Fruit indicators and reproduction of hazelnut 'Academic Yablokov'

Mukhametova Svetlana Valer'evna ORCID: 0000-0001-7892-6450 PhD in Agriculture Associate Professor at the Department of Garden and Park Design, Botany and Dendrology of Volga State University of Technology 424000, Russia, Mari El Republic , Yoshkar-Ola, Lenin Square, 3, aud. 245 MuhametovaSV@volgatech.net Other publications by this author     Pavlova Elena Nikolaevna Assistant at the Woody Plants Introduction and Acclimatization Laboratory of the Botanical Institute-Garden of Volga State University of Technology 424030, Russia, respublika Marii El, g. Ioshkar-Ola, ul. Mira, 2 "B" PavlovaEN@volgatech.net

Nekhoroshkova Elena Veniaminovna Master's Student at the Department of Garden and Park Design, Botanics and Dendrology of Volga State University of Technology   Mari El Republic, Yoshkar-Ola, Lenin Square, 3 elena.nehor@gmail.com Other publications by this author

Введение. Род Лещина (Corylus L.) включает до 20 видов умеренных широт лесной зоны Европы, Восточной Азии и Северной Америки. В России в естественном виде произрастает 8 видов лещины, из которых наибольшее значение имеет лещина обыкновенная ^[1]. Лещины являются важным компонентом лесных биогеоценозов, имеют почвозащитное и пищевое значение, применяются в озеленении, древовидные виды имеют ценную древесину. Плод – односемянный орех с деревянистым околоплодником, окруженный частично или полностью листовой оберткой (плюской) ^[2].

Плодовые сорта лещины – фундуки – имеют важное пищевое значение. Это культивируемые крупноплодные формы лещины обыкновенной, крупной, понтийской и их гибриды, отличающиеся высоким качеством плодов, урожайностью, обладающие тонкой скорлупой ^[3]. Фундук – одна из самых древних плодовых культур, отдельные сорта известны более 2500 лет. Орехи вкусны и питательны, содержат в ядрах жирное масло, белковые вещества, сахара, витамины и другие соединения ^[1]. Это высококалорийный продукт, в качестве общеукрепляющего средства они применяются при гипо- и авитоминозах, для профилактики и лечения атеросклероза ^[4]. Продукты на основе ядер орехов рекомендуются для альтернативного питания при аллергии и врожденной непереносимости человеком отдельных белков молока, зерновых культур и др. ^[5]. В фундучном масле преобладают ненасыщенные (олеиновая, линоливая) жирные кислоты по сравнению с насыщенными (пальметиновая, стеариновая и др.) ^[6].

Большинство фундуков теплолюбивы и выращиваются только в южных районах. В условиях средней полосы России могут произрастать лишь отдельное число сортов ^[1]. Изучать орехоплодные культуры в России начал И.В. Мичурин, им были получены первые гибриды от скрещивания между различными видами и сортами лещины. Его последователями – А.С. Яблоковым, И.С. Горшковым, Р.Ф. Кудашовой, С.Г. Ваничевой и др. – выведены сорта, имеющие высокую урожайность, крупноплодность, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям ^[7]. Наиболее известные сорта московско-тамбовской селекции – 'Тамбовский Ранний', 'Тамбовский Поздний', 'Московский Рубин', 'Первенец', 'Юннат', 'Академик Яблоков' и др. Урожайность данных сортов достигает 7–10 кг с куста, масса 1 ореха – до 2,5 г, выход ядра – до 47–65 %, содержание масла – до 73 % ^[3].

