Хорошо известно, что морозостойкость корневой системы плодовых растений всех пород всегда бывает намного меньше морозостойкости их надземных частей. В бесснежные морозные зимы вероятность подмерзания или даже вымерзания корней у них оказывается очень большой. Правда, в условиях наших многоснежных зим в большинстве годов вероятность подмерзания корней плодовых растений оказывается достаточно малой. Но, тем не менее, она все-таки существует. В преддверии новой зимовки плодовых растений я хочу рассказать об очень интересных исследованиях причин такой низкой морозостойкости их корневых систем и путей ее повышения, проведенных в 60-е годы прошлого в Институте физиологии растений имени К.А. Тимирязева Н.Н. Хвалиным под руководством академика И.И. Туманова, чтобы наши садоводы в какой-то степени могли использовать результаты этих исследований в своей практике.
Опыты по оценке морозостойкости, например, яблони, проведенные многими специалистами, показали, что у корнесобственных яблонь среднерусских сортов надземные части могут выдерживать морозы до -40°С, а корни вымерзают при температуре от -8 до -17°С. Еще ниже, до -45°С, оказываются зимние температуры, выдерживаемые надземными частями уральских и сибирских сортов яблони. А корни их подвоев – ранеток и полукультурок – способны выдерживать морозы до -18...-19°С, а сибирской ягодной яблони – даже до -21°С. В то же время морозостойкость корней клоновых подвоев яблони лежит в пределах от -10 до -16°С. А у отдельных форм лесной и некоторых южных видов яблони, используемых в качестве подвоев, находится даже выше -8°С. Поскольку наследственная природа клеток во всех частях плодового растения одна и та же, то и корни, вообще-то, должны обладать потенциальной возможностью развивать такую же высокую морозостойкость, какой обладают надземные части растений. Изучение влияния разных факторов на морозостойкость корней у яблони и было проведено Н.Н. Хвалиным. Изучение проводилось на деревьях одного из среднерусских сортов яблони и сеянцах ее культурных сортов.
Так как корни у плодовых растений находятся на разной глубине, то их морозостойкость была определена в зависимости от глубины расположения в почве. При оценке морозостойкости, проведенной в начале января, оказалось, что корни, взятые из верхнего слоя почвы (0-25 см), выжили при -17°С. Корни же из более глубокого слоя почвы (25-35 см) имели более слабую устойчивость и выдерживали температуру только от -8 до -10°С. У корней из еще более глубоких горизонтов (35-50 см) морозостойкость оказалась еще ниже: от -5 до -7°С. Следовательно, этот показатель с глубиной размещения корней резко падает.
Известно, что на способность растений к закаливанию большое влияние оказывают ростовые процессы. Поэтому был изучен процесс роста корней на разной глубине. Оказалось, что в мае и июне яблони имели много растущих корней в верхнем слое почвы. В июле количество растущих корней здесь резко уменьшилось. Одновременно увеличилось количество растущих корней в более глубоких слоях почвы. Такое перемещение зоны растущих корней обусловлено изменениями температуры и влажности почвы. Весной верхний слой почвы прогревается раньше, и его влажность близка к оптимальной. Летом почав прогревается глубже, верхний ее слой подсыхает. Это вызывает перемещение зоны роста в более низкие горизонты почвы. Такое распределение зон роста по глубине почвы влияет на способность корней к закаливанию. Корни с поздним ростом закаливаются плохо. Кроме того, в нижних слоях почвы осенью ухудшается аэрация, что препятствует корням успешно проходить процесс закаливания. В малоснежные зимы, когда почва сильно промерзает, все это может привести к вымерзанию корней в более глубоком слое почвы, где корни не морозостойки. В верхнем же слое почвы они сохраняются. Например, такое явление наблюдалось в питомнике Всесоюзного института садоводства имени И.В. Мичурина в Мичуринске в зимы 1962-63 и 1964-65 годов. В эти зимы корни у сеянцев яблони погибли в слое ниже пахотного, где температура понижалась до -5...-7°С. В верхнем слое (0-20 см), где температура достигала -13°С, корни сохранились.
Можно было предположить, что слабая морозостойкость корней обуславливается тем, что они находятся в почве, а надземная часть растения – над почвой. Для проверки этого часть корневой системы, а именно ее центральную часть, освободили от почвы на глубину 50-60 см и в радиусе 50-80 см от ствола, а корни отмыли. Такое частичное обнажение корневой системы не вызвало заметного ухудшения состояния растения. Затем отмытые корни прикрывали от действия на них света рубероидом а на зиму мешковиной. В процессе зимовки обнаженные корни удалось естественным образом проморозить до -28°С, а при использовании мобильной холодильной установки до -35°С. После этого была проверена морозостойкость этих корней.
