Патент на изобретение №2305930

(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА СОРТОВ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР

(57) Реферат:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству. Способ включает измерение ряда биофизиологических показателей растений до и после воздействия на растение стресс-факторов окружающей среды и определение коэффициента устойчивости сорта культуры к указанному воздействию. Показатель адаптивного потенциала для сорта плодовой культуры определяют по формуле, учитывающей полученный коэффициент устойчивости сорта соответственно для каждого из стресс-факторов, параметр снижения урожайности от воздействия соответствующего фактора и коэффициент частоты проявления каждого стресс-фактора. Если величина адаптивного потенциала близка к «1», сорт плодового дерева считают функционально-пригодным для практического использования в заданном агроклиматическом районе. 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области садоводства, и может быть использовано для диагностики приспособленности исследуемого сорта плодовых культур к совокупности стресс-факторов, представляющих заданные природные условия.

Известен способ диагностирования зимостойкости генотипов яблони (см. описание изобретения 741828 А01Н 1/0. Опубл. 25.06.80. Бюл. №23). Он подразумевает определение на протяжении годичного цикла роста и развития реакции фенотипа на естественные суточные колебания температуры среды по связи между соотношением свободной и связанной форм рибонуклеиновой кислоты в коре однолетнего прироста и средней величиной суточной амплитуды температуры воздуха, накануне и в день анализа, а зимостойкость оценивают по величине коэффициента корреляции.

Указанный способ имеет существенный недостаток мононаправленность оценки, т.е. невозможность осуществления всесторонней комплексной оценки устойчивости исследуемого сорта к совокупности стресс-факторов, действующих в заданных природных условиях.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ оценки устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, включающий измерение биофизиологических показателей растений до и после воздействия на растение стресс-факторов окружающей среды для оценки устойчивости сорта культуры к указанному воздействию, для чего листья растения помещают в камеру воздушного порометра и измеряют проницаемость для воздуха (1исх). Затем на образец воздействуют неблагоприятным фактором, например пониженной температурой, и производят повторное измерение проницаемости листа для воздуха (I). По данным измерений рассчитывают отношение 1/1исх и растение считают устойчивым, если это отношение равно 1, и неустойчивым, если это отношение меньше 1 (см. описание изобретения SU 1450790 А01Н 1/04, А01G 7/00. Опубл. 15.01.89. Бюл. №2).

Однако указанный способ имеет также существенный недостаток – невозможность осуществления всесторонней комплексной оценки устойчивости исследуемого сорта к совокупности стресс-факторов, действующих в заданных природных условиях.

Техническим решением задачи является возможность диагностирования адаптивного потенциала сортов плодовых культур в заданных природных условиях за счет учета реакции растений на совокупность стресс-факторов, проявляющихся в этих условиях, частоты их проявления и степени устойчивости генотипа к их действию.

Поставленная задача достигается тем, что в способе оценки адаптивного потенциала сортов плодовых культур, включающем измерение биофизиологических показателей растений до и после воздействия на растение стресс-факторов окружающей среды для оценки устойчивости сорта культуры к указанному воздействию, согласно изобретению в качестве биофизиологических показателей используют содержание в органах растения фруктозы, липидов, белков и воды, устойчивость определяют в отношении ранних морозов, морозов во время оттепели, возвратных морозов, весенних заморозков, засухи, воздушной засухи и жары и рассчитывают показатель оценки адаптивного потенциала для сорта плодовой культуры (КЭО) по формуле:

где K_n – коэффициент устойчивости сорта;

n – номер стресс-фактора;

П_n – параметр снижения урожайности;

Ч_ni – коэффициент частоты проявления соответствующего климатического стресс-фактора в заданных агроклиматических районах, определяемый по формуле

где N_ni – количества проявлений стресс-факторов к определенному периоду N;

i – номер агроклиматического района;

и считают сорт плодового дерева функционально-пригодным для практического использования в заданном агроклиматическом районе, если КЭО стремится к значению «1».