Лещина относится к зимостойким растениям, но достаточно часто происходит ее подмерзание при возврате холодов после начала цветения. Больше всего страдают мужские соцветия, что в дальнейшем негативно сказывается на продуктивности ^[8]. Исследователями выявлено, что на зимостойкость мужских соцветий отрицательное влияние оказывает затяжная теплая осень и устанавливающиеся за ней длительные (более 1,5 мес.) морозные периоды или перепады температуры от оттепелей до морозов ^[9]. Видовые лещины теневыносливы, в то время как плодовые сорта светолюбивы. К почвам требовательны, предпочитают свежие плодородные ^[1]. Следует избегать загущенности растений, поскольку установлено, что с увеличением количества стволиков уменьшаются такие важные хозяйственные характеристики, как крупноплодность и продуктивность вследствие снижения освещенности ^[8].

Размножают сорта лещины семенами и вегетативно (отводками, делением куста, прививкой, зелеными черенками). При вегетативном размножении получаются настоящие фундуки, сохраняющие признаки сорта, а при семенном размножении – так называемые «полуфундуки» ^[1]. Несмотря на то, что семенное потомство не полностью наследует признаки материнского растения, качество орехов у них лучше, чем у диких сородичей: хозяйственно ценные признаки при опылении передаются иногда на 70–100 %. Следовательно, когда нет достаточного количества вегетативно размноженного сортового посадочного материала, допустимым является семенное размножение фундуков. Данный способ имеет преимущество в получении за короткий срок большого числа растений, более устойчивых к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям. Посев орехов рекомендуется проводить в осенний период с предварительной стратификацией семян в течение месяца. Данный способ характеризуется высокой всхожестью семян, ранним появлением всходов и интенсивным ростом растений ^[10].

При семенном размножении растения зацветают в возрасте 8–10 лет. Саженцы-отводки могут зацвести на 1-й год после посадки. Саженцы, полученные путем черенкования, обычно зацветают на 3-й год, полученные при делении куста и корневые отпрыски начинают плодоносить на 3–4-й год ^[7].

Исследования орехоплодных культур являются весьма актуальными, поскольку в мире существенно возрастает потребление орехов. В России внутренний рынок заполнен в основном за счет их импортирования, поэтому существует необходимость увеличения объемов отечественных орехов. Ведущим регионом в нашей стране по промышленному возделыванию орехоплодных культур является Западный Кавказ ^[11].

Одним из популярных сортов лещины для Средней полосы России является 'Академик Яблоков' ('Память Яблокова', гибрид 328). Это гибридный фундук с красными листьями, выделенный Р.Ф. Кудашевой в 1961 г. из гибридного фонда А.С. Яблокова. Материнским растением был мелкоплодный краснолистный гибридный фундук № 86 (краснолистная лещина × фундук 'Барселона'). Отцовским растением был самый крупноплодный в мире турецкий сорт 'Трапезунд' ^[12]. Сильнорослый куст пирамидальной формы. Отличительная особенность сорта – бордово-красная окраска листьев. Высокие декоративные свойства позволяют успешно использовать растения данного сорта в декоративном садоводстве. Плоды используются в свежем виде и для переработки. Они крупные, удлиненной формы, массой до 4 г (рисунок 1). Содержат 65 % жира, 18–20 % белка ^[13]. Ядро превосходного вкуса, составляет до 56% от веса ореха. В условиях Московской области орехи созревают поздно (конец сентября – начало октября). Тонкая скорлупа способствует сильному повреждению орехов долгоносиком. Сорт позднего срока цветения и созревания, поэтому для него необходим соответствующий опылитель, им может быть Тамбовский поздний или Первенец. Один из самых урожайных сортов, урожайность достигает 10 кг. Растения морозостойкие, зимостойкость средняя – могут подмерзать мужские соцветия и однолетний прирост. Женские соцветия выдерживают весенние заморозки до –6…–7°C ^[12]. В условиях Западного Кавказа сорт также характеризуется поздним созреванием орехов ^[11].

Рисунок 1 – 'Академик Яблоков' ^[13]

Целью настоящего исследования являлся анализ показателей плодов и возможности размножения фундука 'Академик Яблоков'.

