Гидротермические показатели почвы как оценочный критерий садопригодности участка
НИЖЕГОРОДОВ РОМАН ВЛАДИМИРОВИЧ
«ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ КАК
ОЦЕНОЧНЫЙ КРИТЕРИЙ САДОПРИГОДНОСТИ УЧАСТКА»
06.01.07 – плодоводство, виноградарство
сельскохозяйственные науки
Д 220.041.01
Мичуринский государственный аграрный университет
393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101
тел. 5-31-37
Дата защиты диссертации – 17 декабря 2009 года
На правах рукописи
Нижегородов Роман Владимирович
ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЫ
КАК ОЦЕНОЧНЫЙ КРИТЕРИЙ САДОПРИГОДНОСТИ УЧАСТКА
Специальность 06.01.07 – плодоводство, виноградарство
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Мичуринск наукоград - 2009
Диссертационная работа выполнена в Воронежском государственном аграрном университете им. К.Д. Глинки
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Николай Михайлович Круглов
Официальные оппоненты: Лариса Викторовна Бобрович,
доктор сельскохозяйственных наук,
Мичуринский государственный аграрный
университет
Вячеслав Филиппович Воробьев
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства
Ведущая организация - Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова
Защита диссертации состоится 17 декабря 2009 г. в 1330 на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, Мичуринский ГАУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета, а с авторефератом дополнительно на официальном сайте университета: http://www.vgau.ru/.
Автореферат разослан « » ноября 2009 г.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 220.041.01,
кандидат сельскохозяйственных наук Н. М. Соломатин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Основной и самой продуктивной из плодовых пород является яблоня. Производство плодов отстает от потребностей. В России выращивают не более 40 кг плодов на душу населения в год, урожайность в 10 раз меньше, чем в зарубежных странах. Важной составляющей в этом являются почвенно-климатические условия.
Климатические условия Центрально - Черноземного региона характеризуются проявлением в отдельные годы резкими колебаниями температуры воздуха и относительной влажности, неравномерным распределением осадков, наличием выраженных засушливо-суховейных периодов. Для получения высоких и главное устойчивых урожаев плодовых культур необходимо иметь по возможности оптимальное соотношение всех взаимосвязанных факторов жизни растений – это света, тепла, воздуха, влаги и пищи.
Качественная сторона влияния температурного режима почвы на плодовые растения уже раскрыта. Мало сведений имеется о продуктивности плодовых растений в зависимости от гидротермических условий в зимние и летние периоды. Для этого необходимо по-новому взглянуть на параметры водного и питательного режимов и устойчивость плодовых культур к экстремальным изменяющимся условиям окружающей среды.
Цель и задачи исследований.
Целью настоящей работы является выявление взаимосвязи гидротермического и питательного режима почвы в плодовом саду в условиях изменения климатической и экологической обстановки на урожайность и качество плодов, а также применительно к оценке садопригодности участка.
Задачи исследований:
- Дать оценку садопригодности участка с учетом возможности ее корректировки за счет проведение поливов в зависимости от факторов внешней среды и почвенных условий.
- Определить влияние неблагоприятного водного режима на рост и развитие плодоносящего сада.
- Установить влияние гидротермических показателей на рост корней плодового дерева и интенсивность поглощения элементов питания в неблагоприятные годы и периоды на не вполне садопригодных участках.
- Выявить взаимосвязь температурного режима почвы сада с динамикой накопления снежного покрова или при его полном отсутствии на определенных этапах зимы в экстремальные годы.
- Сроки прохождения фенофаз яблони в зависимости от гидротермических показателей почвы.
- Влияние гидротермических условий на зимостойкость яблони.
- Установить влияние гидротермических показателей на урожай и лежкоспособность плодов.
- Дать экономическую оценку производства плодов яблони при различных гидротермических показателях в условиях корректировки отдельных параметров садопригодности участка.
Научная новизна и практическая значимость работы.
Новизна настоящей работы состоит в том, что с изменением климатических, экономических и социальных условий жизнедеятельности человека, необходимо уточнить реакцию плодовых растений на них в целях адаптации на ограничено садонепригодных площадях.
Апробация работы.
Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, были доложены на заседаниях кафедры плодоводства и овощеводства, международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Воронежского государственного аграрного университета им. К.Д. Глинки (Воронеж, 2003); международной научно – практической конференции молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора А. Н. Веньяминова (Воронеж, 2004); международной научно-практической конференции «Проектирование и технологическое обеспечение закладки и реконструкции насаждений садовых культур» (Москва, 2008).
Публикации результатов.
По материалам диссертационной работы опубликовано 3 печатные работы, из них работа в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура диссертации.
Диссертационная работа изложена на 158 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству. Библиографический список использованной литературы включает 151 источник, в том числе 10 иностранных. Работа иллюстрирована 35 рисунками и 19 таблицами.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Объекты, условия и методика исследований.
Объектами исследований служили гидротермические показатели, агрохимические характеристики почвы, биометрические показатели надземной части яблони (сорта: Жигулевское, Карповское, Вишневое и Лобо). Схема посадки 5х3 м, система содержания почвы в плодовом саду черный пар. Подвой среднерослый 62-396.
Исследования проводились в плодоносящих насаждениях, прилегающих к территории экспериментальной базы Всероссийского НИИ селекции и генетики плодовых и ягодных растений им. И. В. Мичурина 1987 года посадки.
