Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Оптимизация условий функционирования корневой системы как средство повышения продуктивности яблони
ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство
Автореферат диссертации по теме "Оптимизация условий функционирования корневой системы как средство повышения продуктивности яблони"
|с£, ЛМЗо ^ ь, ^--ч я
МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА /
И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ' СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К- А. ТИМИРЯЗЕВ^'
ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЯБЛОНИ
(Специальность 06.01.07 — плодоводство)
На правах рукописи
ПИЛЬЩИКОВ Федор Николаевич
УДК 634.11 : 631.524.84 :581.43
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
МОСКВА 1990
Работа выполнена на кафедре плодоводства Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.
Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук Е. В. Колесников; доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. К. Танасьев; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д. Н. Дурманов.
Ведущее учреждение — Научно-исследовательский зональный институт садоводства нечерноземной полосы.
Защита состоится « . . . »........ 1990 года
в. . . . . час. на заседании специализированного совета Д. 120.35.03 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.
Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 47, ТСХА.
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ТСХА.
Автореферат разослан « . . , »........ 1990 г.
Ученый секретарь специализированного совета доктор с/х наук
Н. В. Агафонов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В основных направлениях экономического и социального развития СССР, определенных XXVII съездом КПСС, в качестве главной стратегической задачи агропромышленного комплекса поставлено надежное обеспечение страны продовольствием и сырьем. Интенсификация садоводства с целью повышения продуктивности плодовых культур должна обеспечиваться рациональным использованием плодородия почвы и потенциальных возможностей выращиваемых растений без загрязнения окружающей среды. В этих условиях особенно возрастает значение научно-исследовательских работ по перспективным направлениям плодоводства. Встает задача воздействия не только на среду произрастания, но и на объект возделывания с целью мобилизации потенциальных возможностей пород и сортов в конкретных условиях. Поэтому в настоящее время все больше внимание уделяется использованию приемов воздействия на само растение через технологию его возделывания.
Одним из важных базисных звеньев в агротехнике яблони является направленное воздействие на рост и развитие корневой системы. Это легло в основу разработки нового подхода по регулированию роста и плодоношения яблони путем частичной подрезки корней в сочетании с механизированной обработкой почвы. В решении этой проблемы важное место занимает разработка научно-обоснованных приемов обработки почвы, позволяющих оптимально сбалансировать процессы вегетативного роста и генеративного развития растений зля формирования и получения высоких устойчивых урожаев плодов: Малонзучеиность и отсутствие комплексного подхода к разработке этих вопросов позволяет отнести проблему к числу наиболее актуальных в современном плодоводстве.
Цели и-задачи работы. Основной целью исследований было установление регенерационной способности семенных и вегетативно размножаемых подвоев и разработка системы эптимизации условий функционирования- корневой системы как научной основы повышения продуктивности и ускоре-
ния вступления растений в плодоношение. Программа исследований включала решение следующих основных задач: 1. Установление особенностей размещения корней на различных типах почв и изучение структурной организации поглотительной функции корня. 2. Исследование реакции яблони на разные способы и средства окультуривания почвы. 3. Изучение функциональных особенностей корневой системы семенных и вегетативно размножаемых подвоев и влияния подрезки корней на структуру кроны и формирование урожая. 4. Подбор и испытание ножевых устройств для частичной подрезки корней в насаждениях яблони. 5. Разработка справочника-определителя рациональной обработки почв в садах.
Научная новизна работы. В результате многолетних исследований установлены закономерности размещения корневых систем яблони на разных типах почв, показаны особенности реакции корней на разные способы и средства окультуривания почвы, что является вкладом в разработку научных основ оптимизации условий роста и развития растений с целью управления их продуктивностью и качеством продукции. Разработан принципиально новый системный подход использования регенерационного эффекта при частичной подрезке корней в сочетании с обработкой и внесением удобрений для повышения продуктивности яблони. Впервые в практике плодоводства обоснована необходимость учета регене-рационной способности корней различных типов подвоев. Установлены пороговые пределы возможного удаления корней при обработке почвы в междурядьях сада. На защиту выносится концепция использования регенерационного эффекта при частичной подрезке корней в сочетании с обработкой почвы для повышения продуктивности яблони.
Практическая ценность. Проведенные исследования легли в основу разработки справочника-определителя рациональной обработки почв в садах. Выбор способов, сроков, расстояния от штамба и глубины обработки рекомендуется проводить с учетом установленных пороговых пределов удаления корней для разных типов подвоев, механического состава почвы, радиуса кроны дерева и глубины активного корнеоби-таемого слоя. На основании проведенных испытаний рекомендованы для обработки почв в насаждениях яблони лемешные плуги, садовые культиваторы с последовательно установленными дисковыми и черенковыми ножами, а также дисковые плуги, обеспечивающие эффективную подрезку корней. Частичная подрезка корней при обработке почвы в междурядьях сада и питомника является физическим фактором повышения урожайности и ускорения вступления в плодоноше-•2
ние. Она не связана с загрязнением окружающей среды и не требует дополнительных затрат труда и средств.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научных конференциях в ТСХА (1966, 1969, 1970, 1974, 1978, 1985, 1986), на XIX Международном конгрессе по садоводству (Варшава, ПНР, 1974 г.), VII Всесоюзном симпозиуме «Регуляция водного обмена растений» (Киев, 1984 г.), Научно-техническом совете Министерства плодоовощного хозяйства РСФСР (Москва, 1984 г.), IV Республиканской конференции «Физиолого-биохимические основы повышения продуктивности и устойчивости растений» (Кишинев, 1986 г.).
Публикации. По данной теме опубликована 31 работа.