Методика исследования. Исследования были проведены в 2020–2021 гг. в Ботаническом саду-институте ПГТУ (г. Йошкар-Ола, Марий Эл). Плоды собирали с растений, размещенных 4-мя группами по 2 шт. в экспозиции «Дикоплодовые растения», которая была создана по проекту и под руководством Л.А. Тимургалиевой. Изученные растения являются прививками от одиночного экземпляра с экспозиции «Фрутицетум», привезенного из Дендрария г. Ивантеевка (Московская область) в 1976 г. Привитые растения высажены в экспозицию в 2010 г., их возраст на 2021 год составил 13 лет, высота и диаметр кроны 3,5–4 м (рисунок 2). Ранее нами было показано, что среди представителей рода Corylus коллекции БСИ ПГТУ данный сорт имеет самые крупные плоды, характеризуется высокой доброкачественностью, наилучшей грунтовой всхожестью семян и наибольшей высотой сеянцев ^[14].

Рисунок 2 – 'Академик Яблоков' в 2021 году: а) в мае, б) в июле

Сбор плодов проводили 2 сентября 2020 года и 23 августа 2021 года в стадии молочной спелости. Размеры орехов (диаметр в двух проекциях и длину) измеряли штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. В 2020 году измерению подверглись 300 шт., в 2021 году – 30 шт. Массу 1 плода определяли взвешиванием 3 навесок по 100 плодов. Доброкачественность определяли у 300 семян по ГОСТ 13056.8–97 «Семена деревьев и кустарников. Метод определения доброкачественности». Посев орехов производили только в 2020 году. Предназначенные для посева орехи 5 сентября смешали с песком и хранили в увлажненном состоянии в комнатных условиях до момента высева. Непосредственно перед посевом они были обработаны керосином во избежание повреждения грызунами. Посев произвели 20 октября в подготовленную грядку по 100 шт. по вариантам опыта: песок, торф и контроль. Субстрат размещали слоем толщиной 2-3 см на поверхности грядки, плоды высевали в 10 рядов по 10 шт. на глубину 2 см. В контрольном варианте посев производен в грядку без дополнительного субстрата. В течение вегетационного сезона 2021 г. проводили агротехнические мероприятия, заключающиеся в прополке, рыхлении и поливе по мере необходимости. В октябре 2021 г. учитывали грунтовую всхожесть и определяли морфометрические параметры сеянцев. Высоту и длину корневой системы измерили мерной лентой с точностью до 0,1 см, диаметр корневой шейки – штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Полученные данные обработаны с помощью пакета анализа прикладной программы Microsoft Excel. Достоверность различия между показателями определена с помощью критерия Стьюдента при α=0,05 ^[15].

Территория Республики Марий Эл входит в умеренный климатический пояс, район с умеренно-холодной зимой, область недостаточного увлажнения. По данным метеопоста Ботанического сада-института за 1968–2010 гг., среднегодовая температура воздуха составляет +3.6°С. Средняя годовая сумма осадков – 580 мм, в том числе 206 мм приходятся на зимний период. Продолжительность вегетационного периода составляет 175 дней, периода активной вегетации – 138 дней ^[16]. В таблице 1 приведена характеристика метеоусловий лет исследования.

Таблица 1 – Характеристика метеорологических условий района расположения БСИ ПГТУ в годы исследования

Примечание: * – в числителе – показатель весной, в знаменателе – осенью.

Согласно приведенным данным, метеорологические условия анализируемых лет были весьма различными. 2021 год характеризовался более ранним переходом среднесуточной температуры через +5°C весной и большей продолжительностью вегетационного периода по сравнению с 2020 годом. Период активной вегетации, напротив, в 2021 году был более коротким за счет более раннего перехода среднесуточной температуры ниже +10°C. Лето было аномально жарким и сухим – в данный период выпало аномально низкое количество осадков при аномальной высокой температуре. В течение 34 дней температура воздуха поднималась выше 30°C. Согласно гидротермическому коэффициенту Г.Т. Селянинова, условия увлажнения за период активной вегетации 2020 г. были избыточно влажными, 2021 г. – сухими ^[17].