В исследованиях использовались следующие методики:
1. Методика проведения исследований по почвенной агротехнике в садоводстве, разработанная профессором В.А. Потаповым (1976).
2. Программа и методы исследований по орошению плодовых культур, разработанная Ю.А. Марковым (1985).
3. Методика изучения температурного режима сада, разработанная профессорами В.А Потаповым и Н.М. Кругловым (1995).
Исследования включали в себя изучение динамики гидротермического режима почвы в саду в естественных условиях и с применением удобрений.
Полученные данные полевых и лабораторных анализов обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А, 1979), а также с использованием компьютерной программы Microsoft Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- Оценка садопригодности участка с учетом возможности
ее корректировки за счет проведения поливов в зависимости
от факторов внешней среды и почвенных условий
Земельный участок, на котором нами проводились исследованиях в 2002 – 2005 гг., занимает часть террасовидной площадки первой надпойменной террасы, относящейся к правобережью долины реки Лесной Воронеж. Надпойменная терраса по классификации относится к смешанному типу, которая состоит из террасовидной площадки и прилегающего к ней уступа. В нижней части уступа на поверхность выходит цоколь (основание террасы) – коренная порода, представлена песками, а верхняя часть уступа и террасовидная площадка покрыта аллювием супесчаного легкосуглинистого гранулометрического состава. На аллювии сформированы и распределены светло - серые лесные почвы.
На опытном участке почва является главным лимитирующим фактором, который показывает оценку садопригодности земельного участка. Данный тип почвы нецелесообразно использовать под закладку плодового сада из-за непригодности подстилающей породы (крупнозернистый, глубоко - промываемый песок), так как постоянное орошение таких земельных участков нецелесообразно, при поливе вода будет уходить в нижележащие слои почвы.
Весенний период 2003 года характеризовался оптимальными показателями по уровню увлажнения почвы, именно в этот период в мае и июне нами проведены два полива плодоносящего сада с одновременным внесением минеральных (нитроаммофоска) и органических удобрений (90 кг д.в/га и13 т/га) в фенофазы развития яблони: начало цветения и завязывания плодов. Данный агротехнический прием дал возможность не только поддержать на должном уровне влажность почвы, но и пополнить запасы питательных веществ в корнеобитаемом слое почвы.
Приводим таблицу 1 с тем, чтобы судить о необходимости внесения удобрений. Определять необходимость внесения удобрений и рассчитывать их дозы для плодовых культур следует на основе почвенно-листовой диагностики. Исходя из данных химического анализа почвы опытного участка (таб. 1, 2), до применения удобрений он характеризовался следующими показателями: содержание гумуса 3,1%; азота, фосфора и калия соответственно 5; 4,6 и 9,85 мг на 100 г почвы. С учетом данных таблицы 1 потребность растений в элементах питания: Р и К очень большая, что свидетельствует о необходимости внесения минеральных удобрений под плодовые деревья, корректируя тем самым садопригодность земельного участка.
Таблица 1 – Агрохимическая оценка почв по обеспеченности
питательными веществами
| Группа | Содержание в мг на 100 г почвы | Потребность растений в удобрениях | ||
| N по Тюрину | Р2О5 по Кирсанову | К2О по Бровкиной | ||
| 1 | < 4 | < 10 | 12,5 | Очень большая |
| 2 | 4 - 6 | 10 - 20 | 12,5-20 | Среднее |
| 3 | > 6 | > 20 | > 20 | Слабая |
Таблица 2 – Содержание основных элементов на опытном участке плодового сада
после их внесения (2003 г)
| Варианты | Гумус, % | рН KCl | Мг/100 г почвы | V,% | ||
| N | P2O5 | K2O | ||||
| Жигулевское | 3,7 | 5,2 | 7,26 | 14,27 | 13,3 | 85,57 |
| Карповское | 3,3 | 5,0 | 7,34 | 14,12 | 14,6 | 81,06 |
| Лобо | 3,2 | 5,1 | 7,68 | 14,78 | 14,66 | 84,91 |
| Вишневое № 1 | 3,8 | 5,1 | 7,52 | 13,16 | 14,03 | 84,61 |
| Вишневое № 2 | 3,9 | 5,2 | 7,61 | 14,34 | 15,62 | 85,44 |
| Контроль (без внесения)* | 3,1 | 5,0 | 4,6 | 9,85 | 11,92 | 81,95 |
| НСР05 | 0,8 | 0,48 | 0,99 | 0,85 | 0,78 | 0,98 |
Речь идет, о том, что постоянно использовать удобрения на не вполне садопригодных участках экономически нецелесообразно. При недостаточной влажности почвы элементы питания будут лежать балластом, а при обильном ее увлажнении возможно вымывание подвижных форм элементов минерального питания в ниже лежащие слои почвы. Нами предложен способ внесения минеральных и органических удобрений локально в определенные фенофазы развития яблони, что дает возможность получать достаточно стабильные урожаи плодов при благоприятных условиях, а в экстремальные годы многолетние насаждения яблони поддерживать в здоровом состоянии.
- Влияние водного режима на рост и развитие плодоносящего сада
Наблюдения за влажностью почвы проводились в течении вегетационных периодов 2002-2005 гг. Колебания влажности почвы могут оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на растение яблони.
