Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим питания и продуктивность яблони в условиях интенсивных технологий возделывания

ВАК РФ 06.01.08, Виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Режим питания и продуктивность яблони в условиях интенсивных технологий возделывания"

На правах рукописи

ЯРОШЕНКО ОЛЕСЯ ВЛАДИМИРОВНА

РЕЖИМ ПИТАНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

Специальность 06.01.08 - плодоводство, виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

г о :::•:! дш

Краснодар - 2013

005061974

005061974

Работа выполнена а Государственном научном учреждении СевероКавказском зональном научно-исследовательском институте садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии)

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Попова Валентина Петровка

Официальные оппоненты: Воробьёва Татьяна Николаевна,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, руководитель испытательной токсикологической лаборатории

Дубравина Ирина Викторовна,

кандидат биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», доцент кафедры плодоводства

Ведущая организация ГНУ Всероссийский селекционно-технологический

институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии

Защита состоится «4» июля 2013 года в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 006.056.01 в Государственном научном учреждении Северо-Кавказском зональном научно-исследовательском институте садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 350901, г. Краснодар, ул. 40 лет Победы, 39.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного научного учреждения Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Автореферат разослан «I?"/» июня 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 350901, г. Краснодар, ул. 40 лег Победы, 39, факс: 8 (861)257-57-02, е-таП: kubansad@kubannct.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. с.-х. наук

В.В. Кудряшова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. В условиях изменяющегося климата наблюдается снижение адаптивности плодовых растений. Сбалансированное питание растений при оптимальном соотношении макро- и микроэлементов способствует их устойчивости к неблагоприятным условиям среды и получению высоких урожаев плодов. Только при полноценном наборе макро- и микроэлементов в выращиваемых плодах они будут обладать хорошими вкусовыми качествами и диетическими свойствами. В современных условиях ведущая роль в повышении эффективности производства плодовой продукции принадлежит интенсивным технологиям, которые способствуют реализации потенциала продуктивности плодовых культур в конкретных природно-климатических условиях. Обязательным элементом интенсивных технологий при возделывании яблони являются системы защиты от вредных объектов. Более интенсивно пестициды используются в садах яблони зимнего срока созревания, плоды которой предназначены для длительного хранения. Применяемые пестициды привносят в агроценоз сада химические элементы, которые могут способствовать нарушению питания растений яблони.

Наряду с этим, по организационно-экономическим причинам в садах практически не вносят органические и основные дозы минеральных удобрений, которые необходимы для поддержания плодородия почв и оптимального питания плодовых растений. Сбалансированное питание растений, определяемое как качество питания, является одним из важных фактров высокой продуктивности агроценозов и формирования высокотоварных плодов (Церлинг, 1980).

До последнего времени вопросу изучения качества питания яблони на фоне воздействия комплекса пестицидов и агрохимикатов в насаждениях, возделываемых по интенсивным технологиям, достаточного внимания не уделялось. Установленные зависимости содержания макро- и микроэлементов и их соотношения в системе «почва-растение-плоды» агроценоза яблони должны составить основу новых технологических регламентов для создания высокоточных технологий возделывания яблони с учётом зональных особенностей.

Целью исследований являлось выявление закономерностей содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растение-плоды» агроценоза яблони для оптимизации элементов интенсивных технологий возделывания насаждений.

Задачи исследований:

- исследовать динамику накопления макро и микроэлементов в почве и поступления их в листья и плоды яблони в течение вегетационного периода в зависимости от почвенных и погодных условий на фоне интенсивной технологии возделывания;

- определить качество питания яблони по фазам развития;

- изучить влияние содержания макро- и микроэлементов и их соотношений в системе «почва-растение-плоды» на урожайность, ростовые процессы и качество плодов яблони;

- дать оценку экономической эффективности применения органических удобрений в саду яблони.

Научная новизна результатов исследований. Впервые проведена комплексная агроэкологическая оценка содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растения-плоды» ценоза яблони в условиях интенсивной технологии возделывания. Установлена сезонная динамика содержания макро- и микроэлементов в плодах яблони в зависимости от пестицидного фона, внесения органических удобрений в почву сада, почвенно-климатических условий.

Практическая значимость. Установленные особенности накопления макро-и микроэлементов в ценозах яблони являются основой для разработки дифференцированной системы питания плодовых растений, включающей органические и минеральные удобрения в зависимости от почвенно-климатических условий. Установлена эффективность внесения в почву нейтрализованного обогащенного торфа для снижения накопления подвижной меди в почве, ограничения поступления цинка в плоды яблони.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Доказано, что внесение органики в почву сада повышает плодородие выщелоченного чернозёма, проявляющееся в увеличении содержания гумуса, азота, фосфора, калия, подвижных форм микроэлементов, усилении активности агрономически ценных микроорганизмов, ограничении миграции подвижных форм меди.

2. Доказаны зависимости содержания микроэлементов: цинка, меди, марганца и бора в системе «почва-лист-плод» от применяемых средств защиты яблони, внесения органики в почву сада и погодных условий вегетационного периода.

3. Установленные закономерности динамики содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растения-плоды» в плодовых насаждениях яблони, возделываемых по интенсивным технологиям, позволяют разработать дифференцированную систему питания.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на ежегодных отчетах аспирантов, заседаниях методического отдела садоводства СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2010-2012 гг.), III, IV и VI всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, КубГЛУ, 2009, 2010, 2012 гг.), III и IV международных конференциях молодых ученых «Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства» (Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2009, 2011 гг.), международных научно-практических конференциях «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод» (Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2010 г.), «Научные основы минерального питания и применения удобрений в насаждениях плодовых культур» (Мичуринск, 2010 г.), международной научно-методической конференции учреждений участников Геосети России и стран СНГ «Состояние и перспективы агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями» (Москва, 2010 г.), Всероссийском научно-методическом семинаре «Управление минеральным питанием плодовых и ягодных культур в точных технологиях возделывания» (Москва, 2011 г.), международном молодежном конкурсе научно-исследовательских работ «Студент и научно-технический прогресс» посвященном 60-летию Технологического института Южного федерального университета (Таганрог, 2012).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, из них 3 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 120 страницах, состоит из введения, 3 разделов (состояние изученности вопроса, программа и методы исследований, результаты исследований) выводов и рекомендаций производству, списка используемой литературы, приложений. Включает 12 таблиц, 27 рисунков. Список используемой литературы содержит 189 наименований, в том числе 15 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Минеральное питание как фактор продуктивности яблони (обзор литературы). Рассмотрено значение основных элементов питания для яблони. В современных условиях развития садоводства при возделывании яблони по интенсивным технологиям усиливаются экологические проблемы, связанные с антропогенным загрязнением. Недостаточно изучено комплексное влияние средств химизации на содержание макро- и микроэлементов в системе «почва-растение-

плоды» в агроценозе яблони. Не разработаны технологические приёмы снижения влияния избыточного поступления микроэлементов в почву и растения яблони.