Результаты исследования. Показатели качества плодов отражены в таблице 2.

Таблица 2 – Средние значения показателей плодов лещины сорта 'Академик Яблоков' со стандартной ошибкой (над чертой) и коэффициент вариации, % (под чертой)

Крупноплодность является важной хозяйственной характеристикой фундуков. Данный показатель считается достаточно стабильным, но на него существенное влияние оказывают погодные условия как периода опыления и завязывания (конец апреля – июнь), так и периода налива ореха (июль) ^[8]. Согласно полученным данным, в 2021 году плоды сорта 'Академик Яблоков' были более легкими и более мелкими по сравнению с 2020 годом, различие статистически достоверно. Очевидно, это обусловлено погодными условиями – вегетационный период 2021 года был аномально жарким и сухим. Известно ^[4], что дефицит влаги в летний период вызывает порчу плодов в периферийной части кроны, плоды хуже развиваются и образуют мелкие иссохшие ядра.

Согласно «Программе…» ^[6], орехи в 2020 году были очень крупными, в 2021 году – крупными. В 2020 году плоды характеризовались длиной от 1,94 до 2,95 см, минимальным диаметром – от 1,12 до 1,75 см, максимальным диаметром – от 1,24 до 1,85 см. Индекс формы варьировал от 1,4 до 2,0 и в среднем составил 1,7 и 1,6 по двум диаметрам соответственно. У линейных показателей установлено умеренное варьирование. Корреляционный анализ выявил тесную связь между значениями двух диаметров (r=0,80), значительную связь между длиной и диаметром (r=0,53…0,55). Индекс формы коррелировал с длиной плодов (r=0,60…0,66), то есть более длинные орехи были более вытянутой формы. В 2021 году длина орехов изменялась от 1,57 до 2,8 см, минимальный диаметр – от 1,10 до 1,63 см, максимальный диаметр – от 1,14 до 1,75 см. Индекс формы колебался от 1,4 до 1,9, среднее значение составило 1,7 и 1,6. Изменчивость диаметра плодов умеренная, длины – значительная. Установлена очень тесная корреляция между максимальным и минимальным диаметром (r=0,93), тесная корреляция – между длиной и диаметром (r=0,76…0,79). Общий вид плодов приведен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Орехи сорта 'Академик Яблоков' в фазе молочной спелости: а) с плюской, б) очищенные от плюски

Установлена относительно высокая доброкачественность семян, которая существенно не различалась в годы исследования и варьировала от 81 до 91 % в 2020 году и от 78 до 87 % в 2021 году.

В опыте по изучению семенного размножения использовались орехи, размеры которых не имели существенных различий по вариантам опыта. Грунтовая всхожесть семян составила: в торфе – 26 %, в песке – 35 %, в контроле (грунте) – 43 %. С помощью критерия Пирсона выявлено достоверное различие между контролем и вариантом с торфом (χ2факт.=4,2 > χ2крит.=3,8). Вероятно, это обусловлено более благоприятными для прорастающих семян условиями, сложившимися в грунте, по сравнению с торфом и песком. Определяющую роль, очевидно, сыграл влажностный режим верхнего слоя почвы, а торф, как известно, пересыхает относительно быстро.

Высота однолетних сеянцев лещины варьировала от 7,5 до 48 см, диаметр корневой шейки – от 1,7 до 7,8 мм, длина корневой системы – от 17 до 41 см. Также многие сеянцы на основном стволике имели боковые побеги, их количество достигало 5 шт. Морфометрические показатели сеянцев по вариантам опыта приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Морфометрические показатели 1-летних сеянцев