В результате наблюдений была отмечена тесная взаимосвязь влажности почвы с осадками и относительной влажностью воздуха, так в 2002 году влажность почвы в августе была 65,1% от НВ (таб. 3), что ниже оптимальных показателей (70 - 80% НВ).
Весенний период 2003 года характеризовался оптимальными показателями по уровню увлажнения почвы. В этот период мы провели два локальных полива растений яблони с одновременным внесением удобрений.
Для полива плодового сада использовали мощный электрический насос. Забор воды осуществлялся из реки Лесной Воронеж, вода (t 20-220 C) подавалась по пожарному рукаву от уреза воды на высоту 18 м. Норма полива составила не менее 200 л под каждое дерево яблони.
Таблица 3 – Динамика влажности почвы в плодоносящем саду за годы
исследований
| Дата определения | Зона наибольшего расположения корней (0-60 см) | Почвогрунт (61-100 см) | В среднем в слое 0-100 см | НВ | |
| Август (2002) | 14,0 | 13,6 | 14 | 65,1 | |
| 2003 | Февраль | 20,0 | 18,9 | 19,7 | 78,4 |
| Апрель | 20,6 | 21,1 | 20,9 | 83,3 | |
| Май | 19,6 | 18,4 | 19,2 | 76,5 | |
| Июнь | 24,8 | 20,1 | 23,3 | 92,8 | |
| Июль | 26,3 | 23,6 | 25,1 | 100* | |
| Август | 23,8 | 21,2 | 22,7 | 90,7 | |
| Сентябрь | 20,3 | 18,2 | 19,7 | 78,5 | |
| Октябрь | 20,8 | 21,4 | 21,1 | 84,0 | |
| Декабрь | 21,6 | 19,7 | 20,9 | 83,3 | |
| 2004 | Апрель | 20,2 | 17,9 | 19,4 | 77,3 |
| Май | 21,9 | 20,1 | 21,4 | 85,3 | |
| Июнь | 19,4 | 17,1 | 18,5 | 73,7 | |
| Июль | 19,9 | 18,1 | 19,4 | 77,3 | |
| Август | 19,0 | 16,6 | 17,6 | 70,1 | |
| Сентябрь | 18,3 | 16,4 | 18,0 | 71,7 | |
| Октябрь | 18,8 | 17,0 | 18,1 | 72,2 | |
| Декабрь | 20,9 | 18,6 | 20,2 | 80,5 | |
| 2005 | Апрель | 20,5 | 18,8 | 20,2 | 80,5 |
| Май | 21,6 | 23,1 | 22,3 | 88,9 | |
| Июнь | 18,9 | 16,6 | 18,2 | 72,5 | |
| Июль | 16,9 | 18,3 | 16,9 | 67,3 | |
| Август | 15,7 | 14,3 | 15,5 | 61,8 | |
| Сентябрь | 14,5 | 13,4 | 14,1 | 56,2 | |
| Октябрь | 14,8 | 13,4 | 14,4 | 57,4 | |
* наименьшая влагоемкость почвы в плодоносящем саду (дата определения 6.07.03)
Основная задача данного агротехнического приема состояла в том, чтобы обеспечить внесение основных элементов минерального питания наиболее доступным, на наш взгляд, способом. В последующие годы исследований нами изучалось последействие минеральных и органических удобрений на растения яблони, в частности на биометрические показатели, урожайность и качество плодов.
Анализируя таблицу 3, наибольшее содержание влаги в почве было отмечено в летние месяцы 2003 года в пределах 90-92% НВ, а 6 июня этого же года в результате обильных осадков почва характеризовалась наименьшей влагоемкостью.
В целом режим влажности в этом году ближе к норме, чем в остальные годы исследований.
В 2004 г. в плодоносящем саду в корнеобитаемом слое влажность почвы весь вегетационный период была благоприятна для функционирования обрастающих корней.
Водный режим 2005 года с апреля по июнь был благоприятен для роста и развития яблони. Следующие месяцы по увлажнению корнеобитаемого слоя почвы были неблагоприятны, что показано в таблице 3.
Таблица 4 – Влияние минеральных и органических удобрений
на биометрические показатели яблони
| Биометрические показатели | Годы исследований | Сорта яблони | ||||||
| Карповское | Вишневое | Жигулевское | ||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | ||||
| Площадь листовой пластинки, см2 | 2002 | 41,9 | 38,7 | 40,0 | 34,7 | 45,1 | 35,8 | |
| 2003 | 57,4 | 43,2 | 54,2 | 35,9 | 57,3 | 38,6 | ||
| 2004 | 28,7 | 31,6 | 40,1 | 23,1 | 35,0 | 23,9 | ||
| 2005 | 57,5 | 57,7 | 58,5 | 29,3 | 65,7 | 31,7 | ||
| НСР05 | 0,14 | 0,4 | 0,65 | 0,96 | 0,73 | |||
| Длина годичного прироста, см | 2002 | 37,9 | 32,4 | 33,5 | 23,9 | 43,4 | 30,0 | |
| 2003 | 17,5 | 21,7 | 22,3 | 14,0 | 28,6 | 15,1 | ||
| 2004 | 28,4 | 30,2 | 31,6 | 11,2 | 18,6 | 12,1 | ||
| 2005 | 37,5 | 22,2 | 27,3 | 18,6 | 23,2 | 17,9 | ||
| НСР05 | 0,4 | 0,7 | 0,71 | 0,3 | 0,6 | |||
| Длина окружности штамба, см | 2002 | 48 | 35 | 51 | 48 | 61 | 52 | |
| 2003 | 50 | 37 | 53 | 50 | 63 | 54 | ||
| 2004 | 55 | 39 | 56 | 53 | 66 | 56 | ||
| 2005 | 57 | 40 | 59 | 56 | 68 | 58 | ||
| Прирост штамба | +9 | +5 | +8 | +8 | +7 | +6 | ||
| НСР05 | 0,98 | 0,98 | 0,99 | 0,99 | 0,98 | |||
Варианты опыта:
- Контроль (без полива и внесения удобрений
- Удобрение (NPK) + полив
- Полив
В целом за годы исследований влажность почвы на опытном участке плодоносящего сада благоприятна для роста и развития растений яблони, лишь в конце вегетации 2005 года увлажнение было удовлетворительным.
