Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биоразнообразие, распространение и продуктивность шиповника в естественных зарослях предгорной зоны КБР

ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Биоразнообразие, распространение и продуктивность шиповника в естественных зарослях предгорной зоны КБР"

005012447

На правах рукописи

Саракуева Фатима Жихангировна

БИОРАЗНООБРАЗИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ШИПОВНИКА В ЕСТЕСТВЕННЫХ ЗАРОСЛЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ КБР

Специальность 03.02.14 - биологические ресурсы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 [..ІД? імм.

Владикавказ - 2012

005012447

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Плодоовощеводство и виноградарство» ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова»

Научный доктор сельскохозяйственных наук, профессор

руководитель: Фисун Михаил Николаевич

Официальные доктор биологических наук, профессор оппоненты: Ваниев Асланбск Георгиевич

доктор биологических наук, профессор Слонов Людин Хачимович

Ведущая ФГБОУ ВПО «Пятигорская государствен-

организация: пая фармацевтическая академия»

Защита диссертации состоится «Лб» марта 2012 г. в l4p ч. на заседании диссертационного совета Д 220.023.04 при ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» по адресу: 362040, РСО-Алания, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37, Горский ГАУ, факультет биотехнологии и стандартизации. Тел./факс: (8672) 53-99-26; E-mail: ggaubiores@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», с авторефератом на официальном сайте www.gorskigau.ru

Текст объявления о защите диссертации и автореферат диссертации отправлены в Минобрнауки РФ по адресу: referat_vak@mon.gov.ru «¿¿Г» февраля 2012 г.

Автореферат диссертации разослан «¿¿Г» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

С.А. Гревцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Шиповник ценится высоким содержанием витаминов, антоцианов, органических кислот и других полезных биологически активных веществ. Плоды его имеют огромное значение в питании человека как богатейшие, непревзойденные источники жизненно необходимых для организма витаминов.

Шиповник широко применяется в качестве декоративного растения для аллейных, групповых и единичных посадок, а также для создания защитных полос, обсадки дорог и водоемов, оформления альпийских лужаек и склонов. Благодаря сильно разветвленной и глубоко уходящей в почву корневой системе возможно использование дикорастущей розы для противоэрозионных целей, укрепления оврагов и песков.

Актуальность работы связана с большим разнообразием естественного генофонда шиповника и огромной ценностью его плодов и вегетативной массы, что диктует необходимость выделения генотипов, обладающих высокими морфо-биологическими свойствами, испытания их в культуре и хозяйственного использования. Актуальность изучения шиповника усиливается также тем, что продукты из его плодов отвечают экологическим и диетическим требованиям, что особенно важно в текущий момент, когда пищевая промышленность не исключает применения искусственных ингредиентов (красителей, ароматизаторов, консервантов и пр.).

Степень изученноста проблемы. Теоретический анализ научной литературы показывает, что значительный вклад в изучение таксационных признаков естественных зарослей шиповника, выявление закономерностей, влияющих на накопление аскорбиновой кислоты в его плодах, выведение разных сортов, их гибридизацию, агротехнику разведения и других вопросов внесли труды таких ученых как М.В. Пайбердин, В.Н. Букин, В.В. Зуб-кова, К.Е. Овчаров, B.C. Федорова, Б.Д. Игнатьев, А.Д. Егоров, В.Г. Хржа-новский и др. В Кабардино-Балкарии проблемами разнообразия и распространения разных видов шиповника занимались А.И. Галушко, Ю.И. Кос, A.A. Гроссгейм.

Несмотря на достаточную разработанность различных аспектов изучения шиповника, вопросы, связанные с селекцией шиповника из естественных популяций, влиянием жидких комплексных удобрений, созданием насаждений шиповника и их агробиологической оценкой, изучены не в полной степени. В связи с этим нам представляется исследование данной темы актуальным и имеющим большое практическое значение.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в изучении распространения и разнообразия естественного генофонда шиповника, оценки его ресурсов, выделении и интродукции в культуру перспективных хозяйственно-ценных форм.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: - обследованы естественные заросли шиповника на различных водосборах малых рек в предгорной зоне КБР и элементах их рельефа;

- выявлены закономерности распространения и изменения продуктивности в зависимости от места произрастания шиповника на водосборной площади;

- из естественных зарослей выделены перспективные хозяйственно-ценные формы;

- определена морфометрия кустов шиповника по местам произрастания;

- изучены морфологические свойства плодов шиповника в их естественном многообразии;

- выявлены продуктивность и стабильность плодоношения шиповника за годы наблюдений;

- определены естественные ресурсы зарослей шиповника в условиях предгорной зоны КБР;

- установлена эффективность использования жидких комплексных удобрений для повышения продуктивности естественных зарослей шиповника;

- разработаны и испытаны способы создания посадок из выделенных генотипов;

- дана оценка состояния, роста и продуктивности заложенных посадок;

- проведена экологическая оценка и определена экономическая эффективность культуры шиповника.

Объектом исследования являются естественные заросли шиповника обыкновенного (собачьего) - Rosa canina - в бассейнах малых рек предгорной зоны КБР.

Предмет исследования - обилие кустов шиповника, его биоразнообразие, продуктивность, качество урожая, хозяйственный ресурс, способы повышения продуктивности естественных зарослей и создания плантаций.

Научная новизна заключается в том, что впервые в республике изучается естественный генофонд зарослей шиповника с обоснованием хозяйственного использования урожая, а также выявлена эффективность некорневых подкормок жидкими комплексными удобрениями естественных зарослей и насаждений шиповника.

Практическая значимость работы состоит в выделении из естественного генофонда наиболее ценных и продуктивных в хозяйственном отношении форм, возделывание которых в культуре обеспечивает получение 40-55 ц/га высококачественных плодов или 145-200 тысяч руб./га чистой прибыли при повышении занятости сельского населения и увеличении загруженности перерабатывающих предприятий. Установлен ресурс плодов в естественных зарослях, что позволяет прогнозировать параметры сбора урожая и загрузки перерабатывающих предприятий.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Характеристика зарослей шиповника на серых лесных и аллювиальных луговых почвах.

2. Целесообразность и хозяйственная значимость заготовки плодов шиповника на пойменных и склоновых землях.

3. Эффективность применения жидких комплексных удобрений (ЖКУ) для некорневых подкормок естественных зарослей шиповника.

4. Возможность и необходимость создания плантаций из отборных форм, выделенных из естественных зарослей шиповника.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии им. В.М. Кокова, Горского государственного аграрного университета, Саратовского государственного аграрного университета и других научных учреждениях. По результатам исследований опубликовано 12 научных работ, в том числе 2 статьи - в изданиях, включенных в перечень журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста; состоит из введения, 6 глав, выводов, практических предложений, списка литературы и приложений. Библиографический список включает 171 источник, в том числе 20 - на иностранных языках. Работа содержит 29 таблиц, 22 рисунка и 7 приложений.

Объекты, условия и методика проведения исследований. Естественные заросли, куртины и рассеянно произрастающие особи шиповника обыкновенного распространены по бассейнам горных рек Нальчик, Белая, Не-шбурна, Кенже, Нартия, а также на равнинных пойменных землях с близким залеганием галечниковых отложений. Исследуемые участки расположены в зоне с охватом всех элементов рельефа: пойменные земли горных рек; подножья склонов, сложенные делювием; склоны различной крутизны, а также места отложений элювия, водоразделы и прилегающие к ним территории.

В высотном отношении район проведения исследований представляет собой зону предгорий с отметками от 400 до 700-800 метров над уровнем моря. По температурным показателям зона предгорий относится к умеренно континентальной. Теплообеспеченность среды за годы проведения исследований имела свои особенности, отличные от средних за 52 года. Среднегодовые температуры воздуха 2007-2009 гг. превысили норму на 1,2-2,0°С (АМС Нальчик-Аэропорт). Наиболее жарким из трех лет наблюдений оказался 2007 год: в отдельные летние периоды воздух прогревался до 38°С.

За годы проведения исследований, низкая сумма выпадения осадков отмечалась в июле и августе, а в 2007-м году в период с 14 мая по 2 июня, а затем с 6 по 28 июня не было осадков, а за июль - сентябрь выпало около 40% и в декабре - менее 50 % от нормы.

