ИСТИНА

Анализ влияния изменений климата на биологию и продукционный потенциал плодовых растений – среди наиболее актуальных проблем сельского хозяйства средней полосы России. Важный аспект этой проблемы – влияние агроклиматических условий на период зимнего покоя плодовых (прежде всего яблони), поскольку зимний покой критически важен для защиты уязвимых тканей растения от неблагоприятных климатических условий. Наблюдаемая в последние годы дестабилизация агроклиматических условий несет угрозу превышения адаптивных возможностей плодовых культур, что резко повышает риски садоводства в условиях центральной России. С учетом сказанного, целью проекта будет исследование фундаментальных закономерностей влияния дестабилизации агроклиматических условий на физиолого-биохимические параметры периода (зимнего) покоя плодовых растений и поиск подходов к их экспресс-мониторингу. Планируется выявить влияние агроклиматических условий, в частности, гидротермического режима на временные, морфологические и физиолого-биохимические параметры периода покоя у плодовых растений на примере яблони домашней (Malus × domestica Borkh.). В частности, будет исследована динамика глубины и продолжительности покоя, конверсии запасных питательных веществ, наблюдаемых повреждений и связь этих параметров с фотохимическими процессами в хлорофиллоносных клетках побегов (путем регистрации переменной флуоресценции хлорофилла). Полученные результаты будут использованы для разработки неинвазивного метода диагностики состояния растения в период покоя, а также во время входа в период покоя и выхода из него. Результаты реализации проекта позволят глубже понять механизмы толерантности плодовых растений к абиотическим стрессорам, роль периода покоя в ее формировании и снизить риски повреждения плодовых растений неблагоприятными агроклиматическими факторами и риски для садоводства в Центральной России, в целом.

Analysis of the impact of climate change on the biology and production potential of fruit plants is among the most pressing problems of agriculture in Central Russia. An important aspect of this problem is the influence of agroclimatic conditions on the period of winter rest (dormancy) of fruit trees, especially apple. It is so because the winter dormancy is critical to protect vulnerable tissues from damage by adverse climatic conditions. The destabilization of agroclimatic conditions observed in recent years threatens to exceed the adaptive capacity of fruit crops, which dramatically increases the risks of horticulture in Central Russia. With this in mind, the aim of the project will be to study the fundamental patterns of the impact of destabilization of agroclimatic conditions on the physiological and biochemical parameters of the period (winter) dormancy of fruit plants and the search for approaches to their express monitoring. We plan to reveal the effects of agroclimatic conditions, in particular, hydrothermal regime of the orchard on the time, morphological and physiological-biochemical parameters of the dormant period in fruit plants on the example of Apple-tree (Malus × domestica Borkh.). In particular, the dynamics of the depth and duration of dormancy, conversion of nutrient reserves, the observed damage and the relationship of these parameters with the photochemical processes in chlorophyllous cells of the shoots (by registering the chlorophyll fluorescence variable) will be investigated. The obtained results will be used to develop a non-invasive method for diagnosing the state of the plant during the rest period, as well as during the entering to the dormancy period and exiting from it. The results of the project will allow a deeper understanding of the mechanisms of tolerance of fruit plants to abiotic stressors, the role of the rest period in its formation and reduce the risks of damage to fruit plants by adverse agroclimatic factors and complex risks for horticulture in Central Russia.

Реализация проекта позволит получить ценные новые знания о биологии толерантности многолетних (древесных) растений к действию неблагоприятных факторов окружающей среды, в особенности, резких изменений агроклиматических условий. В частности, будет установлена роль различных морфологических и физиолого-биохимических факторов в формировании толерантности к вышеперечисленным стрессорам. Важным результатом проекта будет неинвазинвный метод оценки фотосинтетической (метаболической) активности тканей растения по флуоресценции хлорофилла в тканях побегов. Предполагается, что этот метод позволит проводить полевые экспресс-тесты для определения глубины покоя, а также возможной степени повреждения тканей побегов неблагоприятными климатическими факторами. Полученные результаты будут использованы для дифференциации сортов и сортоподвойных комбинаций по глубине и продолжительности периода зимнего покоя и ответах на резкие флуктуации климатических условий. Результаты проекта лягут в основу моделей оценки риска зимних повреждений деревьев яблони и прогнозирования сохранности и (или) степени повреждения почек и побегов и влияния наблюдаемых повреждений на урожай. Важным практическим результатом будут рекомендации по разработке системы корректировки обрезки плодовых деревьев в зимний период. Использование данной системы позволит стабилизировать продуктивность и качество насаждений яблони, а также для оценки имеющегося сортимента и его корректировки с учетом глобальных изменений климатических условий.

В ходе предварительных исследований получены данные о зависимости степени повреждений растений яблони абиотическими стрессорами в период зимнего покоя от их физиологического состояния в период вступления в период покоя в ходе этого периода. Установлено влияние микроклиматических показателей и агротехнологических мероприятий на морфофизиологические параметры плодовых растений. Разработаны интегральные индексы оценки эффективности агроприемов и потенциальных рисков от их применения. Выявлено изменение физиолого-анатомических характеристик яблони при воздействии высокой и низкой влажности почвы. Определены критические периоды развития плодовых растений, определяющие их устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды и, в дальнейшем, продуктивность. Разработана система диагностики функционального состояния плодовых растений для повышения эффективности возделывания садов. Отработаны методы регистрации ключевых морфофизиологических параметров, характеризующих состояние растений в различные фазы периода покоя. В коллектив авторов проекта входят специалисты в области диагностики состояния фототрофных организмов по параметрам флуоресценции хлорофилла, которыми разработаны новые и адаптированы существующие приемы детекции степени стресса у фототрофных организмов.