Структура и объем. Диссертация изложена на 321 странице машинописного текста и состоит из введения, 10 глав, выводов и рекомендаций производству. Экспериментальные данные представлены в 66 таблицах, на 59 рисунках. Библиография включает 268 источников, из них на иностранных языках 29.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Условия, объекты и методы исследований
Методологической базой настоящей работы явилось изучение функциональных особенностей корневой системы, влияния ее подрезки на структуру кроны и формирования урожая, комплексный характер постановки экспериментов и разработки теоретических основ рассматриваемых вопросов. Исследования проводились в 1964—1988 годах по схеме практика — теория — практика. Экспериментальная часть работы выполнялась на кафедре плодоводства, прикладной атомной физики и радиохимии, в лаборатории искусственного климата и в опытном саду ТСХА, в совхозах им. Ленина, Руновский Московской области и в совхозе Ряжский Рязанской области.
Поставленные задачи обусловили широкий диапазон проводимых работ. В совхозе им. Ленина объектом исследования служили яблони сортов Осеннее полосатое и Антоновка обыкновенная в период полного плодоношения (4-й возрастной период по П. Г. Шитту). Схема посадки 8x6 м. Подвой— лесная яблоня. Почва, среднего механического состава, содержалась под черным паром. Почвообразующая порода — желто-бурый лессовидный суглинок. В междурядьях ежегодно под вспашку вносят 30 т органических и минеральные удобрения из расчета: фосфора 80 кг, калия — 120 кг, азота— 120 кг действующего вещества на 1 га (фон). Азот дается в два срока: весной — ¡ЫН^Оз, осенью— (МН^гвО«. Принятая в хозяйстве дозировка удобрений явилась фоном опы-
та. Схема опыта: 1—обычная вспашка, 2— плантажная вспашка, 3 — плантажная вспашка+ 120Р, 120К; 4 — плантажная вспашка + 200Р, 120К; 5— плантажная вспашка + 200Р, 200К; 6 —плантажная вспашка+.300Р, 200К; 7 —плантажная вспашка+ 50 т/га органических удобрений (обезвоженный осадок Курьяновской станции аэрации). В опыте с Антоновкой обыкновенной использованы 6 первых вариантов. Плантажная и обычная вспашки проводились через одно междурядье на расстоянии два метра от штамба на глубину 50 и 20 см. Размещение вариантов рендомизированное. В каждом варианте было 15 деревьев, по 5 в каждой повтор-ности. Для получения гладкого среза корней впереди лемеха плуга был установлен дисковый нож. Агрохимические и физические свойства почвы определялись общепринятыми методами. Определение фракционного состава гумуса проводили по Кононовой и Бельчиковой (1960), окультуренность почвы — по шкале Благовидова (1948), газовый состав — на газоанализаторе ГГВ-2 по Гречину и Чень Юнь-шень (1960). Интенсивность поглощения кислорода почвой и корнями определялась манометрическим методом на аппарате Варбурга в модификации Н. Н. Игнатьева (1972). Параллельно в аппарате Варбурга определяли интенсивность поглощения кислорода предварительно отмытыми сосущими корнями. Интенсивность дыхания рассчитывали на белок, так как в этом случае более точно характеризуется деятельность протоплазмы клеток (Обручева Н. В., 1965).
В совхозе Руновский на серых лесных почвах объектом исследования была Антоновка обыкновенная, подвой—лесная яблоня, возраст деревьев—17 лет (3-й возрастной период по П. Г. Шитту). Схема посадки 8X6 м. Опыт заложен методом рендомизации, агротехника — общепринятая для зоны. Плантажную вспашку на глубину 45 см и обычную (на 20 см) проводили весной через одно междурядье на расстоянии от штамба 1,5 м с установкой впереди лемеха плуга хорошо наточенного черенкового ножа. В каждом варианте было 32 дерева, по 8 в каждой повторности. Схема опыта: 1—обычная вспашка (контроль); 2 — плантажная вспашка; 3 — плантажная вспашка + 50 т/га перепревшего навоза; 4 — плантажная вспашка+ 120М, 120Р, 120К; 5 — плантажная вспашка+50 т/га навоза+120М, 120Р, 120К; 6 —плантажная вспашка + 50 т/га навоза+12Ш, 120Р, 200К; 7 — плантажная вспашка + 50 т/га навоза+120Ы, 200Р, 200К; 8 —плантажная вспашка + 50 т/га навоза+ 120М, 200Р, 300К. Физические свойства, агрохимические и микробиологические анализы • проводили по общепринятым методикам. Окультуренность почвы определяли по шкале Благовидова в прописи В. К. Пе-стрякова (1970).
Изучение корневых систем проводилось методом скелета, методом профиля, методом «вольного монолита» (В. А. Колесников, 1960). Структурную организацию поглотительной функции изучали на сосущих корнях, взятых из естественных местообитаний (в саду совхоза им. Ленина) во время весенней (май) и осенней (октябрь) волн роста. Подготовку материала к электронномикроскопическим исследованиям проводили наиболее широко распространенным методом двойной фиксации с последующим позитивным контрастированием срезов (Б. Уикли, 1975). Ультратонкие среды, изготовленные па микротоме ЬКВ-4800А, контрастировали цитратом свинца и исследовали под электронным микроскопом УЭМБ-100 или ЛЕМ-7 при увеличении 11000—27000.
Регенерация корней изучалась при двух сроках подрезки— весеннем и осеннем. Корни подрезались дисковым и черенковым ножами, установленными на стойке плантажного плуга. В вегетационных и полевых опытах корни подрезались опасной бритвой и секатором. Регенерацию корней оценивали путем сравнения длины срезанных корней разной толщины с длиной и толщиной восстановленных, а также по восстановлению суммарной протяженности корней и приросту надземной системы. Введены понятия «пороговый предел» и «реге-нерационный эффект».
Изучение надземной части включало учет диаметра штамба, определение структуры кроны — количества побегов и их суммарного прироста, количества обрастающих веточек (плодовых прутиков, копьец, кольчаток, плодушек). Объем кроны определяли по формуле усеченного конуса. Подсчитывали число соцветий, цветков, завязей, определяли урожайность и среднюю массу плода.