Почвенный покров предгорной зоны Кабардино-Балкарии представлен серыми и темно-серыми лесными почвами и, на сравнительно небольшой территории, преимущественно в поймах горных рек - аллюви-ально-луговыми и является типичным для района проведения исследований по агрохимическим свойствам и механическому составу.

Исследования, связанные с таксационной оценкой естественных зарослей, выполнялись по методике, разработанной Институтом Леса АН СССР (Утов, 1976).

Исследования, связанные с изучением продуктивности отдельных растений шиповника и их совокупности, оценкой морфологических свойств и качества плодов, проводились по методике, принятой в сортои-зучении плодовых культур (Мичуринск, 1976, Орел, 1985).

Эффективность отдельных мероприятий, направленных на повышение продуктивности зарослей шиповника, испытывали путем некорневого внесения жидких комплексных удобрений с вариантами:

1) плантафол-1 (соотношение азота, фосфора и калия: 20-20-20) - по 0,5 л на 100 л воды;

2) плантафол-5 (соотношение азота, фосфора и калия: 10-54-10) - по 0,5 л на 100 л воды;

3) гумат натрия - по 15 г на 100 л воды;

4) контроль - чистая вода.

Ввиду того, что действие различных факторов на растение имеет локализованное проявление, раствор удобрений вносили только на одну половину растения ручным опрыскивателем. Другая половина оставалась без опрыскивания. ЖКУ вносили в период после цветения в начале формирования плодов.

В пределах территории водосбора пяти рек осенью 2006-го года нами выделены наиболее урожайные и крупноплодные формы, с части кустов которых заготовлен посадочный материал для закладки экспериментальной плантации шиповника. Испытание способов закладки маточников проведено в условиях землепользования МУЛ СХ «Кенже» на делювии северо-восточного склона крутизной 16-18°С, сложенного средними суглинками с почвенными покровом из светло-серых лесных почв (горизонт А+В = 52-61 см, содержание гумуса в А - 2,1%; рН - 6,4).

Посадка заготовленных путем деления кустов, укорененных порослевых побегов, проводилась в отдельные ямки глубиной и диаметром по 30 см, а также в борозды глубиной 27-30 см, открытые плугом с отвалом пласта вниз по склону. Для испытания эффективности окультуривания посадочных мест испытывали варианты:

1) перепревший навоз: 1,4 т/га - при посадке в ямки и 5,0 т/га - при посадке в борозды;

2) минеральные туки (ТЧРК) - 60 кг/га посадочной площади;

3) листовой опад древесно-кустарниковых растений: 0,6 т/га - при посадке в ямки и 2,0 т/га - при посадке в борозды;

4) контроль - без окультуривания.

По каждому варианту в борозды высажено по 120 растений и в ямки -по 40 растений. Схема посадки: 3,0 м междурядья, расстояние между кустами в ряду - 2,0 м. На 1 га размещается по 2000 растений шиповника. Посадку проводили 5-7 мая 2007-го года. До этого времени почва участка была сырой. На окультуренных вариантах определяли приживаемость и сохранность саженцев, силу роста и кустистость растений, урожай и среднюю массу одного плода.

Противоэрозионная эффективность зарослей шиповника определена по смыву почвы и скорости ее водопроницаемости под кроной кустов. Смыв почвы учитывали методом шпилек (Соболев, 1954), а скорость водопроницаемости - методом заливных рамок (Костяков, 1958).

Экономическая оценка производства сока и кваса из плодов шиповника проведена балансовым методом на основе данных, предоставленных Майским винным и соковым заводом.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Разнообразие форм шиповника в естественных условиях произрастания

Распространение шиповника максимальное в пойме р. Кенже, где он образует сплошные заросли; на делювии склонов по правобережью рек Белой, Нартии и Нешбурны. При этом характер распространения носит соответственно зарослевой тип в первых двух местах и куртинный - по делювию водосбора рр. Нешбурны и Кенже. Как правило, более старые кусты чаще и обильнее встречаются в лучших условиях произрастания: по делювиальному шлейфу и в пойменной части с глубоким почвенным покровом (табл. 1).

Таблица 1. Обилие шиповника в зависимости от условий _ естественного произрастания_

Бассейны Рек Элементы рельефа Средний возраст особей, лет Количество особей, шт./ЮО п.м. Характеристика зарастания

всего в т.ч. плодоносящих

Белая Делювий 15-17 30 26 заросли

ЮЗ склон 10-12 28 23 куртины

СВ склон 7-9 25 21 единичные особи

Нартия Делювий 13-15 31 24 заросли

ЮЗ склон 10-12 29 21 куртины

Нешбурна Делювий 9-11 33 27 куртины

ЮЗ склон 5-7 27 20 единичные особи

Водораздел 8-10 29 23 куртины

Нальчик ЮЗ склон 4-6 26 19 единичные особи

Кенже Пойма 13-15 37 34 заросли

Делювий 8-10 29 25 куртины

СВ склон 7-9 26 22 единичные особи

Отмечено, что в сплошных зарослях и куртинах кусты, большей частью представлены старыми, плодоносящими особями, а в худших условиях -более молодыми. Это объясняется тем, что в зарослях и куртинах шиповник образует практически единую связанную между растениями корневую систему. При этом периферийные кусты, как правило, самые молодые, а центральные, наоборот, самые старые по возрасту.

По параметрам кроны куста можно судить о силе роста и развитии растения в тех или иных условиях места произрастания (рис. 1).

делювии

ЮЗ склон

элементы

водосбора

Рис. 1. Параметры надземной части кустов шиповника в бассейне р. Кенже

высота кустов

юны кустов

Из приведенных данных следует, что высота кустов достигает больших значений при произрастании в пойме реки и по делювию склонов. При этом в пойме кусты имеют больший диаметр кроны, чем произрастающие на делювии. Кусты на юго-западном склоне по размерам надземной части существенно меньше, чем произрастающие на делювии и в пойме, что по-нашему мнению, связано, главным образом, с изменением плодородия почв и их влажности в период вегетации. В результате анализа характера распределения кустов с максимальной высотой кроны (более 2,0 м) выявлено, что таковых имеется 32,4 % растений, в то время как максимальный диаметр (более 2,0 м) - 53,7 % кустов. Количество особей с высотой кроны 1,7-1,9 м составляет 38,8 %, а при таком же диаметре - 30,5 % особей. Мелкие по размерам кусты не превышают 28,7 % обследованных кустов шиповника.

Помимо силы роста кустов по высоте и диаметру кроны хорошо заметным признаком, выделяющим их по отдельным формам, является окраска коры однолетнего и двухлетнего прироста. Ввиду того, что темно-зеленые и красно-бурые побеги встречаются на кустах во всех местах произрастания, а в пределах одного куста цвет побегов - однотипный, мы предполагаем, что этот признак является генотипическим, а не фенотипическим.

В результате проведенных учетов нами выявлено, что кусты шиповника, молодые побеги которых имеют красную окраску, встречаются в 1,3-2,8 раз чаще кустов с зеленой окраской ветвей (табл. 2). При этом более значительная разница в количестве побегов с разной окраской коры отмечается в местах с малым (меньше 20 на 100 п. м.), чем с обилием кустов (больше 25 на 100 п. м.) в одной трансекте. Исключение составляет северо-восточный склон в бассейне р. Кенже, где разница в количестве кустов с красно-бурыми побегами только в 1,3 раза больше, чем с зелеными, хотя их численность в одной трансекте составила меньше 20 особей.

Таблица 2. Обилие форм шиповника с красно-бурой и зеленой окраской коры молодых побегов в зависимости от места произрастания кустов

Бассейны рек Элементы рельефа Количество кустов с окраской коры

Красно-бурой Зеленой

шт. % шт. %

Белая Делювий 18,5 63,8 10,5 36,2

ЮЗ склон 14,3 63,6 8,2 36,4

СВ склон 11,6 73,4 4,2 26,6

Нешбурна Делювий 16,1 65,4 8,5 34,6

ЮЗ склон 13,8 64,2 7,7 35,8

Водораздел 14,2 71,7 5,4 28,3

Кенже Пойма 23,2 62,7 14,8 37,3

Делювий 15,5 63,0 9Д 37,0

СВ склон 10,6 56,4 8,2 43,6

Примечание. Среднее по трем трансектам на одном элементе водосбора. Учеты 2009-го года.

