Изучение биологии возрастных изменений винограда может проводиться как непосредственно на материале насаждений, имеющих разный возраст» так и путем исследований, проводимых с отдельными много - летними растениями. Это обусловлено тем, что возрастные изменения их физиологических функций находят отражение в строении многолетних органов и могут быть установлены с помощью анатомических, биохимических, и других методов исследования. Для получения сравнимых данных, отражающих особенности старения виноградного растения в различных условиях культуры, целесообразно вести такого рода исследования по единой методике.
Отбор и хранение проб
Для отбора проб используют подземный и надземный штамб, скелетные корни и многолетние ветви (рукава) .
Пробы многолетних органов следует отбирать не уничтожая плодоносящих кустов. Для этого кусты осторожно откапывают до пяточных корней, после чего из подземных штамбов выпиливают между узлами до сердцевины и с помощью стамески отделяют секторы (полукруги) высотой 2-3 см, включающие все годичные слои древесины и кору (рис.1). Такой отбор проб может быть сделан на разной высоте штамба и с одной стороны. У части скелетных корней куста выпиливают вблизи их основания участки высотой 2-3 см. Затем куст снова прикапывают. Подобным же образом отбирают пробы тканей надземного штамба и различных зон многолетних рукавов.
Рис.1. Отбор образца тканей подземного штамба.
Чтобы избежать нежелательных биологических изменений в тканях взятых образцов, их фиксируют не позднее чем через час после отбора проб у живых кустов. Для этой цели их помещают в смесь равных частей этилового спирта, глицерина и воды с прибавлением 1-процентного формалина. Законсервированные таким образом пробы используют для анатомических и цитохимических исследований. В зависимости от целей исследования могут быть применены другие способы фиксации.
Один из наиболее простых способов фиксации и консервирования отобранных проб - высушивание их при температуре не выше 80 С. Высушенные образцы, можно использовать для биохимических анализов, а также (после кратковременного кипяченая образцов) для менее сложных анатомических исследований, подсчета годичных колец и Микрометрических измерений.
Некоторые исследования необходимо производить на свежем материале.
Определение возраста растений и органов.
Исследованию каждого образца многолетних органов сопутствует определение их собственного возраста и возраста куста, с которого они взяты. Возраст органов определяют путем подсчета числа годичных колеи древесины на поперечных анатомических срезах.
Чтобы определить возраст куста, нужно взять орган, собственный возраст которого совпадает с общим возрастом растения. Для виноградного растения способ определения возраста по числу годичных колец надземного штамба, как правило, неприменим, ибо в естественных условиях произрастания винограда могут происходить гибель и возобновление стволов, а в культуре при штамбовых формировках практикуют по мере необходимости замену штамба куста.
При укрывной культуре надземный штамб вообще отсутствует. В этих условиях единственным органом, возраст которого достоверно совпадает с возрастом всего куста, является подземный штамб (и прежде всего его нижняя половина). Практически можно считать, что таков же и возраст Пяточных корней у их основания. Однако, как показали наши исследования, для определения возраста куста корни непригодны, так как у них часто отсутствует годичный рост в толщину, в связи с чем значительное число годичных колец выпадает. Принимаем возраст куста равным числу всех годичных колец подземного штамба минус единица. Последнее (центральное) годичное кольцо подземного штамба при определении возраста кустов не учитывают ввиду того, что оно принадлежит бывшему черенку, из которого развился куст и, следовательно, существовало еще до появления данного растительного индивидуума. Таким образом, возраст куста исчисляют от даты посадки черенка, а не от возникновения материнского побега и не от даты пересадки саженца на постоянное место.
Не все зоны подземного штамба одинаково удобны для определения его возраста. В верхней части штамба, вблизи головы куста, а также в области узлов наиболее резко проявляется свилеватость древесины, при которой очень трудно или невозможно правильно установить Гранины между годичными кольцами. Кроме того, в верхней части штамба особенно сильно проявляется инфекционное разрушение отмерших центральных слоев древесины. Поэтому подсчет числа годичных колен лучше производить на срезах, сделанных между узлами посредине или в нижней половине подземного штамба.
Так как годичные кольца древесины винограда, особенно в корнях, имеют очень небольшую ширину, подсчет их числа ведут под микроскопом, обычно при увеличениях от 7x8 до 7x40.
Определение возраста органов по результатам подсчета годичных колец встречает трудности, поэтому не обходимо принимать во внимание источники возможных ошибок — частичное или полное выпадение в отдельные годы годичного прироста древесины. Чтобы избежать этой ошибки, подсчет выполняют по разным радиусам, в том числе по наибольшему радиусу, которому соответствуют, как правило, участки с наиболее активной камбиальной деятельностью и наибольшим числом годичных колец.
Чаще всего выпадение годичных колец древесины наблюдается в корнях и как редкое исключение — в подземной части штамба. В связи с этим для скелетных корней локализация полностью выпавших годичных колец в некоторых случаях может быть установлена путем просмотра продольных и поперечных срезов корня и подземного штамба в области их сопряжения.
У очень старых кустов центральные участки древесины подземного штамба могут быть разрушены на всем его протяжении. В таких случаях измеряют поперечник разрушенных участков, а затем на других экземплярах с неразрушенной центральной частью подземного штамба определяют число годичных колец, соответствующее поперечнику. Полученные данные суммируют с числом годичных колец, сохранившихся на периферии изучаемого образца.