2. Методы и условия проведения исследований. Исследования проведены в условиях Прикубанской зоны центральной подзоны садоводства Краснодарского края в насаждениях яблони ЗАО «ОПХ «Центральное» (г. Краснодар). Объекты исследований - яблоня сорта Айдаред, 1990 г. посадки, на подвое М9, схема посадки 5x2 м и чернозём выщелоченный малогумусный сверхмощный легкоглинистый. Опыт заложен в 12 кратной повторное™, в котором повторностью было дерево-делянка.

Схема опыта

Вариант 1. Контроль (без применения средств защиты яблони).

Вариант 2. Система защиты яблони, принятая в хозяйстве.

Вариант 3. Система защиты яблони, принятая в хозяйстве на фоне внесения органики в почву сада.

На варианте 3 в качестве органического удобрения использовали торф обогащенный с нейтральной реакцией среды в дозе 10 т/га, периодичность внесения - один раз в 3 года на расстоянии 0,9-1,1 м от штамбов деревьев на глубину 18-20 см.

Особенностями погодных условий во время проведения исследований были возвратные морозы в 2010 г. - до -4 °С, которые вызвали повреждения цветковых почек и значительное снижение урожая. А также засушливые экстремальные условия в летний период 2010 и 2011 гг., когда дневная температура воздуха в период созревания и налива плодов достигала 30-35 °С.

В работе использовали полевой, лабораторный и статистический методы исследований (рисунок 1).

Образцы почв для агрохимического анализа отбирали агрохимическим буром после съёма плодов (1 декада октября) по слоям: 0-20, 20-40, 40-60 см. В них определяли содержание гумуса методом Тюрина по ГОСТ 26213-91, рН водной вытяжки по ГОСТ 26423-85, содержание нитратного азота дисульфофеноловым методом, содержание подвижного фосфора и обменного калия по методу Чирикова в модификации ЦИПАО - ГОСТ 26204-91, содержание обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО по ГОСТ 25487-85.

Содержание подвижных соединений бора, марганца, цинка, меди, кадмия и свинца определяли в ацетатно-аммонийном буферном растворе с окончанием на спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Optima 2100 DV (Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства, 1992).

Рисунок і - Методы исследований

Гигроскопическую влажность образцов определяли на влагомере весовом серии МХ -50 с дальнейшим расчетом коэффициента влажности. Оценку плодородия почв проводили по уровням обеспеченности гумусом, установленным применительно к садовым почвам (А. В. Бузоверов, 1993), обеспеченности элементами питания по оптимальным уровням, установленным для условий Северного Кавказа и Краснодарского края (А. А. Чундокова, 1990).

Токсичность почвы сада определяли методом биотестов (К. III. Казеев, 2003). Самоочищающую способность почвы определяли по активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов (С. А. Фёдоров, 1963).

Содержание элементов питания в листьях и плодах яблони определяли после мокрого озоления смесью серной и хлорной кислот из одной навески образца на нагревательном блоке ВК 20 с программным профилем температуры: азот -

хлораминовым методом по Починку, фосфор - методом Мерфи-Райли с колориметрическим окончанием на фотоколориметре КФК 3, калий - на пламенном спектрофотометре ПФА-354, кальций и магний - комплексонометрическим методом. Содержание валовых форм бора, марганца, меди, цинка, кадмия и свинца определяли из одной навески в пробе, минерализованной в смеси концентрированной азотной кислоты - 8 мл и перекиси водорода - 2 мл в микроволновой системе пробоподготовки МС - 6 с окончанием на спектрометре с иидуктивно-связанной плазмой Optima 2100 DV (НТФ «Вольта» 2003).

Оценку качества питания яблони проводили по оптимальным уровням содержания элементов питания и их соотношений в листьях и плодах яблони (В. В. Церлинг, 1980; В. Д. Гудковский, 1990; Т. Г. Причко, Л. Д. Чалая, 2011; W. Bergman, 1992).

Наблюдения за состоянием, ростом и плодоношением яблони проводили но программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (1999). Окружность штамбов деревьев и размеры ростовых побегов замеряли ежегодно осенью мерной лентой, силу цветения деревьев определяли по пятибалльной шкале. Урожай плодов учитывали подеревно глазомерно и весовым методом с учётом падалицы. Среднюю массу плода определяли путём взвешивания 100 шт. плодов в трехкратной повторности. Товарные качества плодов определяли во время их съёма и после хранения по ГОСТ 21122-75.

Проводили определение биохимического состава плодов: содержание сухих растворимых веществ рефрактометром - ГОСТ 28561-90, кислотность - титрованием 0,1 Н раствором щелочи, содержание Сахаров по Бертрану - ГОСТ 8756.13-87, витамин С по I OCT 24556-89, витамин Р по Вигорову (Л. И. Вигоров, 1961).

Статистическую обработку полученного материала осуществляли с использованием методов дисперсионного и корреляционного анализа, описанных Б. А. Доспеховым (1968), с помощью программного обеспечения Microsoft Office Excel 2003.

3. Результаты исследований 3.1. Уровень плодородия и обеспеченность макро- и микроэлементами чернозёма выщелоченного. Содержание гумуса в почве характеризует состояние почвенного плодородия в саду. Установлен средний уровень обеспеченности 0-60 см слоя почвы гумусом - 3-3,6 %. Внесение органических удобрений в почву сада явилось основным фактором накопления гумуса и способствовало увеличению его содержания до 3,9-4,0 %.

Содержание доступных для растений яблони азота, фосфора и калия в почве сада в первую очередь зависело от уровня плодородия почвы и от пополнения её элементами питания. При отсутствии внешней компенсации содержание нитратного азота в почве сада было низким (таблица 1).

Таблица 1 - Динамика содержания подвижных форм азота, фосфора и калия в саду яблони сорта Айдаред на черноземе выщелоченном, мг/кг

Варианты опыта N-N03 РгО, к2о

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г.

Слон почвы 0-20 см

Вариант 1 (контроль) 5,6 2,5 1,9 225 212 218 225 231 266

Вариант 2 4,1 3,1 2,0 228 256 254 245 271 280

Вариант 3 11,7 3,1 2,1 316 250 334 263 278 - 280

Слой почвы 20-40 см

Вариант 1 (контроль) 3,4 1,9 1,2 215 164 190 131 151 178

Вариант 2 13,0 1,2 1,4 226 220 303 193 157 181

Вариант 3 19,6 1,5 1 290 221 302 223 165 194

Слон почвы 40-60 см

Вариант 1 (контроль) 6,9 1,3 0,9 121 148 152 119 130 140

Вариант 2 6,5 0,9 1,1 170 193 246 124 128 166

Вариант 3 7,4 1,0 1 247 200 279 158 143 166

Оптимальные уровни содержания элементов питания - 220-280 380-450

Установившийся низкий уровень обеспеченности свидетельствует о явном дефицитном азотном питании растений яблони. Длительное возделывание яблони без внесения калийных удобрений в почву приводило к существенному снижению содержания калия в основном за счёт обменных форм. Внесение органических удобрений в почву сада (вариант 3) в 2009 г. способствовало заметному увеличению содержания нитратного азота и подвижного калия, однако их содержание было ниже оптимальных уровней. Содержание фосфора было на оптимальном и стабильном уровне на всех вариантах опыта. Обеспеченность почвы сада подвижными формами кальция и магния была достаточной и даже превышала оптимальные уровни. Содержание кальция составляло от 22 до 24 ммоль/100 г, магния от 5,9 до 6,2 ммоль/100 г абс. сух. почвы.