В результате проведения экспедиционных исследований в бассейнах рек Чегем, Баксан и Черек отмечены примерно такие же колебания количества экземпляров с разным цветом коры. Такое положение свидетельствует о достаточно устойчивом признаке одной из биологических особенностей шиповника, произрастающего в предгорной зоне Центрального Предкавказья.

Период цветения шиповника в условиях предгорной зоны растянут на 12-15 дней и изменяется, большей частью, в зависимости от места произрастания по элементам рельефа и окраски венчика цветков. Как правило, кусты с белыми цветками зацветают в более ранние сроки по сравнению с кустами, имеющими розовую окраску цветков (рис. 2).

кусты с белыми лепестками кусты с розовыми лепестками

бассейны

Белая Нешбурна Нальчик Кенже рек

Рис. 2. Разнообразие форм шиповника по окраске венчика в бассейнах горных рек

При этом наблюдениями, проведенными в течение периода цветения 2007-го и 2009-го годов, установлено, что на одних и тех же кустах окраска венчика не изменяется и является устойчивым генотипическим показателем. Белая окраска цветков шиповника является доминирующей по всем обследуемым бассейнам рек. Так, в бассейне р.Белая генотипы с белыми лепестками встречаются в 3,7 раз, Нешбурны - в 4,6 раз, Нальчик -в 2,6 раз и Кенже - в 3,7 раз чаще, чем с розовыми.

Одной из важнейших характеристик плодов растений, вводимых в культуру, является их крупность. В процессе сбора урожая крупноплодных форм, отмечены меньшие потери урожая, чем при сборе урожая мелкоплодных форм. Кроме того, крупноплодные формы, как правило, отличаются более высоким выходом полезного продукта (сока, мякоти, кожицы и др.), по сравнению с формами мелкоплодными. В технологическом плане, крупные плоды легче перерабатываются по сравнению с мелкими.

Для выбора и оценки шиповника по крупности плодов нами проведен учет этого показателя по характеру распределения кустов на водосборных площадях рек Кенже и Белой по годам наблюдений (табл. 3).

Таблица 3. Масса плодов в зависимости от условий вегетационного периода по элементам водосборной площади

Элементы водосборной площади Годы Средняя масса плодов

ХіБ^Г в % к среднему за 3 года

Пойма с аплювиалыю-луговыми почвами 2007 1,4 ±0,2 85,9 12,1

2008 1,6 ±0,3 98,2 10,6

2009 1,7 ± 0,3 104,3 9,4

Среднее за 3 года 1,63 ± 0,3 100 11,7

Делювий склонов 2007 1,6 ±0,3 94,1 13,1

2008 1,7 ±0,3 100 11,8

2009 1,7 ± 0,3 102,9 10,4

Среднее за 3 года 1,75 ±0,3 100 11,8

Юго-западный склон 2007 1,3 ±0,2 85,0 15,4

2008 1,6 ±0,3 104,6 14,6

2009 1,7 ±0,35 111,1 13,5

Среднее за 3 года 1,53 ±0,3 100 14,5

Водораздел 2007 1,5 ±0,3 95,5 13,6

2008 1,6 ± 0,4 104,6 13,1

2009 1,6 ± 0,4 104,6 12,4

Среднее за 3 года 1,57 ±0,35 100 13,1

Примечание. На кустах с крупными плодами.

Минимальная вариабельность средней массы плода отмечена в 2009-м году с обилием осадков в течение срока вегетации. Наоборот, в засушливом 2007-м году, вариация данного признака во всех местах произрастания была самой высокой. Тем не менее, по абсолютным значениям коэффициента вариации можно считать, что средняя масса плодов отличается сравнительно

высокой стабильностью, так как не достигает 20%. Такое положение с изменениями крупности плодов на одних и тех же кустах свидетельствует о наличии влияния генотипической изменчивости на этот показатель морфологии плодов шиповника.

Другим наглядным морфологическим признаком плодов без столь явного достоинства как крупность является их форма. По этому показателю выделяются шаровидные, овальные и эллипсоидные плоды.

В результате проведенных учетов количества кустов с названными формами плодов выявлено, что их распределение в пределах трансект, проложенных на различных элементах водосбора рр. Кенже и Белой, практически равнозначное (табл. 4). При этом не выявлено влияния условий года на форму плода. Однако замечены определенные различия в распределении форм плодов по местам произрастания кустов.

Таблица 4. Распределение кустов с различными формами плодов по элементам водосбора рек Белой и Кенже

Элементы водосбора Количество кустов с формами плодов

шт./га в % к сумме всех кустов

шаровидные овальные эллипсоидные шаровидные овальные эллипсоидные

Пойма, 2007 г. 23 10 25 40,5 16,6 42,9

Пойма, 2008 г. 23 10 25 40,5 16,6 42,9

Делювий 33 8 24 50,8 12,3 36,9

ЮЗ склон 18 14 41 24,7 19,2 56,1

Водораздел 16 3 11 53,3 10,0 36,7

СВ склон 13 нет 4 76,5 - 23,5

Так, реже всего во всех местах произрастания встречаются кусты с овальными плодами. В то же время кусты с шаровидной формой плодов чаще всего встречаются на делювии склонов и на водоразделах. Кустов с такими плодами на делювии в 1,37 раза и на водоразделе - в 1,45 раза больше, чем эллипсоидных и, соответственно, в 4,1 и 5,3 раза больше, чем овальных. На юго-западных склонах доминируют кусты с удлиненной эллипсоидной формой, доля которых в естественных зарослях превышает 56%, что в 1,5 раза больше, чем на делювии и на водоразделе. В свою очередь, в пойме доля кустов с шаровидными и эллипсоидными плодами практически равновеликая и соответственно в 2,44-2,58 раза больше, чем с овальными. Характерно, что на северо-восточном склоне, на фоне малого количества кустов, которые встречаются единично, шиповник с овальными плодами ни в бассейне р.Белой, ни в бассейне р.Кенже нами не найден.

По результатам учетов и наблюдений в процессе измерений за 2007-й и 2008-й годы на одних и тех же растениях, можно констатировать, что форма плодов является генотипическим признаком, свойственным только кустам с определенными требованиями к условиям произрастания. То есть форма плодов может быть признаком требовательности кустов к определенным факторам условий среды произрастания, но не поддается изменениям в результате изменения этих условий.

Анализ данных по распределению кустов с разными формами плодов свидетельствует о том, что этот показатель может выражать скрытые биологические особенности шиповника. Например, отношение к влажности и температуре почвы, освещенности или иным факторам. Об этом говорит факт отсутствия кустов с овальными плодами на северо-восточном склоне, более холодном и более влагообеспеченном, чем юго-западный склон или другие элементы водосбора.

По цвету кожицы плоды различаются в зависимости от срока наблюдений, условий периода их созревания, места формирования на кустах (ярусности) и частично от формы. Так, в начале октября, когда плоды полностью созрели, а кожица остается упругой и без морщин, по ее окраске выделяются оранжевые, красные и темно-красные плоды. Наибольший разброс в цвете отмечается у эллипсоидных плодов. При этом в верхнем ярусе кустов плоды шиповника независимо от их формы, как правило, темнее, чем в нижнем. В свою очередь, плоды с красной кожицей встречаются преимущественно на кустах с красными побегами, а с оранжевой и красно-оранжевой кожицей - на кустах с зелеными побегами. Характерно, что в начальный период созревания плоды шиповника имеют желтый и желто-оранжевый цвет, который постепенно, по мере созревания, переходит в оранжевый, красный или темно-красный (вишневый). Окончательная окраска плодов отмечается в первой-второй декадах октября, а в годы с обилием осадков (2009 г.) - даже в начале ноября.

В плодах шиповника вьщеляются две хозяйственно значимые субстанции: сочная кожура с эпидермисом (гипантии) и семена. При этом гипантии используются для получения различных продуктов, а семена, большей частью, для размножения и, отчасти, для получения шиповникового масла.

Представляют интерес сведения о выходе разных фракций из плодов шиповника в зависимости от их формы. Из материалов анализа плодов, отобранных по равнозначной их массе (в среднем 1,3 ± 0,1 г) можно заключить, что между их формой и выходом гипантии и семян существует наглядная зависимость (рис. 3).

выход кожуры выход семян

Рис. 3. Изменение выхода кожуры и семян из плодов шиповника в зависимости от их формы. Среднее за 2007-2009 гг.

Анализ полученных материалов позволяет сделать вывод, имеющий прикладное значение: плоды шиповника, имеющие эллипсоидную форму предпочтительно использовать для заготовки семян, а шаровидные - для переработки на пищевые и другие продукты.

