Напустили тумана: как ученые помогают растениям адаптироваться к резким изменениям климата

Лето радует нас не только теплыми днями, но и долгожданным сезоном вишни и черешни. Однако этот период может обернуться серьезным испытанием для плодовых культур. Исследователи изучают разные методы, чтобы сохранить урожай в условиях экстремальной жары и засухи. Одно из таких решений предложили в Самарском национальном исследовательском университете имени С. П. Королёва. В этом ученым помогла специальная технология с использованием туманообразующей установки.


Как работает новая технология? Повлияет ли изменение климата на урожай? И почему в огороде трудно выращивать персики? Подробнее об этом порталу Наука.РФ рассказала автор проекта, научный сотрудник Научно-исследовательского института садоводства и лекарственных растений (НИИ) «Жигулевские сады», аспирант Самарского университета Екатерина Быстрова.

Подвои и привои

По данным ВЦИОМ, у каждого второго россиянина есть дача или земельный участок, на которых большинство занимаются выращиванием овощей, фруктов и ягод. Те, кто выбрал такой род занятий, зачастую сталкиваются с вечной проблемой: летняя жара и засуха ежегодно ставят под угрозу растения и могут привести к снижению урожайности. 

Ситуацию ухудшают климатические изменения, которые остро ощущаются в последнее десятилетие: майские снегопады и другие аномалии наносят серьезный урон сельскохозяйственным культурам. Поэтому одно из наиболее актуальных направлений в сфере сельского хозяйства — разработка технологий для выращивания растений в меняющихся условиях.

Подвой служит своего рода фундаментом для будущего растения. Он должен обладать полезными для местных условий биологическими свойствами, например, морозостойкостью или способностью переносить засуху, а также хорошими иммунитетом и якорностью корневой системы (строением корневой системы и силы крепления растения в почве). Благодаря такой прививке можно адаптировать растения ценных сортов к климатическим и почвенным условиям, получая саженцы с улучшенными характеристиками. 

Исследованиями в этом направлении сегодня занимаются такие научные организации, как Научно-исследовательский институт садоводства имени И. В. Мичурина, ФГБУН «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства», Крымская опытно-селекционная станция и НИИ «Жигулевские сады». 

«Как правило, подвои покупают. Мы же хотели самостоятельно реализовать их укоренение и размножение. Но возникла проблема: зеленые черенки плохо укореняются в условиях Среднего Поволжья. В Самарской области очень жаркое лето, особенно в июне и июле, опасное для черенков. Нужна определенная технология», — объясняет Екатерина Быстрова.

Рецепт успеха

Чтобы вырастить подвои для будущих саженцев, ученые построили специальную теплицу, рядом с которой разместили туманообразующую установку. Принцип работы этого оборудования достаточно простой: с помощью ультразвука устройство разбивает воду на мелкие аэрозольные частицы. 

В результате образуется туман, который подается из устройства через трубу в помещение. Таким образом растения оказываются в окружении плотного тумана, поддерживающего высокую влажность на уровне 90-98%.

«Если вы зайдете в такую теплицу летом, то почувствуете себя практически как в хаммаме. Туман оседает на поверхности листвы, защищая листья от ожогов и помогая сохранять нужную температуру растений. Благодаря этой технологии можно сберечь растения в первые недели их жизни, прежде чем они образуют корни. Потому что в дальнейшем они будут питаться уже за счет корневой системы», — говорит эксперт. 

В качестве образцов авторы проекта использовали собственную коллекцию черенков, взятых от маточных растений.

Перед посадкой срезы черенков обрабатывали корнестимуляторами и высаживали в субстрат. В ходе проекта ученым удалось разработать систему рекомендаций по режиму работы туманообразующей установки и уходу за растениями, в том числе: состав субстрата, количество подкормок, время выкопки. Исследователи поставили перед собой задачу — определить оптимальные параметры для выращивания подвоев, которые в дальнейшем позволят повысить приживаемость растений в засушливых условиях. 

После выращивания в теплице подготовленные образцы пересаживали в первое поле питомника — участок, где адаптируют подвои — и прививали их сортовыми растениями, получая таким образом саженцы косточковых культур.

Высший сорт

Впервые этот метод ученые протестировали на опытных участках НИИ «Жигулевские сады» в 2021 году. По словам Екатерины Быстровой, получить желаемые результаты удалось не сразу — в ходе первого эксперимента почти половина образцов сгорела под жарким Солнцем. Однако исследователи продолжили оптимизировать технологию и спустя время добились ее эффективности.

