Оценка пригодности бурых лесных почв предгорий северо-западного кавказа для насаждений яблони на подвое мм 106
На правах рукописи
ЧЕРНИКОВ Евгений Александрович
ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПРЕДГОРИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА ДЛЯ НАСАЖДЕНИЙ ЯБЛОНИ
НА ПОДВОЕ ММ 106
Специальность 03.02.13 — почвоведение
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Краснодар — 2013
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук
(ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии)
Научный руководитель доктор биологических наук, профессор
Вальков Владимир Фёдорович
Официальные оппоненты Бузоверов Анатолий Васильевич,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»
Пинчук Александра Петровна,
кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет, доцент кафедры кадастра и геоинженерии
Ведущее предприятие ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии.
Защита состоится « 24 » апреля 2013 г. в 12.30 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.04 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», с авторефератом – на сайте http://vak.ed.gov.ru
Автореферат разослан «___» марта 2013 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета,
доктор сельскохозяйственных наук Слюсарев Валерий Никифорович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Современные насаждения яблони в условиях предгорий в основном размещают на клоновых среднерослых подвоях. Такие сады рекомендуют выращивать на склонах до 13 градусов, в их нижней и средней части. В данных условиях более полно реализуется продукционный потенциал яблони, к тому же сады на среднерослых подвоях менее затратны, так как не требуют установки опоры и имеют ограниченную потребность в дополнительном минеральном питании (А.Р. Расулов, 1999, П.Г. Лучков и др., 2003, 2004). В предгорной зоне Краснодарского края наиболее распространён подвой ММ106, который был районирован как высокопродуктивный подвой зарубежной селекции без предварительного детального изучения в конкретных условиях. В этой зоне насаждения яблони в основном расположены на бурых лесных, серых лесных и серых лесостепных, дерново-карбонатных почвах (рендзинах). Характерной особенностью этих почв является повышенная водопроницаемость верхних горизонтов и низкая водопроницаемость горизонта В и материнской породы (С.Ф. Неговелов, 1985; В.Ф. Вальков, 2008). Отмечалась различная реакция сорто-подвойных комбинаций яблони на почвенные условия предгорий, известны случаи угнетения или полной гибели деревьев яблони на подвое ММ 106. Промышленное плодоводство в предгорьях Краснодарского края нуждается в рекомендациях по определению пригодности почв для закладки насаждений яблони на подвое ММ 106 на почвах лесного типа почвообразования. Необходимы знания о приспособленности растений яблони на этом подвое к почвам лесного типа почвообразования. Требуется уточнение пороговых значений водно-физических и агрохимических свойств почв предгорий для насаждений яблони на подвое ММ106. Это и определило цель и задачи наших исследований.
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии в соответствии с тематическим планом НИР (№№ государственной регистрации 01.2.006 07525 и 01201155902).
Цель работы — установить пороговые значения параметров водно-физических и агрохимических свойств бурой лесной почвы предгорий Северо-Западного Кавказа для насаждений яблони на среднерослом подвое ММ106.
Задачи исследований:
- определить водно-физические свойства бурой лесной почвы предгорий в насаждениях яблони с различной степенью угнетения деревьев;
- определить агрохимические свойства бурой лесной почвы предгорий в насаждениях яблони с различной степенью угнетения деревьев;
- выявить особенности развития корневой системы яблони на подвое ММ106 в зависимости от почвенных условий;
- установить зависимость ростовых процессов и урожайности яблони на подвое ММ106 от почвенных условий;
- уточнить предельно-допустимые параметры водно-физических и агрохимических свойств бурой лесной почвы для яблони на подвое ММ106 с учётом сортовой специфики.
Научная новизна исследований. Определены пороговые значения водно-физических и агрохимических свойств бурой лесной почвы предгорий Северо-Западного Кавказа для яблони на подвое ММ106. Установлена сортовая реакция яблони на почвенные условия возделывания.
Практическая значимость работы. Предложены предельно-допустимые параметры водно-физических и агрохимических свойств бурой лесной почвы предгорий Северо-Западного Кавказа с целью определения их пригодности для закладки насаждений яблони на подвое ММ 106 и для разработки проектов закладки новых насаждений яблони на среднерослых подвоях.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Уточнены показатели пригодности бурой лесной почвы предгорий Северо-Западного Кавказа по плотности сложения для яблони на подвое ММ 106. Верхним пределом допустимых показателей плотности сложения корнеобитаемого слоя почвы для яблони сортов Айдаред и Флорина является значение 1,40 г/см3, для яблони сорта Ренет Симиренко - 1,45 г/см3.
- Наличие уплотнённых слоёв почвы на глубине 140-160 см приводит к накоплению влаги в корнеобитаемом слое почвы в весенний период до 80% от наименьшей влагоёмкости. Переувлажнение корнеобитаемого слоя бурой лесной почвы приводит к угнетению, а при длительном переувлажнении и к гибели деревьев яблони на подвое ММ 106.
- Наличие негативных факторов в профиле бурой лесной почвы приводит к снижению урожайности яблони на 50-70% и рентабельности производства плодов в среднем до 26,9%.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных заседаниях Ученого совета ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии в 2009-2011 гг., III, IV и V Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2009-2011 гг.), на региональной конференции молодых учёных «Научное решение актуальных проблем производства, качества и безопасности сельхозпродукции» (Краснодар, ГНУ ВНИИТТИ, 2010г.).