до 0,5 0,5-1,0 1,0-1,5 1,5-2,0 более 2,0

градации урожайности, кг

Рис. 4-а. Влияние лет вегетации на изменения относительной I численности кустов с разной урожайностью. Делювий склонов

I

! В острозасушливом 2007-м году распределение кустов по градациям

урожайности выражалось прямолинейной нисходящей зависимостью. А в

■ 2007 год О2008 год Q2009 год S среднее за 3 года — линейный фильтр (2007г.) --2 линейный (2008г.) - ^ 2 линейный(среднееза3 г.)

Продуктивность кустов и зарослей шиповника в условиях предгорной зоны

Рассматривая урожайность кустов, неизбежно ставится вопрос о пространственной изменчивости данного показателя продуктивности. То есть представляет интерес обилие кустов с низкой, средней и высокой урожайностью в различных условиях произрастания. Для характеристики обилия кустов с определенным уровнем урожайности нами на основании предварительных учетов выделены градации по 1,5 кг, с минимальным уровнем -менее 0,5 кг и максимальным - свыше 2,0 кг. По количественному распределению учтенных кустов в каждой из градаций молено судить о характере пространственной изменчивости продуктивности кустов как частного и зарослей, так и общего положения в предгорной зоне.

Изменение количества кустов с разным уровнем урожайности связано, главным образом, с повышением урожайности малопродуктивных особей, а также среднепродуктивных и переход их в более высокую градацию. Так, уменьшение числа кустов с низкой продуктивностью в засушливый год происходит, главным образом, за счет увеличения кустов с более высокой продуктивностью. Такая закономерность просматривается более значительно на делювии, чем в пойме (рис. 4-а).

2009-м году с обилием осадков, а также в среднем за три года изменения носят вид линейного фильтра, в котором выделяется максимум кустов с урожайностью от 0,5 до 1,5 кг. При этом на делювии доля кустов с урожаем свыше 2,0 кг достигла 4,7-6,3%. То есть в естественных зарослях высокоурожайные кусты встречаются чаще, чем один на двадцать, а урожайные, даже в засушливый год - один из трех.

Несколько иная картина в распределении кустов по градациям урожайности представляется при анализе зарослей на пойменных участках с близким залеганием галечника (рис. 4-6). В этих условиях только один год из трех со всего объема выборки встретился один куст с урожаем свыше 2,0 кг. Урожайных кустов с массой плодов от 1,0 до 2,0 кг в зарослях на пойменных землях, как правило, в 2-2,5 раза меньше, чем в первых двух градациях.

70 60 50

40 30 20

10 0

до 0,5 0,5-1,0 1,0-1,5 1,5-2,0 более 2,0

градации урожайности, кг

Рис. 4-6. То же. Пойменные участки с близким залеганием галечниковых отложений

Отмечено, что в зарослях на пойменных участках как в 2007-м, так и в среднем за три года распределение кустов шиповника по градациям урожайности носит характер отрицательной (дробной) степенной зависимости, а в 2009-м - нисходящей линейной. При этом во все годы отмечается максимальная доля кустов с урожаем менее 0,5 кг. Характерно, что доля урожайных (от 1,0 до 2,0 кг) кустов на пойменных участках в 1,7-1,9 раза меньше, чем на делювии, высокоурожайных (более 2,0 кг) - в 2-5 раз. Приведенные материалы свидетельствуют о том, что при проектировании закладки плантаций шиповника, в первую очередь, необходимо отводить участки делювия и в последнюю - пойменные земли.

■ 2007 год □ 2008 год @ 2009 год О среднее за 3 года

— степенной (2007г.)

- - линейный (2009г.)

... степенной (среднее за 3 г.)

В процессе обследования зарослей нами выделены 12 кустов, отличающихся сравнительно сильным ростом и крупноплодностью. В год выделения кустов и в два последующих года на них проводилось детальное изучение продуктивности, морфологии плодов, их механического и биохимического состава.

Учет урожая плодов с выделенных кустов по годам наблюдений свидетельствует о сравнительно высокой стабильности плодоношения с уровнем урожайности свыше 1,8 кг с куста (табл. 5).

Таблица 5. Урожайность выделенных форм шиповника по годам вегетации

Выделенные формы Уоожай с куста по годам, кг Средняя урожайность

2007 2008 2009 кг/куст в % к st

1 пК (st) 1,81 2,17 2,24 2,07 100

2 пК 1,88 2,08 2,13 2,03 98,1

3 дК 1,94 2,30 2,27 2,17 104,8

4 дК 2,06 2,29 2,35 2,21 106,8

5 дК 1,95 2,41 2,33 2,23 107,8

6 дК 2,11 2,46* 2,44* 2,34* 113,0

7 дК 2,26* 2,33 2,28 2,29 110,6

8 вН 1,90 2,04 2,25 2,06 99,5

9 вН 2,12* 2,31 2,40 2,28 110,1

ЮвН 2,02 2,26 2,31 2,20 106,3

11 сБ 1,86 1,97 2,09 1,97 95,2

12 сБ 1,92 2,18 2,19 2,10 101,4

НСР„, 0,31 0,29 0,20 0,27 —

Примечание: 1пК, 2пК - формы шиповника, выделенные в пойме р. Кенже; ЗдК,4дК, 5дК,6дК,7дК - формы, выделенные на делювии р.Кенже; 8вН, 9вН, ЮвН - формы, выделенные на водоразделе р. Нешбурны; 11сБ, 12сБ - формы, выделенные на северовосточном склоне р.Белой; * - существенность разницы доказуема

Урожайность формы 9вН в 2007-м году была существенно выше стандарта, а формы 6дК - в последующие два года и в среднем за 20072009 гг. Максимальные колебания урожайности по годам наблюдений отмечены у куста формы 5дК. В абсолютных значениях этот куст, произрастающий на делювии в бассейне р. Кенже, имел высшую урожайность в 2008-м году (2,41 кг) и минимальную - в 2007-м (1,95 кг). Близкие по абсолютным и относительным показателям разницы в урожайности кустов по годам наблюдений выявлены у формы 1пК (стандарта) и составили соответственно 0,43 кг или 20,8%.

Таким образом, по изменениям и уровню продуктивности кустов шиповника нами выделены формы 4дК, 6дК, 7дК и 9вН. Представляет интерес для дальнейшего изучения форма 5дК, как высокоурожайная, однако недостатком ее является высокая вариация урожая по годам наблюдений.

Структуру плодов в течение всех лет проведения исследований изучали на выделившихся по массе и объему плодов формах: 1пК - в качестве стандарта; 4дК; 5дК; 6дК; 7дК и ЮвН (табл. 6).

Таблица 6. Структура плодов отобранных форм по годам наблюдений

Формы кустов Фракции Выход фракций по годам, % Среднее за 3 года

2007 2008 2009 в% в % к в!

ІПК-БІ. гипантии 77,6 81,2 83,8 80,9 100

семена 22,4 18,8 16,2 19,1 _

4дК гипантии 81,6* 82,1 84,1 82,6 102,1

семена 18,4 27,9 15,9 17,4 —

5дК гипантии 82,9* 83,6* 84,2 83,6* 103,3

семена 17,1 16,4 15,8 16,4 —

бдК гипантии 83,5* 83,9* 84,4 83,9* 103,7

семена 16,5 16,1 15,6 16,1 —

7дК гипантии 83,8* 84,0* 84,3 84,0* 103,8

семена 16,2 16,0 15,7 16,0 _

ЮвН гипантии 77,3 80,1 81,6-* 79,7 98,5

семена 22,7 19,9 18,4 20,3 —

НСР05 гипантии 3,2 2,3 2,1 2,5 -

Ведущим фактором, определяющим выход из плодов гипантии, является место произрастания кустов. Так, три формы кустов, произрастающих по делювию, два года из трех, а также в среднем за период исследований, имели выход мякоти существенно больший, чем стандарт, произрастающий в пойме с глубоким залеганием галечника. В целом, по выходу гипантии лучшими являются формы 5дК; 6дК и 7дК, которые имели самый высокий процент кожицы с мякотью, существенно превосходящий показатели не только стандарта, но и формы 10вН, произрастающей на водоразделе.

Для более полной оценки выделенных кустов приведены данные по содержанию Сахаров, антоцианов, аскорбиновой кислоты в плодах шиповника (табл. 7).

