WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На  правах рукописи

Рындин Алексей Владимирович

АДАПТИВНОЕ САДОВОДСТВО

ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ РОССИИ

Специальность 06.01.07 – плодоводство, виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2009

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский

институт цветоводства и субтропических культур

Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный консультант – доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Дорошенко Татьяна Николаевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Дорошенко Наталья Петровна

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Трунов Юрий Викторович

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Загиров Надир Гейбетулаевич

Ведущая организация- ГНУ Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится «22» декабря 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д220.038.04 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, главный учебный корпус, ауд. 209.

E-mail: mail@kubsau.ru  Fax (8612) 21-58-85

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «_______» _______________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор с.-х. наук,

профессор                                        Н.В. Матузок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Влажно-субтропическая зона России уникальна по своим природно-климатическим условиям, что позволяет в этой части страны возделывать чай, субтропические, южные плодовые, орехоплодные и цветочно-декоративные культуры. Разработка теоретических и практических основ системы ведения этих культур и оптимизации их устойчивой продуктивности способствовала успешному развитию садоводства в субтропиках России к концу 20-го века.

С 90-х годов прошлого столетия, в связи с изменением облика станы и её экономики, садоводство зоны переживает кризис. Площади многолетних насаждений сократились на 21%, при этом 43% садов в общественном секторе производства подлежат списанию и раскорчевке. Кроме того, изменяющийся климат планеты усиливает воздействие системно повторяющихся стресс-факторов на культуры, родиной которых являлись типичные субтропики и тропики, а климатические параметры региона создают оптимальные условия для развития фитопатогенов. Борьба с ними осложняется в связи с находящимся рядом бальнеологическим сектором зоны и акваторией моря.

В современных условиях хозяйствования, при переходе к адаптивному растениеводству, с учетом краевой целевой программы «Многолетние насаждения» на 2006-2010 гг., несмотря на сложности и проблемы текущего времени, необходимо продолжить поиски путей интенсификации производства во влажных субтропиках России за счет совершенствования сортимента и управления агроприемами возделывания чая, субтропических и высокоценных южных плодовых культур. Ограниченность земельных ресурсов ставит также задачу рационального их использования.

Специфика хозяйствования во влажно-субтропической зоне России требует изучения адаптивного потенциала садовых экосистем зоны и разработки технологии его регулирования. Решение обозначенной проблемы весьма актуально для реализации устойчивого производства конкурентоспособной плодовой продукции высокого качества.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в определении комплекса внешних и внутренних факторов, обеспечивающих устойчивое ведение садоводства во влажных субтропиках России, и разработке способов управления данным процессом.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

- провести анализ ресурсного потенциала региона;

- установить критерии агроэкологических требований основных садовых культур в изменяющихся климатических условиях субтропиков;

- определить способы управления продукционным потенциалом садовых экосистем, включающие новую сортовую политику, оптимизацию минерального питания и его диагностику, а также совершенствование конструкций садовых насаждений, эффективные приёмы производства посадочного материала и интегрированную систему защиты от болезней и вредителей;

- обосновать принцип оптимизации размещения садов в горных условиях региона;

- дать экономическую оценку технологическим приёмам выращивания основных культур зоны;

- разработать научно-обоснованную концепцию системы ведения адаптивного садоводства в современных условиях влажно-субтропической зоны России.

Научная новизна результатов исследований. Впервые представлен системный анализ природных ресурсов зоны в целом и в связи с изменением климатических факторов.

Установлены агроэкологические требования основных субтропических культур в условиях «северных» субтропиков.

Раскрыты способы управления продукционным потенциалом растений чая, благодаря новым сортам, адаптированным к условиям региона. Разработана система минерального питания культур, параметры почвенной и листовой диагностики при использовании минеральных удобрений. Установлены физиологические показатели воздействия стресс-факторов на растения чая и влияния некорневых подкормок на их урожайность и качество готовой чайной продукции.

Обоснован принцип оптимального размещения плантаций чая в целях восстановления и развития чаеводческой отрасли в зоне.

Разработаны системы эффективного культивирования фундука и хурмы восточной в субтропической зоне России на основе новых перспективных сортов, оптимизации минерального питания, формировок и других конструкционных решений.

Сформирована концептуальная модель организации и ведения садоводства в горных условиях влажных субтропиков.

Практическая значимость работы. Представлены методические рекомендации по почвенной и листовой диагностике чая, фундука, а также, рекомендуемые оптимальные дозы минеральных удобрений для культивируемых растений чая, фундука и хурмы восточной в специализированных хозяйствах зоны (Солохоульский чай, Мацеста-чай, Хоста-чай, Дагомыс-чай, Шапсугский чай), а также агрохимической станции «Черноморская».

На совещаниях с сельхозпроизводителями раскрываются способы управления продукционным потенциалом основных культур чая, хурмы, фундука и др.

Рекомендованы оптимальные параметры почвенной диагностики при закладке насаждений чая, фундука и хурмы восточной.

Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Перспективы использования природных ресурсов зоны влажных субтропиков для возделывания южных садовых культур.
  2. Способы управления продукционным потенциалом садовых культур в регионе на основе адаптивности сортов, диагностики минерального питания, усовершенствованных конструкций насаждений, высококачественного посадочного материала, биологизированной защиты культурных растений от фитопатогенов.
  3. Основные принципы оптимизации размещения насаждений чая для рационального использования природно-экологических ресурсов зоны.
  4. Концептуальная модель адаптивного садоводства во влажно-субтропической зоне России.

Апробация и реализация результатов исследований. Результаты исследований представлены на: заседании Совета по вопросам агропромышленного комплекса России при Председательстве Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации (Москва, 2006); сессии секции садоводства и виноградарства отделения растениеводства Российской Академии Сельскохозяйственных Наук, (Москва, 2005); годичном собрании Отделения растениеводства Россельхозакадемии (Москва, 2009); международных конференциях и симпозиумах: «Редкие и малораспространенные культуры» (Пущино, 2007);  «Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие регионов Юга России» (Сочи, Астрахань, 2007); «Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых культур и винограда», (Краснодар, 2008); «Субтропическое растениеводство и южное садоводство России» (Сочи, 2009); научно-практических конференциях и симпозиумах: «Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных субтропических и плодовых культур» (Сочи, 2005); «Нетрадиционные и редкие растения, природные соединения и перспективы их использования» (Белгород, 2006); «Состояние и перспективы развития агрохимических исследований в Северо-Кавказском регионе» (Ставрополь, 2007); «Декоративное садоводство России» (Сочи, 2008).

Публикации результатов исследований.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 49 статьях (в том числе 15 в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ).

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 320 страницах машинописного текста, содержит 95 таблиц, 12 рисунков и состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций по использованию результатов исследований, списка использованной литературы. Список литературы включает 398 источников, в том числе 24 на иностранных языках.

Автор выражает искреннюю благодарность за консультативную помощь при выполнении данной работы доктору сельскохозяйственных наук, профессору Т.Н. Дорошенко, а также коллегам ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур Российской академии сельскохозяйственных наук.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

  1. Садоводство во влажных субтропиках России:

исторические аспекты, современное состояние,

направление развития в 21 веке

Анализ исторического развития садоводства во влажно-субтропической зоне России и его современного состояния показал, что за 150-летний период садоводство в зоне претерпело коренное изменение в своей специализации, вместо черноморской сливы и фундука теперь возделывается преимущественно чай, фундук, хурма японская, фейхоа, персик, киви и др. По мере адаптации культур-интродуцентов и их сортов учеными и специалистами изучались их биологические особенности, с учетом запросов практического производства разрабатывались агротехнические приемы выращивания, которые постоянно совершенствовались.

Сложные природно-климатические условия зоны, наличие курортной отрасли (очень остро, как в никаком другом регионе) востребовали обоснование адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Современное же адаптивное садоводство требует разработки системы комплексов, наиболее полно раскрывающих биологический потенциал культур, экономически и экологически целесообразных в уникальной зоне Российской Федерации.

  1. Объекты и методы исследований

Представленная работа выполнена в соответствии с планом НИР Всероссийского научно – исследовательского института цветоводства и субтропических культур. «Провести анализ современного состояния садоводства в субтропиках Черноморского побережья России для разработки эффективных механизмов управления факторами производства в садоводстве», в период с 2004 по 2009 г.г. Анализ и обобщение данных исследований проведены в сотрудничестве с учеными института за период с 1992 по 2004 гг.

Исследованиями охвачена уникальная зона влажных субтропиков России (административный район города Сочи), в прибрежной и горной части региона (до 1000 м над у. м.). Полевые опыты закладывались в специализированных с.-х. учреждениях (чайных совхозах), на территории землепользования Опытного поля института, на госсортоучастках зоны.

Анализ ресурсного потенциала зоны влажных субтропиков Краснодарского края показал, что здесь возможно успешное возделывание целого ряда субтропических культур: чая, хурмы восточной, фейхоа, киви, цитрусовых и др. Широкое распространение получили фундук, алыча, слива современного сортимента, яблоня и груша. Цветочно-декоративные культуры  получили свою специализацию – в основном на посадочный материал и срезку цветов.

Поскольку садовые культуры представляют собой экосистемы многолетнего цикла (50 - 70 лет) и состоят из взаимовлияющих подсистем, в процессе исследования изучали: экотоп, включающий климат, почвы, орографию; биоценозы, состоящие из вышеперечисленных культур, антропогенные воздействия на них и фитопатогены, сопутствующие культурам во влажных субтропиках.

В подсистеме климат проведен анализ многолетних данных погодных условий по справочникам, по данным Сочинской АМС за 1994 - 2004 гг. и за период с 2004 по 2009 гг.

В подсистеме почва даны генетические характеристики почв влажной субтропической зоны, имеющих наибольшее распространение и использование. Агрохимический анализ проведён по общепринятым методикам в прописи Н.В. Аринушкиной (1974) и по методам Почвенного института им. В.В. Докучаева (1975). Аналитические лаборатории института аккредитованы на техническую компетентность и независимость и зарегистрированы в государственном реестре под № РОСС Ru.0001 515635. Агрофизические свойства почв изучали методами, опубликованными в 1966 году Почвенным институтом им. В. В. Докучаева и по В. К. Козину (1993).

Орографический комплекс изучен в отношении его влияния на климатические показатели и продуктивность многолетних культур.

В подсистеме растения исследовались: южные плодовые, чай, фундук и цветочные культуры. Фенологические и биометрические показатели садовых растений изучали в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Орел, 1999). Химический состав листьев чая, хурмы восточной и фундука определяли в аликвоте после мокрого озоления по Гинзбург и Щегловой (1963). Концентрацию клеточного сока (ККС) листьев определяли методом Л. А. Филиппова (1968), водный дефицит – по Починку (1976). Определение связанной воды – методом Окунцова – Маринчук (1964), активность каталазы - по методике Гунара (1972), экстрактивные вещества – по методике В. Е. Воронцова (1946), танин – по Левинталю с пересчетным коэффициентом 5,82 (К. М. Джемухадзе).

Для управления продукционным потенциалом садовых экосистем в специфических условиях влажных субтропиков и при изменении их, часто до стресса (отрицательные температуры и засуха), установливали взаимовлияние функционирующих подсистем, определяли требования культур (часто интродуцентов) к окружающей среде и установливали критерии оптимального экономически и экологически целесообразного формирования урожая, осуществляющихся рядом с климато-бальнеологической отраслью в регионе.

Комплексная оценка продуктивности садовых культур зоны проведена по методу В. К. Козина, Т. Д. Бесединой и П. М. Бушина (1992, 2005). Для изучения влияния различных антропогенных воздействий (сорт, формировка, площадь питания, корневое питание при внесении минеральных удобрений и т.п.) использовали лабораторный и полевой методы исследований. Схемы полевых многофакторных опытов представлены в соответствующих разделах диссертации. Повторность опытов 2-3-х кратная, по 6-10 деревьев в варианте, размещенных рендомизированно.