В результате изучения водного режима почвы нами определены различия, которые сказались на ростовых показателях развития у разных сортов яблони. В течение 2002-2005 гг. видно, что на участках с применением удобрений и одновременным поливом биометрические показатели выше, чем на участках без применения удобрений. Например, сорт яблони Жигулевское - площадь листовой пластинки в год внесения удобрений была выше, чем в варианте без полива, что свидетельствует о высокой эффективности применения удобрений (таблица 4).
По длине годичного прироста и окружности штамба (удобрение и полив) показатели выше, чем по контролю. В последующие годы исследования нами было изучено последействие удобрений в 2004-2005 гг. Биометрические показатели изучаемых сортов яблони были выше в вариантах, где применялось удобрение с одновременным поливом. Мы предусмотрели, что просто внести минеральные и органические удобрения нельзя на данном участке, так как без достаточной влажности почвогрунта усвоение питательных элементов будет затруднено.
На не вполне садопригодных участках используя данный агротехнический прием можно сохранить растения яблони в здоровом состоянии, а при благоприятных факторах окружающей среды можно получать достаточно высокие и стабильные урожаи плодов.
- Влияние гидротермических показателей на рост корней яблони
(метод среза)
Раскопки корневой системы яблони сорта Лобо методом среза показали, что основной выход корней были на глубинах 21-40 и 41-60 см по западной стороне 62 и 55, по южной стороне 33 и 24, по восточной стороне 29 и 20 штук. Меньший выход корней был на глубине 81-100 см соответственно: 7, 5 и 2. На глубине 0-20 см выход корней составил: западная сторона 39, южная – 21 и восточная -28. Фрагменты опыта показаны на рисунке 1.
Анализируя срез корневой системы плодового дерева, мы видим, что основная масса корней располагается на глубине от 0 до 60 см, то есть на той глубине, на какую нами были локально внесены минеральные удобрения. Что на не вполне садопригодных участках имеет важное значение для снабжения корневой системы плодового дерева основными элементами минерального питания.
4. Взаимосвязь температурного режима почвы с динамикой накопления снежного покрова и зимостойкостью многолетних насаждений
В исследованиях мы проводили измерения температуры почвы и воздуха в плодовом саду 1987 года посадки.
В результате трех летних исследований определено и подтверждено, что температурный режим почвы напрямую зависит от факторов окружающей среды. Температура воздуха определяет рост и продуктивность всего плодового дерева яблони.
4.1. Изучение годового цикла температуры почвогрунта
в плодоносящем саду
Для условий плодового сада лучше всего себя зарекомендовал транзисторный электротермометр ТЭТ-2, который предназначен для использования в сельскохозяйственном производстве и служит для измерения температуры почвы и других сред. Цена делений в точных диапазонах - 0,20С. Измерительное устройство может эксплуатироваться в условиях снега и дождя, сохраняет свою работоспособность в интервале температур от –40 до 560 С.
Для измерения температуры почвы использовали герметичные датчики, которые нами были размещены под кроной плодового дерева на расстоянии одного метра от штамба на глубинах 0,2; 0,45 и 1,0 м.
В результате трехлетних исследований были получены результаты, которые представлены в таблице 5 и на рисунках 2, 3, 4.
Подтверждены исследования Н. М. Круглова, что в плодоносящем саду максимум температуры почвогрунта на глубине 0,2 м приходится на летние месяца июль и август и соответственно составил 18,8; 18,8 и 19,00С, на глубинах 0.45 и 1.0 м приходится на август, что подтверждается данными многолетних наблюдений полученных Н.М. Кругловым (табл. 5). Самым теплым месяцем за годы наблюдений по температуре воздуха был июль, температура 22,2о С.
Минимум температур почвогрунта в саду пришелся на зимние месяцы январь и февраль и составил в среднем за годы исследования на глубинах 0,2; 0,45 и 1,0 м соответственно -0,2; -0,1 и 1,1оС, что коррелирует с многолетними наблюдениями.
Отмечено, что температурный режим в годовом ходе почвогрунта в многолетних насаждениях имеет два периода: нагревание и охлаждение. Период нагревания сопровождается процессом оттаивания почвы, а охлаждение характеризуется понижением температуры почвы, приводящее к ее промерзанию.
