Факторы, влияющие на степень развития загара плодов яблони

У восприимчивых к загару сортов яблони выявлена прямая зависимость между скоростью накопления этилена, продуктов окисления α-фарнезена (КТ281) и развитием заболевания. Чем короче период до наступления климактерического максимума накопления этилена и выше скорость накопления КТ281, тем восприимчивее плоды к загару.

Обработка плодов Фитомагом эффективно замедляет биосинтез этилена, (КТ281) и развитие болезни, особенно результативно – в  условиях охлаждения.

Описание эксперимента

Более 70% сортов выращиваемых в России яблок подвержены такому заболеванию, как загар, потери могут составлять до 90% и более, что негативно сказывается на хранении плодов. Развитие болезни связано с накоплением в плодах продуктов окисления α-фарнезена (КТ281) и фенольных соединений, с содержанием эндогенного и экзогенного этилена.

Восприимчивость яблок к загару обусловливается генотипом сорта, а также предуборочными и послеуборочными факторами, которых насчитывается более 20.

В 2003 г. учеными РХТУ им. Д.И. Менделеева – с учетом природно-климатических условий России и особенностей выращиваемых у нас сортов – был создан препарат Фитомаг на основе соединения 1-метилциклопропена (1-МЦП), синтезированного ранее в США для послеуборочной обработки плодов, и изучалась эффективность обработки плодов Фитомагом при хранении яблок в обычной (ОА) и регулируемой (РА) атмосфере.

В 2010–2011 гг. были исследованы особенности физиолого-биохимических процессов, протекающих в яблоках разных сортов в послеуборочный период, воздействия физиологического состояния на эффективность послеуборочной обработки Фитомагом и восприимчивости плодов к загару. С этой целью были отобраны плоды 8 сортов, имеющие разную степень восприимчивости к болезни (содержание эндогенного этилена – 0,5–1 ppm): Антоновка обыкновенная, Лобо, Мартовское, Беркутовское, Северный Синап, Жигулевское, Богатырь и Синап Орловский. В ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина (г. Мичуринск) определялись содержание этилена, КТ281 и твердость плодов.

Одну часть яблок хранили в комнатных условиях при Т=+20–22°С (для ускорения созревания и старения), вторую – при пониженной температуре (Т=+2–4°С). Изучалось влияние степени зрелости плодов на лежкость и эффективность обработки Фитомагом, для чего плоды Антоновки обыкновенной снимали в 3 срока с разницей в 7 дней. Содержание эндогенного этилена при съеме составляло соответственно 0,03, 0,7 и 53,6 ppm. Яблоки хранились в ОА при Т=+3°С, обработка плодов Фитомагом проводилась через 1, 3, и 5 дней после съема.

Исследования показали, что яблоки, выращенные в средней полосе России (Антоновка обыкновенная, Мартовское, Жигулевское, Лобо, Синап Орловский, Богатырь), имеют более высокую интенсивность дыхания, выделения и накопления этилена, чем выращенные на юге страны (Ренет Симиренко, Гренни Смит, Голден Делишес и др.). Это позволяет сделать вывод о том, что высокая интенсивность созревания влияет на снижение лежкости и повышение восприимчивости к загару плодов сортов, которые выращиваются в средней полосе (рис. 1).

Рис. 1. Влияние сортовых особенностей, обработки препаратом Фитомаг на интенсивность выделения плодами этилена (5 дней после съема, ОА, Т=+2–4°С)

В условиях повышенной температуры (Т=+20–22°С) разница в сроках регистрации климактерического максимума этилена в плодах этих сортов, судя по всему, определяет лежкость и длительность их хранения. Климактерический максимум был зафиксирован у яблок сорта Антоновка обыкновенная через 10, Жигулевское – через 30, Мартовское, Синап Орловский, Беркутовское, Северный синап – через 40–42 дня, Богатырь – через 50 дней хранения в комнатных условиях.