Экспериментальные данные обрабатывали методами корреляционного и регрессионного анализов по Доспехову (1980), с использованием компьютерной системы построения моделей и описания взаимосвязи в агроэкоценозах (Новиков А. И., 1980).

  1. Анализ ресурсного потенциала зоны влажных

субтропиков

Черноморское побережье Краснодарского края от границ с Абхазией до Анапы находится в Среднеземноморской климатической области, характерно субтропическим климатом, который под  воздействием орографического фактора (главного Кавказского хребта) изменяется от сухих субтропиков к влажным, последние охватывают территорию муниципального образования города Сочи.

Общая площадь земель муниципального образования составляет около 350 тыс. га, где преобладает категория земель природоохранного, заповедного, оздоровительного и рекреационного назначения. Вместе с лесным фондом  они достигают 87% от общей площади, тогда как земли сельхозназначения за период с 1990 по 2009 сократились с 9,4% до 4,2%, а земли населенных пунктов увеличились в 2,2 раза. Изменяется породный состав многолетних насаждений, сократились площади под чаем и фундуком, виноградниками и цитрусовыми. Культура киви получает промышленное значение (Рындин, 2009).

Формирование рельефа Черноморского побережья края происходило под воздействием тектонических, аллювиально- пролювиальных и абразионных процессов. Водная эрозия в настоящее время является одним из основных агентов формирования рельефа горного характера. Сложены горы породами нижней и средней юры и состоят в основном из аргиллитов (сланцевых глин), песчаников и мергелей. Эти, легко поддающиеся эрозии породы, образуют холмистый рельеф, вследствие чего низкогорная и предгорная части зоны имеют волнистый и увалистый рельеф. Вдоль берега моря в результате абразионных и аллювиальных процессов образовались морские террасы с отметками до 250-300 м над уровнем моря (Дизенгоф, Ларионов, 1980). Крупные склоны и долины расчленены реками и водотоками. Густота долинной сети эрозионно-денудационных низкогорий в среднем 2,26 км/км2 (Литвин, 1980).

Понятие субтропического климата разработано Г.Т. Селяниновым (1936, 1961) и объясняется промежуточным положением субтропиков между зоной тропиков и умеренным  поясом, в пределах которого хорошо выражены термические сезоны и присутствует зимний вегетационный период. Характер вегетации зависит от типа сезона: теплый и холодный, определяемых своеобразием термических режимов. Последний напрямую зависит от напряженности радиации. Летом суммарная радиация достигает 16,3-17,4 ккал/см2 и мало уступает напряженности в тропиках. В холодную часть года напряжение солнечной радиации уменьшается, что отражается на интенсивности ассимиляции. Продолжительность светового периода в Сочи зимой 9-10 часов, летом – 14-15 (Мосияш, Лугавцов, 1967). Температурным градиентом для субтропиков является температура воздуха +10°С, а надежным показателем термических ресурсов  территории считается сумма активных температур выше 10°С (Селянинов Г.Т., 1933, 1936). Устойчивое появление среднесуточной температуры выше 10° в Сочи наблюдается в третьей декаде марта, прекращается в конце ноября. Сумма активных температур на побережье составляет  4160-4258°С, в горной части 3678-4022. В зимний период в горах появляются устойчивые отрицательные температуры воздуха. Продолжительность эффективного периода вегетации при температуре воздуха свыше 15° составляет 156 дней.

В настоящее время установлено, что возможность успешного возделывания плодовых, особенно субтропических, зависит от сочетания метеофакторов в зимне-весенний период (Драгавцева, 2001; Дорошенко, 2001). В субтропиках морозоопасный период начинается в ноябре и заканчивается в апреле. Особенно опасны ранневесенние заморозки для уже вегетирующих растений фундука, персика, алычи и хурмы восточной, математическая обработка данных среднесуточной температуры воздуха по декадам с 1974 по 2004 г.г. показала, что они значительно варьируют в марте-апреле.

Нижним пределом абсолютных минимумов для субтропических культур взяты температуры -8°С…-10°С. Однако, не столько абсолютные минимальные температуры определяют границы возделывания субтропических пород, сколько периодичность их проявления. По Селянинову (1961), гибель или сильное повреждение культур один раз в 10-15 лет экономически могут быть оправданы, тогда как ученые Кубани (2007) считают, что экономически выгодна культура тогда, когда повторяемость повреждений её плодовых образований наблюдается не чаще чем один раз в 40 лет.

По характеру теплового режима в субтропиках период полного зимнего покоя отсутствует и вегетация растений здесь не прекращается, вследствие чего на побережье можно получить два урожая овощных культур (редиса, салата, картофеля). Температурный ресурс почвы благоприятен для выращивания южных плодовых и субтропических культур (Рындин, 2009).

Влагообеспеченность растений в регионе определяется в основном количеством атмосферных осадков, характером их распределения в вегетационный период и интенсивностью выпадения на поверхность почвы. Орография территории влажных субтропиков, акватория моря обусловили значительное количество осадков от 1312 до 1635 мм.

Осенне-зимний или холодный период (XI-III) отличается промывным режимом, в течение которого количество выпавших осадков превышает испарение в несколько раз. Теплый вегетационный период (IV-X) у побережья характерен равным количеством осадков и физического испарения, в горах – сумма осадков превалирует над испарением. Выделенные термические режимы в зоне отличаются по интенсивности выпадающих осадков ливневого характера, составляющих 54-78% от месячной нормы. Выпадают они преимущественно в теплый период и мало восполняют запасы влаги в почве. Количество доступной влаги для растений существенно снижается в августе и медленно восстанавливается осадками, выпадающими осенью.

Потепление климата в данном регионе выразилось увеличением количества осадков за год, и в основном, в теплый период. Среднегодовая сумма осадков за период с 1974 по 2008 годы составила 1635 мм против 1534 мм,  по данным Мосияша и Лугавцова (1967). Чрезвычайная изменчивость количества осадков, их ливневый характер при высоком физическом испарении создают неустойчивую влагообеспеченность растений в период вегетации, часто переходящую в засуху.

Почвенный покров зоны влажных субтропиков характерен пестротою своих типов и подтипов, обусловленной разнообразием почвообрабазующих пород, горным рельефом, гидротермическим режимом и растительностью (табл. 1). Хорошо изучен почвенный покров территории гипсометрическим положением до 1000 м над уровнем моря, входящей в первый и второй агроклиматические районы влажных субтропиков и используемой в сельском и лесном производствах.

Данные табл.1 свидетельствуют о преимущественном использовании бурых лесных и аллювиальных почв, биологический потенциал которых равен 4,68-5,13. Условия влаго- и теплообеспеченности зоны обеспечивают урожайность плантаций чая от 37,8 до 41,5 ц/га зеленной массы.

Таблица 1 – Состав почвенного покрова агроэкосистем во влажных

субтропиках (по данным Т.Д. Бесединой, 2004)

Почвы

Площадь в

га

%

Дерново-карбонатные

4910

12,9

Бурые лесные: всего

19367

51,0

в том числе:

кислые

3902

10,3

кислые оподзоленные

3259

8,6

слабоненасыщенные

12206

32,1

Бурые лесные глеевые

2997

7,9

Желтозёмы

1506

4,0

Желтозёмы глеевые

516

1,4

Подзолисто-желтозёмные

242

0,6

Аллювиальные луговые

8321

21,9

Болотные аллювиальные иловато-перегнойно-глеевые

133

0,3

Итого

37992

100,0

Горный рельеф зоны влажных субтропиков предопределил перераспределение тепла и влаги, элементов питания, направленность миграционных потоков, в том числе и эрозионных и в результате различия в плодородии почв и продуктивности садовых растений. Сельскохозяйственные угодья здесь разместились на участках с отметками от 0 до 800 м над уровнем моря. Данное расположение сельхозугодий объясняется совокупным влиянием условий рельефа на климатические показатели (табл.2).

Анализ данных табл. 2 показал, что приток тепла от солнца на южных и западных склонах увеличивается, а на северных и восточных уменьшается в сравнении с ровной поверхностью или близкой к ней при уклоне 2°. К примеру, северные склоны в сравнении с южными при крутизне 10° недополучают тепла до 612°С, а при 15° - 914°С. При увеличении крутизны склонов от 2° до 20° северные склоны недополучают тепла до 475° от общей суммы активных температур, восточные склоны также недополучают 232°, а на западных склонах наблюдается приток солнечного тепла на 236°С, на южных склонах – до  628°С.

Полученные агроклиматические характеристики позволяют научно-обоснованно выделить плодовые зоны во влажных субтропиках края и агроклиматические ресурсы горных районов субтропиков России. В качестве базисной суммы температур более 10°С предлагается выделить склоны с притоком солнечного тепла: для субтропических плодовых культур 4000±100°С, для южных плодовых культур сумму температур – 3100±100°, для умеренного плодоводства – 2500±100°С.

Таблица 2 – Характеристика  агроклиматических районов Черноморского побережья (Б.Сочи) по теплообеспеченности с учетом  элементов рельефа (Козин В.К., Рындин А.В., 2008)

Агроклима-тический

район

Название

станции

Высота над

уровнем

моря,м

Сумма активных температур >10°С

при крутизне склонов

10°

15°

20°

На северных склонах

I

Сочи АМС

57

3942

3862

3730

3599

3467

II

Калиновое озеро

450

3616

3496

3435

3258

3139

III

Красная поляна

564

2924

2865

2767

2670

2337

IV

Ачишхо

1880

1011

900

956

923

889

На южных склонах

I

Сочи АМС

57

4061

4170

4342

4513

4689

II

Калиновое озеро

450

3676

3840

3998

4156

4318

III

Красная поляна

564

3013

3093

3221

3348

3478

IV

Ачишхо

1880

1041

1069

1113

1157

1202

На восточных склонах

I

Сочи АМС

57

3970

3990

3866

3802

3738

II

Калиновое озеро

450

3656

3628

3560

3501

3443

III

Красная поляна

564

2945

2915

2868

2821

2773

IV

Ачишхо

1880

1018

1010

991

975

958

На западных склонах

I

Сочи АМС

57

4043

4070

4146

4222

4297

II

Калиновое озеро

450

3715

3778

3818

3888

3957

III

Красная поляна

564

2993

3019

3076

3132

3188

IV

Ачишхо

1880

1034

1043

1063

1082

1102

Следовательно, рельефные условия влажных субтропиков влияют на уровень почвенного плодородия, обусловливая также развитие эрозионных процессов, что необходимо учитывать при возделывании многолетних культур в зоне.

Г.В.Добровольский (1994) считает, что чем глубже и основательнее будет знание разнообразия свойств и функций почв, закономерностей их распространения по элементам рельефа местности, тем надежнее могут быть рекомендации практического решения самых насущных вопросов использования почвенных ресурсов.

Культуры, получившие свое развитие в субтропиках России, являются интродуцентами из других стран и наиболее чувствительны к изменениям климата и почвенных условий, что отражается на их продуктивности.

Таким образом, природно-климатические ресурсы зоны влажных субтропиков позволяют выращивать на данной территории южные садовые культуры с учетом абиотических факторов.

  1. Экологические требования основных садовых

растений, возделываемых во влажных субтропиках России

В понятие экологических условий (требований) вводятся те абиотические факторы, которые жизненно необходимы для существования организмов. В группу абиотических факторов включают свет, тепло, влагу различного происхождения, почву с совокупностью физико-химических показателей и рельеф (Фисенко, 2001).

Влияние экологических факторов на живой организм чрезвычайно разнообразно и зависит от биологических особенностей агроэкосистемы. Диапазон действий абиотических факторов, при которых существует растение, ограничен их минимальными и максимальными значениями, в зоне оптимума растительный организм получает наилучшее развитие.