По среднемноголетним данным (Круглов Н.М., 1976-1989 гг.) из графика (рис. 2,3,4) видно, что переходными месяцами являлись вторая декада марта и первая декада сентября на глубине 1 м. В наших наблюдениях переходными были следующие месяца 3 декада марта и конец сентября. Именно в эти сроки происходит изменение направления тепла.
Самым холодным месяцем за годы наблюдений в плодовом саду на глубине 0,2 м является январь и февраль – соответственно минимум составил -0,20 С. На глубине 0,45 м температура почвы составила – 0,10С. На глубине 1,0 м по минимальным показателям выделяется март.
Среднегодовая температура за годы исследования 2003-2005 гг. в плодоносящем саду на глубине 0,2 м составила 7,90 С; на глубине 0,45 м – 7,70 С и на метровой глубине 7,30 С., а в сравнении со среднемноголетними температурами (Круглов, 1976 – 1989 гг.) – соответственно 7,60; 7,50 и 7,80С.
Установлено, что в условиях изменяющегося климата среднегодовая температура почвогрунта и воздуха стало выше на 0,2 – 0,30 С по сравнению со средне многолетними данными.
4.2. Влияние снежного покрова в саду на температурный режим
и глубину промерзания почвогрунта
Глубину промерзания почвы определяли на стационарных точках мерзлотомером Данилина и буром со сверлом по металлу (Потапов В.А., 1976). В таблице 6 показана зависимость температуры почвы, глубины промерзания в плодовом саду от высоты снежного покрова. Зима 2002-2003 гг. характеризовалась глубиной промерзания почвы 86,9 см, при высоте снежного покрова 24 см и температура почвы на глубинах 0,2 и 0,45 м были отрицательны и составили соответственно -1,9 и -1,40С, но были не опасны для корневой системы. В последующие годы температурный режим почвы был благоприятным, хотя надземная часть растений яблони испытывала стрессовые ситуации из-за резких перепадов температур, что вызвало повреждение генеративных органов и уменьшения урожая плодов.
Приведенные данные за холодный период трех лет (таб. 6, рис 7, 8, 9) показывают, что температура почвогрунта не опускалась ниже -1,90 С (зима 2002-2003 гг.), а в последующие зимы она была положительной.
Зима 2005-2006 гг. характеризовалась низкими экстремальными температурами. Сроки воздействия отрицательных низких температур на плодовые растения составляла 10-12 дней, скорость снижения температуры в отдельные временные периоды составляла до 50 С/час, что является критической для яблони.
Таблица 6 - Температура почвы в плодоносящем саду в зимнее время, С0
| Месяц | Глубина измерения, м | Среднесуточная температура воздуха | Высота снежного покрова, см | Глубина промерзания почвы, см | ||
| 0,2 | 0,45 | 1,00 | ||||
| Зима 2002-2003 гг. | ||||||
| Декабрь | 0,6 | 1,0 | 1,5 | -13,2 | 7,8 | 38,1 |
| Январь | -1,3 | -0,5 | 0,5 | -7,6 | 13,6 | 73,8 |
| Февраль | -1,9 | -1,4 | 0,3 | -10,9 | 24,0 | 86,9 |
| Март | -1,8 | -1,6 | 0,3 | -5,7 | 34,8 | 79,8 |
| Апрель | 0,8 | 0,2 | 0,6 | 5,2 | 10,3 | 48 |
| Зима 2003-2004 гг. | ||||||
| Декабрь | 2,4 | 2,6 | 4,0 | -3,6 | 5,4 | |
| Январь | 1,3 | 1,5 | 2,5 | -5,5 | 16,2 | |
| Февраль | 0,9 | 1,1 | 1,9 | -7,1 | 27,2 | |
| Март | 0,9 | 0,9 | 1,6 | 1,1 | 8,9 | |
| Апрель | 5,8 | |||||
| Зима 2004-2005 гг. | ||||||
| Декабрь | 0,4 | 0,8 | 2,0 | -3,7 | 9,3 | 15 |
| Январь | 0,7 | 0,9 | 1,7 | -2,9 | 8,1 | 6 |
| Февраль | 0,3 | 0,6 | 1,1 | -3,6 | 19,8 | - |
| Март | 0,3 | 0,4 | 0,8 | -2,0 | 17,7 | - |
| Апрель | 0,6 | 0,6 | 0,8 | 9,6 | - | - |
На рисунках 5, 6, 7 показана зависимость глубины промерзания почвы от высоты снежного покрова: чем больше снега накапливается в саду, тем меньше глубина промерзания почвогрунта.
4.3. Фенофазы развития яблони в зависимости
от гидротермических показателей почвы в плодоносящем саду
Годичный цикл развития яблони состоит из 14 фенофаз развития, на которые ориентируются в производственных условиях при уходе за садами. Даты прохождения основных фенофаз развития плодового дерева яблони представлены в таблице 7, за 2003-2005 гг. наших исследований.