Личный вклад автора. Автору принадлежит 85% выполненной работы. Соискателем, под руководством научного руководителя, выполнены следующие виды работ: разработана программа и методика исследований; обоснованы теоретические положения диссертационной работы, проведены полевые исследования почв, учёты биометрических параметров растений и урожайности, выполнен большой запланированный объём аналитических работ; проанализирован и статистически обработан экспериментальный материал; сделаны выводы и предложения производству.
Автор выражает искреннюю признательность за содействие и помощь в выполнении работы руководству и сотрудникам Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства, профессорско-преподавательскому составу кафедры экологии и природопользования ЮФУ.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работах, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 128 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа содержит 20 таблиц, 18 рисунков и 10 приложений. Список использованной литературы включает 149 источников, в том числе 10 на иностранных языках.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ПЛОДОВЫХ РАСТЕНИЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).
В обзоре многочисленных литературных источников по исследуемой теме дан анализ публикаций результатов исследований известных учёных о пригодности лесных почв под посадку яблони (С.Ф. Неговелов, 1985; А.Р. Расулов, 1999; Н.И. Семёнов, 2006 и др.), однако в данных работах пригодность почвы определяли под насаждения яблони на семенных сильнорослых подвоях. Определено современное состояние изученности вопросов приспособленности среднерослых подвоев к почвам лесного типа почвообразования в условиях предгорий (П.Г. Лучков, 2000, 2003, 2004; А.Р. Расулов, 2000 и др.), но эти исследования проводились в предгорных и горных условиях республики Дагестан, которые значительно отличаются от условий предгорий Краснодарского края. Обоснована необходимость разработки рекомендаций по определению пригодности почв предгорий для закладки насаждений яблони на подвое ММ 106 в условиях предгорий Северо-Западного Кавказа.
2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Исследования проведены в 2009-2011 гг. в насаждениях яблони ОАО КСП «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края, кварталы № 98 (Опытный участок №1) и № 99 (Опытный участок №2), площадь 13,6 га. Особенностями погодных условий периода исследований являлись адвективные заморозки весеннего периода, обильные дожди в раннелетний период и аномально жаркая погода с недостатком влаги в июле-августе, суховеи. Эти явления ухудшали условия цветения деревьев яблони, налива и созревания плодов, что приводило к снижению урожайности. Почвенный покров опытных участков представлен бурыми лесными и дерново-карбонатными почвами (рендзинами). Склон северо-западный, крутизна 10-12о. Высота над уровнем моря изменяется от 132 метров в самой высокой точке до 110 метров в нижней точке рельефа.
Объекты исследований – почвы опытного участка и растения яблони. Яблоня сортов позднего срока созревания - Айдаред, Ренет Симиренко и Флорина на подвое ММ106, 2003 года посадки. Схема размещения деревьев 5х3 м. Опытный участок №1 – площадью 4,69 га, почвенный покров участка представлен бурыми лесными и дерново-карбонатными почвами (рендзинами). Опытный участок №2 – площадью 8,92 га, почвенный покров участка представлен бурыми лесными почвами.
Предмет исследований – оценка пригодности водно-физических и агрохимических свойств бурой лесной почвы для насаждений яблони на подвое ММ 106.
Схема опытов.
1. Контроль – участок с удовлетворительным состоянием деревьев яблони.
2. Вариант 2 – участок сада с признаками угнетения деревьев яблони (слабый рост, низкая урожайность).
3. Вариант 3 – участок сада с гибелью деревьев.
При проведении детального почвенного обследования по вариантам опытов для отбора почвенных образцов использовали бур малого диаметра конструкции С.Ф. Неговелова (1960). На опытном участке №1 было заложено 57 скважин, из них 36 в верхней части склона на сорте Айдаред (скважины 1-27; 46-54), 12 – в средней части склона на сорте Ренет Симиренко (скважины 28-36; 55-57) и девять – в нижней части склона на сорте Флорина (скважины 37-45). На опытном участке №2 - 21 скважина, из них три в верхней части склона на сорте Айдаред (скважины 58-60), девять – в средней части склона на сорте Ренет Симиренко (скважины 61-69) и девять – в нижней части склона на сорте Флорина (скважины 70-78).
В основу работы положен метод полевого и лабораторного опыта. При закладке полевых опытов использовались: «Программа и методика исследований по вопросам почвенной агротехники в интенсивном садоводстве» (В.А. Потапов, 1976); «Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках» (В.Г. Сычёв, 2006). Отбор и подготовка почвенных образцов проводились по ГОСТ 17.4.4.02 – 84.
Описание морфологического профиля почв проводили по классификации и диагностике почв СССР (1977). Определение плотности сложения почвы проводили бурово-пенальным методом С.Ф. Неговелова (1977), плотности твёрдой фазы почвы - пикнометрическим способом, порозности почвы - расчётным методом, каменистости - по характеру скелетной части почвы (И.С. Кауричев, 1980), полевой влажности почвы по слоям - по ГОСТу 28268-89. Наименьшая влагоёмкость (НВ) – по данным Ю.И. Бридько (1967) (НВ по профилю почвы изменялась от 24,9 до 34,7%). Проводили определение рН водной вытяжки (ГОСТ 26423-85), рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85), катионно-анионного состава водной вытяжки (ГОСТы 26423-85 – 26428-85), суммы поглощённых оснований по методу Каппена (ГОСТ 27821-88), органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), суммы поглощённых оснований - по методу Шмука в модификации Тюрина, ёмкости катионного обмена и степени насыщенности основаниями - расчётным способом, нитратного азота - дисульфофеноловым методом (Агрохимические методы исследования почв, 1975), подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26205-91), подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91).