Возможность регулирования факторов, влияющих на ход формирования урожая, и является сутью всех технологических приемов возделывания садов. Тем значимее данные показатели для садовых экосистем, представляющих собой многолетнюю монокультуру. Отличительной особенностью садовых экосистем является повышенная капиталоёмкость, биологически обусловленная длительность вступления в плодоношение, необходимость адаптации агроэкосистемы к внешним меняющимся воздействиям среды. Современные садовые культуры отличаются от своих предков качеством и количеством плодов, меньшей устойчивостью к внешней среде. В связи с этим их биологическая продуктивность тесно связана с соблюдением сроков и полнотой технологических приемов, которые в свою очередь зависят от биологии культур, их сортимента и микрозональных условий размещения.

При модернизации существующих и моделировании новых многолетних агробиоценозов особенно актуальна оптимизация параметров экологических факторов, их оценка. Учет совокупности разнообразия влияния био- эколого- экономических факторов, использование результатов научно-технической деятельности может сделать плодоводство эффективным и конкурентоспособным (Егоров, 2001).

Агроэкологические требования культуры чая. Субтропический регион Краснодарского края считался третьей сырьевой базой по производству чая в СССР (Дараселия и др., 1989). Это самый северный регион на земном шаре, где культура чая возделывается в промышленных масштабах. С продвижением культуры чая к его северным экологическим границам изменяются климатические показатели, сезонные циклы вегетации чайного растения, влияющие на его урожайность (Бушин, 1975; Бушин, Беседина, Копылов, 1994). Динамичность сбора чайного листа зависит от гидротермических условий. На майский сбор, составляющий 34% от всего урожая, влияет температурный режим за период с 1-го января по 20 мая. Последующие сборы чайного листа обусловлены количеством осадков.

Установлены оптимальные показатели температуры воздуха (19-21°С) и суммы осадков (650-708 мм) в период листосбора для сорта Колхида в субтропиках России (Рындин, Малюкова, Козлова, 2008).

Исследования показали, что характеристики водного режима в листьях чая, активность фермента каталазы в них, анатомо-морфологические параметры его листьев чётко регистрируют наступление засухи и служат комплексом показателей определения адаптивности чайных растений к условиям обитания (Белоус, Рындин, 2008).

Чайная плантация представляет собой интенсивную монокультуру, возделываемую на постоянном месте 40-70 лет, но наиболее продуктивный период для неё 50-55 лет (Рындин, Туов, 2006). Культивируют чай на мощных почвах, так как основная масса корней чайного растения находится в слое 30-70 см (Гвасалия, 1975; Дараселия и др., 1989). Одним из основных показателей чаепригодности почв долго служила кислая реакция почвенной среды. Однако исследования П.М. Бушина и др. (1994) показали, что потенциальная урожайность плантаций чая существенно зависит от степени насыщенности слоя почвы 50-100 см (r=-0,67±0,14). Дальнейшее изучение почвенных свойств под растениями чая позволило В.К. Козину (2007) установить тесную зависимость (r=0,94) урожайности чая от фракций гранулометрического состава, опосредовано связанных с содержанием  гумуса в слое 0-60 см. Важной биологической особенностью чайных растений является отношение к подвижному алюминию в почве: чем выше его содержание, тем выше урожайность растений, r=0,74 (Малюкова и др., 2006, 2007; Рындин и др., 2008). Все выше представленные свойства почв субтропиков характеризуют их потенциальную продуктивность для оптимизации размещения чая, для оценки почвенного плодородия при закладке плантаций чая.

Урожайность плантаций изменяется в зависимости от генезиса почв субтропиков, мощности их профиля, гранулометрического состава, подверженности эрозии и условий рельефа. Наиболее продуктивны для чая оподзоленные подтипы бурых лесных почв и желтоземов. На продуктивность плантаций чая влияют рельефные условия. Ориентация склонов, благодаря перераспределению тепла и влаги, существенно влияет на урожайность чайных растений, на сроки листосбора.

Насаждения чая в основном размещены на северо-западных (34,5%), на западных – 15,1%, юго-восточных – 12,1% и юго-западных (13,8%) склонах. Менее всего (3.4%) используются северо-восточные склоны. Урожайность плантаций чая на южных склонах на 18% ниже, чем в среднем по зоне, на западных склонах – выше на 21%.  Высота над уровнем моря свыше 500 м существенно влияет на массу урожая, снижая ее на 24% (Беседина, Козин, 1999). Урожайность плантаций под влиянием крутизны склонов варьирует от 48 до 54 ц/га. Благодаря шпалере, в большинстве случаев приобретающей контурное расположение, и наличию растительных остатков в междурядьях, культура эффективно защищает почвенный покров от смыва. Следовательно, абиотические факторы субтропиков России существенно влияют на эффективность культивирования чая.

Влияние абиотических факторов на урожайность хурмы восточной и фейхоа. Интродукция хурмы восточной и фейхоа в северные экологические границы субтропиков поставила термический фактор определяющим эффективность их возделывания и размещения.

В стадии покоя растение хурмы при температуре -15°С получает слабые повреждения, при минус 20°С – сильные. Снижение температуры до -15°С вызывает сильные повреждения у фейхоа. Поэтому культивирование субтропических плодовых растений зависит, в основном, от условий перезимовки. Поскольку их плоды созревают в октябре-ноябре, летние непродолжительные засухи не отражаются существенно на их урожайности. Для нормального развития насаждений хурмы необходимы мощные почвы не менее 80 см (Омаров, Беседина, 2006). Возделывается хурма в основном на бурых лесных слабоненасыщенных почвах, характерных нейтральным и слабощелочным рН. Фейхоа возделывается на всех типах почв зоны.

Установлено что урожайность деревьев хурмы восточной зависит от рельефных условий и в основном от ориентации склонов, так как экспозиция склонов влияет на теплообеспеченность субтропических пород.

Хурма восточная в основном размещена на склонах, ориентированных на северо-восток, северо-запад, восток, юго-восток и юг (88%), продуктивность которых варьирует от 28 до 35 баллов, что в целом относится к низкобонитетным.

Следовательно, агроклиматические условия влажных субтропиков России благоприятны для культивирования хурмы восточной и фейхоа. Управляя почвенным плодородием и размещая эти культуры в оптимальных рельефных условиях, можно повысить их урожайность.

Агроэкологические факторы, лимитирующие урожайность цитрусовых культур. В климатическом отношении субтропическая зона края находится на переходной границе возможного естественного произрастания теплолюбивых цитрусовых культур в открытом грунте. Существенное влияние на развитие цитрусовых оказывают изменения термического режима в зимне-весенний период, в связи с чем в зоне получила развитие карликовая форма мандарина.

Цитрусовые сады произрастают в зоне на бурых лесных слабоненасыщенных почвах, предпочитают мощные почвенные разности (не мене 80 см). Данные почвы характерны слабокислым рН верхних горизонтов и нейтральным – нижних слоёв.

Агроэкологические требования культуры киви во влажных субтропиках России. Культуру киви относят к высокотребовательной к температурным условиям (Тарасенко, 1999). Для нее необходима сумма активных температур не ниже 3600°С. Съемная зрелость плодов наступает по достижении суммы температур 4065-4240°С в зависимости от сорта (Айба, 2005). В состоянии покоя растения киви переносят темпертуру до -15°С. Вегетирующие побеги погибают при -3…-5°С, которые часто стали наблюдаться  в зоне в феврале-марте.

Растения киви очень требовательны к высокой относительной влажности воздуха в связи с большой листовой поверхностью и усиленной транспирацией. Растения киви требуют не только высоких показателей влажности воздуха, но и достаточное содержание почвенной влаги, для чего крайне необходимо орошение насаждений.

Основная масса корневой системы растений киви сосредоточена в слое 0-40 см (Айба., 2005; Тутберидзе, 2005). Однако культура требует для своего развития мощных почв, обладающих плотностью не выше 1,3 г/см2. Реакция  почвенной среды может варьировать от слабокислой до слабощелочной.

Агроэкологические требования культуры фундука во влажно-субтропической зоне России. Фундук также относится к теплолюбивым растениям и оказался достаточно приспособленным к средиземноморскому климату. В условиях Черноморского побережья эта культура цветет с января по март. Термический режим в пределах +8…12°С является благоприятным для цветения растений. Вегетация его начинается ранней весной. Созревание орехов достигается при сумме положительных температур 2760°С. Цветочные почки закладывается в июне при наступлении среднесуточных температур 16-18°С. Термический режим субтропиков вполне благоприятен для культуры фундука (Махно, Хаашир, 2003).

При довольно высоком количестве осадков и их неравномерном распределении в годичном цикле ощущается дефицит влаги в почве особенно в период созревания орехов, что усугубляется поверхностным размещением корневой системы растений фундука в слое 5-40 см. Сложилось мнение о пластичности растений фундука к почвенным условиям, в связи с чем его сады были преимущественно (67%) размещены на средне- и маломощных почвах с широким диапазоном рН, от 5 до 8,5. Оптимальный рН равен 6,5. Возделывается фундук в основном на бурых лесных почвах (67%).

Орографические условия субтропиков также воздействует на урожайность культуры. Климатические условия Черноморского побережья позволяет размещать фундучные насаждения без ограничений по экспозиции склона, но всё же растения более продуктивны на склонах северо-западной и северо-восточной ориентации. Менее продуктивные южные склоны, смытые и пересушенные в летний период.

Следовательно, чтобы культура фундука могла полностью реализовать свой продукционный потенциал, необходимо учитывать климатические, рельефные и почвенные факторы.

Агроэкологические факторы, лимитирующие возделывание семечковых культур. Термический режим зоны благоприятен для возделывания яблони и груши. Однако, периоды потепления зимой провоцируют раннюю вегетацию плодовых растений, а последующие за ними заморозки повреждают генеративные органы. Дефицит влаги в июне-августе отражается на урожае деревьев и его качестве.

Уровень плодородия почв для семечковых определяется запасами органического вещества и мощностью гумусовых горизонтов. Оптимальное сложение 1,25-1,35 г/ см2. Яблоня растет в довольно широких пределах рН почвы, от 5,5 до 8,5, но экологический оптимум находится между 6,0-7,5. Неблагоприятные почвенные условия проявляются болезненными симптомами в течение ряда лет. Понижается устойчивость деревьев к заболеваниям и вредителям, снижается урожайность в несколько раз. Продуктивность семечковых плодовых культур в регионе ограничивается почвенной средой.

Оценка абиотических факторов субтропиков для выращивания косточковых показала, что для персика, например, важен температурный режим во время цветения (8-12°С), а для качества плодов около 23°С (в июле-августе). Заметное влияние на степень морозостойкости почек персика, как алычи и сливы, также  оказывают зимние оттепели, когда среднесуточная температура воздуха поднимается выше 5°С. Деревья реагируют на потепление  началом сокодвижения, а последующие похолодания вызывают гибель почек.

На засуху, которая в последние годы участилась и углубилась в зоне, косточковые культуры реагируют сокращением прироста, снижением уровня закладки цветковых почек, урожая и ухудшением качества плодов.

Культура персика требует мощных почв, его корневая система сосредоточена в слое 0-60 см. Плохо переносит повышенное содержание карбонатов. Хорошо развивается при рН равном 6-7, сильнокислая среда сдерживает его рост.

Слива и алыча менее требовательны к почвенным условиям, хорошо переносят высокое содержание карбонатов и уплотненные почвенные разности.

Плодовые породы плохо мирятся с избыточной влажностью воздуха, поражаются болезнями, вследствие чего для их размещения ученые института рекомендуют среднегорную зону региона (200-500 м над у.м.). В высокогорной зоне (600-1000 м над у.м.) рекомендуют возделывать, главным образом, семечковые, сливу и фундук, раннеспелые сорта лучше размещать на южных и смежных с ними склонах, сорта средних сроков созревания – на склонах западной и смежных экспозиций, сорта позднего срока созревания – на северных и восточных склонах. Это снижает влияние засушливых периодов на продуктивность плодовых растений.