Таблица 7 – Сроки прохождения фенофаз развития яблони
| Наименование фенофаз | Годы исследований | ||
| 2003 | 2004 | 2005 | |
| 1.Начало вегетации | 22.04 | 24.04 | 15-16.04 |
| 2.Набухание почек | 24-25.04 | 26-28.04 | 16-18.04 |
| 3.Распускание почки | 4.05 | 1.05 | 22-24.04 |
| 4.Обособление бутонов | 20.05 | 6.05 | 6-10.05 |
| 5.Начало цветения | 20.05 | 10.05 | 18.05 |
| 6.Цветение | 21-27.05 | 11-16.05 | 19-23.05 |
| 7.Окончание цветения | 28.05 | 16-18.05 | 24.05 |
| 8.Рост побегов | 4.05 | 1.05 | 22-24.04 |
| 9.Завязывание плодов | 5-10.06 | 31.05-6.06 | 02.06 |
| 10.Окончание роста побегов | 12.07 | 12-14.07 | 22-24.07 |
| 11.Созревание плодов | 4.09 | 8-10.09 | 4-5.09 |
| 12.Созревание древесины | 22.09 | 10.09 | 20-24.09 |
| 13.Листопад | 10.10 | 15.10 | 14.10 |
| 14.Окончание вегетации | 16.10 | 22.10 | 21.10 |
Анализируя таблицы 5 и 7, мы подтверждаем тесную взаимосвязь с сезонным ходом температуры почвогрунта и фазами развития яблони. Например начало вегетации в 2003 году многолетних насаждений началось 22 апреля. В этот период температура почвы на глубине 0,2 м была на уровне 5,60 С; в 2004 г. 5,80 С и в 2005 году 3,60 С; на глубине 0,45 соответственно 4,0; 5,4 и 3,20 С что говорит о начале роста коней (Муромцев М. А., 1969).
В фазу цветения температура почвы на глубинах 0,2; 0,45 и 1 м было следующая: 13,2 - 11,8 - 9,2; 11,6 – 11,0 – 8,2; 5,0 – 6,2 5,20С, что говорит об оптимальном температурном режиме корневой системе плодовых растений.
4.4. Влияние гидротермических показателей на урожай
и лежкоспособность плодов
По вопросу лежкоспособности мы изучили следующие сорта яблонь: Жигулевское, Карповское, Вишневое, Лобо.
Урожай плодов яблони был собран в 2002 и 2004 годах. Анализируя таблицу 8, видно, что на участках где вносилось удобрений в 2004 году масса плода яблони была выше. На последействие удобрений более отзывчивы следующие сорта яблони: Лобо, Вишневое заметное увеличение массы плода, по Жигулевскому различий не выявлено, а по сорту Карповское масса навески была не значительно меньше.
Таблица 8 – Учет массы плода яблони за годы исследований, кг
| № | Сорта | Варанты | 4.09.02 | 2003 | 10.09.04 | 2005 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | Ср. | 1 | 2 | 3 | Ср. | |||||
| 1 | Жигулевское | 1 | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,13 | - | 0,17 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | - |
| 2 | 0,17 | 0,19 | 0,2 | 0,19 | - | 0,2 | 0,18 | 0,19 | 0,19 | - | ||
| 2 | Вишневое | 1 | 0,11 | 0,09 | 0,09 | 0,09 | - | 0,13 | 0,14 | 0,13 | 0,13 | - |
| 2 | 0,14 | 0,14 | 0,15 | 0,14 | - | 0,15 | 0,18 | 0,17 | 0,17 | - | ||
| 3 | Лобо | 1 | 0,11 | 0,1 | 0,11 | 0,11 | - | 0,16 | 0,15 | 0,13 | 0,15 | - |
| 2 | 0,13 | 0,12 | 0,11 | 0,12 | - | 0,2 | 0,21 | 0,19 | 0,2 | - | ||
| 4 | Карповское | 2 | 0,22 | 0,23 | 0,22 | 0,22 | - | 0,19 | 0,24 | 0,21 | 0,21 | - |
| НСР05 | 1 | 0,01 | 0,07 | 0,05 | 0,05 | - | 0,05 | 0,02 | 0,04 | 0,04 | - | |
| 2 | 0,05 | 0,09 | 0,11 | 0,09 | - | 0,07 | 0,04 | 0,03 | 0,04 | - | ||
Варианты
1 – Контроль (без удобрений)
2 - Полив+ NPK
Учитывая то, что в опытах использовалась схема, дерево-делянка представляет большое затруднение и является спорным, на наш взгляд, перерасчет урожая с 1 га. В этой связи воздействие неблагоприятного гидротермического режима, в первую очередь, температуры воздуха, отслежено в более масштабных размерах. Отмечено влияние неблагоприятного температурного режима воздуха в 2005-2006 гг. Эти данные четко прослеживают корреляцию: чем ниже температура воздуха, тем ниже урожай плодовых деревьев (таб. 9).
Таблица 9 – Влияние низких отрицательных температур воздуха
(зима 2005-2006 гг.) на урожай плодов яблони
| Станция | Урожайность, ц/га | Январь, 1 волна холода | Февраль, 2 волна холода | |
| 2005 г. | 2006 г. | |||
| Мичуринск | 43,5 | 11,4 | -23,2 | -30,8 |
| Воронеж | 34,9 | 44,8 | -21,1 | -24,9 |
| Липецк | 61,7 | 34,2 | -23,1 | -28,4 |
Изучая лежкоспособность плодов, мы опирались на данные, предоставленные нам кандидатом с.-х. наук Смирновым В.Г., проводившим исследования на этом участке.
Плоды на хранение были заложены в хранилище с начальной температурой 7…80С, и последующим снижением температуры до 2-30 С и влажностью 80 – 85%. В процессе хранения плодов мы их анализировали по длительности хранения и повреждению физиологическими болезнями, полученные данные представлены в таблице 10.