Содержание подвижного бора в почве зависело от условий увлажнения вегетационного периода. Установлена статистически достоверная отрицательная корреляция содержания подвижного бора от условий увлажнения, г = - 0,75. В 2009 и 2010 гг. обеспеченность подвижным бором почвы в слое 0-60 см

соответствовала оптимальному уровню по всем вариантам опыта. В 2011 г. при обильных осадках отмечено резкое снижение содержания этого элемента на всех вариантах опыта в этом слое почвы и зафиксированы только следы в виду его повышенной подвижности (рисунок 2).

Содержание-подвнжного-бора Содержаш-іе-годві-іжного-шр ганца

Содержаш1е-подв11жной-меди Содержание-подвижного цинка

ЯН№£ Вариант !-(контроль) |-гВарианг2- ^^ Варнант-3

---Нижняя- гр ага ща ■ оптимального ■ с од ержанш- элементовмг/кг

—«■—• Верхняя-1раш-пда-о1шшааьного содержами элементов,'мг/кт --Предепьно допусттшая концентратцтя, мг/кг

Рисунок 2 - Динамика содержания подвижных форм микроэлементов в чернозёме выщелоченном, мг/кг

Содержание подвижного марганца в почве сада на всех вариантах опыта находилось в оптимальных пределах (15-30 мг/кг). Наибольшая концентрация подвижного марганца была установлена в 2010 г. при более интенсивном увлажнении почвы в осенний период на варианте 2 - 34-35 мг/кг абс. сух. почвы.

На всех вариантах опыта в 0-40 см слое почвы установлено высокое содержание подвижных соединений меди - 4,4-5,6 мг/кг, превышающее предельно допустимую концентрацию в 1,5 - 2 раза. Это связано с использованием медьсодержащих препаратов как в насаждениях предшествующей культуры (виноградник), так и в саду яблони. В 2010 и 2011 гг. отмечено снижение содержания подвижной меди за счет исключения из системы защиты яблони медьсодержащих препаратов и в связи с обильными атмосферными осадками. Уменьшению содержания подвижной меди в слое 0-40 см на 2 мг/кг почвы способствовало внесение органических удобрений в почву сада. Содержание подвижных форм этого элемента коррелировало с содержанием гумуса (г = 0,84).

Содержание подвижного цинка на всех вариантах опыта в слое почвы 0-60 см было ниже оптимального уровня, который составляет 2-5 мг/кг (рисунок 2). Установлено прямое воздействие пестицидов на содержание подвижного цинка в почве сада. При включении в систему защиты яблони цинксодержащего препарата Полирам ДФ в 2009 г., в 2010 г. зафиксировано повышение концентрации подвижного цинка на 2 и 3 вариантах до 1,6-1,8 мг/ кг.

Содержание подвижных форм кадмия и свинца в 0-60 см слое почвы сада установлено в пределах минимального диапазона обнаружения - 0,01 мг/кг.

3.2 Оценка экологического состояния чернозёма выщелоченного в саду яблони. Определение токсичности почвы методом биотестов показало, что почва сада на всех вариантах опыта была нетоксична. Лучшие агроэкологические условия для растений-биотестов и целлюлозоразрушающих микроорганизмов складывались на варианте с внесением органических удобрений в почву.

3.3 Содержание макро- и микроэлементов и их соотношения в листьях яблони. Оптимальное соотношение элементов питания в индикаторных органах растений свидетельствует о сбалансированном питании, которое способствует хорошему росту плодовых растений и способности к формированию качественных плодов. Уравновешенность питательных элементов или оптимальное их соотношение в растениях определяется как качество питания.

Анализ качества питания яблони позволил установить, что наиболее сбалансированное питание яблони складывалось в 2009 г. В последующие годы наблюдалось снижение доли азота по отношению к фосфору и калию на всех вариантах опыта. Содержание кальция в листьях яблони было высоким, поэтому соотношение К+М^Са, которое важно учитывать при закладке плодов на хранение, было ниже оптимального уровня во все годы исследований. В связи с высоким содержанием цинка в листьях яблони в 2009 и 2010 гг. показатели соотношения фосфора и цинка также не соответствовали оптимальному уровню. В

2011 г. эти соотношения были оптимальными за счёт снижения содержания цинка в листьях яблони (таблица 2).

Таблица 2 - Качество питания яблони сорта Айдаред (2009-2011 гг.)

Варианты опыта N:l> N:K N:P:K K/Mg K/Mn К+Мц Ca P/Zn Ca/B

2009 г.

Вариант 1. Контроль 7,5 1,3 52:7:41 2,9 319 0,8 99 800

Вариант 2 5,7 1,8 58:10:32 2,4 134 0,7 49 699

Вариант 3 7,2 2,1 62:9:29 1,8 196 0,7 36 867

2010 г.

Вариант 1. Контроль 4,5 1,3 50:11:39 4,0 420 0,7 109 601

Вариан т 2 4,6 1,3 50:11:39 5.7 131 0,7 33 409

Вариант 3 5,2 1,4 53:10:37 4,3 116 1,0 44 438

2011 г.

Вариант I. Контроль 5,9 1,2 50:9:41 4,1 350 0,8 121 617

Вариант 2 5,2 1,2 50:10:40 4,0 350 0,8 133 594

Вариант 3 5,2 1,2 50:10:40 3,9 237 0,7 275 637

Оптимальное соотношение элементов К Л11СТЫ1Х яблони 9-12 1,52,3 58-61:56:34-36 3,5-5 107275 1-2 70100 400520

В 2010 г. при повышении концентрации подвижного бора в почве увеличивалось его содержание в листьях до 50-55 мг/кг сух. в-ва, в плодах яблони до 10-15 мг/кг сыр. в-ва. На вариантах с применением пестицидов уровни содержания его были на 12-15 мг/кг сух. в-ва. выше, чем на контроле. Интенсивное потребление бора растениями яблони в 2010 г. также было связано со стрессовыми условиями года - высокой температурой воздуха до + 33 0 С в период созревания и налива плодов. В 2009 и 2011 гг. уровень содержания бора в листьях в период созревания плодов был значительно ниже, но в пределах оптимального уровня и разница между вариантами была незначительной.

Более высокий уровень содержания марганца в системе «почва-листья-плоды» агроценоза яблони установлен на фоне применения системы защиты яблони, особенно при сочетании с внесением органических удобрений в почву. Повышение концентрации подвижного марганца в почве сада в 2010 г. способствовало усилению его поступления в листья яблони. Установлена высокая положительная корреляция содержания общих форм марганца в листьях и содержания подвижного марганца в почве сада (г = 0,89).

Установлена статистически достоверная положительная корреляция содержания меди в листьях яблони и концентрации подвижной меди в почве сада,

выражаемая уравнением: у = 3,2904х - 0,9614, г = 0,85. Наибольшее содержание меди в листьях яблони было установлено в 2009 г., когда концентрация её подвижных форм в почве сада была самой высокой но всем вариантам опыта.