Изучение размещения корневой системы деревьев яблони проводили методом скелета (В.А. Колесников, 1971). Определение размера однолетних побегов и утолщения штамба деревьев яблони проводили осенью с помощью мерной ленты, учёт урожая плодов подеревно глазомерно и весовым методом с учётом падалицы (В.А. Потапов, 1976).
Расчёт экономической эффективности проводили по методическим рекомендациям определения эффективности сельскохозяйственного производства (под ред. Боева, 1996).
Обработку экспериментальных данных осуществляли методами математической статистики с применением дисперсионного и корреляционного анализа (Б.А. Доспехов, 1985) с использованием программы Microsoft Office Excel 2007 и статистического пакета Stat Soft Statistica 6.
3 ОСОБЕННОСТИ БУРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ПРЕДГОРИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СОСТОЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ ЯБЛОНИ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ)
3.1 Морфолого-генетическое описание почв
Для морфологического описания почв на опытных участках в верхней, средней и нижней частях склона было заложено 5 полнопрофильных почвенных разрезов. Результаты обследования показали, что почвенный покров участка представлен двумя типами почв: 1 - бурые лесные слабоненасыщенные остаточно-насыщенные малогумусные слабосмытые плантажированные тяжело- и среднесуглинистые почвы на делювиальных некарбонатных и остаточно-карбонатных отложениях; 2 - дерново-карбонатные выщелоченные известняковые мало - и среднегумусные слабосмытые плантажированные тяжелосуглинистые почвы на делювии известняков. Бурые лесные почвы характеризовались низким содержанием гумуса (0,96-1,46%), кислой реакцией среды (рНводн. 5,17-6,72; рНkcl 3,74-4,99), степенью насыщенности основаниями в пределах 78,5-94,4%. Дерново-карбонатные почвы характеризовались более высоким содержанием гумуса (1,35-3,30%), нейтральной и щелочной реакцией среды (рНводн. 6,95-7,71 в верхнем слое), высокой степенью насыщенности основаниями (85,9-100%).
3.2 Водно-физические свойства бурой лесной почвы
На опытном участке №1 площадью 4,69 га, при удовлетворительном состоянии деревьев яблони сорта Айдаред, плотность сложения бурой лесной почвы в профиле 0-200 см в среднем по повторностям составила 1,32-1,41 г/см3 и не оказывала негативного влияния на рост деревьев. На участках с угнетением и гибелью деревьев показатели плотности сложения почвы в слое ниже 60 см превышали 1,41 г/см3 (табл. 1).
Таблица 1 – Физические свойства бурой лесной почвы под насаждениями яблони разного состояния
| Слой почвы, см | Плотность сложения, г/см3 | Порозность общая, % | |||||
| удовл.
состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | НСР05 | удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | |
| сорт Айдаред | |||||||
| 40-60 | 1,38 | 1,40 | 1,33 | 0,02 | 48,0 | 47,1 | 50,0 |
| 60-80 | 1,37 | 1,44 | 1,41 | 0,04 | 49,8 | 47,1 | 48,2 |
| 80-100 | 1,40 | 1,42 | 1,44 | 0,02 | 47,6 | 46,9 | 46,4 |
| 100-120 | 1,41 | 1,39 | 1,43 | 0,02 | 48,5 | 49,4 | 47,9 |
| сорт Ренет Симиренко | |||||||
| 40-60 | 1,35 | 1,29 | 1,26 | 0,07 | 49,1 | 51,3 | 52,3 |
| 60-80 | 1,44 | 1,35 | 1,33 | 0,03 | 46,9 | 50,3 | 51,0 |
| 80-100 | 1,41 | 1,41 | 1,54 | 0,03 | 47,4 | 47,5 | 42,5 |
| 100-120 | 1,41 | 1,44 | 1,36 | 0,05 | 48,4 | 47,6 | 50,5 |
| сорт Флорина | |||||||
| 40-60 | 1,34 | 1,28 | 1,39 | 0,04 | 51,0 | 53,4 | 49,3 |
| 60-80 | 1,23 | 1,40 | 1,54 | 0,05 | 55,2 | 49,0 | 43,9 |
| 80-100 | 1,18 | 1,38 | 1,70 | 0,07 | 57,1 | 49,7 | 38,4 |
| 100-120 | 1,18 | 1,37 | 1,52 | 0,05 | 57,1 | 50,2 | 44,7 |
Достоверная разница по вариантам опыта установлена при плотности сложения почвы 1,45 г/см3 и выше, критерий Фишера (F) составил 4,75.
На участках с угнетением и гибелью деревьев яблони наименьшая порозность почвы была отмечена в слое 140-200 см (менее 46%). Изучение характера размещения корневой системы деревьев яблони показало, что слой почвы ниже 60 см с плотностью сложения более 1,40 г/см3 препятствовал росту корней яблони в нижележащие слои почвы. Двухфакторный анализ показал достоверную разницу между вариантами опыта при плотности почвы 1,40-1,45 г/см3 и мощности рыхлого слоя почвы 60-80 см (F=4,75).
Для определения влияния плотности сложения почвы на её водный режим нами изучена динамика влажности по всему профилю почвы на вариантах опыта. В весенний период на контроле влажность почвы по всему профилю была выше оптимальных значений (рис. 1).