Таблица 7. Химический состав плодов отобранных форм шиповника

Формы кустов Содержание веществ в гипантии

Сахара Общая кислотность Антоцианы

г/дм3 В%КБІ г/дм3 в т.ч. аскорбиновая кислота, мг/дм мг/дм3 В%К5Ї

1пК 4,7 100 8,2 1620 81 100

4дК 4,5* 95,7 8,5* 1710 66* 81,5

5дК 4,6 97,9 8,4 1680 72 88,9 '

6дК 4,6 97,9 8,4 1560 84 103,7

7дК 4,5* 95,7 8,5* 1640 70 86,4

ІОвН 4,2* 89,4 8,7* 1720 83 102,5

НСР05 0,2 — 0,3 220 12 -

Примечание:* - существенность разницы доказуема

Содержание Сахаров в гипантии шиповника изменяется, главным образом, в зависимости от места произрастания кустов. Так, высшие показатели сахаристости отмечены у кустов, произрастающих на пойменных почвах и делювии склонов, а минимальные - на водоразделе. В составе

кислот нами определено содержание аскорбиновой кислоты, как наиболее показательного для оценки качества плодов. Из приведенных данных видно, что максимальное содержание витамина С отмечено у форм 4дК и ЮвН и составило соответственно 1720 и 1710 мг/дм3, что на 100-90 мг/дм (на 6,17 и 5,56%) больше, чем у стандарта. По содержанию антоцианов стандарт оказался в тройке наиболее обеспеченных этим веществом вместе с формами 6дК и ЮвН, превосходящими его соответственно на 3,7 и 2,5%.

Для выявления эффективности применения жидких комплексных удобрений нами в естественных зарослях, но на лучших кустах, произрастающих по делювию в бассейне р. Нешбурны, испытаны растворы гумата натрия, плантафола-1 и плантафола-5 (табл. 8).

Таблица 8. Изменения урожайности естественных зарослей шиповника в зависимости от применяемых ЖКУ

Варианты удобрении Годы учетов Урожай Средняя масса плода, г (%)

с одного растения, кг с 1 га зарослей

т в % к К

Гумат натрия 2007 1,7 0,11 122,2 1,8

2008 2,6 0,17 109,7 2,3

Среднее за 2 года 2,2 0,14 116,7 2,0(111)

Плантафол-1 2007 2,0 0,13 144,4 2,3

2008 2,9 0,19 122,6 2,5

Среднее за 2 года 2,5 0,16 133,3 2,4* (133)

Плантафол-5 2007 2,1 0,13 150,0 2,0

2008 2,9 0,17 112,9 2,8

Среднее за 2 года 2,5 0,15 129,2 2,4* (133)

Контроль (вода) 2007 1,4 0,09 100 1,5

2008 2,4 0,15 100 2,1

Среднее за 2 года 1,8 0,12 100 1,8(100)

НСР 05 0,7 - - 0,4

Более высокая эффективность вносимых препаратов отмечена в 2007-м году, чем в 2008-м. При этом на фоне использования плантафола прибавка урожая оказалась больше, чем на варианте применения раствора гумата натрия. Так, по сравнению с контролем прибавка урожая в 2007-м году составила по первым трем вариантам от 22,2 до 50,0%, а в 2008-м соответственно от 9,7 до 22,6%. Характерно, что в засушливом году максимальная прибавка урожая плодов шиповника отмечена на варианте внесения плантафола-5, а в последующем - плантафола-1. Анализ данных математической обработки полученных материалов показывает, что в среднем за два года достоверная разница в урожайности кустов наблюдалась на вариантах применения плантафола и не достоверна на фоне использования водного раствора гумата натрия.

Для закладки питомника размножения использованы части кустов, выделенных из естественных зарослей (аналогов выше приведенных форм). В условиях засушливого лета 2007-го года максимальная приживаемость саженцев по состоянию на конец второй декады июня (после первой волны засухи с 14 мая по 2 июня) отмечена на первом варианте окультуривания

(рис. 5). После засушливого июля и августа (за эти два месяца выпало менее 50 мм осадков) сохранность саженцев, по сравнению с приживаемостью снизилась и на том же варианте уменьшилась на 21 %.

10°^

перегной 1ЯРК опад контроль

варианты окультуривания

Рис. 5. Приживаемость и сохранность шиповника в зависимости от способа посадки и вида окультуривания (2007 г.)

Примечание. Столбцы - приживаемость; линии - сохранность саженцев

Анализ приведенных данных показывает, что оба варианта окультуривания существенно превосходят контроль как по приживаемости, так и по сохранности растений. При посадке шиповника в борозды приживаемость и сохранность саженцев была стабильно выше, чем при посадке в ямки, что, по-видимому, связано с различным объемом рыхлой почвы в посадочных местах.

С учетом сохранности кустов и средней их продуктивности на третий год вегетации урожайность насаждений по изучаемым вариантам окультуривания была по сравнению с контролем существенно выше (рис. 6).

перегной МРК опад контроль НСР05

варианты окультуривания

Рис. 6. Урожайность шиповника в зависимости от окультуривания посадочных мест

Из сравнения относительных изменений урожайности посадок видно, что на варианте внесения листового опада для окультуривания посадочных мест, на третий год вегетации масса урожая с гектара насаждений почти вдвое превысила контроль. С учетом сохранности кустов и их продуктивности первые два варианта оказались практически равнозначными, так как между ними не выявлено существенной разницы, хотя по сравнению с контролем разница достоверная.

Естественно предположить, что подкормка посадок шиповника может обеспечить более весомую разницу в урожайности кустов и насаждений, о чем свидетельствуют ранее полученные данные по эффективности некорневой подкормки ЖКУ. Виды удобрений и их нормы следует испытать по элементам рельефа, где будут создаваться насаждения.

Таким образом, при создании плантаций шиповника даже из отборных форм в качестве обязательного приема следует применять окультуривание посадочных мест, в том числе с использованием опада из мест зарослей деревьев и кустарников. При этом лучшим способом подготовки посадочных мест является отрывка борозд глубиной 30-35 см с отвалом почвы вниз по склону. Для посадки целесообразно использовать укорененные побеги с выделенных для размножения кустов.

Хозяйственные запасы плодов шиповника в предгорной зоне

Для выявления ресурсного потенциала шиповника в зоне предгорий определена доля участия шиповника в естественных зарослях как в чистом одновидовом составе, так и в смешанных с другими древесными и кустарниковыми породами. Доминирующим звеном среди естественных зарослей во всех бассейнах по сухим местам на делювии склонов, а также на пойменных участках является шиповник. Наибольшая насыщенность зарослей дикорастущей розы отмечается на участках междуречий Ша-лушка-Черек и Чегем-Шалушка (40-45%). В районе между рр. Шалушкой и Череком находятся бассейны малых рек, на которых проводились наши исследования.

Определение хозяйственных запасов плодов шиповника вычислялось по среднегодовым показателям урожайности кустов и их обилия в количестве на 1 га по элементам водосборов, площади в пределах предгорной зоны: в высотном поясе от 450 до 650 метров над уровнем моря. При этом расчет велся по следующей зависимости:

V/ = 10"3 X (^.хр), где: - хозяйственный запас плодов, т

обилие кустов шиповника по элементам водосбора, шт./га

Si - площади элементов водосборов по бассейнам рек и речек, га

р - урожайность кустов, кг

1 - индекс водосбора (пойма, делювий, склон или водораздел).

Площади элементов водосборов определены с применением планиметра по существующей картографической основе в масштабе 1:10 000. Обилие кустов учтено в процессе экспедиционных исследований глазомерно.

Проведение исследований, связанных с определением ресурсного потенциала шиповника, показало, что свыше 70% запасов плодов можно заготовить в бассейнах междуречий Малки-Баксана и Шалушки-Черека. На долю остальных бассейнов приходится 1380 гектаров (33,8%) водосборных площадей, на которых хозяйственные запасы составляют в сумме 100 тонн (27,5%) из 363,7 тонн общей массы плодов шиповника. Из такого положения вытекает, что для повышения уровня хозяйственных запасов шиповника в бассейнах предгорий необходимо применять меры технологического порядка, направленные на повышение урожайности кустов.