Накопление цинка в листьях яблони в период созревания и налива плодов в основном зависело от интенсивности применения средств защиты яблони. Высокое содержание цинка в листьях яблони связано с включением в 2009 г. в систему защиты яблони цинксодержащего препарата Полирам ДФ и его последействием в 2010 г.

3.4 Химический состав плодов яблони. Поступление бора в яблоки напрямую зависело от его содержания в листьях яблони. Более высокое содержание установлено при внесении органических удобрений в почву сада 14,6 мг/кг сыр. в-ва (рисунок 3). Установлена статистически достоверная положительная корреляция содержания бора в яблоках от его содержания в листьях, выражаемая уравнением у = 0,5151х- 14,229, г = 0,85.

Содержание в листьях в период созревания плодов Содержание в плодах в период съема

»Вариант 1 (контроль) __ Вариант 2 _ _ _ Вариант 3

Рисунок 3 Динамика содержания бора в листьях и плодах яблони сорта Айдаред (2009-2011 гг.)

При достаточно высокой обеспеченности растений яблони марганцем от 40 до 104 мг/кг сух. в-ва, в плодах его содержание было низким во все годы исследований (0,05-0,35 мг/кг сыр. в-ва) (рисунок 4). Это обусловлено погодными условиями, которые складывались в период созревания и налива плодов (температура воздуха более +28...+35 0 С, особенно в 2010 - 2011 гг. до + 31,1 ...35,3°С). Установлена статистически достоверная отрицательная корреляция

между температурными условиями в период налива и созревания плодов и содержанием марганца в плодах: у = - 0,0244х + 0,9316, г = - 0,64. Известно, что марганец участвует в улучшении водного обмена, поддержании фотосинтетических процессов и повышении жаростойкости растений, в связи с чем, значительное количество потребляемого растениями яблони марганца расходовалось на усиление этих процессов. Поэтому в яблоках уровень его содержания был очень низким, особенно в 2010-2011 гг. 0,05- 0,17 мг/кг.

Содержание в листьях в период созревания плодов Содержание в плодах в период съема

——«. Вариант I (контроль) __ Вариант 2 _ ___Вариант 3

Рисунок 4 - Динамика содержания марганца в листьях и плодах яблони сорта Айдаред (2009-2011 гг.)

На интенсивность поступления меди в яблоки оказывали влияние условия увлажнения. Выявлено, что во влажных условиях в период созревания и налива плодов (с июля по август) из листьев в яблоки поступало меньшее количество меди. Установлена статистически достоверная отрицательная корреляция между количеством осадков в период созревания плодов (июль-август) и содержанием меди в яблоках съемной зрелости, выражаемая уравнением: у = - 0,0308х + 3,6035, г = - 0,8. Наибольшее содержание меди в яблоках съёмной зрелости установлено в 2010 г., характеризовавшемся засушливыми условиями в период налива и созревания плодов и высокой температурой воздуха до 35 °С (рисунок 5).

Накопление цинка в плодах также напрямую зависело от листовых обработок препаратом Полирам ДФ. В яблоках съёмной зрелости было зафиксировано высокое содержание цинка 16,3 мг/кг сыр. в-ва в 2009 г., превышающее

максимально допустимый уровень (10 мг/кг сыр. в-ва). Снижению поступления цинка в яблоки способствовало внесение органических удобрений (рисунок 6).

Содержание в лисгьях в период созревания плодов Содержание в плодах в период съема

—-»-»Вариант 1 (контроль) _ Вариант 2 _ _ - Вариант 3

Рисунок 5 - Динамика содержания меди в листьях и плодах яблони сорта Лйдаред (2009-2011 гг.)

Содержание в листьях в период созревания плодов Содержание в плодах в период съема

Вариант 1 (контроль) _ Вариант 2 ___ Вариант 3

Рисунок 6 Динамика содержания цинка в листьях и плодах яблони сорта Лйдаред (2009-2011 гг.)

3.5 Продуктивность яблони в условиях интенсивных технологий возделывания. Основные показатели, которые характеризуют ростовые процессы плодовых растений - средняя величина ростового побега и прирост длины окружности штамба. За счёт снижения нагрузки деревьев урожаем в 2010 г. приросты окружности штамба деревьев и средний размер побегов были наибольшими на всех вариантах опыта. В последующие годы с увеличением урожая приросты окружности штамбов деревьев и средний размер ростового побега яблони были меньше. Наибольшие приросты деревьев яблони наблюдались на варианте с внесением органических удобрений в почву сада (таблица 3).

Таблица 3 - Ростовые показатели яблони сорта Айдаред в зависимости от

вариантов опыта

Варианты опыта Средний прирост окружности штамба дерева, см Средний размер ростового побега, см

2009 г. 2010 г. 2011 г. Сумма (2009-го 11 ГГ.) 2009 г. 2010 г. 2011 г. Среднее (20092011 гг.)

Контроль 0,7 2,0 1,3 4,0 29,2 46,3 29,1 34,9

Система защиты яблони, принятая в хозяйстве 0,7 2,3 2,0 5,0 31,3 53,0 37,5 40,6

Система зашиты яблони, принятая в хозяйс тве на фоне внесения органики в почву сада 1,0 2,4 2,3 5,7 36,0 54,3 37,7 42,7

НСР05 0,3 0,3 0,6 - 2,0 2,6 1,9 -

Урожай один из элементов продуктивности плодовых растений и основной показатель, характеризующий эффективность всех агротехнологических приемов, проводимых в плодовом саду. На контроле, где не проводили защитные мероприятия от вредных объектов, урожая плодов практически не было. На других вариантах опыта в 2010 году из-за подмерзания цветковых почек весной урожай плодов был от 11,0 до 12,5 кг/дер. или 11,0-12,5 т/га. В 2009 и 2011 гг. на этих вариантах урожай плодов яблони составил от 25 до 30 кг/дер. (таблица 4).

Наибольший урожай плодов во все годы проведения исследований был получен на варианте с внесением органики в почву сада, прибавка в среднем

составила 1,8 кг/дер., в 2011 году 3,6 кг/дер. Повышение урожайности яблони на варианте 3 определялось одним из компонентов продуктивности - увеличением средней массы плода.

Таблица 4 - Урожайность яблони сорта Айдаред в зависимости от вариантов опыта____

Варианты опыта Средняя масса 1 плода, г Урожайность, кг/дер. Средний урожай, (20092011 гг.), т/га

2009 г. 2010 г. 2011 г. Суммарный урожай за 2009-2011 гг.

Вариант 2 Система защиты яблони, принятая в хозяйстве 138,0 24,9 11,0 26,6 62,5 20,8

Вариант 3. Система защиты яблони, принятая в хозяйстве па фоне внесения органики в почву сада 145,0 26,3 12,5 30,2 69,0 23,0

НСР05 3,0 0,4 0,6 1,1 - -

Одним из определяющих показателей продуктивности яблони является качество плодов, так как только высокотоварные плоды могут быть конкурентоспособными и приносить прибыль. Наибольший выход высокотоварных плодов яблони (высший и 1 сорт) был получен в 2009 г. и составил на варианте 2 - 87,2 %, на варианте 3 - 91,5 %. В 2010 и 2011 гг. выход товарных плодов был несколько меньше в связи с неблагоприятными погодными условиями. Внесение органических удобрений в почву сада способствовало получению 89 % высокотоварных плодов.