При угнетении деревьев яблони влажность почвы в весенний период в слое 0-40 см находилась в пределах 87,4-88,3 % от НВ, что немного выше оптимальных показателей. На участке с гибелью деревьев влажность почвы была ниже оптимальной в верхней части профиля (0-120 см) и достигла оптимальных значений в слое 120-160 см. На глубине ниже 160 см установлен дефицит влаги (48,3% от НВ). Выявлен слой почвы 140-160 см с высокой плотностью сложения (до 1,60 г/см3) и очень низкой водопроницаемостью, над которым вся поступающая с вертикальным стоком влага аккумулировалась и частично переводилась в горизонтальный внутрипочвенный сток.
На варианте с гибелью деревьев установлена прямая линейная зависимость влажности слоя почвы 0-160 см от плотности сложения почвы. Корреляционная связь была тесной, коэффициент корреляции (r) - 0,84.
В осенний период после длительной засухи на всех вариантах опыта в метровом слое почвы был установлен недостаток влаги (рис. 2).
На участке с гибелью деревьев наблюдалась прямая линейная зависимость влажности почвы от её плотности, r = 0,84. Это подтверждает, что высокая плотность почвы (более 1,40 г/см3) в слое 0-160 см приводит к переувлажнению корнеобитаемого слоя и, как следствие, угнетению и гибели деревьев яблони.
Рисунок 1 – Влажность бурой лесной почвы в зависимости от состояния яблони (04.05.2011 г.)
Рисунок 2 – Влажность бурой лесной почвы в зависимости от состояния яблони (05.09.2011 г.)
Влажность почвы сильно различалась на разных участках склона. В весенний период на вершине склона влажность почвы по всему профилю изменялась слабо и была ниже оптимальной (рис. 3). В середине склона изменение влажности почвы по профилю было более выражено, недостаток влаги был отмечен в слое почвы 0-120 см. В нижней части склона влажность почвы превышала оптимальные показатели в слое ниже 100 см, особенно в слое почвы 160-180 см.Полученные данные дают основание заключить, что сильное периодическое переувлажнение происходит из-за низкой водопроницаемости почвы ниже 100 см. Это оказывает негативное влияние на рост корней и состояние насаждений яблони.
В осенний период на вершине склона по всему профилю почвы был отмечен недостаток влаги (рис. 4). В середине склона до глубины 160 см установлен дефицит влаги. В слое 160-200 см влажность почвы была приближена к оптимальным пределам. В нижней части склона отмечено небольшое переувлажнение на глубине ниже 180 см.
Рисунок 3 – Влажность бурой лесной почвы на разных уровнях склона (определение в весенний период - 13.05.2010 г.)
Рисунок 4 – Влажность бурой лесной почвы на разных уровнях склона (определение в осенний период - 20.09.2010 г.)
Таким образом, в нижней части склона, при наличии уплотнённых горизонтов, происходила аккумуляция влаги, собирающейся со всего склона с поверхностным и внутрипочвенным стоком, что повышало риск угнетения и гибели деревьев яблони от длительного переувлажнения корнеобитаемого слоя почвы. Высокая плотность сложения (более 1,40 г/см3) в корнеобитаемом слое почвы приводила к угнетению и гибели деревьев яблони сортов Айдаред и Флорина на подвое ММ106. Деревья яблони сорта Ренет Симиренко были устойчивы к плотности сложения корнеобитаемого слоя почвы до 1,45 г/см3. На участке с удовлетворительным состоянием деревьев яблони сорта Ренет Симиренко в слое 60-140 см плотность сложения почвы составила 1,41-1,44 г/см3. Но это не оказало негативного влияния на рост и развитие деревьев яблони. На участке с гибелью деревьев яблони плотность сложения почвы на глубине 80 см достигала значений 1,54 г/см3. Порозность почвы на участках с удовлетворительным состоянием деревьев и с признаками их угнетения различалась незначительно. Сильное угнетение отмечалось при порозности менее 47%.
3.3 Агрохимические свойства бурой лесной почвы
Важнейшими химическими и агрохимическими показателями почв, влияющими на их садопригодность, являются: содержание гумуса, реакция почвенной среды, тип и степень засоления, сумма поглощенных оснований и др.
На всех вариантах опыта под насаждениями яблони сортов Айдаред, Ренет Симиренко и Флорина установлен низкий уровень содержания гумуса в верхней части профиля почвы (табл. 2).
Таблица 2 – Содержание общего гумуса в бурой лесной почве в зависимости от степени угнетения яблони, опытный участок №1, %
| Слой почвы, см | Бурая лесная почва | ||||||||
| Айдаред | Ренет Симиренко | Флорина | |||||||
| удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | |
| 0-20 | 1,29 | 0,96 | 0,78 | 0,83 | 0,83 | 0,90 | 1,00 | 1,14 | 1,28 |
| 20-40 | 0,95 | 0,76 | 0,63 | 0,49 | 0,63 | 0,77 | 0,65 | 1,00 | 0,86 |
Разница между вариантами опыта на бурой лесной почве составляет 0,2-0,3%, это могло снизить урожайность, но всё-таки не являлось основной причиной угнетения и гибели деревьев яблони.
В насаждениях яблони сорта Айдаред на всех вариантах опыта в слое почвы 0-40 см отмечалось низкое содержание азота (менее 10 мг/кг) (табл. 3). Наименьшее содержание подвижного фосфора было установлено на варианте с признаками угнетения деревьев – 40,2 мг/кг, на других вариантах опыта содержание подвижного фосфора в почве сада было средним (50-100 мг/кг). Обеспеченность почвы обменным калием на вариантах с угнетением было низкой (40-80 мг/кг), а на участке с удовлетворительным состоянием деревьев повышенной в слое почвы 0-20 см (124 мг/кг) и средней в слое 20-40 см (88 мг/кг). Для улучшения питательного режима почв и продуктивности насаждений яблони необходимо применение органических и минеральных удобрений, в первую очередь азотных.