Агроэкологические требования луковичных цветочных культур, выражаются, главным образом, к почвенным условиям. Им необходимы легкие водопроницаемые почвы.

Таким образом, агроэкологические требования садовых культур обусловлены их биологическими свойствами и абиотическими факторами зоны, глубокое познание которых поможет оптимизировать условия возделывания и повысить продуктивность агроэкосистем.

  1. Способы управления продукционным потенциалом

садовых растений в изменяющихся условиях внешней

среды субтропиков России

Современные технологические системы должны обладать адаптивностью, биологизацией процессов, экологической и экономической эффективностью, способностью обеспечивать стабильность плодоношения, оптимальной реализацией продукционного потенциала плодового агроценоза, высокими потребительскими качествами продукции. Перечень показателей адаптивного садоводства достигается: методами повышения фотосинтетической активности растений и их отзывчивостью на антропогенные воздействия; эффективным использованием элементов питания; биологизацией защиты растений; управлением приспособительных реакций растений; оптимизацией подбора сорто-подвойных комбинаций; рациональным размещением культур (Егоров, 2006). Продукционный потенциал – воспроизводственные возможности, обусловленные сложным взаимодействием биологического, конструкционного и техногенного потенциала. Биологический потенциал сорта – наследственно закрепленная способность культурного растения воспроизводить продукцию в конкретных почвенно-климатических и техногенных условиях. Конструкционный потенциал плодового агроценоза – формы и способы, ориентирующие создаваемую систему на максимальное использование природно- климатических факторов. Техногенный потенциал – методы и способы управления реализацией потенциальных возможностей агроэкосистемы путём различных агрогенных воздействий. Комплексному использованию способов управления продукционным потенциалом садовых растений в субтропиках посвящена данная глава диссертационной работы.

    1. Роль сорта в повышении продукционного потенциала садовых растений в субтропиках России является базовой в биологизации плодоводства (Хвостова, 2006). Среди различных агроприемов в повышении урожайности садов доля сорта оценивается в 30-50 и даже 70% (Савельев, 2001). При этом новые сорта должны иметь преимущества перед существующими: отличаться новизной, обладать адаптивностью, скороплодностью, продуктивностью, иметь хорошие товарные и потребительские  свойства плодов (Луговской, 2003). Процесс совершенствования сортимента непрерывен во времени и пространстве, так как меняются вкусы потребителей, повышаются требования к сортам. У любого сорта всегда найдется признак, который следует улучшать. В ответ на антропогенные воздействия, на изменяющиеся условия окружающей среды, появление новых рас вредителей и болезней, снижение устойчивости, изменяются условия производства продукции садоводства.

Ограничение применения средств химической защиты на побережье, невозможность полноценного использования техники для обработки мелкоконтурных участков на горных склонах, вынуждают товаропроизводителей к обновлению сортового состава, как одному из наиболее доступных методов повышения продуктивности садов и качества плодов.

Отрасль чаеводства во влажно-субтропической зоне России является ведущей, готовая продукция которой по вкусовым качествам не уступает лучшим зарубежным чаям. Исторически сложилось, что закладка чайных плантаций в зоне проводилась сеянцами, полученными из семян грузинской популяции и частично завезенных из Китая (Рындин, 2007; Рындин, Туов, 2009). В результате растения чая на плантациях характеризуются большой пестротой биологических и хозяйственных признаков: побегообразовательной способностью, характеру ветвления, длине вегетационного периода, по урожайности и биохимическим показателям.

Интродуцированные в 1968г. новые формы чая из Грузии - вегетативно размноженный сорт Колхида и размноженная семенами популяция Грузинский 15 – после госсортоиспытания в 1995 г. допущены к использованию в Краснодарском крае. В последние десятилетия во ВНИИЦиСК созданы новые морозостойкие сорта чая Сочи и Каратум (Рындин, 2006). Сорт Каратум выделенный в производственных насаждениях в 1976г., отличается мощностью куста, нежной антоциановой окраской, величиной флешей. Сорт Сочи, полученный из популяции Кимынь, отличается своей морозостойкостью (Туов, Прокопенко, Добежина, 2004). В настоящее время используются новые сорта грузинской селекции, такие как Рекорд и Старт (табл. 3).

Таблица 3 – Урожайность и качество сырья новых сортов чая

(по данным Туова М.Т., Прокопенко И.А., Добежиной С.В., 2004)

Сорта

Урожайность, в

Средняя масса флешей, в

Содержание, %

ц/га

% к

контролю

г

% к

контролю

танина

экстраактивных веществ

Грузинская популяция

43

100

0,5

100

25,3

39,5

Колхида

93

216

1,2

240

28,7

42,4

Грузинский 15

89

207

1,1

220

27,2

41,5

Каратум

100

232

1,4

280

29,2

42,9

Сочи

76

177

0,9

180

26,2

40,6

Рекорд

125

291

1,1

220

30,1

43,9

Старт

95

221

1,1

220

28,3

43,4

Преимущество сортов Каратум и Сочи, адаптированных к условиям «северных» субтропиков, по урожайности, массе флешей и качеству сырья в сравнении с грузинской популяцией, вполне очевидно. Эти сорта отличаются устойчивостью к стресс-факторам (Рындин, Белоус, 2008). Диагностика растений чая на засуху и высокие температуры воздуха показала, что наиболее устойчивыми по параметрам водного режима являются растения сорта Каратум, у Колхиды при дефиците влаги наблюдается подсыхание флешей. Следовательно, переход на сортовое чаеводство при перезакладке сортами с высокой потенциальной урожайностью, хорошим качеством сырья, равномерным подходом флешей к сбору позволит повысить продуктивность чайных плантаций на 30-50%, не увеличивая площади под ними в субтропическом регионе России.

Хурма восточная, благодаря зимостойкости, урожайности и пластичности к почвенным условиям является одной из наиболее перспективных культур в субтропиках. Для промышленного производства плодов наиболее ценными сортами являются: среди группы невяжущих – Джиро, Двадцатый век и Фуйю; из варьирующих – Хиакуме, как опылители – Зенджи-Мару и отечественный сорт Хостинский. Из константной группы по качеству плодов, особого внимания заслуживает сорт Сидлес. Урожайность Хиакуме составляет 94, Джиро – 64, Зенджи-Мару – 63, Сидлес – 88, Хостинский – 99 ц/га. Плоды всех сортов транспортабельны, в недозрелом состоянии имеют товарный вид и сохраняют высокие вкусовые качества, представляют экологически чистый продукт, так как насаждения хурмы практически не обрабатываются пестицидами.

Культура фейхоа получила в нашей стране признание за вкусовые качества плодов и относительную морозостойкость растений. Насаждения её в основном семенного происхождения, вследствие чего  в них присутствуют растения с различной продуктивностью, качеством плодов и сроками созревания. Сеянцы поздно вступают в пору плодоношения. В настоящее время выделены формы, отличающиеся высокой урожайностью и скороспелостью. Так, форма Д-1 (Дагомысская) дает до 18 кг плодов с 1 куста, отличается крупными плодами (до 170 г). Форма 0-01 (Дачная), раннего срока созревания (начало октября), средняя урожайность с куста достигает 11,5 кг. Масса плода средняя, кожура тонкая, без каменистых клеток. Форма 8-10 (Сентябрьская) вызревает в конце сентября, урожай с куста составляет 12,3 кг. Средняя масса плода около 40 г. Содержание витамина С 42,62; 50,51; 50,45 мг%, сумма сахаров: 7,88; 6,96; 7,18% соответственно.

Основной сортимент мандарина (80-85%) в зоне представлен карликовыми формами типа Васэ – клонами C.unshiu, важнейшего промышленного вида российских субтропиков. Урожайность наиболее используемых в посадках сортов – Ковано-Васэ и Миагаве-Васэ в среднем за 2004-2008 гг. составила 12,3 кг с дерева (в отдельные годы достигала 16,8-20,9  кг). Из новых интродуцированных гибридов лучшую урожайность за последние 5 лет показали перспективные формы мандарина №17030 и №17048 – в среднем 17,8-14,3 кг с дерева, самый высокий был получен в 2005 г.  – соответственно 30,5-27,0 кг. Для производственного испытания рекомендован сорт Слава Вавилова - урожайность которого достигла 21,4 кг с дерева, а в среднем за 5 лет – 12,9 кг.

Из нуцелярных зародышей через культуру in vitro получены новые сорта мандарина Милениум-1 и Милениум-2. Они включены в Реестр селекционных достижений РФ с 2008 года и запатентованы в 2009 г. (авторы А.П. Токарев и Р.В. Кулян). Урожайность Милениума-1 составляет 30-35 кг с дерева, созревают плоды в первой декаде октября. Урожайность Милениума-2 достигает 28-32 кг с дерева, созревает также в начале октября.

Для культивирования киви в субтропиках России рекомендованы сорта: Монти – средняя урожайность 152 ц/га, Бруно (151 ц/га), Кивальди (130 ц/га), Хейворд (122 ц/га). Подобраны сорта опылители. Для сортов Монти и Бруно рекомендован опылитель Матуа, для Хейворда и Кивальди, сорт-опылительТомури. Вызревают в основном в ноябре.

Возделывание фундука на Черноморском побережье Краснодарского края до организации опытной станции носило национальный характер. С 1904 г. началась интродукция сортов фундука из Германии, стран Средиземноморья и Малой Азии. В настоящее время коллекция фундука насчитывает более 120 сортообразцов (Мохно В.Г., 2004). Основным промышленным сортом стал Черкесский-2, которым занято до 98% всех существующих насаждений, урожайность которых в среднем составляет 6,8 ц/га орехов.

Современные экономические условия требуют введения в культуру новых сортов, с достаточно стабильной урожайностью, высокой устойчивостью к болезням и вредителям. В последние годы созданы сорта нового поколения, продуктивность которых по урожайности существенно превосходят сорт Черкесский-2 (табл. 4). Однако, только сорта Кавказ и Сочи-2 близки к районированному сорту по периодичности плодоношения. Урожайность сортов Президент, Анастасия и Галина варьирует значительно больше, коэффициент вариации их равен 19-23%. По содержанию жира и белков в орехах новые сорта не уступают сорту Черкесский-2. В них также выше выход ядра (45,8-47,2 против 45,4%).

Таблица 4 – Урожайность сортов фундука нового поколения и качество их орехов в сравнении с районированным сортом Черкесский-2

Сорта

Средняя урожайность за 2002-2008 г.г., ц/га

Коэффициент вариации, %

Содержание, %

жира

белков

Черкесский-2

(контроль)

10,2±0,3

9,0

68,2

16,5

Президент

18,3±1,3

19,1

69,5

17,0

Кавказ

17,2±0,7

10,4

68,8

18,1

Кубань

16,7±0,9

14,7

69,0

17,2

Сочи-1

17,5±1,0

15,8

68,4

16,9

Сочи-2

17,6±0,9

13,4

69,3

16,8

Перестройка

18,4±1,2

15,3

69,5

17,3

Виктория

17,5±1,1

16,4

68,7

17,1

Кристина

16,0±1,1

17,6

69,0

16,6

Анастасия

16,2±1,2

20,0

68,5

17,2

Галина

15,7±1,4

23,1

69,1

16,8

При возделывании семечковых плодовых культур в зоне влажных субтропиков на первое место встаёт замена сортов, восприимчивых к грибным заболеваниям, на иммунные и высокоустойчивые к болезням. Среди свыше 100 сортообразцов яблони выделены сорта с высокой адаптивностью: Редфри, Либерти, Флорина, Черноморское Инденко, Фридом, урожайность которых на 20-60% выше, чем у районированных сортов. Перспективны отечественные сорта груши, имеющие полевую устойчивость к парше: Черноморская янтарная, Рассвет, Вербена, Вега, Хостинская.