Анализ биохимического состава яблок сорта Айдаред показал, что содержание растворимых сухих веществ, сумма Сахаров и содержание витамина Р в 2009-2011 гг. соответствовали сортовым характеристикам сорта. В урожайные годы (2009 и 2011 гг.) на варианте с внесением органики в почву сада в плодах отмечено более высокое содержание сухих веществ - 14,5 % и сахарокислотный индекс - 16,3 %, что свидетельствует о высокой степени зрелости яблок и гармоничном вкусе плодов.

3.6 Экономическая эффективность производства плодов яблони в условиях интенсивных технологий возделывания. Анализ данных урожайности яблони, прибыли от реализации плодов, затрат на уход за насаждениями и уборку плодов яблони сорта Айдаред в 2009 году показал, что уровень рентабельности производства яблок на варианте с системой защиты яблони, принятой в хозяйстве на фоне внесения органики в почву сада был выше, чем на варианте 2. По критериям экологической безопасности яблоки, полученные на варианте 2, в связи с высокой

концентрацией в них цинка, могут быть использованы в пищу не ранее, чем через 4 месяца после хранения (Н. А. Г оликова и др., 2009). Хранение таких плодов требует дополнительных затрат. Плоды яблони, полученные на варианте 3, были безопасны для потребителей и могли быть реализованы сразу после съёма (Таблица 5).

Таблица 5 - Экономическая эффективность производства плодов яблони сорта Лйдаред в зависимости от вариантов опыта (2009-2011 гг.)

Показатели Вариант 2. Система защиты яблони, принятая в хозяйстве Вариант 3. Система защиты яблони, принятая в хозяйстве на фоне внесения органики в почву сада

2009 год

Урожайность, т/га 24.9 26.6

Стандартность, % 87.2 91.5

Цена стандартной продукции, руб./т 12100 12100

Цена нестандартной продукции. 2390 2390

Выручка от реализации, тыс. руб. /га 270.2 297.9

Издержки на производство, тыс. 158.6 183.0

Издержки на хранение, руб/т 4500

Себестоимость производства, руб./т 10291 6958.2

Прибыль от реализации, тыс. руб./га 14.0 114.9

Рентабельность продукции, % 5.5 62.8

2010 год

Урожайность, т/га 11 12.5

Стандартность, % 82 87

Цена стандартной продукции, руб./т 15420 15420

Цена нестандартной продукции, 2880 2880

Выручка от реализации, тыс. руб. /га 144.5 172.7

Издержки на производство, тыс. 154,4 155.6

Себестоимость производства, руб./т 14036.4 12448.0

Прибыль от реализации, тыс. руб./га -9.8 17.1

Рентабельность продукции, % убытки 11

2011 год

Урожайность, т/та 26,6 30.2

Стандартность, % 80 87

Цена стандартной продукции, руб./г 15170 15170

Цена нестандартной продукции, 4130 4130

Выручка от реализации, тыс. руб. /га 345.0 415.1

Издержки па производство, тыс. 157.2 159.2

Себестоимость производства, руб./т 5909.8 5271.5

Прибыль от реализации, тыс. руб./га 187.8 255.9

Рентабельность продукции, % 119.5 160.0

В 2010 и 2011 гг. содержание цинка в плодах яблони не превышало МДУ, поэтому затраты на хранение плодов при расчете экономической эффективности не учитывались.

В 2010 году погодные условия стали основной причиной снижения урожайности плодов яблони. Это привело к увеличению себестоимости продукции

и уменьшению прибыли от реализации полученного урожая. В результате произошло снижение уровня рентабельности всего производства плодов.

В 2011 году высокая урожайность деревьев яблони сорта Айдаред способствовала увеличению уровня рентабельности производства плодов за счёт получения дополнительной прибыли от их реализации. Наибольшая прибыль -255,9 тыс. руб./га и уровень рентабельности производства - 160 % были получены на варианте с внесением органики в почву сада.

Таким образом, производство плодов яблони на фоне внесения органики в почву сада во все годы исследований было рентабельным и экологически безопасным.

ВЫВОДЫ

1.Без регулярного внесения органических и минеральных удобрений обеспеченность чернозёма выщелоченного нитратным азотом и подвижным калием в 0-60 см слое низкая. Внесение органики в почву сада увеличивало содержание гумуса в слое 0-60 см до 4 %, что соответствует среднему уровню плодородия чернозёма выщелоченного в плодовых насаждениях и способствовало увеличению содержания подвижного калия в этом слое почвы до 215 мг/кг, но этого было недостаточно.

Установлено, что нижняя граница оптимального уровня содержания нитратного азота в почве сада составляет 12,9 мг/кг, при котором его содержание в листьях и плодах яблони находилось в оптимальных пределах.

Обеспеченность почвы подвижными формами фосфора в саду яблони была высокой, кальция и магния выше оптимального уровня во все годы проведения исследований.

2. Содержание подвижного бора в почве сада зависело от уровня увлажнения почвы атмосферными осадками в течение вегетационного периода. Выявлена статистически достоверная отрицательная корреляция между содержанием бора в почве и количеством осадков за вегетационный период (г = - 0,73).

3. Установлено высокое содержание подвижной меди - 4,4-5,6 мг/кг в слое 0-40 см почвы, превышающее ПДК (3 мг/кг). Внесение органики в почву сада обеспечивало снижение содержания подвижной меди до 1,5 мг/кг. С увеличением содержания гумуса в черноземе выщелоченном уменьшалось содержание подвижной меди во всех слоях почвы (г = - 0,7).

4. Содержание подвижных форм цинка в почве сада было ниже оптимального уровня на всех вариантах опыта. Содержание подвижных форм кадмия и свинца находилось в пределах минимального диапазона обнаружения.

5. Выявлено несбалансированное питание яблони основными элементами в связи с недостаточным поступлением в растения азота и калия из почвы. Установлена статистически достоверная положительная корреляция между содержанием азота в 0-60 см слое почвы и его валовым содержанием в листьях яблони (г = 0,94). Содержание фосфора в листьях и плодах яблони соответствовало оптимальным уровням, содержание кальция и магния в 3-5 раз было больше оптимального уровня независимо от варианта опыта.

6. Содержание бора в листьях и плодах яблони соответствовало оптимальным уровням, а в отдельные годы превышало их. Установлена статистически достоверная корреляция между содержанием подвижного бора в почве и содержанием его в листьях (г = 0,67).

7. При высоком содержании подвижного марганца в почве сада и листьях яблони, в яблоках содержание его валовых форм было ниже оптимального уровня. Установлена статистически достоверная отрицательная корреляция между температурой воздуха и содержанием этого элемента в плодах (г = - 0,64). При высокой температуре воздуха выше 30 °С в период созревании плодов поступление марганца в яблоки снижается.

8. Определено, что содержание меди в листьях и плодах яблони было высоким, но не превышало МДУ. Установлена прямая линейная корреляционная связь между содержанием подвижной меди в почве и содержанием её валовых форм в листьях яблони (г = 0,85) и статистически достоверная отрицательная корреляция между количеством осадков в период созревания плодов (июль-август) и содержанием меди в яблоках съёмной зрелости, (г = - 0,8).