Экологическая роль зарослей шиповника в бассейнах горных рек

Одним из важнейших факторов формирования поверхностного стока поступающей воды ливневых осадков и талого снега является превышение скорости и суммы осадков над поглощением ее почвой. С целью определения эффективности зарослей шиповника в поглощении поверхностного стока нами проведено измерение процесса впитывания воды почвой. Глубина впитывания воды в грунте открытого поля составила всего 18,5 %, а скорость - 40,1% по отношению к почве под кустами шиповника.

Важно, что процесс увеличения скорости поглощения выпадающих осадков в зарослях шиповника сопровождается существенными положительными изменениями агрофизических свойств почвы. По гранулометрическому составу пахотный горизонт почвы на удалении 0,5 м от куста отличается высоким содержанием мелких и средних фракций, а на открытом поле - преобладанием крупных (10 мм и больше) структурных агрегатов. Количество агрономически ценных структурных гранул (до 10 мм) под шиповником превышает их количество на открытом поле в 1,3 раза.

По характеру и степени изменений агрофизического состояния почв под зарослями шиповника и на открытом поле, используемом как малопродуктивное пастбище, можно судить об опасности развития эрозионных процессов во втором случае по сравнению с первым. В свою очередь, можно заключить, что создание полос из кустарников шиповника может быть эффективным приемом противоэрозионного содержания почв на склонах предгорий.

Экономическая эффективность хозяйственного использования плодов шиповника

Исходя из массовости потребления продуктов переработки плодов шиповника, к которым относятся соки и квас, а также технологичности и доступности производства этих продуктов, нами на примере Майского винного и сокового завода проведена оценка экономической эффективности названных продуктов. Ввиду отсутствия в соке химических добавок и продуктов брожения, его цена достаточно высокая. Тем не менее, он отличается высокой ликвидностью, даже в условиях современного рынка, высоко насыщенного различного рода напитками с применением разного рода заменителей: ароматизаторов, красителей, консервантов и др., зачастую далеко не безвредных для человека.

В расходную статью включены затраты на все операции и приобретение материалов, а стоимость плодов определена по рыночным оптовым ценам их заготовки и транспортировки на приемный пункт завода. Условно чистый доход от реализации 1 дал этикетированного сока составляет 150 руб., а уровень рентабельности - 33%. В виду того, что на получение 1 дал кваса требуется в 2 раза меньше плодов, а затраты на энергию в 3,5 раза ниже (незначительное количество спиртов, содержащихся в квасе, является естественным консервантом), чем при получении такого же объема сока, уровень условно чистого дохода в 1,14 раза (171 руб.) и рентабельности в 2,26 раза (74,7%) превосходит производство сока.

ВЫВОДЫ

1. Естественные заросли шиповника распространены по всем элементам водосборов малых рек предгорной зоны Кабардино-Балкарии. Наибольшее обилие его отмечается на делювии склонов, преимущественно в бассейнах междуречий Малка - Баксан и Чегем -Черек. При этом на делювии склонов в бассейне рр.Чегем - Черек доля шиповника в естественных зарослях кустарников достигает 40-45%.

2. По морфологическим признакам шиповник отличается по цвету венчика - с розовыми и белыми лепестками; по окраске коры молодых побегов - имеющих зеленый или красный цвет; по форме плодов -шаровидные, овальные и эллиптические; по крупности плодов: мелкие -до 1,0 г, средние -1,0-1,5 и крупные - свыше 1,5-2,0 граммов.

3. Продуктивность кустов шиповника определяется условиями лет вегетации, местом произрастания по элементам водосборов, генотипом. Кусты, произрастающие на делювии склонов и в пойме рек с глубокими почвами по урожайности в 1,5-2,5 раза превосходят растущих на юго-западных инсолируемых склонах и в 2,5-3,5 раза - на поймах с близким к поверхности залеганием галечника. Продуктивность кустов на водоразделах и северо-восточных склонах практически равнозначна.

4. В составе плодов сочная наружная мякоть (гипантии) занимает по массе свыше 70-75% в годы влагообеспеченные и менее 70% - в годы засушливые. Аналогичным образом изменяется выход гипантиев: свыше 70-75% - с плодов, собранных с кустов, произрастающих на делювии, водоразделах и северо-восточных склонах и менее 70% - на юго-западных склонах и в пойме с мелким почвами.

Плоды шаровидной формы отличаются более высоким выходом гипантиев, чем плоды эллиптической формы. В обратной зависимости находится выход семян: максимальный - из плодов эллипсоидной формы, а минимальный - из шаровидной.

5. Выделенные для размножения 12 крупноплодных форм кустов отличаются содержанием в гипантиях 4,2-4,7 г/дм3 Сахаров, 1640-1720 мг/дм3 витамина С и 66-84 мг/дм3 антоцианов.

6. Для создания насаждений шиповника целесообразно использовать укорененные порослевые побеги, заготавливая их путем деления кустов с

последующей посадкой в борозды с окультуриванием опадом, перепревшим навозом или минеральными туками. На третий год вегетации урожайность кустов достигает 200 и больше граммов плодов. На таких кустах развивается 12-15 побегов, в числе которых трехлетние -плодоносящие.

7. Хозяйственный ресурс плодов шиповника в естественных зарослях предгорной зоны КБР составляет более 360 тонн, в том числе в окрестностях г. Нальчика и прилегающих к нему населенных пунктах: Белая Речка, Кенже, Каменка, Яникой, Шалушка - 165 т или почти 50% общего запаса в зоне.

8. В зарослях шиповника на склонах предгорий снижается объемная масса и твердость почвы, нарастает количество ценных структурных агрегатов, возрастает поглощение массы ливневых осадков и талого снега, прекращается смыв почвы.

9. Приготовление сока и кваса из плодов шиповника обеспечивает получение свыше 150 рублей с одного декалитра напитка условного чистого дохода и рентабельность производства 33-75%%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Расширение площадей под шиповник желательно проводить высокопродуктивными и качественными по биохимическому составу плодов формами. Отбор таких форм следует проводить в существующих зарослях, преимущественно по делювию склонов и на водосборах бассейнов. Для получения плодов с высоким выходом гипантии следует отбирать кусты с шаровидной формой плодов, а для семян - с эллипсоидной.

2. Посадку шиповника целесообразно проводить в борозды глубиной 30 см с окультуриванием перегноем, опадом, минеральными туками. Для посадки можно использовать корневую поросль из отобранных форм путем деления кустов.

3. Продуктивность естественных зарослей можно и следует повышать путем некорневой подкормки раствором плантафола или другими аналогами жидких комплексных удобрений, путем опрыскивания кустов дальнеструйными агрегатами.

Публикации в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Саракуева Ф.Ж. Продуктивность шиповника в естественных зарослях на склонах предгорий Кабардино-Балкарии / М.Н. Фисун, Ф.Ж. Саракуева // Международный сельскохозяйственный журнал, 2009. -№ 6. - С. 89-90.

2. Саракуева Ф.Ж. Крупноплодность шиповника на склонах предгорий Кабардино-Балкарии / Ф.Ж. Саракуева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - № 01 (75). - Режим доступа: http: //ej.kubagro.ru/2012/01/pdm4.pdf. -0,625 у. п. л.

Публикации в других изданиях:

1. Бозиева Ф.Ж. Биоразнообразие шиповника в предгорной зоне КБР / Ф.Ж. Бозиева // Материалы научной конференции аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 95-летию со дня рождения профессора Керефова К.Н. - Нальчик, 2007. - С. 85-87.

2. Бозиева Ф.Ж. Ресурсы дикоплодовых растений в предгорной зоне КБР / М.Н. Фисун, А.Х. Цороев, Ф.Ж. Бозиева, М.З. Кочесокова // Материалы международной научно-практической конференции «Рациональное использование биоресурсов в АПК». - Владикавказ, 2008. -С. 273-274.

3. Саракуева Ф.Ж. Вегетативное размножение дикоплодовых растений / Ф.Ж. Саракуева, М.З. Кочесокова // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы развития АПК Саяно-Алтая». - Абакан, 2008. - Ч. II. - С. 24-25.

4. Саракуева Ф.Ж. Биоразнообразие шиповника в предгорных условиях КБР / Ф.Ж. Саракуева // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы развития АПК Саяно-Алтая». -Абакан, 2008. - Ч. II. - С. 31-32.

5. Саракуева Ф.Ж. Шиповник в естественных зарослях предгорий Кабардино-Балкарии / Ф.Ж. Саракуева, М.Н. Фисун // Материалы V международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки». -Владикавказ, 2009. - С. 181-183.