Из косточковых плодовых пород в последнее время наибольшее значение приобрела культура персика. Для равномерного поступления его плодов на рынок необходим набор сортов, которые перекрывали бы весь период потребления (около 90 дней). В сортимент культуры введены ультраранние и ранние сорта Спринголд, Армгольд, Редвин. Выделены новые сорта персика, дополняющие существующий сортимент: Маинред, Команче, Санбим, Лоадел.

Следовательно, совершенствование сортимента ведущих садовых культур, адаптированных к условиям самых северных субтропиков, продолжается. Выведены высокоурожайные сорта чая Каратум и Сочи, хорошо приспособившиеся к дефициту влаги и почвенным условиям региона. Для хурмы восточной рекомендованы интродуцированные сорта, акклиматизация которых прошла с успехом, выведен отечественный сорт Хостинский, урожайность которого выше сорта Хиакуме. При культивировании фейхоа выделены 3 раннеспелых сорта. Выведены новые сорта цитрусовых Милениум-1 и 2. Созданы сорта фундука нового поколения урожайностью до 15,7-18,3 ц/га, превосходящие сорт Черкесский-2 не только по продуктивности, но и по качеству орехов. Рекомендованы иммунные сорта яблони и груши. Для конвеерного поступления плодов персика предложены ультраранние, ранние и новые позднеспелые сорта.

    1. Оптимизация минерального питания и его диагностика являются также эффективным способом в повышении продукционного потенциала садовых культур. Из агроэкосистем идет постоянный отток питательных элементов с урожаем, с внутрипочвенным и поверхностным смывом. К тому же, садовая экосистема представляет собой длительную монокультуру с многолетней «типовой» агротехникой, в результате которой происходит одностороннее воздействие на почвенную среду в связи с избирательным поглощением элементов питания, его динамикой и выносом в зависимости от объема корнеобитаемого слоя и запасом в нем питательных  веществ.

Повышение продуктивности садовых экосистем и стабилизация её возможны путем оптимизации системы минерального питания культур внесением макро- и микроудобрений, обеспечивающих не только уровень корневого питания, но и адаптацию растений к меняющимся условиям внешней среды, устойчивость к фитопатогенам.

Эффективность возделывания интенсивной культуры чая в субтропиках России сопряжена с системным внесением минеральных удобрений в значительных количествах. В целях совершенствования технологий на современном уровне в многофакторном полевом опыте изучался и анализировался принцип расчета и применения минеральных удобрений под культуру чая сорта Колхида (Рындин, Малюкова, Козлова, 2007, 2008). Исследования показали доминирующую роль азотных удобрений в формировании урожая чая на фоне средней и высокой степени обеспеченности фосфором и калием (r по азоту равен 0,7, по фосфору – 0,44, по калию – 0,37). Приоритетное значение азотных удобрений обусловлено  листосборной культурой и реакцией почвенной среды. Получены следующие модели взвимосвязи урожайности чайных растений от доз N, P, K в удобрениях:

У = 18,0 - 10,1 N + 8,6 К+ 6,5 ВN - 3,7 NР - 2,8К+ 2,4 N +2,0 Р;

(для молодой плантации

У = k (30,4 + 67,5 N -  15,2 N + 3,8 РК),

(для полновозрастной плантации)

где,  У - урожай чая сорта Колхида, ц/га; N, Р, К - дозы  азотных, фосфорных и калийных удобрений в условных  единицах; В - возрастной коэффициент для молодых плантаций (соответственно 1,2,3), первый год - 15% от урожая полновозрастной плантации, в дальнейшем ежегодно увеличивается на 15 %; k -поправочный коэффициент по уровню естественного плодородия; при низком уровне  урожайность снижается на 30% (k = 0,7), при высоком – увеличивается на 20% (k = 1,2). Модели адекватны, коэффициент регрессии – R = 0,90 и 0,89, коэффициент детерминации – R2 = 0,81 и 0,79, соответственно, Fэкс.>Fтабл.

Нелинейный характер влияния изучаемых факторов на урожай позволил определить по критерию максимального урожая их оптимальные значения:

1) для молодой плантации: N - 210 кг/га, Р - 0 кг/га, К -103,5 кг/га; урожай составил в первый год – 35,3 ц/га, на второй – 53,8 ц/га, на третий – 73,3 ц/га.

2) для полновозрастной плантации: N - 442 кг/га, Р - 180 кг/га, К -150  кг/га;  при  условии  отсутствия дефицита  влаги  и  среднем  уровне плодородия почв теоретический урожай составит 140 ц/га.

Вместе с тем, существовавшая ранее в течение продолжительного времени (около 50 лет) практика применения на чайных плантациях Краснодарского края высоких доз минеральных удобрений, особенно азотных, вызвала подкисление почвы (Бушин, Беседина, 1994; Аргунова, 2004; Малюкова, Козлова, 2007), что усилило вымывание обменных оснований (Са и Мg) и оказало существенное влияние на изменение содержания микроэлементов в почве и в растениях чая, уменьшая их доступность и сбалансированность. В то же время культура чая, являясь растением таннидоносом и относясь к группе манганофиллов, предъявляет повышенные требования к обеспеченности микроэлементами.

Оптимизация питания растений чая, повышение эффективности внесения удобрений в большей степени связаны с обеспечением оптимального  соотношения макро – и микроэлементов. Это особенно актуально при длительном выращивании на одном месте многолетней культуры чая, так как на фоне внесения макроэлементов зачастую возникает резкий недостаток микроэлементов. Это приводит к функциональным физиологическим заболеваниям (различным хлорозам) и, как следствие, к снижению побегообразовательной способности. Дальнейшее повышение урожайности и получение высококачественной продукции возможно только при оптимизированном питании чайных растений как макро-, так микроэлементами (Белоус, Притула, 2008; Белоус, Рындин, 2008).

Для предотвращения вымывания вносимых микроэлементов из почвы был выбран более эффективный способ их применения, а именно, некорневое внесение путем опрыскивания чайных растений, позволяющее уменьшить дозировку и значительно повысить коэффициент их использования. Некорневой способ внесения способствует также более быстрому поступлению элементов в листья и включению их в физиологические процессы. В качестве некорневых подкормок использовались растворы сернокислых солей микроэлементов: меди (0,06%), марганца (0,4%), цинка (0,3%) и железа (0,3%) – для молодых растений; для полновозрастных, соответственно: 0,06%; 0,6%; 0,3% и 0,5%, которые проводили в полевом опыте на чайных растениях сорта Каратум, посадки 1990г.

Внесение микроэлементов марганца, цинка и смеси существенно воздействовало на урожайность растений чая. Если на контрольном варианте урожай в среднем достигал 65,8 ц/га, то при обработке растений чая раствором меди, марганца, цинка и железа он составил 71,5-78,9 ц/га. Улучшилось качество сырья. Применение микроэлементов не повышало их содержание в чайном листе, и не превышало ПДК. Растения чая, получившие некорневую обработку микроэлементами (Mn и Zn), лучше переносили засуху.

Минеральное питание хурмы восточной, его диагностика разработаны так же на базе полевого многофакторного опыта, что позволило усовершенствовать систему формирования продуктивных садов данной культуры ещё в стадии закладки насаждений в сложных и специфических условиях Черноморского  побережья  России. Знание особенностей питания растений хурмы в природно-климатическом аспекте субтропиков России, параметров и сроков его диагностики дают возможность регулирования и прогнозирования урожайности насаждений хурмы.

Хурме восточной, как и каждому виду растений, необходимо определённое соотношение питательных элементов, изменяющееся в течение вегетации, поскольку корневая система избирательно относится к поступающим питательным веществам из почвенного раствора. Соблюдение оптимальной концентрации питательного раствора и соотношения в нем элементов при внесении по фенофазам обеспечивает полную реализацию продукционного потенциала многолетнего растения.

Впервые разработаны модели взаимодействия доз азота, фосфора и калия с урожаем хурмы восточной:

- для садов, вступающих в плодоношение –

У = 16,12+37,39N+33,64Р+19,9114,07N2 13,61Р2 6,62K- 9,16NР; (R=0,95)

- для плодоносящих садов –

У =10,03+37,98N+22,88Р+23,68K12,16N2 12,76Р2 +4,8K; (R=0,98),

где , У урожай плодов хурмы в ц/га

Ведущее значение в питании растений хурмы в условиях субтпропиков также имеет азот. Установлены критерии обеспеченности культуры основными элементами питания и сроки диагностики, в том числе существенная связь урожая культуры по отдельным элементам в листьях (майский сбор):

у = 59,52  хN – 87,32 (r =  0,54); у = 197,02  хP – 299,64 (r = -0,49);

у = 168,77 – 24,46  xK  (r = -0,63), где

       у – урожай плодов хурмы, ц/га;        хN – содержание азота,

       хP – содержание фосфора; xK – содержание калия в листьях.

По представленным моделям можно прогнозировать величину урожая и своевременно её корректировать.

Оптимизация минерального питания фундука, как и других садовых культур, сказывется на продолжительности жизни сада. Особенностью растений фундука является двухлетний цикл развития генеративных органов, вследствие чего условия существования растения в текущем году отражаются на формировании урожая следующего года. Сбалансированное питание помогает успешно преодолевать стрессовые ситуации и противостоять болезням и вредителям.

Данные многолетнего многофакторного опыта по изучению доз  N, Р, К в удобрениях в их различных соотношениях показали отзывчивость культуры на внесение удобрений, при этом, азот также имел превалирующее значение в формировании урожая растений фундука. Наиболее эффективными для фундука оказались дозы удобрений N200 и N340 Р80К80 кг/га д.в., урожайность которых составила 12,7 и 14,7 ц/га (сорт Черкесский-2), а рентабельность 65 и 48%. Данные рентабельности несколько относительны в связи с изменчивостью стоимости удобрений (Рындин, Мохно, Черепенина, 2008).

Модель воздействия основных элементов питания на урожай фундука имеет следующее выражение:

У = 8,13+1,149N2 -0,58Р-1,15NP0,5NK (R=0,98),

где, У урожай орехов в ц/га

Впервые разработанные методы почвенной и листовой диагностики служат способами оперативного управления продукционными потенциалом культуры, что особенно эффективно в горных условиях зоны (Беседина, Мохно, 2007).

Для цветочных луковичных культур установлены дозы и сроки внесения удобрений в соответствии с качеством посадочного материала.

    1. Совершенствование конструкций садовых насаждений в субтропиках России. Переход на интенсивные насаждения обуславливает изменение всех агротехнических приемов. Растения в сообществе раньше всего достигают предела пороговой загущенности по свету. При недостатке поступления солнечного освещения в центр кроны прекращается фотосинтез в листьях, они начинают оттягивать часть продуктов фотосинтеза. Листовой полог и плодоношение смещаются на периферию кроны, в результате снижается урожайность и качество плодов (Избасаров, Карычев, Жылкайдарова, 2003). Возникает необходимость в значительном ограничении плодовой древесины, Нарушается соотношение между корневой системой и надземной частью многолетнего растения. Все это требует больших затрат ручного труда (Бербеков и др., 2003).

Экономические критерии, обуславливающие целесообразность производства, также определяют параметры технологии и её подсистем, включая конструкцию насаждений (Егоров Е.А. и др.). Технологии с их подсистемами дифференцируются в зависимости от природно-климатических факторов зон и микрозон. Элементы современных интенсивных технологий должны соответствовать биологическим потребностям возделываемых садов.

Схема посадки, размещения деревьев в интенсивных садах влияет на урожай, позволяет рационально использовать земельные ресурсы (Дорошенко Т.Н., 2003). Кроме того, обеспечение листовой поверхности за счет большей плотности посадки с одновременным созданием оптимальной архитектуры плодового растения разрешает большее использование солнечной энергии.