9. Установлено высокое содержание цинка в листьях от 89 до 113 мг/кг сух. в-ва и плодах яблони - 16,5 мг/кг сыр. в-ва, превышающее оптимальный и МДУ уровни в условиях применения цинксодержащего препарата Полирам ДФ против парши яблони. Внесение органики в почву сада способствовало снижению содержания цинка в листьях до 75 мг/кг/сух. в-ва, в плодах яблони до 8,3 мг/кг сыр. в-ва.

10. Внесение органических удобрений в почву сада способствовало улучшению не только питательного режима почвы, но и повышению продуктивности яблони: улучшились ростовые процессы, увеличилась средняя масса 1 плода на 7 г, прибавка урожая плодов составила 2 т/га.

11. Производство плодов яблони на фоне внесения органики в почву сада во все годы исследований было рентабельным и экологически безопасным. Наибольшая прибыль - 255,9 тыс. руб./га и уровень рентабельности производства -160 % были получены в 2011 г.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для сохранения плодородия выщелоченного чернозёма и ограничения миграции меди подвижных форм в экосистеме сада в условиях центральной подзоны садоводства Краснодарского края необходимо пополнение почвы органикой не менее 20 т/га не реже одного раза в три года.

2. Для оптимизации минерального питания яблони в условиях интенсивных технологий возделывания необходимо:

- внесение азотных и калийных туков в качестве основного удобрения;

- весенние почвенные подкормки азотными удобрениями;

- обработки комплексными удобрениями, содержащими калий, бор и марганец в период роста и созревания плодов для формирования плодов, сбалансированных по минеральному составу.

3. Для предотвращения избыточного накопления меди и цинка в системе «почва-растение-плоды» при возделывании яблони в условиях интенсивных технологий необходимо сократить кратность обработок медь- и цинксодержащими препаратами, заменяя их менее безопасными.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных по перечню ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Сергеева, H. Н. Химический состав плодов в связи с корневым питанием / H.H. Сергеева, Ю.Ф. Якуба, М.В. Захарова, О.В. Ярошенко // Труды Кубанского Государственного аграрного университета. - 2010. - № 1 (22). - С. 75- 80.

2. Сергеева, H. Н. Химический состав яблок в зависимости от применения специальных удобрений / H.H. Сергеева, Ю.В. Трунов, E.H. Ткачев, О.В. Ярошенко // Плодоводство и ягодоводство России.-2012.-Т. 30. - С. 152-158.

3 Сергеева, H. Н. Формирование химического состава плодов яблони в зависимости от применения специальных удобрений / H.H. Сергеева, О.В. Ярошенко, Ю. В. Трунов, Е. Н. Ткачёв // ArpoXXI. - 2012. - № 7-9. - С. 40-42.

Статьи в других научных изданиях

4. Ярошенко, О. В. Проблема накопления тяжёлых металлов в садах яблони интенсивного типа / О. В. Ярошенко // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы III всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых. (18-20 нояб. 2009 г.) / Кубанский государственный агарный университет. - Краснодар, 2009. -С. 139-141.

5. Ярошенко, О. В. Актуальность исследований динамики накопления тяжёлых металлов в садах яблони интенсивного типа [Электронный ресурс] / О. В. Ярошенко // Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развитая садоводства и виноградарства: 2-я междунар. дистанц. науч.-практ. конф. молодых ученых (1 окт, - 1 нояб. 2009 г.) / ГНУ СКЗНИИСиВ. - Краснодар, 2009. - 3 с. -Режим flocTvna:http://www.kubansad.kubannet.ni/docs/konfmoluch2009.htni.

6. Попова, В. П.. Медь и цинк в системе «почва-растение-плоды» в интенсивных садах яблони / В. П. Попова, О. В. Ярошенко // Энтузиасты аграрной науки / Куб ГАУ. - Краснодар, 2010. - Вып. 11. - С. 304-308.

7. Попова, В. П. Изменения свойств почв и растений ценоза яблони под воздействием комплекса средств химизации / В. П. Попова, М. Е. Подгорная, О.В. Ярошенко // Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод: материалы междунар. науч.-практ. конф. (7-10 сент. 2010 г.) / ГНУ СКЗНИИСиВ. - Краснодар, 2010. - С. 218-223.

8. Сергеева, Н. Н. Влияние органоминеральных подкормок на агрохимические показатели почвы сада, качество питания яблони и минеральный состав плодов [Электронный ресурс] / Н. Н. Сергеева, Н. Г. Пестова, О. В. Ярошенко // Плодоводство и виноградарство Юга России. - 2010. - № 6. - С. 58-68. Режим доступа: http://iournal.kubansad.Ri/pdf/10/05/09.pdf.

9. Попова, В. П. Методы сохранения плодородия почв и управления питанием растений плодовых ценозов / В. П. Попова, Т. Г. Фоменко, О. В. Ярошенко, Е.А. Черников // Состояние и перспективы агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями: материалы междунар. науч.-метод. конф. учреждений участников Геосети России и стран СНГ (10-11 июня 2010 г.). -ВНИИА.-М.,2010.-С. 110-112.

10. Ярошенко, О. В. Влияние средств химизации на накопление макро- и микроэлементов в почве и растениях яблони / О. В. Ярошенко // Науч. обеспечение агропром. комплекса: материалы IV всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых (24-26 нояб. 2010 г.) / Кубанский государственный агарный университет. - Краснодар, 2010. - С. 150-152.

11. Ярошенко, О. В. Содержание микроэлементов в почве и растениях яблони на фоне пестицидных нагрузок / О.В. Ярошенко / Науч. основы минер, питания и применения удобрений в насаждениях плодовых культур: материалы междунар. науч.-практ. конф. (20-22 окт. 2010 г.) / ГНУ ВНИИС Мичуринск, 2011. - С. 160-164.

12. Ярошенко, О. В. Содержание макро- и микроэлементов в почве интенсивного сада и растениях яблони [Электронный ресурс] / О. В. Ярошенко // Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства (1 авг.-1 сент. 2011 г.) / ГНУ СКЗНИИСиВ.-Краснодар, 2011. -6 с. - Режим доступа: http://www.kubansad.ru/sites/default/files/files/yaroshenko о.v..doc.

13. Ярошенко, О. В. Оценка экологического состояния почвы в плодовых садах интенсивного типа / О. В. Ярошенко // Студент и научно-технический прогресс. Сб. науч. работ финалистов междунар. молодежного конкурса / ЮФУ. - Ростов н/Д, 2012.-С. 173-176.

14. Ярошенко, О. В. Зональные особенности обеспеченности яблони макро- и микроэлементами в интенсивных насаждениях яблони / О. В. Ярошенко / Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы VI всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых (24-26 нояб. 2012 г.) / Кубанский государственный агарный университет. - Краснодар, 2012. - С. 108-111.