6. Саракуева Ф.Ж. Противоэрозионная эффективность шиповника / Ф.Ж. Саракуева // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы развития АПК Саяно-Алтая». - Абакан, 2009. -4.II.-C. 64-65.

7. Саракуева Ф.Ж. Урожайность естественных зарослей шиповника в предгорьях Кабардино-Балкарии / Ф.Ж. Саракуева // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия». -Саратов, 2009. - С. 216-218.

8. Саракуева Ф.Ж. Определение продуктивности дикоплодовых колючих кустарников / Е.М. Егорова, Ф.Ж. Саракуева // Материалы международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов». - Нальчик, 2009. -С. 74-75.

9. Саракуева Ф.Ж. Повышение продуктивности естественных зарослей дикоплодовых культур на склонах / М.Н. Фисун, А.Х. Цороев, Ф.Ж. Саракуева // Материалы международной научно-практической конференции «Интенсификация и оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных растений». - Орел, 2009. - С. 374-379.

Ю.Саракуева Ф.Ж. Влияние условий произрастания на морфометрические признаки шиповника / Ф.Ж. Саракуева // Материалы X международной конференции молодых ученых КБНЦ РАН. - Нальчик, 2009.-С. 135-138.

Подписано в печать 22.02.2012. Формат 60x84 '/i6. Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,4. Тираж 100 экз.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Саракуева, Фатима Жихангировна, Владикавказ

61 12-3/735

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Горский государственный аграрный университет»

САРАКУЕВА ФАТИМА ЖИХАНГИРОВНА !

БИОРАЗНООБРАЗИЕ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ШИПОВНИКА В ЕСТЕСТВЕННЫХ ЗАРОСЛЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ КБР

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.02.14 - «биологические ресурсы»

Научный руководитель - доктор с.-х. наук, профессор, Заслуженный деятель науки КБР ФИСУН м.н.

Владикавказ -2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1. НАРОДНО-ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ШИПОВНИКА

(Обзор литературы) -------------------------------------- II

1.1. Хозяйственное значение, использование и экология шиповника 11

1.2. Шиповник в культуре -----------------------------------------21

2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ----------------------------------------------------------------------------30

2.1. Объекты проведения исследований ___________________ 30

2.2. Условия проведения исследований ---------------------- 32

2.2.1. Рельеф, геология и гидрология экспериментальных

участков ---------------------------------------- 39

2.2.2. Температурный режим и режим выпадения осадков----------34

2.2.3. Почвы района проведения исследований --------------------------40

2.3. Методика проведения исследований --------------------------------------44

3. РАЗНООБРАЗИЕ ФОРМ ШИПОВНИКА В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ПРОИЗРАСТАНИЯ ------------------------------------------------------52

3.1 .Обилие кустов шиповника по элементам водосборной

площади малых речек -------------------------------- 52

3.2. Морфометрия кустов шиповника в естественных зарослях предгорий -----------------------------------------

3.2.1. Высота и диаметр кроны кустов шиповника --------------------55

3.2.2. Цвет коры порослевых побегов ----------------------------------------59

3.2.3. Цвет лепестков венчика ------------------------------50

3.2.4. Морфология листьев шиповника в зависимости от условий места произрастания ----------------------------------------------------------------53

3.3. Морфометрические показатели плодов - ----------------- 65

3.3.1. Морфология плодов шиповника, произрастающего в естественных условиях ------------------------------

3.3.2. Механический анализ плодов шиповника------------- 75

4. ПРОДУКТИВНОСТЬ КУСТОВ И ЗАРОСЛЕЙ ШИПОВНИКА В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ --------------------------------------------------81

4.1. Урожайность кустов шиповника в естественных зарослях------81

4.2. Изменения урожайности выделенных кустов --------------------------88

4.3. Морфологические и химические свойства плодов из выделенных кустов --------------------------------------------------------------------91

4.3.1. Морфология плодов --------------------------------------------------------91

4.3.2. Механический и химический состав плодов ----------------------96

4.4. Развитие корневой системы у выделенных кустов шиповника - 99

4.5. Ресурсный потенциал шиповника в предгорной зоне КБР ----------101

4.5.1.Хозяйственные запасы плодов шиповника

в предгорной зоне ---------------------------------------------101

4.5.2. Эффективность применения жидких комплексных

удобрений --------------------------------------------------------------------------------ЮЗ

5. СОЗДАНИЕ ПЛАНТАЦИЙ ШИПОВНИКА И ИХ

АГРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА --------------------------------------------------109

6 . ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШИПОВНИКА____________116

6.1. Экологическая роль зарослей шиповника в бассейнах горных рек 116

6.2. Экономическая эффективность хозяйственного использования плодов шиповника ------------------------------------------------------------------120

ВЫВОДЫ -------------------------------------------------------------125

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ________128

ЛИТЕРАТУРА ----------------------------------------------------------------------------129

ПРИЛОЖЕНИЯ -------------------------------------------------146

ВВЕДЕНИЕ

В условиях Северного Кавказа произрастает большое количество дикорастущих плодовых растений, которые представляют огромный интерес с научной и хозяйственной точек зрения. Среди этого видового разнообразия важное место занимает шиповник (Rosa L.).

Шиповник ценится высоким содержанием витаминов, антоцианов, органических кислот и иных полезных биологически активных веществ. Плоды шиповника имеют огромное значение в питании человека как богатейшие, непревзойденные источники жизненно необходимых для организма витаминов. В растительной среде не обнаружено сырья, столь богатого аскорбиновой кислотой, как шиповник. В мякоти плодов некоторых его форм содержание витамина С достигает 3000 мг %, что в 1020 раз превышает количество витамина С, содержащегося в черной смородине и в 35-40 раз - в цитрусовых. По количеству каротина (7,8 - 54,1 мг %) шиповник уступает абрикосам, тыкве и некоторым сортам моркови. Для удовлетворения суточной потребности человека в витамине А (0,01 г) достаточно принять 100 г мякоти шиповника (Пайбердин, 1963)

Ценность растения заключается не только в количестве содержащихся витаминов (каротина, рибофлавина, цитрина, витамина К и др.), но и в более эффективном их действии на человеческий организм по сравнению с синтетическими препаратами. Благодаря высокому содержанию в плодах минеральных солей, органических кислот и других ценных веществ, которые легко усваиваются организмом, этот колючий дикорастущий кустарник представляет исключительный интерес для использования его в питании и в технологии переработки.

Плоды шиповника пользуются большим спросом в разных отраслях промышленности: витаминной, пищевой, кондитерской, парфюмерно-косметической, фармацевтической. Пищевая промышленность выпускает варенье, повидло, джемы, пастилу, соки из плодов шиповника как в чистом виде, так и с добавлением других плодово-ягодных растений. Лепестки

цветков используют для приготовления исключительно высококачественных варений. В кондитерской промышленности шиповник применяется при производстве конфет, драже, мармелада, халвы, шоколада, карамели и других изделий. При изготовлении конфет легко дозировать потребление витамина С, так как в одну конфету заключена необходимая его доза в количестве 2-3 г (Букин, 1982).

Плоды шиповника и препараты из них широко применяются и в традиционной медицине при самых различных заболеваниях в виде настоев, напитков, отваров, сиропов, экстрактов, пюре. Настой шиповника является лучшим лекарством против таких заболеваний как цинга, малокровие, язва желудочно-кишечного тракта, при болезнях печени, желудка, почек, желчного и мочевого пузырей. Лечебные чаи и настои из шиповника обладают противосклеротическим, противовоспалительным,

сахароснижающим, желчегонным действием, нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта, печени и сердечно-сосудистой системы. Масло из семян шиповника является хорошим ранозаживляющим средством, оно благотворно влияет на состояние органов пищеварения у больных сахарным диабетом.

Биологически активные вещества, содержащиеся в плодах шиповника, имеют большое значение и в увеличении продуктивности сельскохозяйственных животных. При дефиците в их рационе витаминов не только снижается плодовитость и продуктивность, но вследствие развития авитаминозов отмечаются и тяжелые заболевания. Для предупреждения этого в качестве отличной витаминной добавки в корм скоту можно использовать муку из ветвей шиповника, остающихся после обрезки насаждений.