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что для диагностирования адаптивного потенциала сортов плодовых культур учитывают:

1) коэффициент устойчивости сорта, который определяют в соответствии со значением показателя устойчивости генотипа для каждого из действующих стресс-факторов,

2) параметр снижения урожайности под воздействием конкретного стресс-фактора,

3) коэффициент частоты проявления соответствующего климатического стресс-фактора в заданном агроклиматическом районе, который определяют как отношение количества проявлений соответствующего стресс-фактора в этом агроклиматическом районе за время многолетних наблюдений и их длительности,

на основании которых определяют показатель комплексной экологической оценки адаптивного потенциала.

По данным научно-технической и патентной информации не выявлена аналогичная заявленной совокупность признаков, что позволяет сделать предварительный вывод о новизне заявляемого способа и о соответствии признаков критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняют графики показателя комплексной экологической оценки адаптивного потенциала КЭО для 3-х сортов яблони в условиях Краснодарского края (8 агроклиматических районов), представленные на чертеже.

Способ диагностирования адаптивного потенциала сортов плодовых культур осуществляют следующим образом.

где Nni – количество проявлений соответствующего стресс-фактора за период N лет. Эти коэффициенты являются понижающими по отношению к параметру снижения урожайности, так как их значение всегда находится в диапазоне от 0 до 1. Причем при повышении устойчивости сорта и снижении частоты проявления фактора соответствующие коэффициенты стремятся к 0, т.е. чем выше устойчивость сорта к соответствующему стресс-фактору и ниже частота проявления данного стресс-фактора в заданном агроклиматическом районе, тем выше значение комплексной экологической оценки (КЭО). С учетом этого, за основу расчета КЭО для одного агроклиматического района и стресс-фактора принято выражение КЭО=1-Ч*К*П. В окончательном виде показатель комплексной экологической оценки адаптивного потенциала (КЭО) рассчитывают по приведенной ниже формуле, которая учитывает комплексное воздействие стресс-факторов на диагностируемый сорт в заданном агроклиматическом районе и тот факт, что сумма параметров снижения урожайности для задействованных стресс-факторов, т.е. сумма соответствующих произведений Ч*К*П (см. приведенное выше выражение), может превышать 1, а отрицательное значение параметра комплексной экологической оценки (КЭО) не имеет смысла:

Пример конкретного выполнения.

Исходные условия для проведения опытной работы:

исследования проводили в течение 1997-2005 гг. в насаждениях яблони закладки 1995-1997 гг., расположенных в различных агроклиматических районах Краснодарского края с учетом следующих агроклиматических факторов:

– ранние морозы (I – тип),

– морозы во время оттепели (III – тип),

– возвратные морозы (IV – тип),

– весенние заморозки,

– засуха,

– воздушная засуха,

– жара.

Изучали сорта яблони с разной устойчивостью к действию абиотических стресс-факторов соответствующих территорий: интродуцированные Голден Делишес, Флорина и селекции СКЗНИИСиВ Персиковое.

Оценку устойчивости сортов к определенным стресс-факторам производили известными способами путем определения соответствующих физиолого-биохимических показателей.

Для каждого действующего стресс-фактора приняли значения коэффициента устойчивости сорта в зависимости от степени его устойчивости (Таблица 1).

_I, Кф_III и Кф_IV соответственно), представляющий соотношение содержания фруктозы в почках однолетних приростов после промораживания до определенных температур и содержания фруктозы до промораживания. При изменении Кф от 1,00 до 1,10 сорт относили к высокоустойчивым, при Кф 1,21-1,35 – к среднеустойчивым, а при Кф>1,35 – к слабоустойчивым. Если Кф изменялся в диапазоне 1,10-1,20, сорт характеризовался повышенной устойчивостью к морозам.

Для прогнозирования устойчивости сортов к весенним заморозкам определяли отношение содержания липидов в бутонах после снижения температуры к аналогичному показателю до промораживания (Кзм). При Кзм1,5 испытуемый сорт относили к высокозаморозкоустойчивому. При Кзм1,0 сорт считался слабоустойчивым к действию весенних заморозков.

