Регуляторы роста в подавлении развития семян винограда и ускорении развития ягод

При возделывании технических сортов винограда, особенно предназначенных для получения качественных виноматериалов, важно стимулировать накопление сахаров в ягодах. Один из способов решения этой задачи – получение малосемянных и бессемянных ягод. Бессемянность ценна и на столовых сортах.

В практику многих отраслей сельского хозяйства, в т.ч. и виноградарства, прочно вошел новый высокоэффективный прием – применение регуляторов роста. Эндогенные фитогормоны и их синтетические аналоги выполняют важную роль в регуляции физиолого-биохимических, морфофизиологических и продукционных процессов в растениях. С их помощью можно вмешиваться во многие процессы жизнедеятельности растений: регулировать цветение, плодообразование и созревание, создавать бессемянные плоды, стимулировать их созревание и др.

Под влиянием регуляторов роста происходит подавление развития как нормальных (семенные сорта), так и рудиментарных (бессемянные сорта) семян.

🟣 Для бессемянных сортов винограда разработана эффективная технология применения регуляторов роста, в частности гиббереллина, для повышения продуктивности насаждений и качества продукции.

Обобщение материала дает возможность выявить некоторые закономерности в действии гиббереллина и объединить группы сортов, сходные по этой реакции.

• Сорта с функционально-женским типом цветка. К группе относятся сорта винограда с высокими вкусовыми качествами, поэтому они широко распространены, несмотря на неравномерность и неустойчивость плодоношения. Их цветки со стерильной пыльцой нуждаются в перекрестном опылении. На эти сорта гиббереллин влияет, в первую очередь, как фактор, стимулирующий формирование партенокарпических ягод.
• Сорта со стеноспермокарпическим типом бессемянности ягод. Характерная особенность сортов группы – мелкоплодность, связанная с отсутствием или недоразвитием семян. Нормальный процесс оплодотворения у бессемянного винограда нарушен. У ряда сортов (Кишмиш лучистый, Кишмиш таировский и др.) оплодотворение хотя и происходит, но рост семян в дальнейшем быстро прекращается.

🟣 При работе на семенных сортах винограда возникают препятствия, вызванные различными биологическими особенностями. Методы увеличения урожайности большей части семенных сортов путем использования одного гиббереллина малоуспешны. Гиббереллин на них более значим в улучшении качества продукции – увеличении процента сахаров в ягодах, получении бессемянных ягод. Эффективность гиббереллина повышается при совмещении его с веществами цитокининовой и ауксиновой природы, способных усиливать рост стенок завязей и некоторую абортацию семян. Способность гиббереллина индуцировать образование и рост партенокарпических ягод на семенном винограде применяется в практических целях в некоторых странах, например, на сорте Делавар (Япония). Для индукции бессемянности у семенных сортов винограда оптимальный период – этап постоплодотворения.

Эффективное использование экзогенных фитогормонов на семенном винограде – это, прежде всего, экзогенный контроль над образованием и развитием семян. Соотношение ягод различных типов, в частности бессемянных развитых и бессемянных недоразвитых, при использовании регуляторов роста определяется биологическими свойствами сорта – склонностью к преимущественному развитию околоплодника или семяпочки. Чем больше склонность к автономному росту околоплодника, тем больше формируется бессемянных ягод и выше доля бессемянных развитых ягод, имеющих практическую ценность. Но при всех позитивных сторонах индукции бессемянности имеется ряд негативных результатов обработки семенных сортов. У ряда числа сортов не достигаются крупные размерыбессемянных ягод, и может значительно увеличиться степень одревеснение гребня, что неприемлемо для столовых сортов. В результате снижается экономическая ценность столового винограда, возрастают потери при сборе урожая.