В коре подземных органов в отдельные годы деятельность феллогена может отсутствовать, вследствие чего возраст ее периферических живых участков иногда достигает 8 и более лет. Возраст многолетней коры определяют по топографии; находящихся в ней радиальных лучей и соответствующих лучей древесины.
Исследования выполняют на срезах, сделанных бритвой от руки или на микротоме. Последовательные поперечные срезы, приготовленные из каждого образца, должны по возможности включать все годичные слои древесины от периферии до центра органа и его кору. Пригодны срезы толщиной до 15-65 микронов. Приготовляя поперечные Срезы для микрометрических исследований, необходимо особенно тщательно следить за тем, чтобы срезы были сделаны в плоскости,перпендикулярной оси органа. Нарушение этого правила приводит к искажению конфигурации анатомических элементов и создает неправильные представления об их размерах.
Измерения анатомических элементов выполняют с помощью окулярной микрометрической линейки или сетки, цену деления которых устанавливают по объект- микрометру или посредством иных микрометрических устройств (Л.И «Джапаридзе, 1953; Н.А. Наумов и В.Е. Козлов, 1954; Г. Аппельт, 1959).
При последовательном просмотре годичных колец древесины выявляют особенности их анатомического строения. В числе других признаков отмечают:
а) появление тилл и массовое тиллообразование;
б) наличие и признаки раневого или пятнистого некроза и других повреждений;
в) наличие и признаки ядообразования;
г) наличие и признаки инфекционного разрушения древесины.
Микрометрические исследования включают определение следующих элементов, дающих представление об интенсивности камбиальной деятельности органа, степени развития его проводящих и запасающих тканей: ширина годичных колец; ширина зов ранней и поздней древесины; число продольных рядов клеток в радиальных лучах; ширина радиальных лучей; поперечник cocyдов ранней древесины; число сосудов ранней древесины и общее число сосудов, приходящееся на единицу площади поперечного сечения годичного кольца.
Путем вычислений находят площадь поперечного сечения годичных колец и число приходящихся на каждое годичное кольцо сосудов.
Как показали наши исследования (1960 и 1964 гг.), имеется достаточно четко выраженная коррелятивная зависимость между отдельными количественными показателями анатомического строения органов винограда.
В частности, отмечена прямая корреляция между диаметром сосудов ранней древесины и шириной годичных колец подземного штамба (рис.2).
Цитохимические исследования.
На срезах, сделанных по вышеописанному способу, определяют методами, изложенными в руководствах по цитохимии растений (А .А. Яценко-Хмелевский, 1961 и др.), белковые вещества и аминокислоты, крахмал, целлюлозу, лигнин, Дубильные вещества и другие соединения в соответствии с целями и задачами исследования. После обработки срезов последовательно просматривают годичные кольца древесины под микроскопом и отмечают особенности распределения искомых веществ в тканях разного возраста»
Цитохимическое определение крахмала позволяет дать количественную оценку его содержания. Исследованиями установлена зависимость накопления и потребления крахмала от возраста тканей винограда (рис.3).
Рис. 2. Изменения ширины годичных колец (1) и поперечника сосудов ранней древесины в подземных штамбах виноградных кустов (2). Сорт Пухляковский. Счет годичных колец от центра подземного штамба.
Для определения различных веществ в многолетних органах винограда могут быть использованы также методы биохимического, анализа. Для этого последовательно срезают с многолетних органов слои древесины, распределяя их по группам годичных колец, а полученные пробы подвергают анализу. На параллельно выполняемых анатомических срезах органов определяют возраст годичных колец, входящих в каждую пробу.
Рис.3. Динамика содержания крахмала в древесине подземных штамбов у 25-летних кустов винограда (по данным цитохимического изучения). Сорт Сенсо.
Летом или весной, в период усиленного сокодвижения, делают поперечные разрезы через разные многолетние органы виноградных кустов, сохранивших нормальную связь с корневой системой растения, тщательно заглаживают разрезы, оставляют их открытыми и ведут наблюдения за их влажностью. Участки Древесины с инактивированными сосудами быстро высыхают, а нормально функционирующие — длительное время остаются влажными. Граница между сухой и влажной зонами разреза выступает очень четко. Отметив эту границу и подсчитав затем на отобранных образцах число годичных колец древесины, входящих в обе зоны, определяют возраст древесины, сохранившей и утратившей способность к проведению воды по сосудам.
Изучение возрастных изменений роста и плодоношения виноградных кустов. В наблюдения желательно включить следующие возрастные группы насаждений:
5-10, 15-20, 25-30, 35—40, 45—50 лет и старше. Опыт необходимо проводить с учетом применяемой агротехники, оказывающей значительное влияние на плодоношение и долговечность растений. В опыте следует учитывать: соотношение на кустах рукавов разного возраста, число глазков и побегов на куст, среднюю длину побега и длину его вызревшей части, среднее число узлов на побеге, площадь листовой пластинки, площадь листовой поверхности побега и куста, процент плодоносных побегов, число соцветий на побег и на плодоносный побег, число гроздей на куст, вес грозди и урожай с куста, урожайность с единицы площади, сахаристость и кислотность сока ягод.