Вегетационные опыты по изучению роста, водообмена и минерального питания при частичной подрезке корней проводили в лаборатории искусственного климата и на кафедре прикладной атомной физики и радиохимии ТСХА. Объектами исследования были следующие подвои: сеянцы Антоновки обыкновенной, вегетативно размножаемые —.Алнарп 2 (А2) и Парадизка краснолистная (В-9). Растения выращивали в песчаной культуре на питательной смеси Кнопа с добавлением микроэлементов или на смеси Уолесса (Э. Хьитт, 1960). Объем сосудов—5 л. Полив проводили по массе ежедневно. Интенсивность освещения на уровне растений — 10—12 тыс. лк, длина дня 16 ч., температура воздуха днем 20—22°С, ночью 18°С. На основании биометрических показателей через месяц после высадки подбирали 2 одинаковые группы подвоя, в которых было по 12—15 растений. У растений одной группы с двух сторон на расстоянии 5 см от штамба подрезали корни. Другая группа служила контролем (без подрез-
ки корней). В день подрезки, а также через две недели и 1 месяц после нее измеряли массу и протяженность активных и проводящих корней. Для этого отмывали корни в 3 сосудах каждого варианта. С момента подрезки корней в динамике изучались некоторые показатели водообмена растений: интенсивность транспирации у интактных растений при помощи гидродатчика конструкции А. П. Ваганова (1972) и на срезанных листьях весовым методом Иванова, водоудерживаю-щую способность — методом Арланда (1960), степень открытости устьиц — методом Молиша по инфильтрации спирта, бензола и ксилола, скорость и движущую силу плача — компенсационным методом (Л. В. Можаева, Н. В. Пилыцикова, 1980). Интенсивность фотосинтеза определялась на инфракрасном газоанализаторе ГИП-10. Повторность определений в опытах — 3 и 6-кратная. В опытах по изучению минерального питания использовали метод меченых атомов (45Са, 32Р). Через 2 недели, месяц и два месяца после подрезки корни отмывали от песка, растения разделяли на листья, побеги (сформированные до подрезки и после), штамб, активные и проводящие корни; высушивали в термостате при температуре 105°С. Озоление растительного материала производили по практикуму «Применение изотов и излучений в сельском хозяйстве» (под ред. В. В. Рачинского, 1960). Радиоактивность определяли с помощью счетчика Т-25 БФЛ и радиометра ПП-8. Препараты просчитывались дважды — с фильтром толщиной 57 мг/см2 и без фильтра. В первом случае определяли суммарную активность 32Р и 45Са, а во втором — только 32Р, по разности вычисляли активность 45Са (А. О. Фурман, 1973).
Полевые опыты с меченым 32Р проводились в 1978— 1981 гг. Объектом исследования была яблоня сорта Лобо, привитая на сеянцы Аниса и Антоновка на Антоновке с промежуточной вставкой Парадизкп краснолистнои (В-9). Схема посадки 4,5x2 м. В мае на расстоянии 50 см от штамба на глубину 50 см у части растений подрезали корни с западной стороны дерева и под все растения внесли КН2РО4 с меченым 32Р (по 100 мКи). С целью изучения последействия подрезки в последующие годы в июне вносили по 150 мКи 32Р. Повторность—трехкратная. Определяли поступления S2P в листья побегов, кольчаток, плодушек, в околоплодники и семена. Радиоактивность измеряли на жидкостном синтеляционном Р-спектрометре Марк 11 и с помощью счетчика T-25-Борл и радиометра РПС-1-0,ЗТ. Все полученные данные обработаны статистически. В таблицах приведены среднеквадратические ошибки.
В полевых условиях проведены также серии опытов по выяснению влияния частичной подрезки корней в питомнике 6
и в интенсивном молодом саду на рост и плодоношение яблони и груши. Повторность во всех опытах была 6—9-крат-иая. Для разработки справочника-определителя использован объем полуэлипсоида, занимаемый корневой системой, уравнение элипсоида и выведена формула определения процента удаляемой части корней при обработке почвы в междурядьях сада. Проведено расчетное моделирование на ЭВМ для различных значений радиуса проекции кроны в сторону междурядий, глубины активного корнеобитаемого слоя, расстояния обработки от штамба, глубины обработки для трех разновидностей почв по механическому составу, сделаны расчеты и составлены таблицы. Программа составлена на языке Фортран. Вычисления проведены на машине ЕС-1055.
Анализ погодных условий за 1968—1988 годы позволил выделить: 1) влажные вегетационные сезоны— 1968, 1973, 1976, 1977, 1980, 1983, 1984, 1986 гг.; 2) засушливые — 1967, 1970, 1972, 1975, 1981, 1982 гг.; 3) суровые зимы — 1967/65, 1968/69, 1969/70, 1978/79 гг. За все годы исследований не зафиксировано подмерзание корней, особенно сильные повреждения надземной части наблюдались в зиму 1978—1979 гг. Таким образом, годы исследований по теме охватывали возможные в средней полосе колебания погодных условий. Благодаря этому удалось оценить эффективность разрабатываемых агротехнических приемов в естественных условиях, что обеспечивает приложимость полученных результатов к практике плодоводства.
2. Особенности размещения корневой системы в почве и структурная организация поглотительной функции корня
Изучение характера распространения корневой системы в почвенном профиле позволяет оценивать сочетание природных условий и на основании этого планировать агротехнические мероприятия, обеспечивающие оптимизацию корнеоби-таемой среды.