Формировка и обрезка садовых растений направлены на регулирование урожая нагрузкой, управление ростовой активностью, создание баланса между вегетативной и генеративной сферой растений, оптимизацию минерального питания и водного режима. Так, малообъемные кроны имеют меньше древесины, больше питательных веществ поступает на плодоношение и адаптацию, растения более засухоустойчивы, не требуют  дополнительных затрат на создание конструкций.  Повышается производительность труда при обрезке деревьев и при съёме плодов, она более удобна для ухода за растением и почвой.

Переход на интенсивные посадки предусматривает изменение всех агротехнических приемов.

Особенности формировки листосборной поверхности шпалеры чая.  Правильно и своевременно проведённая подрезка растений чая способствует усилению побегообразования, улучшению качества собираемых флешей, равномерному подходу их к сбору. В технологии возделывания чая наиболее трудоемким и растянутым во времени (V -IХ) является сбор чайного листа, на долю которого приходилось до 70% ручного труда от общих затрат. Переход на механизированый сбор потребовал перевода сферической формы шпалер на горизонтальную, который не отразился на урожайности и качестве чайного сырья.

Плантации чая, основная масса которых заложена в 50-х годах 20 века, имеют ширину междурядий 150, 175 см, частично 125 и 205 см. Применение аппаратов малой механизации в чаеводстве вызвало сокращение листосборной поверхности шпалер до 50 и 70 см.

По данным М.Т.Туова и Маркиной Н.М. (1994), уменьшение ширины листосборной поверхности шпалеры чая не повлияло существенно на урожайность насаждений чая. Так, при ширине шпалеры 90 см урожайность достигла 68,6 ц/га, при ширине 50 см – 69,2 ц/га.

Для культуры хурмы восточной также разработаны формировки деревьев и оптимальные площади питания в регионе. Прежде растения хурмы высаживали на расстоянии 10х10, 8х8, 6х5 м. Рациональное использование субтропических территорий и интенсификация садоводства востребовали изменение площадей питания и в связи с этим изучение влияния их на продуктивность культуры (Омаров, Рындин, 2008,2009) (табл. 5).

Таблица 5 – Влияние схемы размещения деревьев хурмы восточной сорта Хиакуме на урожайность и эффективность производства плодов

Место

посадки

Схема

посадки, м

Средняя урожайность за

1996-2005 гг. ц/га

Масса

плода, в г

Рентабель-

ность,

%

ЗАО»Мацеста-чай

6х5

45,4

150

-

уч-к «Прогресс»

6х4

60,4

153

-

6х3

83,1

152

-

НСР О5

11,1

Совхоз Октябрьский»

6х5

36,2

162

128

уч-к «Луковая гора»

6х4

45,2

160

132

6х3

60,7

166

158

НСР  О5

23,8

Вполне очевидна эффективность рационального использования почвенного ресурса в зоне при сохранении товарных качеств плодов.

Культура хурмы имеет особенности обрезки полновозрастных садов, благодаря которой происходит перераспределение питательных веществ по кроне дерева. Кроме того, обрезкой можно влиять на прозрачность кроны дерева, на сроки вступления его в плодоношение и предупредить быстрое старение растения. Ежегодное прореживание в более старшем возрасте сада следует чередовать омолаживающей обрезкой. За 4-5 лет растение хурмы восстанавливает свою крону, усиливая рост плодоносящих побегов, существенно повышается урожайность насаждений. После омолаживания сорт Хиакуме дал урожай 82,6 ц/га, против 61,6 ц/га с растений не подвергавшихся обрезке.

В условиях зоны впервые апробирована пальметтная форма возделывания хурмы восточной (Омаров, 2000). Растения высаживались на расстоянии 5х3,5, 5х3.0, 5х2.5 м. Наиболее перспективными для этой формировки оказались сорта Хиакуме, Зенджи-Мару, Сидлес, Хачна, Гошо-Гаки. Одним из важных преимуществ пальметтных насаждений является их скороплодность и снижение затрат при сборе плодов.

При культивировании фундука в зоне разработаны штамбовые формы в зависимости от рельефа, в то время как традиционной формой формирования фундука являлась кустовая, которая рекомендуется для горной местности, где крутизна склонов достигает свыше 15 градусов. С учетом сортовых особенностей, почвенных условий и крутизны склона растения размещают на расстоянии: 6х6, 6х5, 6х4 м по 6-8 стволов в кусте. Начало плодоношения наступает на 4-5 год жизни. Срок эксплуатации 25-30 лет.

На склонах крутизною до 25 градусов рекомендована форма «Очаг», по 4-6 саженцев в гнезде радиусом до 1 м. Оптимальная схема посадки 6х6, 6х5, 6х4м. На каждом стволе оставляют по 3-4 скелетных ветви. В плодоношение фундук вступает на 3-4 год. Срок эксплуатации  30-35 лет.

На равнинных участках предлагается выращивать фундук в штамбовой форме, позволяющей максимально механизировать трудоёмкие процессы технологии, включая сбор орехов. На пологих склонах можно формировать штамб «Дерево», по одному саженцу в посадочное место. Схема размещения: 6х3, 6х2, 5х3 м. Срок вступления в плодоношение на 3-4 год. Достоинство формировки «Дерево» – механизированный сбор орехов.

Система формировки «Татура» разработана учеными института. Растения высаживают по 2 в посадочное место под углом 60 в сторону междурядий на расстоянии 6х2, 6х3м. Начало плодоношения на 3-4 год, срок эксплуатации до 50 лет. Здесь также возможен механизированный сбор орехов. В табл. 6 представлены данные влияния формировок на урожайность двух сортов фундука.

Таблица 6 – Влияние формировок на количество и качество урожая орехов фундука (Опытное поле ВНИИЦиСК, 2007г.)

Сорта фундука

Формировка

растений

Урожай-ность,

ц/га

Масса в г

Ожидаемая

рентабельность

производства

фундука, %

ореха

ядра

Черкесский

куст

5,0

1,60

0,65

46

дерево

9,2

1,84

0,78

90

татура

8,3

1,81

0,83

65

Президент

куст

6,7

2,70

1,13

75

дерево

11,7

3,18

1,38

105

татура

10,0

3,66

1,67

125

Полученные результаты свидетельствуют о преимуществе нового сорта Президент, адаптированного к условиям зоны, по всем параметрам производства ореха фундука. Штамбовая формировка существенно увеличивает урожайность культуры, улучшает качество плодов и повышает рентабельность производства орехов в зоне субтропиков. Следовательно, штамбовые формировки растений фундука – один из способов интенсификации и рационального использовании земель зоны при возделывании этой культуры (Рындин, Махно, Черепенина, 2007).

Таким образом, для ведущих садовых культур зоны – чая, хурмы восточной и фундука усовершенствованы конструкции насаждений и формировка растений, раскрывающих их продукционный потенциал.

    1. Эффективные приёмы производства посадочного материала садовых культур влажно-субтропической зоны России. Одним из элементов интенсификации садоводства является правильно подобранный по зонам и микрозонам высококачественный сертифицированный посадочный материал, от которого зависит однородность по сорту, выравненность деревьев по силе роста, срокам созревания и плодоношения и, в конечном счете, урожайность. Необходим дифференцированный подход к выращиванию посадочного материала, предусматривающий технологичность насаждений.

Среди основных причин, сдерживающих развитие промышленного плодоводства, ученые считают недостаточность ресурсной поддержки государства в создании маточников, питомников, сортимента и т.д. (Егоров Е.А., Шадрина Ж.А., Кочьян Г.А., 2006). Темпы реновации многолетних насаждений в стране в значительной степени зависят от состояния питомниководства, объемов производства  посадочного материала. Продуктивность создаваемых интенсивных садовых экосистем зависит от качества посадочного материала. Обеспеченность посадочным материалом при перезакладке садов составляет от 50 до 90% по годам. Недостающие объёмы восполняются импортом саженцев, слабо адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям, низкой реализацией сортом биологического потенциала, сокращению сроков эксплуатации насаждений.

Производство посадочного материала для субтропического садоводства имеет свою специфику. Существующие насаждения чая на 92% заложены семенами. В период их закладок (1936, 1953-1957гг.) в стране не существовали отечественные сорта чая, а чаеводческая отрасль только создавалась. Очевидны стали отрицательные воздействия сортосмесей на продуктивность плантаций.

В 80-х годах прошлого столетия была разработана индустриальная технология вегетативного размножения чая в контейнерах. Приживаемость саженцев на плантациях достигала 99%. Применение контейнеров из рулонного стеклопластика и пластмассы позволило механизировать заполнение их чаепригодной почвой и сократить транспортные расходы по перевозке почвы. Разработан метод предварительной подготовки черенков чая к укоренению (кильчевание), способствующий росту стандартных саженцев за 8-месячный период. Тем самым в 2 раза увеличивался выход посадочного материала с единицы площади питомника. Установлены сроки укоренения черенков. (Туов, 1984, 1989, 1997).

В производстве посадочного материла для насаждений хурмы были установлены сроки прививок (до начала сокодвижения). Подвоем служили сеянцы хурмы кавказской.

Цитрусовые прививаются на P.trifoliata, окулировку проводят в августе-сентябре. Саженцы выращивают в пленочных контейнерах объемом 775 см3, срез на глазок проводят через 200 дней в апреле, мае (Рындин, Горшков, 2008).

Усовершенствована технология производства посадочного материала фундука в специализированных маточниках с многолетним циклом выращивания (Рындин, 2009). Маточные растения 3-х летнего возраста полностью обрезают до начала вегетации. По мере отрастания поросли в течение вегетации проводят 3-х кратное окучивание маточного гнезда слоем почвы до 15 см при капельном орошении. По окончании вегетации приступают к выкопке хорошо окоренившейся поросли.

Выращивание посадочного материала фундука в специализированных маточниках при капельном орошении существенно увеличивает количество саженцев и повышает их стандартность. Экономическая эффективность производства посадочного материала возрастает в среднем с 65 до 110% (таб. 7).  Внедрение усовершенствованной технологии производства посадочного материала фундука в специализированных маточниках позволит снизить материальные и энергетические затраты, обеспечит максимально возможную сортовую чистоту, рационально использовать сельхозугодья (Рындин и др., 2008).

Таблица 7 – Выход посадочного материала фундука при капельном орошении (Опытное поле ВНИИЦиСК, 2007-2008 гг.)

Сорта

Режим орошения

Выход саженцев, в шт.

Высота саженцев в см

Выход стандартных саженцев, %

Рента-бельность, %

маточного растения

га

Кавказ

без орошения

13

32500

87,5

65

65,1

орошение при 60% ППВ

19

47500

111,5

95

90,0

орошение при 80% ППВ

22

55000

128,0

97

102,5

Сочи-1

без орошения

11

27500

70,0

68

66,7

орошение при 60% ППВ

20

50000

110,5

96

92,3

орошение при 80% ППВ

23

57500

116,5

97

110,4

Президент

без орошения

12

30000

75,0

70

63,5

орошение при 60% ППВ

20

50000

106,5

95

92,3

орошение при 80% ППВ

26

65000

120,0

96

117,8

Примечание: количество маточных растений 2500 штук на га.

Выделены ведущие подвои персика: сеянцы персика и клоновый подвой Кубань-86, обеспечивающих устойчивость и продуктивность культуры в регионе. Выявлены подвойные сорта Сочинский-7 и Черноморский 2 для обеспечения питомников семенами.

