Проведенными наблюдениями между ростом корневой и надземной систем плодовых, ягодных и орехоплодных растений обнаружена определенная взаимосвязь. Оказалось, например, что присутствие растущих корешков на корнях саженцев этих растений значительно сказывается на приросте их побегов. Так, при наличии растущих корешков рост побегов после посадки саженцев яблони в сад был более сильным (413 см на одно растение против 148 см). Изучение суточного прироста корней и плодов у яблони сорта Славянка показало наличие и между ними определенной взаимосвязи при усилении роста корней ослабевал рост плодов, а затем происходило обратное. Проводились и наблюдения за установлением соотношения в процессе роста плодовых, ягодных и орехоплодных растений между размерами корней и ветвей. Такие наблюдения показали, что, например, у молодых растений яблони, груши, сливы и других прирост корней неизменно превышал прирост ветвей, причем в весьма значительной степени. А в последующие годы, наоборот, более усиленно происходил рост надземных органов.
Общепринятым обычно раньше считали наличие автономной связи между отдельными крупными скелетными корнями и отдельными скелетными ветвями. Однако, начиная с конца 50-х годов прошлого века, благодаря использованию для изучения процессов питания растений метода меченых атомов, были получены данные, которые не полностью согласуются с этим общепринятыми когда-то взглядами. Так, в одном из опытов автономная связь между корнями и ветвями наблюдалась только у корнесобственных яблонь, но у привитых яблонь такой автономной связи не наблюдалось. В другом опыте указывалось, что наряду с локализацией основного количества радиофосфора в одной из скелетных ветвей кроны наблюдалось распространение небольших его количеств и в остальной части кроны. Поэтому в настоящее время считают, что строгой автономной связи между отдельными основными крупными скелетными корнями и основными скелетными ветвями не существует. Говорят лишь о наличии относительной автономной связи.
Для роста корней очень большое значение имеет здоровый листовой аппарат. Так, в исследованиях летнее удаление боковых побегов приводило к задержке роста корней яблони. Корневая система начинает хуже развиваться при нарушении нормальной деятельности листового аппарата, что бывает, например, при неправильной обрезке растений, повреждении листьев вредителями и болезнями, преждевременном листопаде и так далее. Рост корней у плодовых деревьев с урожаем бывает более слабый, чем у деревьев без урожая. Отличается и сам характер роста корней – у деревьев с урожаем наблюдается медленный рост, быстрое побурение многих боковых разветвлений, более коротких, чем у деревьев без урожая. Отставание роста корней на деревьях с урожаем обусловлено большим расходом питательных веществ на рост плодов, то есть тем же, чем объясняется слабый прирост побегов в урожайные годы. Улучшить рост активных корней в урожайные годы и вместе с тем ослабить склонность растений к периодичности плодоношения можно хорошо известными способами – внесением удобрений, поливом, прореживанием цветков и надлежащей обрезкой.
Были проведены и исследования по развитию корневой системы яблони в зависимости от развития надземной части. Оказалось, что существует определенная взаимосвязь между развитием всасывающей поверхности корня сеянца яблони и развитием листового аппарата. Отношение всасывающей поверхности корня к площадям листового аппарата оставалось почти постоянным в течение всей вегетации до периода листопада и равнялось 1,5–2.
На рост корневой системы очень сильное влияние оказывают внешние условия, а также приемы агротехники, в первую очередь связанные с воздействием на почву (обработка почвы, внесение удобрений, полив, борьба с болезнями и вредителями и так далее). Особенно большое влияние оказывает на развитие корневой системы аэрация почвы, водный, температурный и пищевой режимы почвы.
Значение аэрации для роста корней было показано во многих исследованиях. Эти исследования показали, что если около дерева или куста почва была разной плотности, то корни развивались в сторону рыхлой почвы. На более плотных почвах наблюдалось и более поверхностное развитие корневой системы. При более лучшей аэрации наблюдалась и большая разветвленность корней. В одном из исследований в условиях вегетационного опыта при недостатке кислорода резко ослаблялось развитие и корневой системы, и надземных органов (появление признаков хлороза, усыхание листьев и другое). Особенно резко реагировали на аэрацию корневые волоски. Минимальным содержанием кислорода в данном опыте для корневых волосков яблони является 7,5 мл в литре воды, а для смородины – 5,8 мл. Важное значение имеет аэрация и для нормального питания. При недостатке в почвенном воздухе кислорода происходило нарушение поступления минеральных веществ в сеянцы яблони.