Таблица 3 – Содержание питательных элементов в бурой лесной почве под насаждениями яблони сорта Айдаред разной степени угнетения, опытный участок №1
| Вариант опыта | Слой почвы, см | Нитратный азот (NО3) | Подвижный фосфор (P2O5) | Обменный калий (K2O) |
| мг/кг | ||||
| Удовлетворительное состояние деревьев | 0-20 | 0,7 | 99,7 | 124 |
| 20-40 | 0,2 | 4,7 | 88 | |
| Угнетение деревьев | 0-20 | 0,2 | 40,2 | 71 |
| 20-40 | 0,3 | 6,1 | 61 | |
| Гибель деревьев | 0-20 | 0,4 | 64,3 | 41 |
| 20-40 | 0,3 | 21,3 | 26 | |
Почвы опытного участка №1 в основном характеризуются сильнокислой реакцией среды (рНводн. 5,0-5,5). Для почв с таким рН при суглинистом и глинистом гранулометрическом составе характерны плохие физические свойства – склонность к уплотнению. С.Ф. Неговеловым (1985) установлено, что нижним пределом рН не влияющим негативно на рост яблони является показатель 5,5.
Нами была выявлена различная реакция сортов яблони на кислотность почвы (табл. 4). Деревья яблони сорта Айдаред находились в удовлетворительном состоянии при наличии в метровом слое почвы горизонта с высокой кислотностью (рНводн.-5,18), деревья сорта Ренет Симиренко угнетались на сильнокислых почвах, при рНводн.-меньше 5,35 в слое 0-100 см (рНводн.-5,16 в слое 80-100 см).
Таблица 4 – Реакция почвенной среды (рНводн.) бурой лесной почвы в зависимости от степени угнетения яблони, опытный участок №1
| Слой почвы, см | Айдаред | Ренет Симиренко | Флорина | |||||||||
| удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | НСР05 | удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | НСР05 | удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | гибель деревьев | НСР05 | |
| 0-20 | 5,86 | 5,91 | 6,17 | 0,90 | 6,06 | 5,96 | 6,63 | 0,15 | 6,68 | 6,64 | 5,71 | 0,12 |
| 20-40 | 5,76 | 5,64 | 6,20 | 0,13 | 5,84 | 5,92 | 5,97 | 0,13 | 6,20 | 6,43 | 5,96 | 0,13 |
| 40-60 | 5,50 | 5,50 | 5,39 | 0,12 | 5,78 | 5,45 | 6,14 | 0,42 | 6,95 | 5,96 | 5,91 | 0,19 |
| 60-80 | 5,44 | 5,44 | 5,54 | 0,16 | 5,76 | 5,73 | 6,02 | 0,18 | 7,81 | 6,02 | 5,89 | 0,19 |
| 80-100 | 5,18 | 5,43 | 5,54 | 0,19 | 5,89 | 5,16 | 6,20 | 0,19 | 8,10 | 7,12 | 6,45 | 0,26 |
| 100-120 | 5,25 | 5,41 | 5,51 | 0,19 | 5,84 | 5,70 | 6,00 | 0,17 | 8,26 | 7,63 | 6,24 | 0,28 |
| 120-140 | 5,33 | 5,42 | 5,42 | 0,27 | 6,03 | 7,34 | 5,86 | 0,19 | 8,35 | 7,81 | 6,70 | 0,21 |
| 140-160 | 5,40 | 5,38 | 5,40 | 0,18 | 6,10 | 7,46 | 6,20 | 0,25 | 8,35 | 7,90 | 7,42 | 0,18 |
| 160-180 | 5,59 | 5,44 | 5,36 | 0,20 | 5,84 | 7,40 | 6,03 | 0,28 | 8,34 | 7,83 | 7,79 | 0,12 |
| 180-200 | 5,72 | 5,37 | 5,41 | 0,60 | 5,77 | 7,49 | 5,83 | 0,25 | 8,23 | - | 8,33 | 0,09 |
На опытном участке №2 отмечено угнетение деревьев яблони сорта Флорина при наличии сильнокислой реакции среды в слое почвы 40-60 см (рНводн.-5,38). При рН-5,40 деревья яблони сорта Флорина находились в удовлетворительном состоянии.
4. Продуктивность яблони на подвое ММ 106 в зависимости от свойств бурой лесной почвы предгорий
4.1 Ростовые процессы яблони на почвах с разными водно-физическими и агрохимическими свойствами
Основные показатели, которые характеризуют ростовые процессы плодовых растений – средняя величина однолетнего прироста и прирост длины окружности штамба. Учитывая то, что в наших исследованиях все варианты опыта расположены в одинаковых климатических условиях и на одном склоне, можно предполагать, что угнетение деревьев яблони происходит в результате неблагоприятных почвенных условий. Необходимо было определить: насколько почвенные условия влияли на нарастание биомассы плодовых деревьев.
На бурой лесной почве (опытный участок №1) размеры однолетних побегов деревьев яблони всех исследуемых сортов за годы исследований были достаточными (более 20 см) на всех вариантах опыта (рис. 5). Наименьшие размеры однолетних побегов отмечались у деревьев яблони сорта Айдаред, наибольшие – у сорта Ренет Симиренко. Отмечено снижение размеров однолетних приростов на варианте с неудовлетворительным состоянием деревьев яблони, что указывает на наличие неблагоприятных почвенных факторов (высокая плотность сложения, кислая реакция среды в корнеобитаемом слое почвы).