«Наш институт зависим от получения подвоев, поэтому для нас важно использовать собственный посадочный материал. На протяжении последних четырех лет мы черенкуем, укореняем и высаживаем плодовые культуры, применяя наш метод. С каждым годом процент выживаемости растений увеличивается. В прошлом году укореняемость черенков достигла 80-90% от общего количества. Растения оказались довольно жизнеспособными, их можно отнести к первому, высшему сорту», — делится ученый, добавив, что для одной такой партии можно получить порядка 2000 — 2500 черенков. Автор проекта уверена: такой метод подойдет и для других регионов. Нужно лишь немного актуализировать рекомендации по выращиванию растений под конкретную территорию, в том числе с учетом климатических особенностей. 

Кроме того, важно ориентироваться в сорто-подвойных комбинациях. Например, для сливы, алычи и абрикоса исследователи использовали форму под названием Бест, для вишни и черешни — ВСЛ-2, входящие в государственный реестр сортов и гибридов сельскохозяйственных растений.

«Подобрать правильный подвой — наука сложная. Для этого нужен колоссальный объем работы в экспериментальной части. Мы выбирали подвои, которые легко черенкуются, обладают хорошей сорто-подвойной комбинацией и требуют меньше ухода в саду. Хотя эти формы давно изучены, мы до сих пор открываем для себя что-то новое. Например, в этом году один из подвоев при весенней прививке плохо принял вишню. Пока непонятно, почему, мы продолжаем изучать этот вопрос», — отмечает Екатерина Быстрова. По ее словам, в подобных исследованиях желательно доводить саженцы до этапа плодоношения, однако нужно быть готовым к тому, что на такие эксперименты может уйти до пяти лет.

Персики в огороде

Сейчас ученые продолжают отрабатывать технологию на базе научно-исследовательского института. Исследователи намерены проверить метод на других плодовых культурах. В будущем технологию можно тиражировать, добавляет эксперт. Если спрос появится, можно снабжать аграриев и садоводов Самарской области устойчивыми саженцами черешни, сливы, абрикоса и алычи районированных сортов.

«Перспектива проекта скорее лежит в области научных исследований. Производственным предприятиям все же проще купить готовый продукт, чем заниматься его размножением. Но мы вполне могли бы стать источником посадочного материала», — говорит Екатерина Быстрова.

Благодаря этой технологии ученым удалось привить и вырастить культуры, выведенные на базе института. В частности, сорта черешни «Лиза», «Олечка», «Сокские зори» и «Нюша», а также вишню «Саратовская малышка», «Десертная волжская», «Шоколадница», «Владимирская», «Жуковская» и многие другие.

Такое богатство сортов — не редкость для плодово-ягодных культур. Регионы нашей страны славятся своим сортовым разнообразием. Это объясняется тем, что каждый регион культивирует свои уникальные, приспособленные к местным условиям, сорта, которые далеко не всегда подходят для других территорий, замечает ученый.

«Например, многие садоводы-любители покупают южные сорта, допустим, персик, ожидая, что у них на участке скоро вырастет дерево и появятся сочные плоды. Но через два года растение вымерзает, в итоге ресурсы потрачены впустую. Хотя, возможно, в будущем ситуация изменится. Сейчас коллеги работают над выведением новых сортов персика, которые будут адаптированы под наши условия», — комментирует научный сотрудник НИИ «Жигулевские сады» Екатерина Быстрова.

Но пока исследования в области селекции продолжаются, лучшее, что сегодня аграрии могут сделать — это подстроиться под условия окружающей среды и выводить районированные сорта. То есть такие, которые уже прошли испытания и признаны наиболее подходящими для местных условий.

Глобальное потепление

Главной проблемой в выращивании косточковых культур, как и любых других видов плодовых растений, по мнению специалиста, остается климат. Особую опасность представляют возвратные заморозки, которые можно наблюдать последние несколько лет.

«Такое явление происходит в мае, когда растения начинают цвести. Из-за мороза поражаются цветы, плоды не завязываются, и мы можем потерять до 100% урожая. Например, в этом году сильно пострадала слива. Черешня легче пережила этот период», — делится Екатерина Быстрова. При этом у глобального потепления можно найти и положительные эффекты в сельском хозяйстве. Так, повышение температуры делает южные культуры доступнее для выращивания в северных регионах.

«Например, абрикос, который более южный, сейчас в Самарской области стал лучше себя чувствовать. Меняются условия — меняются и культуры, которые к этим условиям больше приспособлены. В Самарской области ведь до сих пор нет выведенных сортов черешни, кроме тех, которые недавно вошли в госреестр благодаря моему научному руководителю, селекционеру, кандидату сельскохозяйственных наук Минину Анатолию Николаевичу. Он первым вывел черешню в Среднем Поволжье. Так что, возможно, скоро и у персиков появятся перспективы», — заключает ученый.

Анна Шиховец