Слабую морозостойкость корней можно объяснить тем, что условия для первой фазы закалки (температурный режим и аэрация) в почве менее благоприятным, чем на воздухе. Ориентировочные опыты, однако, показали, что обнажение корней в начале осени, то есть создание для них таких же условий закаливания, в которых находится надземная часть плодового дерева, только незначительно улучшило их морозостойкость. Стало очевидным, что причина слабой устойчивости корней – не условия закаливания, а их плохая способность к закаливанию. Это было вызвано тем, что у них не прекратился рост. Поэтому для более раннего прекращения роста корней была проведена их подсушка. Корни находились в темноте при влажности воздуха, близкой к наружной.
Любопытные данные были получены при обнаружении корней в разное время. Это делали 15-го числа каждого месяца, начиная с мая по ноябрь. Первую и вторую стадию закалки корни проходили в природных условиях осени и зимы. На зиму корни укрывались мешковиной. Морозостойкость корней проверялась в январе. Корни, отмытые от почвы в начале зимы (15 ноября), после закаливания на воздухе способны были выжить при -13°С. Подсушивание в течение одного месяца повысило устойчивость до -15°С. Максимальная устойчивость (-20°С) наблюдалась у корней, освобожденных от почвы в мае и июне. Такое длительное подсушивание вызвало прекращение роста корней. Была обнаружена следующая особенность. У всех корней отмытых осенью (15 октября и 15 ноября) и помещенных затем в благоприятные условия для роста, появились побеги. У корней же, освобожденных летом (с мая по август), они выросли только у 20% черенков. Корни, отмытые в начале осени, заняли промежуточное положение (отрастало 70%). Следовательно, при более длительном подсушивании корни не только не росли, но начинали утрачивать способность возобновлять рост, если их помещали в благоприятные для этого условия. Одновременно у корней повышалась способность к закаливанию. Весной же после зимнего охлаждения и такие корни легко отрастали. То есть было выяснено, что для успешного закаливания корней одного только прекращения роста было недостаточно, необходима была еще временная утрата способности к росту после длительного пребывания в нерастущем состоянии. В таких условиях и корни могут переходить в физиологическое состояние, сходное со вступлением надземных частей в период покоя.
Замена почвы, как внешней среды, на воздух только в осенний период, когда в корнях протекает процесс закаливания, оказалась малоэффективной. Корни во влажной почве не могут своевременно закончить ростовые процессы, и поэтому не способны использовать осень и зиму для приобретения высокой устойчивости. Возможность подсушивания отмытых корней выявила способность закаливания не только у этих корней, но и у тех, которые оставались в почве на расстоянии 10 см от краев ямы. У корней, находящихся на большем расстоянии от ямы (15-20 см), способность к закаливанию проявилась слабее, а на расстоянии 40 см – исчезла совсем. Так было выяснено, что подсушивание корней с помощью вентиляции на воздухе, так и в почве может подавлять в корнях ростовые процессы и повышать у них способность к закаливанию.
Однако таким способом не удалось довести устойчивость корней до уровня морозостойкости ветвей. Выяснилось, что почва – это не только благоприятная для роста корней среда, она также устраняет воздействие на них света. Чтобы проверить влияние затемнения, был проведен опыт, в котором обнаженные корни оставались не только на воздухе, но и на свету. Сроки отмывания были те же. Проверка морозостойкости корней была проведена в январе. Полученные данные показали, что на способность к закаливанию большое влияние оказывает свет. Корни, отмытые в начале лета и оставленные затем на воздухе и на свету, способны зимой выдерживать понижение температуры до -35°с. Корни же, оставленные на воздухе, но в темноте, выдерживали понижение температуры только до -20°С. Оказывается, для того чтобы корни после закаливания приобрели высокую морозостойкость, недостаточно только прекращение роста, необходимо еще длительное воздействие на них света. При этом свет воспринимается самими корнями, которые при обнажении в мае и июне быстро зеленеют и на них образуется пробковый цвет.