Рисунок 5 – Средние размеры однолетних побегов яблони на подвое ММ106 в зависимости от степени угнетения деревьев, опытный участок №1
Средняя длина однолетних приростов угнетённых деревьев яблони была меньше, чем на деревьях в удовлетворительном состоянии независимо от сорта яблони (рис. 6).
Рисунок 6 – Размеры однолетних побегов яблони на подвое ММ106, среднее за 2009 - 2011 годы, опытный участок №1
На опытном участке №2 различия в размерах однолетних приростов угнетённых деревьев и деревьев в удовлетворительном состоянии сохранялись, хотя были выявлены некоторые особенности. Наибольшие приросты установлены на деревьях сорта Айдаред, меньшие на деревьях сортов Ренет Симиренко и Флорина.
Установлено снижение прироста длины окружности штамба на угнетеных деревьях яблони всех исследуемых сортов (табл. 5).
Таблица 5 – Приросты длины окружности штамба яблони на бурой лесной почве в зависимости от степени угнетения, опытный участок №1, см
| Год исследований | Айдаред | Ренет Симиренко | Флорина | |||
| удовлетворительное состояние | угнетение | удовлетворительное состояние | угнетение | удовлетворительное состояние | угнетение | |
| 2009 | 1,3 | 1,3 | 1,5 | 0,9 | 2,0 | 1,4 |
| 2010 | 3,4 | 2,9 | 1,8 | 1,7 | 3,7 | 2,5 |
| 2011 | 3,1 | 1,8 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,9 |
| Сумма 2009-2011 гг. | 7,8 | 6,0 | 5,0 | 4,4 | 7,6 | 5,8 |
Снижение размеров однолетних приростов и приростов длины окружности штамба яблони указывает на наличие неблагоприятных почвенных условий в корнеобитаемом слое бурых лесных почв.
4.2 Размещение корневой системы яблони на подвое ММ 106 в зависимости от свойств почвы
Как показали наши исследования, корни яблони на подвое ММ106 на контроле распространялись в почвенной толще равномерно, как в сторону соседних деревьев в ряду, так и в сторону междурядий (рис. 7). Корневая система яблони в основном располагалась в слое почвы 0-150 см, а некоторые корни проникали на глубину более 150 см. Основная часть активной корневой системы была сосредоточена в слое почвы 20-60 см.
Корни деревьев яблони с признаками угнетения распространялись в почвенной толще неравномерно. Большая часть корней размещалась в слое почвы 0-80 см, корни росли в сторону соседних деревьев. В сторону междурядья распространялось небольшое количество корней, сосредоточенное в верхнем слое почвы. Корни практически не проникали на глубину более 80 см. Основная часть активной корневой системы была сосредоточена в слое почвы 10-40 см (рис. 8).
Рисунок 7 – Строение корневой системы деревьев яблони сорта Айдаред на подвое ММ106 в удовлетворительном состоянии
Рисунок 8 – Строение корневой системы деревьев яблони сорта Айдаред на подвое ММ 106 с признаками угнетения
Высокая плотность нижележащих горизонтов ограничивала рост корней вглубь почвы. В результате площадь питания растений сокращается, возникает риск дефицита влаги в засушливые периоды.
4.3 Урожай и качество плодов яблони на почвах с разными водно-физическими и агрохимическими свойствами
Одним из важнейших показателей продуктивности яблони является её урожайность, которая учитывается при расчёте рентабельности производства плодов и показывает целесообразность возделывания яблони в конкретных условиях.
На бурых лесных почвах урожайность угнетённых деревьев яблони была на 50-70% ниже, чем деревьев удовлетворительного состояния (табл. 6). Нужно отметить, что для такого возраста насаждений (6-8 лет) урожай деревьев яблони удовлетворительного состояния тоже был невысоким. Вероятно, сказалось влияние стрессовых воздействий климата в годы исследований.
Таблица 6 – Урожайность яблони на бурой лесной почве, т/га (опытный участок №1)
| Вариант опыта | Айдаред | Ренет Симиренко | Флорина | ||||||
| 2009г | 2010г | 2011г | 2009г | 2010г | 2011г | 2009г | 2010г | 2011г | |
| Удовлетворительное состояние деревьев | 8,73 | 7,26 | 12,92 | 9,57 | 9,69 | 8,78 | 12,72 | 11,16 | 9,90 |
| Угнетение деревьев | 1,60* | 4,00* | 3,95* | 2,52* | 4,00* | 8,16 | 2,72* | 1,42* | 5,39* |
| НСР05 | 1,38 | 2,95 | 2,59 | 2,48 | 2,13 | 5,44 | 2,64 | 2,03 | 2,76 |
Фактический недобор урожая на угнетённых деревьях в среднем за 3 года исследований составлял от 2,9 т/га до 5,0 т/га. На участках, где погибли деревья яблони урожая плодов не было получено совсем, т.е. недобор урожая ежегодно составлял до 8,3 т/га. По всему массиву насаждений из общей площади 13,6 га, недополучен урожай плодов за счёт угнетения деревьев на площади 1,1 га (8,1 % площади) и потери составили 20,4 т за годы исследований, не получен урожай плодов с площади 1,0 га (7,4 % площади), где деревья полностью погибли, потери составили 28,9 т. Всего за 3 года исследований потери составили 49,3 т.