🟣 Реакция винограда на использование регуляторов роста различных групп

• Гиббереллин. В настоящее время выделяют более 60 различных гиббереллинов, наиболее активна из них гибберелловая кислота (ГА3). Обработка соцветий дает возможность преодолния присущей бессемянному винограду мелкоплодность, а у ряда сортов приводит к увеличению количества завязавшихся ягод. Вследствие этого ощутимо повышается масса гроздей и растет урожай. Но в то же время обработка соцветий семенных сортов гиббереллином во многих случаях не дает ожидаемых результатов. Наиболее удобный и простой метод применения гиббереллина – опрыскивание водным раствором 0,0001-0,01%. Возможны другие способы обработки: кратковременное погружение в водный раствор гиббереллина; нанесение капель водного раствора; инъекция водного раствора; нанесение ланолиновой пасты с гиббереллином; обработка порошком с гиббереллином. Внесение гиббереллина в почву как правило не производят: большая часть вещества инактивируется и адсорбируется, и через корни в растения его попадает немного. Опрыскивание водным раствором – самый распространенный и рациональный подход. Гиббереллин весьма быстро усваивается: дождь через 8-12 часов после обработки не влияет на ее эффективность. Сроки проведения обработки зависят от свойств сортов. Применение гиббереллином вызывает высокую степень бессемянности (более 80%), но при этом доля бессемянных развитых ягод не превышала 30%. Эффективность данного препарата тем выше, чем раньше проводилась обработка. Ухудшение обеспеченности ассимилятами сопровождается снижением показателей бессемянности, тогда как повышенный фон питания усиливает действие гиббереллина. Особенно заметно такое влияние проявляется при достаточно ранних сроках обработки. Аналогично изменяется и масса бессемянных ягод: чем выше уровень питания соцветий, тем крупнее и бессемянные ягоды. Таким образом, гиббереллин вызывает стимулятивную партенокарпию из-за усиления роста околоплодника, и соответственно, подавления роста семяпочек.
• Цитокинин (тидиазурон). Действие препарата сходно с гиббереллином, но выражается слабее. При этом бессемянность не превышала 50%. Масса бессемянных ягод в среднем ниже, чем после применения гиббереллина. Таким образом, цитокинин малоэффективен для индукции стимулятивной партенокарпии при раздельном применении.
• Ауксин (калиевая соль альфа-нафтилуксусной кислоты). При повышенном уровне питания соцветий и обработке на этапе постоплодотворения доля развитых бессемянных ягод достигла 30%.
• Совместное применение Г + Ц + А. Показатель бессемянности при совместном применении указанных препаратов достиг 90 и более процентов. На пониженном фоне питания количество бессемянных ягод сформировалось в грозди меньше.
• Стрептомицин. Отмечается показатель бессемянности более 50% при обработке на этапе постоплодотворения. Бессемянные ягоды, сформировавшиеся при обработке стрептомицином, характеризовались слабым ростом и небольшой конечной величиной. Отличительной особенностью действия препарата является меньшее число недоразвитых ягод от общего количества образующихся бессемянных ягод в грозди.
• Г + стрептомицин. При совместном применении гиббереллина и стрептомицина, имеющих, вероятно, разные точки приложения в процессе формирования бессемянных ягод, отмечается синергетический эффект, показатель бессемянности составлял более 95%. На повышенном фоне питания завязывалось больше бессемянных развитых ягод и одновременно повышалась их масса.

Таким образом, при использовании в практических целях целесообразно совместное применение экзогенных фитогормонов. Для усиления их действия возможно введение в их смесь стрептомицина. При этом необходимо учесть, что наибольшая величина бессемянных ягод достигается при обработке на этапе постоплодотворения и при повышении обеспеченности соцветий ассимилятами.

🟣 Влияние фитогормонов на созревание

Исследователями выявлен механизм действия регуляторов роста на процесс созревания и сахаронакопления в ягодах. Установлено, что при обработке на определенных стадиях развития семяпочки соцветий винограда запускается механизм абортации зародыша в семени вследствие нарушения гормонального баланса в семяпочках. Однако при этом развитие интегументов не нарушается, размеры и форма семян соответствуют сортовым особенностям. В то же время масса семян снижается почти в 2-3 раза (до 20 мг – 4 класс бессемянности по Смирнову). Можно предположить, что именно накопление ассимилятов в околоплоднике из-за нарушения развития зародыша и эндосперма является причиной более высокого содержания сухих веществ в соке ягод (у винограда они представлены моносахарами). Отсутствие нормально развивающегося зародыша запускает механизм старения ягод в биологическом смысле, что выражается в переходе после первой фазы роста к третьей, минуя вторую. За счет отсутствия второй фазы роста ускоряется начало созревания ягод винограда на 15-25 дней при обработке регуляторами роста. Состав, соотношение и сроки применения регуляторов роста зависят от особенностей сортов и от цели их применения – полное отсутствие семян или ускорение созревания урожая, получение столового винограда или винограда на переработку.

🟣 Результаты исследований

🔰 Опыты Р.Э. Казахмедова и др. на сортах Булатовский, Заря Дербента, Леки, Эльдар, Мускат дербентский, Агадаи, Молдова показали, что использование регуляторов роста оказало позитивное воздействие на массу грозди, которая у ряда сортов значительно увеличивалась. Ягоды в опытном варианте переходили к 3 фазе роста раньше на 2-3 недели, соответственно налив ягод и их созревание начиналось раньше. Также у некоторых сортов отмечено увеличение количества ягод в грозди. Отмечалось увеличение содержания сахаров в ягодах.