У сортов, слабо восприимчивых к загару (Жигулевское, Лобо, Северный Синап), выявлены самые высокие уровни накопления этилена в плодах; сорта, восприимчивые к болезни при созревании в условиях постоянного тепла (Антоновка обыкновенная, Беркутовское, Мартовское, Синап Орловский, Богатырь), имеют средние и низкие показатели.

Темпы и уровни накопления КТ281 различаются по сортам. Плоды сортов Антоновка обыкновенная, Мартовское, Беркутовское, легко подверженные болезни, быстрее остальных накапливали КТ281. Максимальный уровень накопления КТ281 в плодах изучаемых сортов был близок или совпадал по времени с максимумом накопления этилена в плодах. Это подтверждает взаимосвязь между накоплением в плодах этилена и КТ281.

Самым восприимчивым к загару сортом является Антоновка обыкновенная, далее (по убывающей) – Беркутовское, Мартовское, Синап Орловский, Северный Синап, Богатырь, Жигулевское. Так, Антоновка обыкновенная в отдельные годы поражается загаром после 1–1,5 мес. хранения в ОА (Т=+2°С), другие сорта – намного позже, или устойчивы к болезни. Поэтому технология обработки плодов Фитомагом индивидуальна для каждого сорта, группы сортов.

Обработка Фитомагом

Обработка Фитомагом замедляет накопление этилена, КТ281 и развитие загара. Даже при высокой температуре хранения (Т=+20–22°С) обработка Антоновки обыкновенной Фитомагом увеличивает период до выявления климактерического максимума этилена на 3 недели в сравнении с контрольной партией и снижает уровень его накопления (рис. 2).

Рис. 2. Влияние препарата Фитомаг на динамику эндогенного этилена в плодах сорта Антоновка обыкновенная при хранении в условиях повышенной и пониженной температур

Особенно эффективна обработка плодов Фитомагом при их хранении при пониженной температуре (Т=+2–4°С): в этом случае у контрольных плодов климактерический максимум фиксировался через 3,5 мес., а у обработанных Фитомагом не наблюдался даже после 5 мес. хранения (рис. 3). Это характерно для всех изучавшихся сортов.

Рис. 3. Влияние препарата Фитомаг на снижение твердости мякоти плодов сорта Антоновка обыкновенная при хранении в условиях повышенной и пониженной температур

По материалам ст.: Влияние генотипа сорта, сроков съема, загрузки камер и обработки плодов ингибитором биосинтеза этилена на степень развития загара / Гудковский В.А. и др. // Вестник МичГАУ. 2012. № 3. С. 120–128.

Сроки съема

Большое влияние на физиологическое состояние, качество и лежкость плодов при хранении оказывают сроки съема.

Было установлено, что для контрольных и обработанных партий плодов Антоновки обыкновенной, снятых в 3 срока, показатели динамики накопления этилена, КТ281 и степени поражения загаром сильно различаются. Климактерический максимум содержания этилена в плодах 3-го срока съема отмечался 2 декабря, 1-го – 18 декабря, 2-го – 14 января. В плодах, обработанных Фитомагом, всех сроков съема содержание этилена заметно повысилось только через 5 мес. хранения, при этом его уровни были намного ниже, чем в контрольных плодах, более высокие значения выявлены у плодов 1-го срока съема.

Самый высокий уровень содержания КТ281 был в контрольных и обработанных плодах 1-го и 2-го сроков съема – 38,6 и 26,5 нмоль/см2 соответственно, а у плодов 3-го срока съема на конец января составил 10 нмоль/см2, что в 2,6–3,8 раза ниже.

В партиях, обработанных Фитомагом, независимо от сроков съема накопление КТ281 было намного ниже, чем в контрольных, и повышалось только после 3 мес. хранения. Содержание КТ281 было выше в плодах 1-го и ниже в плодах 3-го сроков съема. Эти зависимости характерны и для накопления этилена, что подтверждает связь между биосинтезом этилена и КТ281.