Для таких перспективных цветочных культур в субтропиках как нарциссы и фреезия, разработаны методы микроклонального размножения in vitro. Размножение в культуре in vitro, по сравнению с традиционными методами вегетативного размножения, применяемыми в сельскохозяйственной практике, имеет ряд преимуществ:

- коэффициент микроразмножения растений в 1000 и более раз выше, чем при традиционном способе; 

- клональное микроразмножение позволяет экономить большие площади теплиц, занятые под маточными растениями;

- одновременно с размножением происходит оздоровление растений от патогенных микроорганизмов и в некоторых случаях от вирусов;

- методами культуры ткани возможно работать в лаборатории круглый год;

- длительное хранение пробирочных растений позволяет всегда иметь под рукой исходный материал.

Приживаемость растений после высадки в субстрат составляет 70-80%.

Таким образом, разработанный метод микроклонального размножения нарциссов и фреезии, является достаточно надёжным способам получения идентичного потомства, может быть использован для размножения перспективных гибридов и новых интродуцированных сортов, а также для массового размножения, обеспечения высокого качества посадочного материала.

Следовательно, в связи с биологическими особенностями возделываемых культур разработаны эффективные приемы производства посадочного материала для ведения адаптивного садоводства в зоне влажных субтропиков.

    1. Интегрированная система защиты садовых растений во влажных субтропиках России. Природно-климатические условия российских субтропиков способствуют интенсивному развитию и размножению целого ряда вредителей и возбудителей болезней. Вредоносность конкурирующих с человеком организмов усиливается, урон от их воздействия составляет в нашей зоне 33-43%, тогда как в умеренных зонах 20-25%. Обследования агрофитоценозов зоны выявили около 500 видов вредителей и более 200 видов возбудителей болезней. Близость санитарно-охранных территорий ограничивает ассортимент применения пестицидов или полностью их отменяет (Рындин, Игнатова, Осташова, Фогель, 2009).

Все это говорит о разработке таких систем защиты, которые бы при высокой эффективности были экологически безопасны для объектов экосистемы. Этим требованиям отвечают элементы адаптивно-интегрированной системы защиты садовых культур от вредных организмов.

Важнейшей особенностью экологизированных систем защиты является не только комплексное, но и значительно более дифференцированное использование природных ресурсов, техногенных факторов адаптивного потенциала культивируемых видов и сортов растений.

Основой экологизированной системы защиты, согласно принятой в настоящее время концепции по защите растений (Захаренко, 1995), является фитосанитарный общеэкологический мониторинг в масштабе агроландшафта, что дает возможность с большей достоверностью ликвидировать очаги опасности с меньшими затратами.

Преодоление фитосанитарной дестабилизации достигается путем повышения уровня агротехники, который должен быть системным, многосторонним, многолетним с одновременным решением и природоохранных проблем. В связи с этим к основным элементам фитосанитарных технологий, в организационном плане, предполагается поэтапное выполнение следующих работ:

  • оценка фитосанитарного состояния культуры;
  • определение целесообразности проведения защитных мероприятий с учетом данных оценки опасности вредных организмов и экономических расчетов вредоносности;

- выбор защитных мероприятий профилактического характера (использование устойчивых сортов, карантинные агротехнические мероприятия), активного воздействия с применением химических и биологических средств защиты растений.

В интегрированных системах защиты растений уже многие десятилетия доминирующим (до 70%>) является химический метод. Несмотря на негативное влияние пестицидов на окружающую среду, достойной альтернативы ему пока не найдено.

В целях снижения пестицидных нагрузок используется биометод, но он в системах защиты плодовых и др. культур занимает не более 10-30%.

Следовательно, дифференциация методов защиты садовых растений от вредных организмов приводит к повышению продукционного потенциала культур при минимальных экологических рисках.

Таким образом, для развития адаптивного садоводства в субтропиках разработаны эффективные способы управления продукционным потенциалом культур.

  1. Основные принципы оптимизации размещения садовых культур в зоне влажных субтропиков России (на примере чая)

Одной из основных задач садоводства в зоне влажных субтропиков России остается разработка мероприятий, гарантирующих получение высоких и устойчивых урожаев с учетом влияния совокупных внутренних и внешних факторов.

Для  более  эффективного использования природных  ресурсов  в  субтропической зоне необходим переход  к адаптивному землеустройству, в основу которого должна быть положена экономически  оправданная,  но значительно расширенная по сравнению с существующей  дифференциация сельскохозяйствен­ных угодий на основе выделения агроэкологически однотипных полей и плантаций.

При этом экологически однотипные территории (ЭОТ) следует формировать с учетом базисных особенностей территории (рельефа типа почв, особенностей микроклимата), адаптивного потенциала культивируемых растений (их потенциальной продук­тивности и экологической устойчивости) и мелиорирующих техногенных средств (коренной мелиорации и агротехники).

Это позволит успешно решать обозначенные проблемы на основе разработки новых технологий по правильному выбору участков, рациональному размещению насаждений с учетом экспозиции, крутизны склонов и высоты над уровнем моря (А.В. Рындин, 2007; А.В. Рындин, В.К. Козин, 2008).

Анализ агроклиматических характеристик позволил научно-обоснованно выделить плодовые зоны на Черноморском побережье, которые являются существенными диагностическими показателями оценки агроклиматических ресурсов горных районов субтропиков России (рис. 1). В качестве базисной суммы температур более 10° С предлагается выделить склоны с притоком солнечного тепла: для субтропических плодовых культур 4000±100°С, для южных плодовых культур сумму температур – 3100 ± 100, для зоны умеренного плодоводства – 2500 ± 100 С (А.В. Рындин, 2009).

Таким образом, во влажных субтропиках России четко выделяются три плодовые зоны, при использовании которых есть возможность расширить ассортимент и сроки действия природного конвейера по производству свежих и экологически чистых плодов, ягод и овощей.

Оценка почвенно-экологических условий под многолетними насаждениями показала, что одна и та же почва имеет оценочный балл в зависимости от биологических особенностей растений, и по требовательности к почвенному плодородию. В зоне субтропиков многолетние культуры по своим агроэкологическим требованиям располагаются в возрастающем порядке: алыча> фундук > фейхоа > персик> хурма> слива> мандарин> груша> яблоня> чай.

Осуществляя выбор территории, проектирование сада определенного назначения, подбор лучшего сорта и подвоя, а также научно обоснованных технологических элементов закладки и ухода, человек в состоянии целенаправленно изменить характер и степень влияния отдельной группы (или несколько групп) факторов на обменные процессы растения и соответственно на урожайность и регулярность плодоношения.

Таким образом, разумно корректируя действие на растительный организм определенной группы факторов, можно управлять процессом плодоношения многолетних насаждений.

Исходя из этой концепции (рис. 2), формирование разных составляющих повышения урожайности начинается задолго до начала плодоношения многолетних насаждений, с выбора участка.

Рис. 1 - Концептуальная модель эффективного выбора участков

под многолетние насаждения в зоне влажных субтропиков

России (В. К. Козин, А. В. Рындин, 2008; А. В. Рындин, 2009)

Рис. 2 - Концептуальная модель  эффективной организации

и ведения адаптивного садоводства зоне влажных субтропиков России

Рис. 3 – Зонирование территории Черноморского побережья

для размещения садовых культур

В связи с восстановлением отрасли чаеводства встает вопрос о целесообразности микрозонирования отрасли (Беседина, Козин, 2003; Рындин, Козин, Беседина, 2009).

Учитывая комплекс климатических, рельефных и почвенных условий, территория влажных субтропиков края разграничена на следующие микрозоны  (рис. 3), продуктивность которых снижается от 64,8 до 30,4 ц/га.

Микрозонирование территории позволяет наиболее рационально использовать природные ресурсы уникальной зоны, разрабатывать мероприятия по повышению урожайности чайных плантаций конкретно для каждой микрозоны и в целом развивать отрасль чаеводства в России.

ВЫВОДЫ

  1. На основе многолетних исследований, анализа и обобщения экспериментальных данных разработана концепция системы ведения адаптивного садоводства в современных условиях влажных субтропиков России.
  2. Оценка природных ресурсов зоны показала, что климатические условия региона формируют два вегетационных периода: холодный – с ноября по март и теплый – с апреля по октябрь, что  дает возможность выращивания культур умеренного и субтропического климата. Выделенные термические режимы отличаются интенсивностью выпадающих осадков ливневого характера. Потепление климата в данном регионе выразилось увеличением годовой суммы осадков с 1534 до 1635 мм. Чрезвычайная изменчивость количества осадков, их ливневый характер при высоком физическом испарении всё чаще приводят к засухам. Почвенные условия, обусловленные в том числе геоморфологией и орографией территории, характеризуются низким плодородием, эрозийными процессами и расчлененностью.
  3. Агроэкологические требования садовых культур зависят от их биологических свойств и потребительских качеств производимой продукции. Так, чай как листосборная культура в условиях «северных» субтропиков, рано весной требователен к температурному режиму, а летом – к условиям увлажнения. Успешно развивается на кислых оподзоленных мощных почвах. Хурма восточная, одно из морозостойких интродуцированных растений, требует мощные почвы (не менее 80 см). Фейхоа менее морозостойкая, чем хурма, но произрастает на среднемощных почвах. Для фундука как климатические, так и почвенные условия вполне приемлемы. Семечковые плодовые культуры требуют мощных и плодородных почв. Косточковые плодовые породы, особенно персик, повреждаются ранневесенними заморозками. Луковичные цветочные культуры требуют легких водопроницаемых почв.
  4. Создание адаптивного садоводства в регионе основано на использовании комплекса способов управления продукционным потенциалом культур, приспособившихся к местным почвенно-климатическим условиям; эффективного применения элементов питания и фотосинтетической деятельности растений, оптимизациеи подбора сорто-подвойных комбинаций, рационального размещения культур.
  5. Роль сортимента в повышении продукционного потенциала садовых систем является базовой в биологизации плодоводства. В условиях субтропиков продолжается совершенствование сортимента ведущих культур. Выведены высокоурожайные сорта чая Каратум и Сочи, устойчивые при дефиците влаги в почвенных условиях региона. Для хурмы восточной рекомендованы интродуцированные сорта, акклиматизация которых прошла с успехом. Выведен отечественный сорт Хостинский, урожайность которого выше сорта Хиакуме. При культивировании фейхоа в промышленных насаждениях выведены 3 раннеспелые формы. Созданы сорта фундука нового поколения с урожайностью до 15,7-18,3 ц/га, превосходящие сорт Черкесский-2 не только по продуктивности, но и по качеству орехов.
  6. В стратегии управления продукционным потенциалом садовых ценозов система минерального питания особенно актуальна. Установлены оптимальные нормы удобрений: для молодой плантации сорта Колхида N210К103,5 кг/га д.в, для полновозрастной - N442 Р180К150. Определены параметры свойств почв, обеспечивающие потенциальную продуктивность насаждений чая и оперативный контроль за уровнем плодородия с помощью листовой диагностики. Апробирована методика внесения некорневых подкормок микроэлементами, существенно увеличивающих урожайность растений чая, не снижая при этом качество. Разработаны экономически и экологически целесообразные дозы минеральных удобрений для культуры фундука и хурмы восточной. Установлены критерии обеспеченности бурой лесной почвы для этих культур, позволяющие оценить её продуктивность уже при закладке садов. В целях оперативного контроля за уровнем продуктивности культур разработаны сроки и критерии растительной диагностики. Для всех вышеназванных культур в минеральном питании превалирующее значение имеет азот.
  7. Совершенствуются конструкции садовых насаждений. Переход на механизированный сбор чайного листа потребовал изменить ширину и плоскость шпалеры чая. В культивировании фундука разработаны штамбовые формы растений в зависимости от рельефа. Для возделывания хурмы разработана омолаживающая подрезка и пальметтная  формировка. Разработаны параметры размещения деревьев в саду.
  8. Разработаны эффективные приёмы производства посадочного материала для культуры чая и фундука.
  9. Интегрированная система защиты многолетних насаждений состоит из фитосанитарного мониторинга, точной сигнализация с учетом погодных условий и химической защиты с использованием экологически безопасных препаратов.
  10. На основе комплексной оценки природно-климатических факторов зоны и агроэкологических требований культуры чая установлены микрозоны его оптимального размещения.
  11. Субтропическое и южное садоводство должно базироваться на адаптивно-ландшафтном земледелии, научно-обоснованных изысканиях, проектировании, тщательной экологической экспертизе технических проектов под закладку садов с набором природоохранных мероприятий.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Закладка новых садов и реновация существующих должны проводиться на основе разработанных способов управления продукционным потенциалом культур:

- внедрять новые сорта, выведенные в климатических условиях зоны;

- оптимизировать минеральное питание растений внесением удобрений в дозах, экспериментально установленных применительно к каждой культуре;

- контролировать уровень минерального питания с помощью почвенной и листовой диагностик;

- применять при закладках насаждений чистосортный и высококачественный посадочный материал;

- размещать плодовые растения с учетом рельефных и почвенных условий, оптимальных площадей питания и новых конструкционных решений;

- защищать растения от болезней и вредителей на основе мониторинга насаждений, точной сигнализации с учетом погодных условий и использованием экологически безопасных препаратов.

