Влияние сахаров на перезимовку озимых культур: определение и пути повышения
Все озимые культуры погрузились в состояние покоя, которое будет продолжаться до весны. Но для фермеров, тех, кто имеет в структуре озимую группу культур, это спокойствие является лишь условным. Неблагоприятные условия зимы, отсутствие снежного покрова, сильные и длительные морозы могут привести к гибели озимых и свести на нет всю проведенную осенью работу. Поэтому к зиме нужно, безусловно, хорошо подготовиться. В частности, повысить зимостойкость и морозостойкость посевов. Ведь это – совершенно разные понятия.
Первое подразумевает устойчивость к комплексу неблагоприятных условий зимы, среди которых самым опасным является вымерзание, а второе, собственно, устойчивость к низким отрицательным температурам, которые и вызывают вымерзание. Улучшить эти параметры у озимых культур, согласно концепции И.И.Туманова, возможно за счет закалки. Под закалкой понимают комплекс процессов, в том числе физиологических и биохимических, происходящих в растениях и своим следствием имеющих увеличение устойчивости к неблагоприятным условиям зимы. Проходит закалка в две фазы: первая – на свету и при положительных температурах, которые днем должны достигать 14-15°С, а ночью опускаться почти до 0°С; вторая – может происходить даже без света (то есть под снегом) и при снижении температуры до -5°С.
Задачей первой фазы закаливания является подготовка растения к вхождению в период покоя, а именно, опосредованно, формирование у растений мощной глубоко проникающей корневой системы и, главное, содействие накоплению в корнях, меристемных тканях и узле кущения (корневой шейке для рапса) так называемых криопротекторов.
Криопротекторами называют вещества, повышающие устойчивость растения к морозам. К ним относятся гидрофильные белки, многоатомные спирты (среди которых глицерин, маннит, сорбитон), аминокислоты, в частности пролин и многочисленные представители криопротекторов, водорастворимые углеводы, среди которых моно-, ди- и олигосахара.
Как известно, при замерзании вода расширяется, то есть увеличивается в объеме до 10% и, если это происходит внутри клетки, то неизбежно ведет к разрыву стенок и гибели сначала отдельных тканей, а в дальнейшем и всего растения. Чтобы этого не происходило и растения легко выдерживали сильные морозы, необходимо накапливать в цитоплазме клеток водорастворимые сахара. Сахара (глюкоза, рафиноза, фруктоза, сахароза и др.) начинают действовать как осмотически активные вещества, то есть, повышая концентрацию клеточного сока, уменьшают тем самым интенсивность образования внеклеточного льда и предоставляют возможность выдерживать низкие температуры, то есть не замерзать, сока внутри клеток.
Во второй фазе закаливания происходит обезвоживание клеток, то есть выведение свободной влаги изнутри клетки в межклеточные пространства. Таким образом даже в случае замерзания растения клетки не повреждаются. Но и здесь невозможно обойтись без сахаров. На этом этапе их роль заключается в криозащите белков, что также происходит благодаря насыщению сахарами клеточного сока, при этом из клетки не оттягивается вода и не происходит коагуляция белков.
Кроме защитной, сахара выполняют еще и запасную функцию, то есть являются источником энергии для растений в зимний период и мощным источником синтеза органических соединений во время весеннего возобновления вегетации. Основным источником поступления сахаров являются фосфорно-калийные удобрения. Самым эффективным является их внесение в ряды или по листу в виде хелатных микроудобрений. Однако следует помнить, что коэффициент использования из удобрений, внесенных в почву, составляет 20% для фосфорных и около 45% для калийных, в то же время усвоение из хелатных удобрений находится в пределах 85-90%. Кроме того их, в большинстве случаев, выпускают сбалансированными микроэлементами, что также качественно влияет на накопление сахаров и подготовку к вхождению в состояние покоя. В частности, среди микроэлементов положительно на накопление сахаров влияет бор.
Достаточным для нормальной перезимовки считают содержание 35-40% сахаров в узле кущения (корневой шейке для рапса) и в пределах 10-15% в листьях. Определить его можно с помощью рефрактометра.