Проведенные методом скелета исследования корневых систем яблони Антоновка обыкновенная, Коричное полосатое, Осеннее полосатое, привитых на сеянцевых подвоях, на дерново-подзолистых почвах показали, что размещение корней в сильной степени зависит от физико-химических свойств почвенных горизонтов. Пахотный горизонт колеблется от 19 до 23 см. Основная масса скелетных корней у изучаемых сортов расположена в горизонтах В1 и Вг на глубине 35— 110 см. Преобладание корней в горизонтах вмывания говорит о наилучшем сочетании здесь условий, стимулирующих развитие корневой системы. В этих горизонтах у Антоновки обыкновенной залегало 65%, Коричного полосатого — 66%,
Осеннего полосатого — 62,5% суммарной длины корней. Наблюдался рост обрастающих корней кверху, особенно в междурядьях сада. Такая тенденция в распространении корней связана с ежегодной обработкой, когда элементы питания вносятся в верхний обрабатываемый слой. Глубина проникновения корней Антоновки обыкновенной, Коричного полосатого достигает 2,8 м, у Осеннего полосатого — 3,27 м. Отношение радиуса корней в сторону междурядий к радиусу кроны составило у первого сорта —1,5; второго — 1,46; у третьего— 1,6. Незначительное количество мочковатых корней в пахотном слое объясняется тем, что в этом слое корни часто повреждаются обработкой, а в находящемся ниже подзолистом горизонте А2 они лишены питания. В этом горизонте корни проходят тяжами, не ветвятся; лишь в горизонте Bt они начинают ветвиться. Изучение корней методом профиля у яблони сорта Лобо, привитой на подвое-сеянце Аниса, в возрасте 8 лет на дерново-среднеподзолистой и среднесугли-нистой почве показало, что основная масса их (73%) залегает на глубине 0—115 см, в Апах слое— 14%. Антоновка обыкновенная на подвое 490 и на сеянце Антоновки обыкновенной с промежуточной вставкой В-9 характеризовалась более поверхностной корневой системой, что обусловлено вегетативно размножаемыми подвоями. Основная масса корней (87—97%) сосредоточена в слое 0—70 см, включающем горизонт В[. В Апах слое было около 20% корней.
В исследованиях, проведенных на серых лесных почвах, также проявилась тесная зависимость характера распространения корней и глубины активного корнеобитаемого слоя от почвенных условий и агротехники. Так, у яблони Антоновка обыкновенная на сеянцевом подвое на тяжелом суглинка в Апах (0—25) слое залегало 16% корней, в А/В—41%, В] — 21%, тогда как на намытой дерново-луговой почве того же мехсостава залегало в Апах 10%, Аi (20—80)—38%, А/В (80—105) —32% корней. В другом разрезе по предпосадочному плантажу корни Антоновки обыкновенной залегали в Апл (0—40)! на 20%, в горизонтах А,, В, (40—80) — 64%. В саду с многолетним задернением наибольшее количество корней (49%) сосредоточено в горизонте Bi (28— 52 см) непосредственно под задернением, а в Апах (0—28) слое — только 16%. Длительное задернение способствовало поверхностному залеганию корней. Характерной особенностью этих почв в молодых садах является сильное уплотнение (80—100 кг/см2) на глубине 23—27 см, вызванное ежегодной обработкой с предплужником, когда пылеватая часть переваливается на дно борозды и образует «плужную подошву», нарушая тем самым водно-воздушный режим нижележащих горизонтов. Неравномерное распределение корне-8
вой системы наблюдалось у деревьев, посаженных траншейным способом, где большинство скелетных корней распространялось вдоль траншеи. Изучение размещения корней яблони Антоновка обыкновенная (подвой—лесная яблоня) на трех разновидностях почв по механическому составу показало, что в горизонте А на тяжелом суглинке размещалось 60% корней, на среднем и легком суглинке — 52 и 35%. В переходном от перегнойно-аккумулятивного к центральной части вмывания горизонте Bi размещалось соответственно 24, 23, 47% корней. Анализ показал, что корни яблони проникали в почвы легкого мехсостава глубже, чем в почвы тяжелые. Отношение радиуса корней к радиусу кроны в сторону междурядий на тяжелом суглинке составило 2,48; на среднем— 1,5; на легком — 1,24. Поскольку на серых лесных почвах наблюдается периодический недостаток увлажнения, то наиболее благоприятным для роста плодовых растений является тяжелый суглинок, а в годы достаточного выпадения осадков — легкий суглинок. Это, в свою очередь, влияет на суммарный прирост побегов яблони. В сильно засушливый 1972 год суммарный прирост на тяжелом суглинке составил 73 м, на среднем — 55 м, на легком—47 м. В год достаточного выпадения осадков (1976) наибольший суммарный прирост побегов был на легком суглинке (128 м) и наименьший на тяжелом суглинке (105 м). Общий суммарный прирост за 1971—1976 гг. составил на тяжелом суглинке 641 м, на среднем— 604 м, на легком — 315 м. Одновременно с изменением суммарного прироста побегов менялась и урожайность деревьев. Следовательно, необходимо учитывать, что агрономическая оценка механического состава почвы даже в пределах хозяйства одной зоны зависит от выпадения осадков. Поэтому, чтобы нивелировать урожайность по годам, возникает необходимость соблюдения определенных соотношений площадей с почвами различного мехсостава, занятых под плодовыми растениями.
Изучение распространения корней на черноземных с тяжелым мехсоставом почвах показало, что корни яблони Пепин шафранный (подвой — сеянец культурного сорта) залегают в основном (72%) в горизонтах Апах, Аь A/Bj (0— 105 см), в том числе в пахотном (0—20) — 11% корней. На приазовском черноземе у яблони Ренет Симнренко (подвой— сеянец культурного сорта) в Апл (0—60 см) слое залегало 49% корней, у сорта Мекинтош, привитого на клоновый подвой М9, в зоне плантажа размещалось 73% корней, в том числе в пахотном (0—19 см) слое 16%. Отношение радиуса корней в сторону междурядий к радиусу кроны составило 2,3.