Подписано в печать 31.05.2013. Формат 60x84 /|6 Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 881 Отпечатано в ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571, e-mail: olfomcnko@yandex.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ярошенко, Олеся Владимировна, Краснодар

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ЗОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ САДОВОДСТВА И ВИНОГРАДАРСТВА

На правах рукописи

04201360563

ЯРОШЕНКО ОЛЕСЯ ВЛАДИМИРОВНА

РЕЖИМ ПИТАНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ

Специальность 06.01.08 - плодоводство, виноградарство

Диссертация

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных

наук

Научный руководитель-доктор сельскохозяйственных наук

В. П. Попова

КРАСНОДАР 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................3

1 МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ КАК ФАКТОР ПРОДУКТИВНОСТИ ЯБЛОНИ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)......................................................................10

1.1. Значение макро- и микроэлементов для минерального питания яблони.....10

1.2 Влияние применения пестицидов и агрохимикатов на обеспеченность элементами питания и продуктивность плодовых растений............................16

2 МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................32

2.1 Почвенно-климатические условия проведения исследований..................32

2.2 Объекты исследований...................................................................34

2.3 Методы и методики исследований...................................................37

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................42

3.1 Уровень плодородия и обеспеченность макро- и микроэлементами чернозема выщелоченного.................................................................................42

3.2 Оценка экологического состояния чернозёма выщелоченного в саду яблони............................................................................................52

3.3 Содержание макро- и микроэлементов и их соотношения в листьях яблони............................................................................................55

3.4 Химический состав плодов яблони....................................................65

3.5 Продуктивность яблони в условиях интенсивных технологий возделывания....................................................................................77

3.6 Зависимости и взаимосвязи накопления и распределения макро- и микроэлементов в системе «почва-растения-плоды» агроценоза яблони (обсуждение результатов исследований).................................................82

3.7 Экономическая эффективность производства плодов яблони в условиях

интенсивных технологий возделывания..................................................90

ВЫВОДЫ........................................................................................93

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ......................................................96

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...........................................97

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................117

ВВЕДЕНИЕ

Северный Кавказ является благоприятной зоной для возделывания многих плодовых культур, в регионе расположены основные площади промышленных садов интенсивного типа.

В Краснодарском крае яблоня занимает около 75 % площадей всех возделываемых плодовых культур. Выращиваются в основном насаждения поздних сроков созревания.

Диагностирование потребности и внесение необходимых элементов питания с целыо повышения урожая и оптимизации соотношения макро- и микроэлементов в плодовой продукции представляет одну из важнейших задач садового земледелия. Необходимо добиться того, чтобы выращиваемые плоды содержали полноценный набор макро- и микроэлементов, необходимых человеку. Только при сбалансированном питании плоды будут обладать хорошими вкусовыми качествами, диетическими и лечебными свойствами

Питание многолетних плодовых растений в период вегетации обусловлено единством системы «почва-растение», включает взаимосвязанные процессы, протекающие в растительном организме и в почве. Интенсивность и направленность их с одной стороны связана с различным уровнем обеспеченности почвы доступными элементами питания. С другой стороны -с избирательным потреблением растениями питательных веществ, их транспортом в надземную часть, взаимодействием, перераспределением между органами и синтетическими реакциями, конечной целыо которых является формирование урожая.

Важное значение имеет сбалансированное питание основными макроэлементами (азот, фосфор, калий, кальций, магний) их оптимальное соотношение в листьях, которое в дальнейшем влияет на состояние растений, устойчивость к стрессовым условиям среды, качество плодов. Для повышения устойчивости плодовых растений к болезням и неблагоприятным условиям

внешней среды необходима достаточная обеспеченность растений макро- и микроэлементами (бор, марганец, медь, цинк) [61, 96,116, 128, 146].

В этой связи актуальными являются исследования состояния баланса между питательным режимом плодовых растений, соответствующим их биологическим особенностям, и пищевым режимом почв (особенно микроэлементов, содержание которых в почвах, как правило, низкое) в условиях интенсивных технологий возделывания.

В современных плодовых насаждениях ведущая роль в повышении эффективности производства плодовой продукции принадлежит интенсивным технологиям, которые способствуют реализации потенциала продуктивности современных насаждений плодовых культур в конкретных природно-климатических условиях их произрастания. Обязательным элементом интенсивных технологий являются системы защиты от вредных объектов (от 14 до 18 обработок за сезон). Более интенсивно пестициды используются в садах яблони зимнего срока созревания, плоды которой предназначены для длительного хранения.

Применяемые пестициды привносят в агроценоз сада химические элементы, в том числе и микроэлементы, которые при определенных высоких концентрациях переходят в разряд тяжелых металлов (ТМ), которые могут способствовать нарушению питания растений яблони.

Наряду с этим, по организационно-экономическим причинам в садах практически не вносят органические основные минеральные удобрения для поддержания плодородия почв и стабилизации питания.

Сбалансированность или уравновешенность питания растений, определяемая как качество питания, в полной мере способствует высокой продуктивности и формированию высокотоварных плодов [158].

Для предотвращения избыточного накопления микроэлементов, которые могут оказывать вредное воздействие на ценоз яблони и агроландшафты в целом, необходимы знания взаимосвязи накопления их в почве и поступления в растения яблони («листья-плоды»). На основе полученных знаний будет

осуществляться разработка современных экологически безопасных агротехнологических приемов возделывания насаждений по интенсивным технологиям, обеспечивающих получение плодов высоких товарных качеств и сохранения окружающей среды.

Направление исследований воспроизводства плодородия почв, улучшение питательного режима сельскохозяйственных растений с целью получения высококачественной и безопасной (без токсикантов) сельскохозяйственной продукции для сокращения заболеваемости населения является актуальным в мире. В России оно входит в состав Федеральной критической технологии «Управление продукционным и средоулучшающим потенциалом агроэкосистем и агроландшафтов», находится в рамках Федеральной целевой программы «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы и на период до 2013 года» [102].

До последнего времени вопросу изучения качества питания яблони на фоне воздействия комплекса пестицидов и агрохимикатов в насаждениях, возделываемых по интенсивным технологиям, достаточного внимания не уделялось. Установленные зависимости содержания макро- и микроэлементов и их соотношения в системе «почва-растение-плоды» агроценоза яблони должны составить основу новых технологических регламентов для создания высокоточных технологий возделывания яблони с оптимизированными системами защиты растений и применения удобрений.

Целью исследований являлось выявление закономерностей содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растение-плоды» агроценоза яблони для оптимизации элементов интенсивных технологий возделывания насаждений.

Задачи исследований:

1. Исследовать динамику накопления макро- и микроэлементов в почве и поступления их в листья и плоды яблони в течение вегетационного периода в

зависимости от почвенных и погодных условий на фоне интенсивной технологии возделывания.

2. Определить качество питания яблони по фазам развития.

3. Изучить влияние содержания макро- и микроэлементов и их соотношений в системе «почва-растение-плоды» на урожайность, ростовые процессы и качество плодов яблони;

4. Дать оценку экономической эффективности применения органических удобрений в саду яблони.

Объекты исследований - насаждения яблони сорта Айдаред 1990 г. посадки на подвое М9, схема посадки 5x2 м и чернозём выщелоченный малогумусный сверхмощный легкоглинистый. Опыт заложен в 12 кратной повторности, в котором повторностью было дерево-делянка.