В другом вегетационном опыте однолетки яблони были посажены в сосуды, набитые почвой разной степени уплотнения, а также почвой, смешанной с песком. При этом оказалось, что количество новообразовавшихся корней было значительно большим в рыхлой почве, а также в почве, смешанной с песком, и значительно меньшим в уплотненной почве.
По данным исследований корни проникают свободно в почву с плотностью ниже 30 кг на 1 кв. см, гораздо хуже при плотности 30–60 кг на 1 кв. см и совсем не растут при плотности выше 60 кг на 1 кв. см. Совершенно непроницаемыми для корней плодовых деревьев являются сильносцементированные прослойки с плотностью 300 кг на 1 кв. см.
Интерес представляет и влияние на корневую систему составных частей почвенного воздуха – кислорода, углекислоты и азота. В исследованиях дыхание корней яблони ослаблялось при уменьшении содержания кислорода в почвенном воздухе ниже 8–9%, а также при повышении содержания угольной кислоты выше 5–6%. Недостаток кислорода особенно сказывался на состоянии корневых волосков: достаточно было 30-минутного пребывания всасывающего корня в бескислородной среде, чтобы корневые волоски не образовывались. Плодовые, ягодные и орехоплодные растения особенно чувствительны к недостатку кислорода в периоды сильного роста активных корней (весной и осенью). Больше кислорода требовалось для развития кончиков корней (5–10%) и еще больше для появления новых корней (12%). При содержании кислорода менее 10% снижался сухой вес корней, а ниже 15% – ослаблялось поглощение и накопление зольных элементов в растении. У большинства растений замена в почвенном воздухе кислорода азотом приводит к уменьшению всасывающей способности корней, а в дальнейшем – к их отмиранию.
Таким образом, для корней плодовых, ягодных и орехоплодных растений в почвенном воздухе обязательно необходимо присутствие кислорода, в то же время избыток углекислоты вредит им больше, чем недостаток кислорода. При нормальном газообмене между почвой и атмосферой почвенный воздух наполняется кислородом и освобождается от избытка угольной кислоты, то есть процесс идет именно так, как это необходимо для лучшего развития корней.
Большую роль в росте корневой системы играет влажность почвы. Достаточная влажность почвы является особенно важной для активных мочковатых корней, которые развиваются лишь в достаточно увлажненных слоях почвы. На сухих малоорошаемых почвах корни развиваются больше в горизонтальном направлении, чем на почвах достаточно увлажненных. Такое же поверхностное залегание корней наблюдается и при дерновой системе содержания почвы, например в яблоневом саду, по сравнению с паром. Очень большое значение для роста корневой системы имеет полив.
Так, в одном из опытов без орошения длина скелетных корней шестилетнего дерева яблони составляла 1558 м, то при орошении она равнялась 3219 м. Под влиянием орошения увеличилась также глубина залегания и распространения корней в горизонтальном направлении. В другом опыте с корневой системой яблони было получено, что она намного лучше развивалась, когда поливы делались при более высокой влажности, то есть когда поливами поддерживалась в течение всего вегетационного периода большая влажность почвы.
Отрицательное влияние оказывает на рост корней и избыток влаги, в связи с ухудшением условий аэрации. Этим, кстати, объясняется угнетающее влияние на корневую систему неглубокого залегания грунтовых вод.