Таким образом, исследования корневых систем на разных почвах показали, что на характер распространения корней в значительной степени влияют тип подвоя и промежуточная вставка, физические свойства и плодородие почвенных горизонтов. Так, у растений, привитых на сеянцевые подвои, на дерново-подзолистых почвах в горизонтах А/В, Вь В2 залегало 60%, на серых лесных —80%, на черноземных почвах — 85% корней. В зависимости от мехсостава на одном и том же типе почвы существенно меняется распределение корней по почвенным горизонтам. В почвы легкого мехсостава корни проникают значительно глубже. Предпосадочная плантажная обработка также обеспечивает более глубокое залегание корней. Раскопки корневых систем взрослых деревьев часто выявляют ошибки допущенные еще при закладке сада и при междурядных обработках в молодых насаждениях. Изучение закономерностей распространения корней не только позволяет детально характеризовать особенности сорто-подвойных комбинаций и почвенные условия, но и представляет диагностическую ценность при выборе способа обработки почвы в садах.
Корневая система яблони характеризуется функциональной неоднородностью. Она представлена скелетными, полускелетными и обрастающими корнями, среди которых различают проводящие, ростовые, переходные, сосущие корни. На сосущие корни приходится до 90% общего количества корней у взрослого дерева (В. А. Колесников, 1974). Тем не менее они остаются мало изученными, так как основное внимание исследователей анатомии корневой системы плодовых деревьев уделялось ростовым корням (И. А. Муромцев, 1969; D. Atkinson, 1980). Узкая специализация и фактическая однородность по длине сосущих корней делают их удобным объектом для изучения структурной организации поглотительной функции корня. Несмотря на широкое использование электронной микроскопии в изучении физиологических процессов практически отсутствуют данные по ультраструктуре корней, взятых из естественных местообитаний. В связи с этим нам представлялось интересным провести исследования и систематизировать материал по субмикроскопическому строению клеток на пути радиального транспорта веществ в сосущих корнях взрослой яблони.
Показано, что сосущие корни яблони характеризуются слаборазвитой корой, состоящей из 3—7 концентрических слоев клеток. У ростовых корней их значительно больше (8— 28). Наружный слой коры дифференцируется в ризодермис. Базальная часть корневого волоска имеет извилистую поверхность клеточной стенки и глубоко внедряется в коровую па-10
ренхиму, что увеличивает контакты с соседними клетками и облегчает транспорт воды и растворенных веществ в сосуды ксилемы. Клетки коровой паренхимы сильно вакуолизирова-ны. В цитоплазме, занимающей пристенный слой, находится большое количество высокоструктурированных митохондрий, сильно развита эндоплазматическая сеть. Это свидетельствует о высокой синтетической активности ткани.
В сосущих корнях осенней волны роста имеется слой клеток, прилегающих к эндодерме с характерным утолщением клеточных стенок, выполняющих механическую функцию. Раньше считалось, что механическая ткань, названная В. Ф. Раздорским (1955) арматурной, свойственна только ростовым корням (И. Г. Серебряков, 1952; К. М. Сытник, Н. М. Книга, Л. И. Мусатенко 1972). Клетки механической ткани сосущих корней отличаются от остальных клеток коры более тесным смыканием (почти полным отсутствием межклетников) и сердцевидными утолщениями на радиальных стенках, которые как бы повторяют эндодерму и усиливают ее опорную функцию.
Перицикл однослойный, хотя обычно у плодовых пород, как указывает И. А. Муромцев (1969), перицикл состоит из 2-х или больше слоев клеток. Не все клетки перицикла заполнены протоплазмой, часть из них образует вместилища запасных веществ. Встречаются клетки перицикла полностью заполненные крахмалом, клетки с таниноносными вакуолями, липидными веществами. Перицикл функционирует как зрелая пограничная ткань центрального цилиндра, выполняя барь-ерно-транспортные и синтетические функции.
Остальные клетки паренхимы центрального цилиндра по сравнению с перициклом имеют более тонкий постенный слой цитоплазмы. Вакуоли паренхимных клеток обычно служат хранилищем запасных питательных веществ, которые откладываются в них в форме крахмала и жиров. Это связано с тем, что возникшие в период осеннего роста сосущие корни в большинстве своем не отмирают зимой. Они накапливают органические вещества, необходимые для жизнедеятельности в весенний период. В проводящей системе триарх-ного типа преобладает первичная ксилема, в которой сохраняется живое содержимое.
Выявленные особенности ультраструктуры обеспечивают сокращение пути воды и растворенных веществ в сосуды ксилемы, высокую функциональную активность и достаточную динамическую прочность сосущих корней яблони естественных местообитаний.
3. Оптимизация условий корнеобитаемой средЫ и реакции яблони на окультуривание почвы
В процессе сельскохозяйственного использования свойства почвы претерпевают целый ряд изменений, размеры и характер которых в значительной степени определяются приемами механической обработки, внесением удобрений, биологическими особенностями сельскохозяйственных культур. Как показывают данные, полученные нами в совхозе им. Ленина, благоприятные условия складываются при плантажной вспашке, когда в слое 0—60 см объемная масса почвы составляет 1,19—1,37 г/см3. Эта величина соответствует 55— 49% пористости. При обычной вспашке объемная масса в пахотном слое составляла 1,18 г/см3. Объемная масса почвы до глубины 100 см была в пределах 1,6 г/см3, что и обусловливает залегание основной массы корней до этой глубины. Объемная масса и пористость почвы в верхнем 0—20 см слое при плантаже несколько ниже, чем при обычной вспашке. Это объясняется перемещением и разбавлением пахотного горизонта более тяжелыми фракциями подзолистого (А2) и иллювиального (В1) горизонтов. В результате перемешивания вместо природных горизонтов (Апах, А2, В1) создается морфологический однородный (Апл) слой, в котором равномерно распространяются корни. Степень смешивания пахотного слоя с нижележащими (Аг, В)) и количество выворачиваемого подпахотного слоя (В1) на разных почвах неодинаковы из-за разной мощности генетических горизонтов. С изменением строения профиля и физических свойств почвы изменяется и водный режим. Через 5 лет после плантажной вспашки в слое 20—60 см благодаря разрыхлению и перемешиванию горизонтов влагоемкость стала намного выше. Изучение динамики теплового режима почвы при различных обработках показало, что температура не выходит за пределы нормальных для роста корней яблони (7—25°). Нижняя граница «зоны оптимальных температур» (16°) достигает глубины 120 см и обеспечивает благоприятные условия для жизнедеятельности корней. Однако, необходимо отметить, что при плантажной вспашке происходит выравнивание температур. Так, осенью и весной температура почвы на плантажи--рованном рыхлом участке до глубины 120 см была на 1—3° выше по сравнению с обычной вспашкой. Шантажированный рыхлый слой оказывает регулирующее воздействие па температуру и нижележащих слоев. Улучшился также газообмен почвы с атмосферой на глубину, вдвое превышающую глу-<бину вспашки, снизилось временно наблюдаемое критическое (2%) накопление СО2 в корнеобитаемом слое. Объемное со-
держание кислорода во все сроки наблюдения было близко к 20%.