Таблица 1. Физиологическое состояние плодов сорта Антоновка обыкновенная через 4,5 мес. хранения в ОА

Таким образом, максимальная эффективность обработки (снижение потерь от загара и высокая твердость плодов) обеспечивается при съеме плодов в оптимальные сроки, т.е. на 2-м сроке съема, когда содержание эндогенного этилена в плодах составляет 0,5–1 ppm. В этой стадии Фитомаг эффективно блокирует рецепторы плода, замедляя процесс накопления этилена и КТ281, что защищает плоды от загара и обеспечивает сохранность качества.

При раннем сроке съема из-за недостатка накопления антиоксидантов действенность обработки Фитомагом снижается, что может приводить к негативным последствиям для плодов, а именно:

• недостаточность созревания, бронзовость (Голден Делишес);
• оржавленность кожицы плодов на неокрашенной стороне и особенно в местах повреждения подкожной пятнистостью (Синап Орловский, Жигулевское, Айдаред, Гренни Смит и др.);
• CO2 повреждения при хранении в условиях РА.

При позднем сроке съема обработка Фитомагом малоэффективна, поскольку к этому времени большинство рецепторов плода уже занято этиленом.

Сроки закладки на хранение

Сроки загрузки камер и послеуборочной обработки Фитомагом также влияют на эффективность хранения плодов.

Если обработка плодов произошла с задержкой, то яблоки дозревают в камере, в них ускоренно накапливаются этилен и КТ281. Эти плоды по своим характеристикам похожи на плоды, прошедшие стадию оптимальной зрелости в саду.

Большинство сортов, выращиваемых в средней полосе, отличает высокая интенсивность накопления этилена. Для действенной защиты от загара и сохранения высокого качества сроки загрузки и послеуборочной обработки плодов Фитомагом не должны превышать для сортов: Антоновка обыкновенная – 1-2 дня, Мартовское – 2-3 дня, сортов Беркутовское, Синап Орловский, Северный синап, Богатырь – 3-4 дня.

Стресс-факторы

На восприимчивость плодов к загару также влияют предуборочные и послеуборочные стресс-факторы.

Плоды, снятые в ранние сроки, больше поражаются загаром, чем снятые в оптимальные и более поздние сроки. Но существуют дополнительные стресс-факторы, порой нарушающие эту закономерность. Один из них – окислительный стресс (фотостресс) – вызывается повышенной солнечной активностью в предуборочный период. В условиях продолжительного фотостресса в плодах усиленно образуются свободные радикалы, из-за чего резко снижаются защитные функции плодов и повышается восприимчивость к загару.

Так, в 2011 г. в ЗАО «15 лет Октября» на примере восприимчивого к загару сорта Синап Белорусский было выявлено, что загаром в максимальной степени были поражены контрольные и обработанные плоды 4-го срока съема (14–19 сентября), подвергшиеся в предуборочный период наибольшей солнечной активности.

При размещении в холодильные камеры на стадии охлаждения плоды, независимо от сроков съема, испытывают холодовый стресс, усиливающий процессы свободно-радикального окисления в кутикуле кожицы плодов.

Сочетание обоих стресс-факторов – повышенной солнечной активности в предуборочный период и низких температур в послеуборочный – дает суммированный негативный эффект, который проявляется на плодах, заложенных на хранение. Этот факт подтверждается на примере партии упомянутых плодов Синапа Белорусского, снятых 14–19 сентября. Видимо, поэтому обработка Фитомагом плодов, снятых в поздние сроки, оказалась малопродуктивной, а снятых в более ранние – достаточно эффективной.  

Подобные закономерности выявлены для сортов Беркутовское и Ветеран.

По материалам ст.: Влияние генотипа сорта, сроков съема, загрузки камер и обработки плодов ингибитором биосинтеза этилена на степень развития загара / Гудковский В.А. и др. // Вестник МичГАУ. 2012. № 3. С. 120–128.