Освещение корней только осенью, когда длина дня бывает очень короткой, слабо влияет на повышение морозостойкости (с -13 до -15...-20°С). Высокой закалкой обладают корни только после очень длительного пребывания на свету, не менее трех месяцев. Срезанные с таких корней черенки полностью утрачивают способность давать побеги. Между тем все корни, обнаженные осенью, после промораживания черенков образуют побеги. Проверка морозостойкости корней, отмытых в мае, июне и июле и находящихся на свету, показала, что они выдерживали температуру -28°С без повреждений. Если же они были освещены с августа, вымерзло 15%, с сентября – 75%, с октября – 100%.
Для оценки роли света в закалке растений был проведен специальный опыт, в котором у однолетних яблонь нижнюю половину штамба закрывали почвой, верхнюю – оставляли на воздухе и на свету. Через четыре месяца штамб освобождали от земли и дальнейшую закалку он проходил в осенне-зимний период на открытом воздухе на свету. Зимой была проверена морозостойкость. Нижняя часть штамба, на которой образовались корни, выдержала понижение температуры только до -15°С, верхняя, находящаяся в течение вегетационного периода на свету, не пострадала и при -35°С. Промежуточная зона устойчивости изменялась от -20 до -28°С. Следовательно, длительное затемнение резко ухудшало способность к закаливанию не только у корней, но и у надземной части дерева.
Н.Н. Хвалиным был проведен и опыт по оценке времени, в течение которого корни плодовых растений могут утратить способность к закаливанию, приобретенную после длительного пребывания на открытом воздухе и на свету. Чтобы ответить на такой вопрос, у плодоносящей яблони были отмыты корни вокруг всего дерева и оставлены в таком виде на свету. На третий год в мае эти корни были снова засыпаны почвой, осенью же были снова отмыты для закаливания. При проверке морозостойкости было выявлено, что из-за пребывания в почве в течение 5 месяцев устойчивость корней снизилась с -35 до -20°С. В следующую же зиму такие корни не отличались от корней в контрольном варианте: они выдерживали температуру от -13 до -15°С.
Следовательно, слабая морозостойкость корней у плодовых растений обуславливается поздним их ростом, что резко ухудшает у них способность к закаливанию. Если подсушиванием почвы своевременно приостановить рост корней, устойчивость их после закаливания повышается, они не вымерзают при температуре -20 и даже -28°С. Большое влияние на способность к закаливанию оказывает свет. Выдерживая корни в течение трех-пяти месяцев не только на воздухе, но и на свету, можно повысить их морозостойкость (до -35°С) до уровня устойчивости к низким температурам ветвей. Выносливость штамба не отличается в этом отношении от ветвей. После четырех месяцев укрытия штамб, как и корни, утрачивает способность к закалке.
Полученные результаты описанных исследований позволяют сделать вывод о том, что морозостойкость корневой системы плодовых растений, в данном случае яблони, значительно повышается после окончания роста активных корней. Прекращению роста корней способствуют низкая влажность почвы, хорошая аэрация и пониженные температуры в ночное время. В северной и средней зонах садоводства корневые системы яблони имеют высокую морозостойкость в том случае, когда эти факторы действуют с начала или середины августа до наступления устойчивых отрицательных температур.
Большое влияние на морозостойкость корневой системы плодовых растений оказывают и особенности их выращивания в саду, и особенности ухода за ними. Например, выращивание плодовых растений на приподнятых холмах или на поверхности почвы при безъямной посадке позволяет их корневой системе весной намного раньше начинать рост сразу на всю глубину корнеобитаемого слоя, благодаря лучшей прогреваемости, аэрируемости и оводненности почвы, и раньше его заканчивать осенью, по сравнению с ямной посадкой таких растнеий. Конечно, садоводы должны разумно использовать и удобрения, и подкормки, и поливы и другие подобные мероприятия, чтобы не снизить морозостойкость корневых систем всех садовых растений. Обязательным мероприятием для всех садоводов в деле предохранения корней садовых растений от возможного подмерзания должно явиться мульчирование почвы перед ее замерзанием. Не следует забывать и о случаях возможного окучивания штамбов плодовых растений весной и разокучивания их осенью. Такое может произойти по невнимательности или еще по какой-то причине, но оно может привести к подмерзанию штамба в разокученной части в ноябре-декабре при отсутствии снега и сильных морозах. Вообще, я хочу, чтобы садоводы внимательно прочитали описанные исследования, в которых, по моему мнению, присутствует очень много для них неизвестного. Ведь в популярной литературе по садоводству об этом не пишут, хотя такие знания являются очень полезными для любого садовода.
В.Н. Шаламов