Перераспределение механических элементов и органического вещества в Апл слое изменяет агрохимические свойства почвы. В саду под 30-летними деревьями пахотный слой (контроль) под влиянием распашки и внесения сравнительно высоких доз удобрений стал хорошо окультуренным, однако лежащие ниже слои не приобрели устойчивых свойств, характерных для группы даже слабоокультуренных почв. При плантажной вспашке происходит приближение элементов питания к основной массе корней. Так, во 2-м варианте на глубине 34—50 см содержание КгО увеличилось с 15 до 28,2 мг, Р2О5 — с 2,5 до 25 мг на 100 г почвы, общего азота — с 0,07 до 0,15%. Подобное увеличение прослеживается и в других вариантах с различными дозами указанных удобрений. Таким образом, при внесении фосфорно-калийных удобрений и плантаже на глубине 25—50 см создается как бы очаг питания, где в первые же годы начинается интенсивное развитие корней. Содержание гумуса во 2-м и 3-м вариантах возросло на глубине 34—50 см с 0,91 до 2,6%, а в 7-м варианте— до 4,2%. Его содержание увеличилось и в слое 50— 80 см с 0,4 до 0,6%, что связано с повышением аэрации, усилением в связи с этим биологического распада, ускоренным разложением и вымыванием органического вещества в нижние горизонты.
При плантажной вспашке рН солевой вытяжки, гидролитическая и обменная кислотность существенно понизились в слое 23—50 см и несколько повысились в слое 0—23 см. Аналогично изменялось и содержание алюминия, что связано с частичным перемешиванием пахотного и иллювиального горизонтов. Примесь пахотного горизонта с высоким содержанием гумуса (до 3,82%) могла активизировать биохимические процессы в почве и способствовать уменьшению почвенной кислотности, особенно обменной. Большое значение имеет также повышение содержания поглощенных оснований в иллювиальном горизонте и изменение соотношения отдельных элементов почвенного поглощающего комплекса, при котором содержание обменных оснований значительно выше содержания алюминия, что снижает вредное действие последнего. Слой почвы 30—50 см в результате плантажной вспашки с внесением минеральных удобрений и без них стал хорошо окультуренным, а с внесением органических удобрений — высокоокультуренным. Даже более глубокий слой — 50— 83 см (горизонт В() стал слабоокультуренным, что весьма важно для развития корней плодовых культур. Ухудшение агрохимических свойств верхнего 0—23 см слоя в вариантах с плантажной вспашкой носит временный характер и легко
может быть устранено при проведении обычных агротехнических мероприятий.
Повышение содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах под влиянием сочетания обработки с внесением органических удобрений сопровождается и изменением состава гумуса в благоприятную сторону. В нашем опыте под влиянием окультуривания содержание гуминовых кислот увеличилось в пахотном и в подпахотном горизонтах. Соотношение углерода гуминовых кислот и фульвокислот служит важной качественной характеристикой почв при определении их окультуренности. В вариантах с плантажом в слое 0—50 см оно было выше 0,5; а иногда достигало 0,78; на обычных старопахотных дерново-подзолистых почвах величина его не превышала 0,5. Основная часть гуминовых кислот подвижная. Углерод гуминовых кислот и фульвокислот остатка почвы прочно связан с минеральной частью, на его долю приходится до 78% гумуса. По этому показателю почвы опыта в отдельных случаях приближаются к серым лесным.
Как показали экспериментальные данные, по мере повышения степени окультуренности почвы значительно улучшаются все показатели, характеризующие главное качество — плодородие. Следовательно, создание в корнеобитаемом слое почвы устойчивых благоприятных свойств вряд ли достижимо без глубокой обработки и одновременного внесения удобрений.
Изменение почвенных условий в результате окультуривания оказало существенное влияние на мощность развития корневой системы и на распределения ее по слоям почвы. При плантаже и внесении удобрений уменьшилось количество корней, растущих кверху в междурядьях сада, и увеличилось их число в хорошо окультуренном 34—83 см слое с 59 до 70—80%, т. е. в слое, меньше подверженном действию погодных условий. Такое размещение корней в значительной мере обусловлено характером залегания бывшего пахотного слоя и внесением удобрений. Изменение почвенных условий в процессе окультуривания оказало существенное влияние на динамику роста активных корней. Активные корни на глубине 30—50 см имели 2 волны роста, а на глубине 60—80 см — одну, наблюдавшуюся ближе к осени. В первом случае при более высоких дозах удобрений волны роста активных корней были менее четко выражены, а в 7-м варианте отмечена только одна весенняя волна роста. В течение всей вегетации наибольшая доля активных корней на этих глубинах была в 6-м и 7-м вариантах (50—60%), наименьшая — (30— 40%) в 1-м и 2-м. Длина этих корней увеличивалась по мере повышения дозы минеральных удобрений, особенно фосфорных.