🔰 А.И. Дерендовской и соавт. на столовом сорте винограда Prezentabil установлено, что при обработке гиббереллином (GA3 – 50 мг/л) на этапе постоплодотворения (ягоды d = 3-5мм) количество ягод в грозди увеличивается в 1,1 раза, масса 100 ягод – в 1,4 раза по сравнению с контролем, это приводит к росту урожайности сорта в 1,5 раза. В ягодах выло отмечено увеличение доли мякоти и уменьшение доли кожицы и семян; возрастает содержание сахаров. Наблюдается закономерное увеличение в грозди числа малосемянных и бессемянных ягод, что может свидетельствовать о больших перспективах и потенциальных возможностях использования регулятора роста при возделывании сорта.

🔰 В опытах А.И. Дерендовской и соавт. на бессемянных сортах-клонах (американской селекции FPS) Loose Perlette (cl. 04), Summer Muscat (cl. 01), Munukka (cl. 01), Thompson Seedless (cl. 05) и районированных семенных сортах винограда Cardinal, Codreanca, Muscat Hamburg, Italia соцветия на этапе постоплодотворения (3-5 дни после цветения) насаждения локально обрабатывали растворами ГК в дозах 25, 50 и 100 мг/л, в следующий год в общую схему опыта были включены варианты с применением двойной обработки гиббереллином (в фазы цветения и постоплодотворения). Подчеркнуто увеличение размеров и массы гроздей, массы ягод в грозди, массы гребня и изменение показателя строения грозди (отношение массы ягод к массе гребня). Установлено, что при 1-кратной обработке оптимальной концентрацией препарата является ГК – 100 мг/л для бессемянных сортов, 50 мг/л – для семенных Урожайность кустов в сравнении с контролем возросла в 1,4-1,9 раза. Улучшилось качество ягод, прочность их на раздавливание, уровень сахаров. При двойной обработке наблюдалось увеличение (до 2 раз) массы грозди, массы ягод в грозди и гребня. Обработка ГК привело к увеличению числа ягод в грозди в 1,5-1,6 раза и массы 100 ягод в 1,2-1,3 раза.

🔰 По А.И. Дерендовской и др., применение ГК, а также смесей ГК+α-НУК на семенном столовом сорте винограда Кардинал приводит к увеличению размеров и массы гроздей, массы ягод в грозди, массы гребня и уменьшению показателя строения грозди. Количество ягод в грозди возрастает в 1,8-2,8 раза, в зависимости от концентрации препаратов, и уменьшается число неполноценных ягод. Показатель семенного индекса возрастает в 1,5-1,8. Увеличение в грозди под действием ГК количества бессемянных ягод у семенных сортов винограда способствует повышению сахаристости сока ягод и ускорению их созревания. Урожайность кустов повысилась в 1,3-1,8 раза. Наиболее оптимальной названа концентрация гиббереллина 50 мг/л и ГК – 25 мг/л + α-НУК – 5 мг/л.

Источники, использованные при написании материала:

• Дерендовская А.И. и др. Реакция столового сорта винограда Кардинал на обработку соцветий регуляторами роста. – 2010. – dspace.uasm.md:8080/xmlui/bits... (дата обращения – 19.04.2021).
• Дерендовская А.И., Николаеску Г.И., Штирбу А.В., Ткачук О.Ф. и др. Влияние гиббереллина на продуктивность столовых сортов винограда: Матер. Междунар. науч.-пр. конф. “Наука, образование, культура”, посвящ. 20-летию Комратского государственного университета. Сборник статей. – 2011. – С. 11-14.
• Дерендовская А., Николаеску Г., Штирбу А., Ткачук О. и др. Реакция столовых сортов винограда на обработку соцветий гиббереллином.- Ştiinţa agricolă . – 2010. – №2. – С. 12-16.
• Дерендовская А.И., Секриеру С.А., Михов Д.П. Реакция сорта Презентабил на обработку соцветий гиббереллином: Матер. Междунар. науч.-пр. конф. “Наука, образование, культура”, посвящ. 27-ой годовщине Комратского государственного университета. Сборник статей. – 2018. – Т. 1. – С. 117-121.
• Дерендовская А., Штирбу А., Николаеску Г., Каббани С. Применение регуляторов роста в технологии возделывания столовых сортов винограда. – Agronomie. – 2011. – Vol. 29. – Р. 142-150.
• Казахмедов Р.Э., Магомедова М.А., Мамедова С.М. Генотипы винограда дагестанской селекции для получения высококачественной бессемянной продукции. – Плодоводство и виноградарство Юга России. – 2018. – №49(01). – С. 107-125.
• Штирбу А.В., Сивак Н.А. Применение гибберелина в технологии выращивания столовых сортов винограда с партенокарпическим и стеноспермокарпическим типом бессемяности ягод. – Виноградарство і виноробство. – 2016. – №53. – С. 263-267.