliage influences forced convection heat transfer in conifer branches and buds. New Phytologist, 170(1), 87-98. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01661.x.
  45. Trokhymchuk, A.I., Makarova, D.H., & Kytaiev, O.I. (2012). Frost resistance potential of introduced varieties of apple (Malus domestica Borkh.) in the conditions of the Western forest-steppe of Ukraine. Scientific Reports of NULES of Ukraine, 180, 187-192.
  46. Torop, V.V., Hrokholskyi, V.V., Skrypchenko, N.V., & Moroz, P.A. (2005). Study of frost resistance of actinidia. Horticulture, 56, 213-221.
  47. Vasiuta, V.M., & Sereda, I.I. (2005). Peculiarities of frost resistance of apple trees in intensive orchards. Horticulture, 56, 189-195.
  48. Honcharuk, Yu.D. (2012). Winter hardiness of scab-immune varieties of apple (Malus domestica Borkh.). Scientific Bulletin of the NULES of Ukraine, 180, 192-199.
  49. Soloveva, M.A. (1988). Atlas of damage to fruit berry crops by frost, 48.
  50. Hrokholskyi, V.V. (2003). Methods of determining damage to fruit crops due to wintering, spring and autumn frosts. Monitoring of Fruit Crops, 127-135.
  51. Palahecha, R.M., Hrokholskyi, V.V., Kytaiev, O.I., & Fomichova, S.V. (2008). Frost resistance of deciduous magnolia shoot tissues. Introduction and Conservation of Plant Diversity. Bulletin of the Kyiv National University named after Taras Shevchenko, 8, 52-55.
  52. Adamenko, T.I., Kulbida, M.I., & Prokopenko, A.L. (2011). Agroclimatic guide for the territory of Ukraine. Kamianets-Podilskyi: PP Halahodza R.S., 108.
  53. Adamenko, T.I. (2014). Agroclimatic zoning of the territory of Ukraine taking into account climate change. Kyiv: TOV «RIA»BLITs, 18.
  54. Adamenko, T.I. (2008). Peculiarities of the development of spring processes in Ukraine during the period of global warming. Ahronom, 1, 10-11.
  55. DSTU 7863:2015. (2016). Soil quality. Determination of easily hydrolyzable nitrogen by the Kornfield method. Kyiv: State Enterprise "UkrNDNC", 5.
  56. DSTU 4115-2002. (2003). Soils. Determination of mobile compounds of phosphorus and potassium by the modified Chirikov method. Kyiv: State Committee of Ukraine for Technological Regulation and Consumer Policy, 9.
  57. Mezhenskyi, V.M. (2017). Basics of scientific research in horticulture. Calculations in Microsoft Excel: Tutorial. Kyiv: Lira-K Publishing House, 212.