5 Экономическая эффективность возделывания яблони на подвое ММ106 в условиях предгорий Северо-Западного Кавказа
Основным решающим фактором повышения экономической эффективности является получение высокой урожайности плодов яблони при оптимальных издержках на производство. Однако, на данный показатель большое влияние оказывает ряд факторов, таких как климатические условия, сортовые особенности культуры яблони, а также размещение насаждений яблони после предварительного детального обследования почв на садопригодность. Так, фактическая рентабельность производства плодов яблони сорта Айдаред на опытном участке №1 в среднем за 3 года исследований составила 26,9%, а при закладке насаждений на садопригодных почвах она могла быть в 2 раза больше (47,8%) (табл. 7).
Таблица 7 – Оценка экономической эффективности возделывания яблони сорта Айдаред на подвое ММ106 на бурой лесной почве с разными свойствами, среднее за 2009-2011 гг
| Показатели | Насаждения на почвах с лимитирующими факторами для яблони | Насаждения на садопригодных почвах с удовлетворительным состоянием деревьев | |||
| удовл. состояние деревьев | угнетение деревьев | площадь под выпадами | итого | ||
| Площадь, га | 1,49 (76,4%) | 0,28 (14,4%) | 0,18 (9,2%) | 1,95 (100%) | 1,95 (100%) |
| Урожайность, ц/га | 96,4 | 31,8 | 0,0 | 78,1 | 96,4 |
| Себестоимость, руб./ц | 1373,7 | 3768,3 | 0,0 | 1600,5 | 1373,7 |
| Издержки, тыс.руб. | 192,0 | 31,5 | 20,1 | 243,6 | 251,8 |
| Прибыль, тыс.руб. | 98,7 | -13,0 | -20,1 | 65,6 | 129,5 |
| Рентабельность, % | 47,8 | -42,7 | 26,9 | 47,8 | |
Таким образом, для создания высокопродуктивных плодовых насаждений и получения конкурентоспособной продукции и увеличения рентабельности производства необходимо проведение предварительного детального почвенного обследования с определением показателей плотности сложения, мощности рыхлого слоя, порозности и реакции почвенной среды и размещение насаждений яблони на садопригодных почвах.
Выводы
1. Почвенный покров опытных участков, расположенных в предгорьях Северо-Западного Кавказа на слабопокатом склоне крутизной 10-12о представлен двумя типами почв:
- основную площадь занимают бурые лесные слабоненасыщенные остаточно-насыщенные малогумусные слабосмытые плантажированные тяжело- и среднесуглинистые почвы на делювиальных некарбонатных и остаточно-карбонатных отложениях;
- незначительную площадь занимают дерново-карбонатные выщелоченные известняковые мало- и среднегумусные слабосмытые плантажированные тяжелосуглинистые почвы на делювии известняков (рендзины).
2. На бурой лесной почве, на варианте с угнетением деревьев яблони сортов Айдаред и Флорина на подвое ММ106 установлено уплотнение корнеобитаемого слоя на глубине 60-100 см до критических значений плотности сложения более 1,40 г/см3, а сорта Ренет Симиренко более 1,45 г/см3. Общая порозность бурой лесной почвы на варианте с угнетением деревьев яблони сортов Айдаред и Ренет Симиренко была менее 47%. В насаждениях яблони сорта Флорина угнетение отмечалось при порозности менее 49%.
3. На участках с гибелью деревьев яблони сорта Айдаред выявлено периодическое переувлажнение корнеобитаемого слоя с наличием уплотнённых горизонтов в центральной части почвенного профиля (140-160 см) и переуплотнением нижележащих слоёв почвы. Установлена прямая линейная корреляционная зависимость между плотностью сложения и влажностью почвы в слое 0-160 см (r=0,84).
4. При изучении влажности почвы на разных уровнях склона установлено, что в нижней части уплотнённые горизонты почвы с глубины 60 см способствовали аккумуляции влаги при поверхностном и внутрипочвенном стоке и тем самым приводили к длительному переувлажнению корнеобитаемого слоя почвы.
5. В пахотном слое бурых лесных почв опытных участков установлено низкое содержание гумуса (до 1,29 %) и нитратного азота (0,1-0,5 мг/кг). Содержание подвижного фосфора находилось в пределах от очень низкого (14,2 мг/кг) до среднего (68,1 мг/кг), обменного калия – от низкого (56 мг/кг) до повышенного (125 мг/кг).
6. Корнеобитаемый слой бурых лесных почв опытного участка характеризовался сильнокислой реакцией среды (рНводн. 5,0-5,5). Отмечена сортовая реакция яблони на кислотность метрового слоя почвы: деревья яблони сорта Флорина угнетались при рН менее 5,40, сорта Ренет Симиренко при рН менее 5,35. Угнетение деревьев сорта Ренет Симиренко установлено также при кислой реакции среды нижележащих слоёв почвы (80-100 см) рН=5,16. Растения яблони сорта Айдаред при таких значениях рН (5,18) находились в удовлетворительном состоянии.
7. Водно-физические и агрохимические свойства почвы оказывали воздействие на ростовые процессы яблони. На угнетенных деревьях средние размеры однолетних побегов были на 10-30%, а приросты длины окружности штамба на 20-40% меньше, чем у деревьев в удовлетворительном состоянии.
8. Основная масса корневой системы яблони при удовлетворительном состоянии была сосредоточена в слое 20-60 см. Единичные корни проникали на глубину более 150 см. Корневая система деревьев яблони с признаками угнетения была сосредоточена в слое почвы 10-40 см, высокая плотность сложения нижележащих горизонтов ограничивала рост корней вглубь почвы и корни не проникали глубже 80 см.