Сеянцы, полученные в различных вариантах опыта, различались по высоте на статистически достоверном уровне: наибольшей высотой обладали растения в варианте с песком, наименьшей – в контроле. По диаметру корневой шейки и количеству боковых побегов сеянцы, выращенные с добавлением торфа и песка, существенно превышали контроль. Длина корневой системы была наибольшей у сеянцев в варианте с песком, различие статистически значимо. Очевидно, добавление песка улучшило механические свойства грунта, в частности повысило его воздухопроницаемость и улучшило структуру. Доля сеянцев с боковыми побегами в варианте с торфом составила 69,2 %, с песком – 77,1 %, в контроле – 37,2 %. Таким образом, сеянцы лещины 'Академик Яблоков' при выращивании с добавлением в субстрат песка достигли большей высоты и сформировали более глубокую корневую систему. В контрольном варианте растения обладали наименьшей высотой и диаметром корневой шейки, а также образовали меньше боковых побегов. Но проведенный однофакторный дисперсионный анализ не выявил статистически значимого влияния фактора использования субстрата на морфометрические показатели сеянцев (Fфакт.=0,07 < Fкрит.=4,26). Высота сеянцев характеризовалась большой изменчивостью, длина корневой системы – значительной, диаметр корневой шейки в вариантах с торфом и песком – значительной, в контроле – большой.

Сеянцы изображены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Однолетние сеянцы лещины:

а) выкопанный сеянец, б) посаженные в грядку растения после проведения измерений

Между изученными показателями 1-летних сеянцев выявлена положительная корреляция различной силы. Высота значительно коррелировала с диаметром корневой шейки (r=0,74…0,84 в различных вариантах опыта) и длиной корневой системы (r=0,50…0,66). Длина корневой системы значительно коррелировала с диаметром корневой шейки (r=0,51…0,67). Корреляция количества боковых побегов со значениями высоты и диаметра установлена только в варианте с торфом (r=0,58…0,60). В варианте с песком данный показатель коррелировал лишь с диаметром (r=0,42). В контроле количество побегов характеризовалось слабой связью с размерными показателями растений (r=0,07…0,14).

Регрессионный анализ показал, что динамику высоты сеянцев в зависимости от диаметра корневой шейки во всех вариантах опыта наилучшим образом аппроксимирует степенная функция (рисунок 5). Построенные регрессионные модели статистически значимы. Коэффициент детерминации (R2) варьирует от 0,62 до 0,77.

Рисунок 5 – Диаграммы рассеяния и линии регрессии, описывающие зависимость высоты сеянцев от диаметра корневой шейки по вариантам опыта: а) торф, б) песок, в) контроль

Заключение. Таким образом, проведенное исследование показало, что растения фундука 'Академик Яблоков' в условиях Республики Марий Эл формируют орехи свойственной для сорта формы, массой 2,0–2,4 г, длиной и диаметром 2,4–2,6 и 1,4–1,6 см соответственно. В аномально жарких и сухих условиях 2021 года плоды были более легкими и более мелкими по сравнению с избыточно влажными условиями 2020 года. Установлена относительно высокая доброкачественность семян в оба года исследования (82–84 %). Посев орехов с добавлением в грунт торфа и песка привел к различной грунтовой всхожести семян. Наименьшая всхожесть зафиксирована в варианте с торфом (26 %), что, вероятно, связано с неблагоприятным влажностным режимом данного субстрата. Наибольшая всхожесть установлена в контрольном варианте (43 %). Но в дальнейшем сеянцы в данном варианте опыта оказывались в менее благоприятных условиях для роста – к осени они обладали наименьшими высотой и диаметром корневой шейки, а также меньшая доля растений образовала меньшее количество боковых побегов. Наибольшей высотой и длиной корневой системы характеризовались сеянцы в варианте с песком. Среди линейных показателей 1-летних сеянцев высота являлась наиболее изменчивой. Составлены уравнения регрессии, описывающие зависимость высоты растений от диаметра корневой шейки. Достоинство сорта 'Академик Яблоков' – пурпурная окраска листьев в первой половине вегетации, что повышает его декоративную ценность для садоводства. Данный сорт рекомендуется для посадок на приусадебных участках и плантационного выращивания в условиях Волго-Вятского региона.