Таблица 10 - Лежкоспособность плодов выращенных на серых лесных почвах (через 55 – 60 дней хранения)
| Сорт, год определения | Горькая ямчатось | Побурение, % | Черная гниль,% | Другие гнили,% | Здоровые плоды, % | |||
| Жигулевское | 1999* | 29,6 | 15,3 | - | 5 | 50,1 | ||
| 2000* | 26,6 | - | - | 13,4 | 60 | |||
| 2002 | 30,2 | - | - | 10,5 | 59,3 | |||
| 2004 | 28,4 | - | - | - | 71,6 | |||
| Лобо | 1999* | 3,4 | 6,6 | - | -/ | 90 | ||
| 2000* | 10 | 6,7 | - | - | 83,3 | |||
| 2002 | 8 | 6,8 | - | 3,2 | 82 | |||
| 2004 | 8,2 | 5,5 | - | 5,0 | 81,3 | |||
| Вишневое | 1999* | - | - | 3,4 | 13,3 | 83,3 | ||
| 2000* | 10 | - | - | 3,4 | 86,6 | |||
| 2002 | - | - | - | 12,2 | 87,8 | |||
| 2004 | - | - | 2,6 | 9,4 | 88 | |||
| Карповское | 2002 | - | - | 0,6 | 9,3 | 90,1 | ||
| 2004 | - | - | 0,3 | 6,1 | 93,6 | |||
| Карповское | 2002 | - | - | 2,6 | 9,4 | 89 | ||
| 2004 | - | - | - | - | 90 | |||
*Данные по лежкоспособности плодов, выращенные на серой лесной почве глинистого гранулометрического состава, через 52-66 дней контроль – без внесения дефеката/внесение дефеката 10 т/га (Смирнов В.Г. 2002).
Анализируя данную таблицу, видно, что локальное внесение удобрений с поливом способствует увеличению лежкоспособности плодов яблони. Сорт Вишневое увеличение лежкоспособности плодов на 1,4-4,5% (2002 и 2004гг.), Жигулевское – 9,2 – 11,6%. Сорт Лобо показал уменьшение срока хранения плодов на 2-8%.
5. Экономическую оценку выращивания сортов яблони в условиях
корректировки отдельных параметров садопригодности участка
В диссертации объектом исследований являлись сорта яблони, высаженные на не вполне садопригодных (ограниченно) земельных участках, где подпочвы представлены глубокопромываемыми песками.
При ограниченном выпадении атмосферных осадков в летний период проявлялся налицо дефицит влаги. В целях его компенсации проводился полив за счет подачи из реки Лесной Воронеж поливной воды из расчета 200 л на дерево или 133 т/га. При этом полив был совмещен с одновременным внесением органических и минеральных удобрений: органические из расчета 13,3 т/га, минеральных 90 кг д.в/га.
Решение, о проведении полива нами было принято исходя из того, что влажность почвы была на низком уровне. При этом учитывая и низкую обеспеченность почвы основными элементами минерального питания: Р2О5 – 9,85 и К2О – 11,92 мг/100 г почвы. В результате было совмещено подача элементов минерального питания совместно с поливом, обеспечивая тем самым доступность их плодовому растению яблони.
В этой связи приводим расчетную экономическую эффективность удобрений на фоне полива. Проводить расчет на основе непосредственно данных из-за мелкомасштабности опыта, прежде всего, по количеству учетных деревьев – «дерево - делянка» несколько некорректно, а поэтому приводим за основу общепринятые нормативные данные. Известно, что прибавка урожая от внесения удобрений составляет 20 % (А.К. Кондаков, 1983).
Так при урожайности 180 ц/га (без удобрений), при внесении удобрений она составила соответственно 216 ц/га. Далее приводим таблицу 11.
Таблица 11 – Расчетная экономическая эффективность производства плодов
на ограниченно садопригодном участке с внесением минеральных удобрений
(в ценах 2005 г)
| Показатели | Без внесения удобрений (контроль) | С внесением удобрений |
| Урожайность ц/га | 180 | 216 |
| Стоимость валовой продукции тыс. руб. | 180,000 | 216,000 |
| Прямые затраты тыс. руб. | 81,000 | 89,920 |
| Себестоимость 1 ц/руб. | 450 | 483 |
| Чистый доход с 1 га, тыс. руб. | 99,000 | 126080 |
| Уровень рентабельности, % | 122,2 | 140,2 |
При расчете уровня рентабельности были приняты расценки 2005 года. Так себестоимость 1 центнера плодов на участке с внесением удобрений составила 483 рубля, а по контролю 450 рублей. Рентабельность соответственно 140,2 и 122,2%. Затраты на производство продукции складывались из затрат на уборку урожая, ухода за плодовыми насаждениями и применение химических средств защиты.
Возвращаясь к описанию земельных участков с категорией «ограниченно садопригодный», экономическую эффективность можно выразить через стоимость предотвращенного ущерба или «недополученной» выручки.
Правильно давая оценку садопригодности участка, можно столкнуться с фактом: когда сад размещается на участке, где почва имеет степень смытости порядка 50%, что снижает урожайность плодов яблони, по данным профессора Потапова В.А., на 1/3 по отношению к участкам с несмытым верхним плодородным слоем почвы, т.е. правильно выбрав земельный участок по отношению его эродированности, уже можно предотвратить ущерб, о чем и свидетельствуют расчетные данные таблицы 12.