2. В целях повышения квалификации специалистов сельскохозяйственной зоны возобновить их учебу.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

В научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Более 100 лет в субтропиках России / А.В. Рындин // Сельскохозяйственная биология. – 2006. - №3. - С. 83-88.
  2. Основные результаты научной деятельности ГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии в 2005 году / А.В. Рындин, И.А. Кравцов, Л.С. Малюкова // Плодоводство и ягодоводство России. - М.: ВТИСП, 2006. - Т. XVII. - С. 90-98.
  3. Сортосмена как фактор повышения эффективности субтропического растениеводства / А.В. Рындин // Вестник Россельхозакадемии . – 2007. - №3. - С. 41-43.
  4. Выведение новых сортов  чая – инновационное направление селекционного процесса / А.В. Рындин //  Садоводство и виноградарство. М., 2007. – № 3. - С. 23-24.
  5. Научное обеспечение субтропического и южного садоводства в Краснодарском крае / А.В. Рындин // Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2007. - №3(7). - Стр. 88-91.
  6. Устойчивость растений чая: диагностика и способы повышения / А.В. Рындин, О.Г. Белоус // Сельскохозяйственная биология, 2008. - №3. - С.15-17.
  7. Физиологические особенности растений чая в различных почвенно-климатических условиях / О.Г. Белоус, А.В. Рындин // Вестник Россельхозакадемии. – 2008. - №3. - С. 49-51.
  8. Особенности агрогенной трансформации бурых лесных кислых почв чайных плантаций / Л.С. Малюкова, А.В. Рындин, Н.В.  Козлова // Вестник Россельхозакадемии. – 2008. - №4. С. 26-27.
  9. Экстремальность субтропических зим в России / А.В. Рындин, В.М. Горшков // Садоводство и виноградарство. - 2008. - № 4.  С.2-4.
  10. Зонирование плодоводства в районе субтропиков России / В.К. Козин, А.В. Рындин // Труды Кубанского государственного университета. - 2008. №3(12). - С. 138-141.
  11. Проблемы  и перспективы освоения склоновых земель под многолетние насаждения в субтропиках Росиии / А.В. Рындин, В.К. Козин // Труды Куб. госуд. универс. - 2008. -№3(12). 115-117.
  12. Оценка агроклиматических ресурсов горных районов субтропиков России / А.В. Рындин, В.К. Козин // Труды Кубанского государственного университета. – 2008. - №4(13). - С 97-101.
  13. Селекционная оценка выделенных форм фейхоа в субтропиках России / М.Д. Омаров, А.В. Рындин, З.М. Омарова // Вестник Россельхозакадемии. – 2008. - №8. - С. 47-49.
  14. Водный термический режим субтропиков России / А.В. Рындин // Садоводство и виноградарство. – 2009. – №3. -  С. 14-18.
  15. Совершенствование технологии производства посадочного материала фундука в специализированных маточниках с многолетним циклом выращивания / А.В. Рындин // Труды Кубанского государственного университета. - 2009. №3(18). - С. 96-99.

Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций

  1. Состояние и перспективы селекционных исследований по субтропическим и цветочным культурам на юге России  / А.В. Рындин, И.А. Кравцов, В.С.  Мохно // Мат. науч.-практич. конф. – Сочи, ВНИИЦиСК, 2005. - С 3-19.
  2. Основные направления деятельности Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии / А.В. Рындин // Сельские зори. - 2005. - №9 (563). - С 18-19.
  3. Итоги выполнения НИОКР за 2004 год Всероссийского научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур  / А.В. Рындин // Доклады на сессии секции садоводства и виноградарства отделения растениеводства. – М., 2005. - С. 313-332.
  4. Специфика интродукции семейства Rutaceae рода Citrus в лимитирующих погодных условиях субтропиков России  /  В.М. Горшков, А.В. Рындин // Нетрадиционные и редкие растения, природные соединения и перспективы их использования. – Белгород,  2006 . – Том  1. - С. 191-195.
  5. Культивирование чая в субтропиках России / А.В. Рындин, М.Т. Туов // Наука Кубани. - 2006 - №4. - С 28-32.
  6. Проблемы и перспективы научного обеспечения развития декоративного, субтропического и южного садоводства на Черноморском побережье России / И.А. Кравцов, А.В. Рындин // Законодательное обеспечение развития садоводства в Российской Федерации: Сборник статей. ВСТИСП. – М., 2006. - С. 97-115.
  7. Специфика выращивания саженцев основных промышленных видов рода Citrus в субтропиках России / А.В. Рындин, В.М. Горшков // Сборник ВСТИСП. – М., 2008. - Т. XVIII. - С. 341-347.
  8. Последствия погодных стрессов периода вегетации 2006г., и зимы 2006-2007г.г. для субтропических плодовых культур в Прибрежно-черноморской зоне / В.М. Горшков, А.В. Рындин, А.П. Долбня // Сборник ВСТИСП.  – М.,  2008. - Т. XVIII. - С. 448-453.
  9. Интродукция рода Citrus в субтропики России с учетом стрессовых факторов / В.М. Горшков, А.В. Рындин // Редкие и малораспространенные культуры. – М. - Пущино, 2007. - Т. 2, - С 102-104.
  10. Результаты и перспективы агрохимических исследований в субтропической зоне России  / А.В. Рындин, Л.С.Малюкова, Н.В. Козлова // Мат. науч.-методич. совещания.  – г. Ставрополь – М., - 2007. - С. 86-96.
  11. Экологические проблемы в отрасли чаеводства России / А.В. Рындин, М.Т. Туов, М.М. Мартиросян // Мат.  междунар. конф. – г. Сочи – г. Астрахань: Издательский дом  «Астраханский университет», 2007. - С. 7-9.
  12. Повышения ресурсосбережения и экологической безопасности в интенсивном земледелии субтропической зоны России / А.В. Рындин // Мат. междунар. конф. – г. Сочи – г. Астрахань: Издательский дом  «Астраханский университет», 2007. - С. 3-7.
  13. Основные предпосылки преобразования опытной станции ВНИИ горного садоводства и цветоводства – некоторые итоги, перспективы и проблемы его развития / А.В. Рындин, И.А. Кравцов, В.В. Воронцов, Л.С. Малюкова // Сборник науч. трудов.– Сочи, 2007. - Вып. 40. - С. 3-31.
  14. Место и роль лаборатории физиологии и биохимии растений в становлении института / З.В. Притула, А.В. Рындин, О.Г. Белоус // Сборник науч. трудов. – Сочи, 2007. - Вып. 40. - С. 31-47.
  15. Специфика природных условий и особенности цитрусоводства в субтропиках России / В.М. Горшков, А.В.  Рындин // Сборник научных трудов. – Сочи, 2007. - Вып. 40. - С. 211-216.
  16. Современные тенденции в селекции чая / М.Т. Туов, А.В. Рындин, А.В. Лошкарева // Сборник науч. трудов. – Сочи, 2007. - Вып. 40. - С. 278-290.
  17. Этапы и перспективы развития цветоводства в России / А.В. Рындин //  Мат. науч.-практич. конф. – г. Сочи, 2008. - С.18-28.
  18. Селекция герберы в России / В.С. Мохно, А.В. Рындин, Е.В. Братухина, Д.В. Заверуха //  Мат. науч.-практич. конф. – г. Сочи, 2008. - С. 223-232.
  19. Производство отечественного посадочного материала ведущих луковичных цветочных культур / Т.В. Евсюкова, А.В. Рындин, И.А. Кравцов //  Мат. науч.-практич. конф. – г. Сочи, 2008. - С. 233-242.
  20. Хурма восточная в условиях влажных субтропиков России / М.Д. Омаров, А.В. Рындин // Мат. всерос. науч.-методич. конф. – г. Орел. ВНИИСПК, 2008. - С. 202-206.
  21. История, современное состояние и перспективы развития чаеводства в Республике Адыгея / А.В. Рындин, Э.К. Пчихачев // Мат. науч.-практич. конф. – г. Майкоп, 2008. С. 12-15.
  22. Анализ экономической целесообразности производства ореха фундука в системе  «конструкция-сорт» / А.В. Рындин, В.Г. Махно, Л.В.  Черепенина // Материалы науч.-практич. конференции – г. Майкоп, 2008. - С. 160-171.
  23. Результаты изучения потенциала перспективных гибридов чая / М.Т. Туов, А.В. Рындин, А.В. Лошкарева // Мат. науч.-практич. конф. – г. Майкоп, 2008. - С. 106-121.
  24. 115 лет в цветоводстве России и концепция его научного обеспечения на 2011-2015 г.г. / А.В. Рындин, И.А. Кравцов, Т.В. Евсюкова // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи. 2009. – С. 4-15.
  25. Основные достижения  и  вклад ВНИИЦиСК в развитие южного садоводства в субтропиках России в период 1894-2009 г.г. и задачи на очередную пятилетку / А.В. Рындин, И.А. Кравцов, Н.Е. Смагин // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. – С. 3-15.
  26. Земельные ресурсы зоны влажных субтропиков России и их использование / А.В. Рындин // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи. 2009, - С. 15-25.
  27. Фитосанитарное состояние южно-плодовых и субтропических культур во влажных субтропиках РФ/ А.В. Рындин, Е.А. Игнатова, Н.А. Осташева, В.А. Фогель // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. - С. 25-35.
  28. Эффективный метод борьбы с сорной растительностью на чайных плантациях / М.Т. Туов, А.В. Рындин, М.М. Мартиросян // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. - С. 139-148.
  29. Геноресурсы персика в субтропиках России / Н.Е. Смагин, А.В. Рындин, Ю.С. Кочкина // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. - С. 160-169.
  30. К вопросу защиты культуры фундука от вредителей / А.В. Рындин, Е.А. Игнатова, Э.Б. Янушевская // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. - С. 244-250.
  31. Сортимент хурмы восточной в субтропиках России / М.Д. Омаров, А.В. Рындин // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. - С. 337-347.
  32. Принципы оптимизации размещения культуры чая на территории Черноморского побережья России / А.В. Рындин, В.К. Козин, Т.Д. Беседина // Материалы науч.-практич. конференции – г. Сочи, 2009. – С. 149-151.

Методические материалы и разработки

  1. Основные элементы технологии возделывания фундука / А.В. Рындин, В.Г. Махно, И.А. Кравцов, Л.С. Малюкова, С.А. Горобец, Л.В. Черепенина – г. Краснодар. 2008. – 44 с.
  2. Методические рекомендации по применению диагностических показателей устойчивости растений чая к стресс-факторам / О.Г. Белоус, А.В. Рындин, З.В. Притула – Краснодар: ООО «Просвещение-Юг», 2009 – 20 с.



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.