Потребность в охлаждении плода — это минимальный период холодной погоды, после которого плодоносящее дерево зацветет . Часто выражается в часах охлаждения, которые можно рассчитать разными способами, все из которых по сути включают суммирование общего количества времени в зимнее время, проведенного при определенных температурах. [ 1 ] [2]
Некоторым луковицам необходимо охлаждение для цветения, а некоторым семенам необходимо охлаждение для прорастания.
С биологической точки зрения необходимость охлаждения является способом обеспечения яровизации .
Единица охлаждения в сельском хозяйстве является показателем воздействия на растение низких температур. Температуры охлаждения простираются от точки замерзания до, в зависимости от модели, 7 °C (45 °F) или даже 16 °C (60 °F). [3] Косточковые плодовые деревья и некоторые другие растения умеренного климата развивают почки следующего года летом. Осенью почки становятся спящими , и переход к правильному, здоровому покою запускается определенным минимальным воздействием низких температур. Отсутствие такого воздействия приводит к задержке и некачественному листопадению, цветению и плодоношению. Одна единица охлаждения в самых простых моделях равна одному часу воздействия низкой температуры; эти единицы суммируются за весь сезон. Продвинутые модели присваивают разным температурным диапазонам разные веса.
По словам Фишмана, охлаждение деревьев происходит в два этапа. Первый этап обратим: охлаждение помогает создать предшественника покоя, но этот процесс можно легко обратить вспять при повышении температуры. После того, как уровень предшественника достигает определенного порога, покой становится необратимым и не будет зависеть от кратковременных пиков высокой температуры. [4] Яблоки имеют самые высокие требования к охлаждению среди всех фруктовых деревьев, за ними следуют абрикосы и, наконец, персики . Сорта яблок имеют разнообразный диапазон допустимого минимального охлаждения: большинство из них были выведены для умеренной погоды, но Гала и Фуджи могут успешно выращиваться в субтропическом Бейкерсфилде, Калифорния . [5]
Сорта персика в Техасе варьируются в своих требованиях от 100 единиц охлаждения ( сорт Florida Grande , районированный для регионов с низкими температурами) до 1000 единиц ( Surecrop , районированный для регионов с высокими температурами). [6] Посадка сорта с низкими температурами в регионе с высокими температурами сопряжена с риском потери урожая года, когда раннее цветение пострадает от весенних заморозков. [6] Сорт с высокими температурами, посаженный в регионе с низкими температурами, скорее всего, вообще никогда не будет плодоносить. Четырехлетнее исследование персика Ruston Red Alabama , пороговое значение которого составляет 850 единиц охлаждения, показало, что сезонный дефицит охлаждения менее 50 единиц не оказывает влияния на урожай. Дефицит от 50 до 100 единиц может привести к потере до 50% ожидаемого урожая. Дефицит в 250 часов и более — это верная потеря практически всего урожая; несколько плодов будут очень низкого качества и не будут иметь рыночной стоимости. [7] Нарушающие покой агенты (например, цианамид водорода , торговое название BudPro или Dormex ), применяемые весной, могут частично смягчить последствия недостаточного охлаждения. BudPro может заменить до 300 часов охлаждения, но чрезмерное распыление и ошибка во времени могут легко повредить почки. [7] Другие продукты, такие как Dormex, используют стабилизирующие соединения.
Охлаждение апельсиновых деревьев имеет два эффекта. Во-первых, оно увеличивает выработку каротиноидов и снижает содержание хлорофилла в плодах, улучшая их внешний вид и, в конечном итоге, их рыночную стоимость. Во-вторых, «квази-покой», испытываемый апельсиновыми деревьями, вызывает концентрированное цветение весной, в отличие от более или менее равномерного круглогодичного цветения и плодоношения в более теплом климате. [5]
Двулетние растения, такие как капуста , сахарная свекла , сельдерей и морковь, нуждаются в охлаждении для развития цветочных почек второго года. Чрезмерное охлаждение на ранних стадиях роста рассады сахарной свеклы, напротив, может спровоцировать нежелательный рост цветкового стебля ( стрелкование ) в первый год. Это явление было компенсировано путем выведения сортов сахарной свеклы с более высоким минимальным порогом охлаждения. Такие сорта можно сеять раньше обычного без риска стрелкования. [5]
Все модели требуют почасовой регистрации температур. [4] Самая простая модель назначает одну охлаждающую установку на каждый полный час при температуре ниже 7 °C (45 °F). Немного более сложная модель исключает температуры замерзания, которые не способствуют правильному циклу покоя, и учитывает только часы с температурой от 0 °C (32 °F) до 7 °C (45 °F). [3]
Модель Юты присваивает разный вес различным температурным диапазонам; полная единица в час присваивается только температурам от 3 °C (37 °F) до 9 °C (48 °F). Максимальный эффект достигается при 7 °C (45 °F). [4] Температуры от 13 °C (55 °F) до 16 °C (60 °F) (порог между похолоданием и теплой погодой) имеют нулевой вес, а более высокие температуры имеют отрицательный вес: они снижают полезные эффекты уже накопленных часов похолодания. [3]
Southwick et al. писали, что ни одна из этих моделей не является достаточно точной для учета применения агентов, нарушающих покой, широко используемых в современном сельском хозяйстве. Они выступали за использование динамической модели, адаптированной к двухэтапному объяснению покоя. [4]