Таблица 12 – Расчетная экономическая эффективность производства плодов
на ограниченно садопригодном участке (в ценах 2005 г)
| Показатели | Пригодный участок | Ограниченно садопригодный участок |
| Урожайность ц/га | 180 | 60 |
| Стоимость валовой продукции тыс. руб. | 180,000 | 60,000 |
| Прямые затраты тыс. руб. | 81,000 | 81,000 |
| Чистый доход с 1 га, тыс. руб. | 99,000 | -19000 |
| Уровень рентабельности, % | 122,2 | -23 |
Анализируя таблицу 12 видим, что на садопригодных участках со степенью смытости верхнего слоя 50% уровень рентабельности производства плодов яблок составил -23%, а на садопригодном участке 122,2%. Исходя из этого мы рассчитываем сумму предотвращенного ущерба и она составляет 118000 руб.
ВЫВОДЫ
- Учитывая, что почва является главным лимитирующим фактором, который показывает оценку садопригодности участка под сад. Установлено, что в наших исследованиях почва и подстилающая порода являются ограниченно садопригодными как по своему генетическому строению, так и по степени смытости, изначально обуславливая недобор урожая по сравнению с несмытыми почвами.
2. Подстилающая порода явно характеризует непригодность участка, снижая не только продуктивность насаждений в отдельные годы, но и вызывая необходимость транспортировки значительных объемов воды, а по этому применительно лишь на небольших площадях.
3. Средняя смытость почв и недостаток количества питательных веществ можно компенсировать в одном приеме – подаче питательных веществ одновременно с поливом непосредственно в зону проекции кроны.
4. Раскопками корневой системы показано, что даже на непрофильных почвах основная масса корней находится на глубине 0 – 60 см, куда непосредственно нами были подано минеральное удобрение.
5. Зима 2005-2006 гг. характеризовалась низкими отрицательными температурами. Срок воздействия низких температур на плодовые растения яблони составил 10 - 12 дней, что является критической для яблони. В этот зимний период снежный покров был важнейшим фактором сохранности плодовых культур.
6. Установлено, что локальное внесение удобрений с одновременным поливом способствует увеличению лежкоспособности плодов. Лучше себя на данном участке зарекомендовали следующие сорта яблони: Жигулевское, Вишневое и Карповское (отечественной селекции). А сорт яблони Лобо по всем изучаемым показателям уступил по продуктивности, росту и отношению к факторам внешней среды.
7. Неблагоприятно гидротермический режим ограниченно садопригодных почв можно во многом компенсировать не только за счет поливов, что само по себе известно, но и за счет локального мульчирования почвы на участке сада, что обеспечивает не только сохранность самих насаждений, но и прибавку урожая не менее 15-20%. А в отдельные экстремальные годы решается вопрос о жизнеспособности растений.
8. Уровень рентабельности производства плодов яблони на садоограниченных земельных участках при использовании удобрений составил 140,2%, что на 20% выше, чем по контролю (без внесения удобрений). Исходя из этого мы определили сумму предотвращенного ущерба, и она составляет 118000 руб.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В настоящее время нет свободных земельных участков под закладку плодоносящих садов, в этой связи приходиться закладывать сады на не вполне садопригодных участках.
2. Необходимо использовать локальный способ полива плодового дерева из расчета 200 л с одновременным внесением нитроаммофоски из расчета 90 кг д.в. на гектар и 13 т/га органики. Полив и внесение удобрений проводятся в фенофазы цветения и начало завязывания плодов. Это позволит сохранить плодовые растения в здоровом состоянии, а при благоприятных факторах внешней среды получать достаточно стабильные урожаи плодов.
3. Используя агротехнический прием (применение удобрений одновременно с поливом)на не вполне садопригодных участках можно предотвратить ущерб от потери урожайности плодов яблони на сумму 118000 руб.
СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Круглов Н.М. Гидротермические показатели почвы как оценочный критерий садопригодности участка / Н.М. Круглов, Р.В. Нижегородов // Плодоводство и ягодоводство России. / Сб. науч. работ ВСТИСП.-Т.ХХ, 2008. – С. 316 – 324.
2.Круглов Н.М. К вопросу реконструкции промышленных плодовых насаждений Воронежской области / Н.М. Круглов, Ю. С. Микулина, Р.В. Нижегородов // Вестник Воронежского ГАУ. Воронеж: ВГАУ им. К. Д. Глинки, 2003. – Вып. 6. - С. 141-153.
3. Круглов Н.М. Гидротермические условия плодоносящего сада и технологические аспекты их регулирования. / Н.М. Круглов, Р.В. Нижегородов // Перспективы развития садоводства ЦЧЗ, опыт развития отрасли других стран и регионов / Материалы межд. Науч.-практ. конференции. Воронеж, 2005. - С. 96-100.
Отпечатано в издательско-полиграфическом центре
ФГОУ ВПО МичГАУ
Подписано в печать 13.11.09 г. Формат 60х84 1/16,
Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,2 Тираж 120 экз. Ризограф
Заказ № 14507
_______________________________________________________________
Издательско-полиграфический центр
Мичуринского государственного аграрного университета
393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,
тел. +7 (47545) 5-55-12
E-mail: [email protected]