Изучение интенсивности дыхания корней в почве с ненарушенной структурой показало, что во всех вариантах почва с корнями поглощала кислород более интенсивно, чем почва без корней. Это обусловливается наличием микрофлоры в зоне корневой системы. Количество поглощенного кислорода в пересчете на 1 г сухих корней было наименьшим в контроле, что может быть объяснено малой скважностью аэрации н слабым развитием корней, а наибольшим — во 2-м варианте (1,381 мл/час), где была больше доля ростовых корней (42%). В 6-м и 7-м вариантах количество поглощенного кислорода на 1 г сухой массы корней было 0,44 и 0,95 мл/час соответственно. Газовый и питательный режимы почвы оказывают существенное влияние на накопление белкового азота в корнях. Во всех вариантах с плантажом оно больше, чем в контроле (табл. 1). Интенсивность дыхания
Таблица 1
Содержание азота в сосущих корнях яблони и интенсивность их дыхания
(сорт — Осеннее полосатое, подвой — лесная яблоня, 1971)
Варианты Содержание азота, % Интенсивность дыхания, мл02/ч
общего белкового небелкового на 1 г сыр. массы на I г сухой массы на 1 мг белкового азота
1 2 6 7 1,25 1,29 1,45 1,78 1,16 1,24 1,35 1,66 0,09 0,05 0,10 0,12 0,058 0,145 0,228 0,250 0,190 0,521 0,501 0,940 16.4 38.5 37,1 50.6
сосущих корней также различалась по вариантам. Более высокой она была в 7-м варианте, самой низкой — в контроле. Внесение оргапо-минеральных удобрений привело к увеличению содержания белкового азота в сосущих корнях. Интенсивность поглощения кислорода сосущими корнями, пересчитанная на 1 мг белкового азота, была выше в варианте с плантажной вспашкой и органическими удобрениями, что связано с их более высокой функциональной активностью. Потребность в кислороде в связи с различием физиологической функции у проводящих и сосущих корней также неодинакова. Сосущие корпи потребляли кислород в 1,7 раза интенсивнее, чем проводящие. Они создают огромную дополнительную поглощающую поверхность и позволяют растению лучше использовать благоприятные условия питания.
Как показали исследования, проведенные в совхозе Руновский, серые лесные почвы имеют неглубокий пахотный слой (0—22 см), подстилаемый оподзоленными горизонтами Аг или Аг/В, неудовлетворительные водно-физические свой-
|1Э
ства, способны легко распыляться, заплывать, а при увлажнении образовывать корку и уплотняться. Длительная поверхностная обработка на одну и ту же глубину ведет к тому, что под обрабатываемым слоем возникает сильно уплотненная прослойка (80—120 кг/см2), которая может уничтожаться только при глубокой вспашке. Поэтому для повышения плодородия почв и создания оптимальных физических условий большое значение имеет правильная- обработка почвы. Окультуривание серых лесных почв в садах связано с увеличением глубины вспашки. Глубокая вспашка вызывает изменение почвенного профиля и создает из Апах + А/В + В1 ГОРИЗОНТОВ Апл слой. В силу перемешивания слоев, объемная масса в слое 0—22 см возрастала с 1,35 до 1,4; в слое 22— 45 см была 1,44, тогда как при обычной вспашке — 1,5 г/см3. С изменением объемной массы изменилась и аэрация почвы, повысилась влажность, а запас влаги в слое 0— 80 см превышал контроль на 340 т/га. Перераспределение механических элементов и органического вещества привело к изменению агрохимических показателей. Так, на глубине 15—45 см, где размещается основная масса обрастающих корней, в варианте 2 (плантажная вспашка без удобрений) содержание общего азота возрастает до 0,12—0,14%, обменного калия — до 18,3 мг и подвижного фосфора — до 17,5 мг на 100 г почвы. Во всех вариантах с внесением удобрений содержание элементов питания на глубине 15—45 см увеличивается. В 8-м варианте количество обменного калия возросло до 30,3 мг; подвижного фосфора до 24,9 мг на 100 г почвы. Кислотность почвы при вспашке изменилась незначительно. Пахотный слой почвы в контроле имел слабокислую реакцию, а нижележащие слои — среднекислую. При плантажной вспашке наблюдается обратная картина. Под влиянием обычной вспашки лишь пахотный слой был хорошо окультуренным. Нижележащие слои не приобрели устойчивых свойств, характерных для группы среднеокультуренных. После плантажной вспашки и внесения удобрений слой почвы 15—45 см становится хорошо- или высокоокультуренным. На положительное значение глубокой обработки указывают также микробиологические исследования. Плантажная вспашка без внесения удобрений способствовала увеличению численности грибов и соответственно снижению числености бактерий. При внесении минеральных удобрений на фоне плантажной вспашки численность грибов и бактерий выравнивалась, а в варианте с одними органическими удобрениями бактерий было больше, чем грибов. При совместном внесении органических и минеральных удобрений численность бактерий была в 2—3 раза выше, чем грибов. Значительно повысилась численность микроорганизмов в подпахотном 50—100 см слое, 16
который обычно имеет пониженную биологическую активность. Таким образом, изучение микрофлоры помогает не только вскрыть природу окультуривания, но и целенаправленно дифференцировать приемы обработки и внесения удобрений.