К сожалению, я не нашел точных наблюдений о влиянии на рост корней разной степени увлажнения почвы. Но в целом, опытные данные показывают, что ослабление роста корней начинается задолго до начала завядания растений. Так, в одном из исследований рост корней и надземных частей начал замедляться при постепенном нарастании засушливых условий за 7–11 суток до начала увядания листьев. Поглощающие корни чувствительнее к недостатку влаги, чем проводящие – при длительной засухе они прекращали рост за 1–3 суток до начала увядания листьев. Прекращение роста этих корней сопровождается быстрой их субернизацией, и вслед за этим или одновременно начинается увядание листьев. Отрицательно реагируют поглощающие корни и на воздушную засуху. В этом же исследовании рост их прекращался даже при кратковременном снижении влажности воздуха с 90–80 до 60–50%. Однако, хотя рост активных корней при недостатке влаги и прекращается, они могут до 3–4 месяцев оставаться живыми, не теряя способности частичного всасывания, и при благоприятных условиях восстанавливают свою активность.
Интересные данные были получены в исследовании о возможности передвижении влаги в самом растении в те участки корневой системы, которые испытывают недостаток в ней. Обнаружилось, что корни, находящиеся в сухой почве, могут частично получать влагу от корней, находящихся в более увлажненных слоях почвы. Последним можно объяснить эффективность чересполосного задернения междурядий, хороший рост и высокую урожайность плодовых деревьев при глубоком залегании корней. Глубоколежащие корни, находящиеся в более влажных слоях почвы и подпочвы, могут до некоторой степени обеспечивать влагой часть корней, сосредоточенных в верхнем иссушенном слое.
Рост и состояние корневой системы очень сильно зависит от температуры почвы. В исследованиях реакция корней на изменение температуры выражалась в виде смен волн ускорения и торможения роста. Вначале при повышении температуры наблюдается резкое ускорение роста, иногда в 15–20 раз. Далее при стабилизации температуры рост сначала резко замедляется (фаза торможения), затем восстанавливается на новом уровне в зависимости от температуры. Имеются и некоторые конкретные данные о минимальной, оптимальной и максимальной температурах для роста корней у разных видов плодовых, ягодных и орехоплодных растений.
Так, по одному из исследований, корни яблони проявляли некоторую жизнедеятельность при температуре 1–3°С. В почве, промерзшей на глубину 68–75 см, при этом наблюдался рост корней на глубине 105–135 см. Во втором исследовании корни плодовых растений в саду начинали расти вне зависимости от глубины их залегания при температуре 5–6°С. Наиболее сильный рост корней наблюдался у яблонь и груш при температуре 10–20°С, у вишни – при 12–18°С, у абрикоса – при 12–22°С. В третьем исследовании корни наиболее сильно росли при температуре от 7 до 20°С, слабо – от 0 до 7°С и от 20 до 30°С. Не наблюдался рост корней при температуре ниже 0 и выше 30°С. Зимой слабый рост корней обнаруживался при температуре от 1,7 до 7,2°С в незамерзшем слое почвы.
Таким образом, рост корней очень тесно связан с температурой почвы. Минимальной температурой для роста корней яблони надо, по-видимому, считать 4–5°С. Данных о максимальной температуре для роста корней имеется мало. Очевидно, она лежит для разных плодовых, ягодных и орехоплодных растений где-то в пределах 30–35°С. При более высоких температурах, а также недостатке влаги наступает быстрый процесс «суберизации» корней. Оптимальная температура для роста и жизнедеятельности корней, по данным ряда исследователей, 15–25,5°С для яблони.
Представляют также интерес данные о влиянии на рост корней низких температур, с чем связано наблюдающиеся нередко зимние повреждения или даже вымерзание корней. Оказалось, что очень низкой морозостойкостью при исследованиях обладали корневые системы европейских клоновых карликовых подвоев для яблони. У них уже при температуре -10...-11°С наблюдалось массовое подмерзание корней, при температуре -12°С корневая система гибла.
В последние годы было получено много новых советских и российских таких клоновых подвоев, выдерживающих без подмерзания корневой системы температуру -14...-16°С. Большей морозостойкостью корневой системы отличаются сеянцы сибирской яблони, которые переносили понижение температуры до -24,5°С. Еще большей морозостойкостью обладает корневая система песчаной вишни. Приведенные данные морозостойкости относятся в основном к проводящим корням. По исследованию морозоустойчивости поглощающих корней получено, что наиболее устойчивыми были поглощающие корни черной смородины, малины и земляники, менее морозоустойчивыми – яблони.
Продолжение следует.
В.Н. Шаламов