Засухоустойчивость сортов плодовых растений (устойчивость к почвенной засухе) определяли по формуле:

где К_зп – коэффициент устойчивости к почвенной засухе;

АГ_о – активность генотипа при кратковременном исключении орошения – при снижении влажности почвы до 48-50% НВ;

АГ_к – активность генотипа при оптимальной влажности почвы: 75-80% НВ.

Устойчивость сортов к воздушной засухе оценивали по формуле:

где К_зв – коэффициент устойчивости к воздушной засухе;

B₁ – содержание воды в листьях до завядания, %;

В₂ – содержание воды в листьях после завядания, %.

Испытуемые сорта считали высокоустойчивыми, если К_зп и К_зв изменялись в диапазоне 0-10%, среднеустойчивыми – при К_зп и К_зв 11-25% и слабоустойчивыми – при К_зп и К_зв>25%.

Жароустойчивость сортов диагностировали с учетом коэффициента жароустойчивости Кж:

При значениях Кж<0,8 испытуемый сорт относили к слабоустойчивым, а при Кж=0,9-1,0 – к высокоустойчивым.

Результаты диагностики устойчивости сортов яблони к различным стресс-факторам представлены в таблицах 2,3.

Коэффициент частоты проявления соответствующего климатического стресс-фактора в заданных агроклиматических районах Краснодарского края определен за период N=18 лет по формуле где Nni – количество проявлений соответствующего стресс-фактора в заданном агроклиматическом районе, и представлен в таблице 5.

На основании данных, представленных в таблицах 1, 2, 3, 4, 5 для каждого агроклиматического района, определены значение комплексной экологической оценки по формуле:

где K_n – коэффициент устойчивости сорта (n – номер стресс-фактора), определяют по данным таблиц 1, 2, 3,

Пn – параметр снижения урожайности, представлен в таблице 4,

Чni – коэффициент частоты проявления соответствующего климатического стрессора в определенном агроклиматическом районе, определяемый по формуле, представлен в таблице 5.

Так для 1 агроклиматического района и сорта Флорина:

Графики, отражающие поведение показателя комплексной экологической оценки адаптивного потенциала КЭО для 3-х сортов яблони в условиях Краснодарского края (8 агроклиматических районов), представлены на чертеже.

Из прогноза, представленного на чертеже, следует, что сорт яблони Персиковое характеризуется высокой адаптивностью во всех рассматриваемых агроклиматических районах Краснодарского края. Вместе с тем, сорт Голден Делишес приспособлен к природным условиям только 5-8 районов края. Его возделывание в 1-4 районах не обеспечит должного экономического эффекта. Сорт Флорина по способности адаптироваться к климатическим условиям Краснодарского края занимает промежуточное положение.

Полученные результаты подтверждены экспериментальными данными по урожайности изучаемых сортов в соответствующих агроклиматических районах Краснодарского края.

Формула изобретения

Способ оценки адаптивного потенциала сортов плодовых культур, включающий измерение биофизиологических показателей растений до и после воздействия на растение стресс-факторов окружающей среды для оценки устойчивости сорта культуры к указанному воздействию, отличающийся тем, что в качестве биофизиологических показателей используют содержание в органах растения фруктозы, липидов, белков и воды, устойчивость определяют в отношении ранних морозов, морозов во время оттепели, возвратных морозов, весенних заморозков, засухи, воздушной засухи и жары и рассчитывают показатель оценки адаптивного потенциала для сорта плодовой культуры (КЭО) по формуле

,

где К_n – коэффициент устойчивости сорта;

n – номер стресс-фактора (из перечисленных выше);

П_n – параметр снижения урожайности от воздействия соответствующего стресс-фактора;

Ч_ni – коэффициент частоты проявления соответствующего климатического фактора в заданном (заданных) районах, определяемый, например, по формуле Ч_1i=N_ni/N, где N_ni – количество проявлений соответствующего стресс-фактора к определенному периоду N лет;

i – номер агроклиматического района,

и считают сорт плодового дерева функционально-пригодным для практического использования в заданном агроклиматическом районе, если КЭО стремится к значению 1.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.08.2007

Извещение опубликовано: 10.04.2009 БИ: 10/2009