9. Урожайность угнетённых деревьев яблони была на 50-70% меньше в зависимости от сорта, чем при удовлетворительном состоянии. Фактический недобор урожая на угнетённых деревьях в среднем за 3 года исследований в зависимости от сорта составлял от 2,9 т/га до 5,0 т/га. На участках с выпадами деревьев яблони недобор урожая ежегодно составлял до 8,3 т/га.
10. Рентабельность производства плодов яблони на варианте с удовлетворительным состоянием деревьев составила 47,8 %, при угнетении деревьев рентабельность была отрицательной и составила -42,8 %. Для создания высокопродуктивных плодовых насаждений и получения конкурентоспособной продукции и увеличения рентабельности производства необходимо проведение предварительного детального почвенного обследования и размещение насаждений яблони на садопригодных почвах.
Предложения производству
1. Оценку бурых лесных почв на пологих и слабопокатых (до 12o) склонах предгорий Краснодарского края, планируемых под закладку насаждений яблони на подвое ММ 106, проводить с учётом уточнённых предельных параметров водно-физических и агрохимических свойств корнеобитаемого слоя почвы: плотность сложения почвы – не более 1,40-1,45 г/см3; общая порозность не менее 47-49%; реакция почвенной среды – рНводн. не менее 5,20-5,40.
2. Размещение насаждений яблони сортов поздних сроков созревания на подвое ММ106 на бурых лесных тяжелосуглинистых почвах Краснодарского края проводить на основании результатов детального почвенного обследования с учётом сортовых особенностей и предложенных нами предельно-допустимых параметров физических и агрохимических свойств:
| Параметры почв | Айдаред | Ренет Симиренко | Флорина |
| Плотность сложения, г/см3 | не более 1,40 | не более 1,45 | не более 1,40 |
| Порозность общая, % | не менее 47 | не менее 47 | не менее 49 |
| Реакция почвенной среды (рНводн.) | не менее 5,2 | не менее 5,4 | не менее 5,4 |
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
- Черников, Е.А. Оптимальная плотность лесных почв для яблони на среднерослых подвоях / Е.А. Черников // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. – Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2011, №6. – С. 82-84.
- Черников, Е.А. Результаты изучения свойств почв предгорий для насаждений яблони на среднерослых подвоях / Е.А. Черников // Труды Кубанского аграрного университета, научный журнал. – Краснодар: КубГАУ, 2011. - № 32. – С. 99-102.
Статьи в других изданиях:
- Черников, Е.А. Влияние плотности бурой лесной почвы на состояние насаждений яблони в предгорьях / Е.А. Черников // Научное обеспечение агропромышленного комплекса (материалы Ш всероссийской научно-практической конференции молодых учёных).-Краснодар: КубГАУ, 2009.- С.133-134.
- Попова, В.П. Влияние свойств почв предгорий на состояние насаждений яблони на подвое ММ 106 / В.П. Попова, Е.А. Черников // Проблемы интенсивного садоводства. Научн. труды.-Краснодар:ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 47-52.
- Черников, Е.А. Особенности почвенных условий в насаждениях яблони в предгорьях / Е.А. Черников // Научное обеспечение агропромышленного комплекса (материалы IV всероссийской научно-практической конференции молодых учёных). - Краснодар: КубГАУ, 2010.- С.144-147.
- Вальков, В.Ф. О проблемах водообеспеченности плодовых деревьев в связи с переходом на среднерослые подвои / В.Ф. Вальков, Е.А. Черников // Энтузиасты аграрной науки. – Краснодар.:КубГАУ, 2010. – С. 31-35.
- Попова, В.П. Продуктивность яблони на подвое ММ 106 в условиях предгорий/ В.П. Попова, Е.А. Черников, В.Ф. Вальков// Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод.- Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 178-183.
- Черников, Е.А. Состояние насаждений яблони в зависимости от свойств почв предгорий / Е.А. Черников// Научное решение актуальных проблем производства, качества и безопасности сельхозпродукции: материалы региональной конференции молодых учёных научных учреждений г. Краснодара (30 июня 2010 года). – Краснодар: ГНУ ВНИИТТИ, 2010. – С. 84-89.
- Вальков, В.Ф. Проблемы водообеспеченности плодовых деревьев на среднерослых подвоях и возможность экологически полноценного использования водных ресурсов / В.Ф. Вальков, Е.А. Черников // Научный журнал СКЗНИИСиВ «Плодоводство и виноградарство Юга России» [Электронный ресурс]. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2011. - № 08 (02). - Шифр Информрегистра: 0421100126/0025. – Режим доступа: http://journal.kubansad.ru/aut/230/
- Черников, Е.А. Влияние плотности сложения лесных почв на урожайность яблони на среднерослых подвоях / Е.А. Черников // Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства. Сборник материалов международной дистанционной научно-практической конференции молодых ученых 2011. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2011. - 9 с. – Режим доступа: http://www.kubansad.ru/
- Попова, В.П. Реакция сортов яблони на почвенные условия предгорий / В.П. Попова, Е.А. Черников // Фундаментальные и прикладные разработки, формирующие современный облик садоводства и виноградарства (материалы международной научно-практической конференции). – Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2011. – С. 131-136.
- Черников, Е.А. Влияние водно-физических свойств лесных почв на урожайность яблони на среднерослых подвоях / Е.А. Черников // Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства. Сборник материалов международной дистанционной научно-практической конференции молодых ученых 2012. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2012. - 9 с. – Режим доступа: http://www.kubansad.ru/