Предмет исследований - динамика содержания макро- и микроэлементов в системе «почва - растения - плоды» в насаждениях яблони, возделываемых по интенсивным технологиям на фоне длительного применения пестицидов и агрохимикатов.

Место и время проведения исследований. Исследования проведены в условиях Прикубанской зоны центральной подзоны садоводства Краснодарского края на чернозёме выщелоченном малогумусном сверхмощном легкоглинистом в насаждениях яблони ЗАО «ОПХ «Центральное» (г. Краснодар).

Диссертационные исследования проводились в период с 2009 по 2011 гг. в соответствии с тематическим планом НИР СКЗНИИСиВ 04.16.02.01 «Установить закономерности продукционного процесса плодовых растений в зависимости от взаимодействия эндо- и экзогенных факторов. Определить физиолого-биохимические и технолого-экономические составляющие при формировании продукционного потенциала плодового агроценоза. Разработать метод управления продукционным процессом» 01.2.006 07521 и 04.16.02.03 «Выявить особенности и закономерности взаимосвязей пищевого, водного режимов почв и питательного режима плодовых растений и винограда

для разработки динамичных моделей управления продукционным и средообразующим потенциалом садовых экосистем, систем воспроизводства плодородия почв» номер госрегистрации 01201155902.

Новизна исследований: Впервые проведена комплексная агроэкологическая оценка содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растения-плоды» ценоза яблони в условиях интенсивной технологии возделывания. Установлена сезонная динамика содержания макро- и микроэлементов в плодах яблони в зависимости от пестицидного фона, внесения органических удобрений в почву сада, почвенно-климатических условий.

Практическая значимость: Установленные особенности накопления макро- и микроэлементов в ценозах яблони являются основой для разработки дифференцированной системы питания плодовых растений, включающей органические и минеральные удобрения, в зависимости от почвенно-климатических условий. Установлена эффективность внесения в почву нейтрализованного обогащенного торфа для снижения накопления подвижной меди в почве, ограничения поступления цинка в плоды яблони.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Доказано, что внесение органики в почву сада повышает плодородие выщелоченного чернозёма, проявляющееся в увеличении содержания гумуса, азота, фосфора, калия, подвижных форм микроэлементов, усилении активности агрономически ценных микроорганизмов, ограничении миграции подвижных форм меди.

2. Доказаны зависимости содержания микроэлементов: цинка, меди, марганца и бора в системе «почва-лист-плод» от применяемых средств защиты яблони, внесения органики в почву сада и погодных условий вегетационного периода.

3. Установленные закономерности динамики содержания макро- и микроэлементов в системе «почва-растения-плоды» в плодовых насаждениях яблони, возделываемых по интенсивным технологиям, позволяют разработать

дифференцированную систему питания.

Апробация и реализация научных данных. Результаты исследований докладывались и обсуждались на заседаниях методического отдела садоводства СКЗНИИСиВ (Краснодар, 2010-2012 гг.), на научно-практических конференциях молодых ученых: III, IV и VI всероссийских «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, КубГАУ, 2009, 2010, 2012 гг.), III и IV международных «Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства» (Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2009, 2011 гг.). Международных научно-практических конференциях: «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод» (Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2010 г.), «Научные основы минерального питания и применения удобрений в насаждениях плодовых культур» (Мичуринск, 2010 г.), участников Геосети России и стран СНГ «Состояние и перспективы агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями» (Москва, 2010 г.), Всероссийском научно-методическом семинаре «Управление минеральным питанием плодовых и ягодных культур в точных технологиях возделывания» (Москва, 2011 г.), международном молодежном конкурсе научно-исследовательских работ «Студент и научно-технический прогресс» (Таганрог, 2012).

По результатам диссертационной работы опубликовано 14 работ, из них 3 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах, состоит из введения, 3 разделов (состояние изученности вопроса, программа и методы исследований, результаты исследований) выводов, рекомендаций производству, приложений. Включает 12 таблиц, 27 рисунок. Список используемой литературы содержит 189 литературных источников, из них 15 иностранных.

Выражаю искреннюю благодарность за помощь в работе сотрудникам СКЗНИИСиВ: научному сотруднику лаборатории управления плодородием почв и питанием растений Н. Г. Постовой, заведующей центром защиты растений плодовых и ягодных культур, канд. биол. наук М. Е. Подгорной, заведующему проблемно-исследовательской лабораторией, канд. техн. наук., Ю. Ф. Якубс, заведующей лабораторией хранения и переработки плодов и ягод, д-ру с.-х. наук Т. Г. Причко и старшему научному сотруднику, канд. техн. наук Л. Д. Чалой.

1 МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ КАК ФАКТОР ПРОДУКТИВНОСТИ ЯБЛОНИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Значение макро- и микроэлементов для минерального питания

яблони

Накоплен большой фактический материал о потреблении минеральных веществ сельскохозяйственными растениями. Разные их виды, произрастая на одной и той же почве, поглощают из нее минеральные вещества в различных соотношениях. Требования растений к минеральному питанию предопределены их генотипическими особенностями [55, 57].

Яблоня - одна из немногих плодовых культур, плоды которой долго хранятся, не теряя вкуса. Яблоки относятся к особо ценным продуктам, имеющим не только питательное, но и лечебное значение. В них обнаружено свыше десяти витаминов, необходимых человеку. Наибольшую ценность представляют сорта богатые витаминами С и Р с гармоничным сочетанием в плодах сахара и кислоты [111]. В плодах содержатся: сахара (7-15 %), органические кислоты (0,26-0,85%), витамин С (4,5-45%), дубильные вещества (0,06-0,11%), Р-активные вещества 150-200 мг/100 г [33, 39, 54, 103].

Для получения яблок, обладающих гармоничным вкусом и набором целебных свойств в достаточном количестве необходимо сбалансированное питание деревьев яблони макро- и микроэлементами. Направленное регулирование питания растений с учетом требований культуры и особенности сорта - залог получения максимального, генетически обусловленного уровня урожайности яблони. В связи с этим основная задача садового земледелия -повышение эффективного плодородия почв и создание оптимальных фонов минерального питания плодовых культур в условиях интенсификации отрасли [130].

Ростовые процессы и плодоношение плодовых культур во многом определяются уровнем минерального питания. Недостаточная обеспеченность

элементами питания или изменение их балансового соотношения приводит к нарушению ростовых и генеративных процессов обмена веществ и развитию функциональных заболеваний. И, как следствие, получение невысоких урожаев с низким качеством продукции.

Для поддержания баланса элементов питания в агроценозе яблони необходимо знать, на каком этапе развития плодовых растений остро необходим тот или иной элемент.

У плодовых выделяют два этапа поглощения питательных веществ: от начала вегетации до окончания роста побегов и созревания плодов; от съема плодов до глубокой осени. На первом этапе обеспечивается рост побегов, листьев, образование плодов, а также закладка плодовых почек урожая будущего года. В этот период из элементов питания растениями больше потребляется азот. На втором этапе отмечается рост корневой системы, растений в толщину и происходит отложение запасных питательных веществ, продолжается развитие плодовых почек урожая следующего года [103]. В это время требуется умеренн