Таким образом, роль шиповника как поливитаминного растения для поддержания здоровья человека на подобающем уровне и для обеспечения полноценными продуктами питания растительного и животного происхождения является огромной.

Народно-хозяйственное значение шиповника не ограничивается только получением плодов. Он нашел широкое применение в качестве декоративного растения для аллейных групповых и единичных насаждений, а также для создания защитных полос, лесоплодовых насаждений, обсадки дорог и водоемов, оформления альпийских лужаек и склонов. Наиболее распространенный на Кавказе вид - шиповник обыкновенный (Rosa canina L.) - служит подвоем для культурных сортов роз. Благодаря сильно разветвленной и глубоко уходящей в почву корневой системе возможно использование шиповника для противоэрозионных целей, для укрепления оврагов и песков.

Актуальность работы связана с большим разнообразием естественного генофонда шиповника и огромной ценностью его плодов и вегетативной массы, что диктует необходимость выделения генотипов, обладающих высокими морфо-биологическими свойствами, испытания их в культуре и хозяйственного использования. Актуальность изучения шиповника усиливается также тем, что его плоды имеют многостороннее производственное значение, а продукты из них отвечают экологическим и диетическим требованиям, что особенно важно в текущий момент, когда пищевая промышленность не исключает применения искусственных ингредиентов (красителей, ароматизаторов, консервантов и пр.).

Потребности в плодах шиповника по имеющимся мощностям для его переработки в Кабардино-Балкарии (спиртовой завод «Майский», ООО «Нектар», ООО «Реал», ЗАО «Консервный завод» и др.) составляют 1300 - 1350 тонн в год. Хозяйственных ресурсов естественных зарослей, составляющих в предгорной зоне около 360 тонн, не достаточно для обеспечения загруженности перерабатывающих предприятий. Таким образом, целесообразны задачи закладки питомников размножения шиповника высокопродуктивными формами и увеличение продуктивности его зарослей и куртин путем внесения жидких комплексных удобрений в качестве некорневых подкормок.

Цель работы заключается в изучении распространения и разнообразия естественного генофонда, оценки его ресурсов, выделении и интродукции в культуру перспективных хозяйственно-ценных форм.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Обследованы естественные заросли шиповника на различных водосборах малых речек в предгорной зоне КБР и элементах их рельефа.

2. Выявлены закономерности распространения и изменения продуктивности в зависимости от места произрастания шиповника на водосборной площади.

3. Из естественных зарослей выделены перспективные хозяйственно-ценные формы.

4. Определена морфометрия кустов шиповника по местам произрастания.

5. Изучены морфологические свойства плодов шиповника в их естественном многообразии.

6. Выявлены продуктивность и стабильность плодоношения шиповника за годы наблюдений.

7. Определены естественные ресурсы зарослей шиповника в условиях предгорной зоны КБР.

8. Установлена эффективность использования жидких комплексных удобрения для повышения продуктивности естественных зарослей шиповника.

9. Разработаны и испытаны способы создания посадок из выделенных генотипов.

10. Дана оценка состояния, роста и продуктивности заложенных посадок.

11 .Проведена экологическая оценка и определена экономическая эффективность культуры шиповника.

Научная новизна заключается в том, что впервые в республике изучается естественный генофонд зарослей шиповника с обоснованием хозяйственного использования урожая.

В результате проведенных исследований выявлены закономерности распространения кустов шиповника и виды формирования зарослей на

различных элементах водосборов пяти бассейнов речек предгорной зоны; определены параметры кустов шиповника в зависимости от места и условий их произрастания; выявлены признаки вегетативных и генеративных органов для выделения различных форм изучаемого вида; установлены закономерности изменений продуктивности кустов, морфометрии и химических свойств плодов в зависимости от условий лет вегетации и места обитания на разных элементах водосборной площади; доказана высокая почвозащитная роль зарослей шиповника на склоновых землях предгорий. Впервые в регионе выявлена эффективность некорневых подкормок жидкими комплексными удобрениями естественных зарослей и насаждений шиповника.

Практическая значимость работы состоит в выделении из естественного генофонда наиболее ценных и продуктивных в хозяйственном отношении форм, возделывание которых в культуре обеспечивает получение 40-55 ц/га высококачественных плодов или 145-200 тысяч руб/га чистой прибыли при повышении занятости сельского населения и увеличении загруженности перерабатывающих предприятий. Установлен ресурс плодов в естественных зарослях, что позволяет прогнозировать параметры сбора урожая и загрузки перерабатывающих предприятий.

Естественные заросли и создаваемые насаждения представляют значительный интерес для улучшения предгорных ландшафтов, а также для использования в качестве противоэрозионных и мелиоративных средств.

Для целей промышленного ведения культуры шиповника, заложен питомник размножения выделенных форм (генотипов, на площади 0,6 га)

Личное участие в работе. Диссертант принимала непосредственное участие в проведении всех экспедиционных, таксационных и лабораторных исследований по выбранной теме, в освещении их результатов на научно-практических и научно-теоретических конференциях, а также в подготовке и представлении материалов исследований к печати.

На основании выполненных исследований, обоснованы и выносятся на защиту следующие положения:

1. Характеристика зарослей шиповника на серых лесных и аллювиальных луговых почвах.

2. Целесообразность и хозяйственная значимость заготовки плодов шиповника на пойменных и склоновых землях.

3. Эффективность применения ЖКУ для некорневых подкормок естественных зарослей шиповника.

4. Возможность и необходимость создания плантаций из отборных форм, выделенных из естественных зарослей шиповника.

Апробация материалов исследований осуществлена в течение 2007 -2010 гг. путем обсуждения на конкурсах, совещаниях и конференциях, также в публикациях в открытой печати Международного, Федерального (республиканского) и регионального масштабов. Материалы исследований на разных этапах доложены на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых ВУЗов МСХ РФ (Краснодар, 2009); научной конференции аспирантов и студентов агрономического факультета, посвященной 95-летию со дня рождения Керефова К. Н. (Нальчик, 2007); Межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы развития АПК Саяно-Алтая» (Абакан, 2008, 2009); Международной научно-практической конференции «Рациональное использование биоресурсов в АПК» (Владикавказ, 2008); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); Международной научно-практической конференции «Интенсификация и оптимизация продукционного процесса сельскохозяйственных растений» (Орел, 2009); Международной научно-методической конференции «Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов» (Нальчик, 2009); Международной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 90-летию агрономического факультета Горского

ГАУ «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2009) и других. По результатам исследований опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 работы - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для освещения результатов исследований по теме диссертации.

1. НАРОДНО- ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ШИПОВНИКА

Шиповник является одной из древнейших пород, которая нашла широкое применение в хозяйственной деятельности человека. Вопросы, связанные с использованием плодов, побегов, цветков и корней дикорастущей розы в медицине и ее окультуриванием, осваивались еще в глубокой древности. Наиболее активный этап в изучении данной проблематики начался в 40-е г.г. XX в., после открытия витаминов и признания шиповника естественным поливитаминным концентратом. В трудах отечественных и зарубежных ученых рассматривается целый спектр проблем: изучение разных сортов шиповника, их гибридизация, агротехника разведения, технический процесс получения концентрата витамина С из его плодов и др.

Данная глава состоит из двух параграфов, в первом из которых представлен обзор литературы по хозяйственному значению, использованию и экологии шиповника, а во втором - по биологическим особенностям, выведенным сортам, способам размножения и посадки, то есть по вопросам, связанным с окультуриванием шиповника.

1.1. Хозяйственное значение, использование и экология

шиповника

Местом первоначального окультуривания шиповника является Восточное Средиземноморье и Передняя Азия, откуда с развитием торговли он был завезен в Грецию, Египет и Рим. Изображения шиповника встречались на серебряных монетах, датированных четвертым тысячелетием до н. э., а также - во дворцах Ассирии и Вавилона в третьем тысячелетии до н. э. В литературе первое упоминание о шиповнике относят к 6 - 2 вв. до н.э. Древнегреческий философ Теофраст писал о том, что шиповник специально пересаживали в сады с целью заметного улучшения его свойств. Древние римляне считали дикую розу символом нравственности, греки - символом любви, красоты и молодости (Рабинович, 1989).

О выдающихся свойствах дикорастущей розы упоминали многие выдающиеся врачеватели древности: Гиппократ, Диоскорид, Скрибоний, Ларго. Свыше 2,5 тысяч лет назад Гиппократ писал, что шиповник явля