Регенерационная способность корней. Глубокое окультуривание почвы в садах всегда связано с удалением части корней. В связи с этим при проведении той или иной обработки с целью окультуривания необходимо прежде всего учитывать возможность их регенерации. При обработке почвы в междурядьях сада у одревесневших корней на месте среза образуется каллус сначала в виде кольца, в последующем он полностью закрывает рану и субернизируется. Новообразование корней обычно начинается выше места среза за счет интенсивной работы камбия проводящих корней. После формирования каллуса камбиальные клетки под суберипизирован-ным слоем начинают усиленно делиться и дают начало образованию новых корней по окружности. Повышение камбиальной активности, вероятно, связано с образованием в результате повреждения раневых гормонов. Камбиальные клетки имеют вытянутую веретеновидную форму, очень тесные контакты, их заостренные концы заходят друг за друга. Эти клетки характеризовались крупными ядрами с хорошо офор-•мленными ядрышками и электронноплотной нуклеоплазмой, большим количеством сильно развитых амилопластов с крупными сложными крахмальными зернами. Очень часто наблюдались тесные контакты ядерной мембраны с амилоплас-тами. Это связано с высокой функциональной нагрузкой ядра в делящихся клетках и возможностью ее энергообеспечения за счет гликолиза, происходящего не только в гиалоплазме, но и в самом ядре. Появляющиеся в результате периклиналь-ных делении камбия клетки делятся периклиналыю и антиклинально, образуя меристематические бугорки — примордии корня. На продольных срезах бугорка видны инициальные клетки с большими ядрами и ядрышками. Нарастая в длину примордий пробивает кору и выдвигается наружу. Так появляются придаточные корпи. Исследования показали, что лучше восстанавливаются корни, подрезанные весной в мае месяце. При осенней подрезке появляющиеся первичные корни не успевают перейти во вторичное строение. Зачатки новых корней, не имея благоприятных условий в течение зимы, погибают, новые корешки появляются из других участков только весной. Причиной слабого возобновления поврежденных корней в позднеосеиний срок является несоответствие проведенного приема с началом осенней волны роста корней. Опоздание же связано с невозможностью проведения вспашки до съема урожая,
2 17
При весенней подрезке корней яблони Антоновка обыкновенная (подвой — лесная яблоня) на среднеподзолистой почве восстановленные корни достигали 3—5 порядков ветвления, быстро происходило новообразование мочек. Толщина восстановленных корней независимо от диаметра среза не превышала 3—5 мм. Вместо одного корня диаметром около 20 мм обычно появляются до 16 новых корней, но общая длина не всегда достигает длины срезанной части. Поэтому судить о степени восстановления по количеству вновь образующихся корней нецелесообразно, необходимо измерять их длину. Корни, срезанные дисковым ножом, имели гладкий срез, и лучше заживали, быстро регенерировали. Корни с рваными ранами имели тилы, как в старых, так и во вновь отрегепе-рированных частях.
Способность к регенерации и увеличению активной части корней у разных подвоев выражена неодинаково. В наших исследованиях, проведенных в учхозе «Отрадное» на яблоне сорта Мелба, привитой на разных подвоях, эти различия четко проявились. Лучшей регенерационной способностью отличался Анис. При подрезке корней Аниса диаметром 3—17 мм на следующий год длина вновь отросших корней более чем в 2 раза превосходила длину срезанных, причем доля активных корней возрастала в 3—4 раза. Несколько меньше оказалась регенерационная способность у лесной яблони и значительно меньше у Ранетки пурпуровой. У последней только корни диаметром 7—13 мм удваивали длину на следующий год после подрезки. Корни меньшего и большего диаметра регенерировали слабее. Различались подвои и по величине порогового предела толщины корней, при подрезке которых отношение длины вновь образованных корней к длине срезанных несколько больше единицы и еще наблюдается положительный регенерационный эффект. У лесной яблони и Аниса пороговый предел равнялся 21 мм, у Ранетки пурпуровой — 15 мм. Причем имела значение не только толщина подрезанных корней, но и длина удаленного участка корня. У Аниса положительный регенерационный эффект наблюдался, если длина срезанных корней порогового диаметра не превышала 22,5 м, у лесной яблони—14,3 м, у Ранетки пурпуровой — 9 м.
Окультуривание почвы значительно влияет на регенерацию корней. В опытах с яблоней Осеннее полосатое (подвой — лесная яблоня) хорошо восстанавливались корни толщиной до 21 мм в 7-м варианте, до 10 мм — в 3—6-м вариантах, до 18 мм — во 2-м варианте. Во всех этих случаях общая длина вновь образовавшихся корней через 1,5 года превышала длину срезанных корней. С повышением степени окуль-туренности происходило увеличение порогового предела толпе
щины корней, до которого еще целесообразна их подрезка. Доля активных во вновь отрегенерированных корнях в вариантах с внесением органических и минеральных удобрений возрастала в 5—8 раз. Это существенно улучшает питание всего дерева и способствует повышению урожайности. Так, урожай плодов в среднем за 8 лет последействия подрезки корней у Осеннего полосатого в варианте с внесением минеральных удобрений (Р300К200) повысился на 20% и дополнительный чистый доход с 1 га составил 1203 рубля, в варианте с внесением органических удобрений — соответственно на 31% и 1797 рублей. Для сорта Антоновка обыкновенная наиболее эффективным оказался вариант с плантажом и внесением Р300К200, где урожай повысился на 32% и дополнительный чистый доход составил 1630 рублей. Уровень рентабельности в этом варианте достиг 288%. Окультуривание почвы оказало влияние не только на урожай, но и на качество продукции. Качество плодов по сравнению с контролем, при этом не ухудшалось, как в начале, так и в конце хранения, а содержание аскорбиновой кислоты повышалось. Увеличение количества поливов осадками Курьяновской станции аэрации приводило к возрастанию общей кислотности в оба года исследований, хотя в 1971 году это происходило на фоне снижения содержания аскорбиновой кислоты.
Особый интерес представляет изучение реакции плодовых деревьев на окультуривание почв после суровой зимы. В совхозе «Руновский» последействие суровой зимы 1978/79 гг. проявлялось до 1983 года, чему также способствовали засушливые условия вегетационных периодов 1981 —1983 гг. Однако, во всех вариантах с окультуриванием и подрезкой корней нарастание диаметра штамба и суммарный прирост за 1980—1982 гг. достоверно отличались от контроля (табл.
Таблица 2
Влияние окультуривания почвы и частичной подрезки корней на ростовые процессы яблони Антоновка обыкновенная
(подвой — лесная яблоня, возраст 17 лет)
Варианты Увеличение диаметра штамба, мм Суммарный прирост, м
1 6,0 57,5
2 10,7 93,0
3 11,8 102,0
4 11,2 105,0
5 11,9 146,0
6 ИД 144,0
7 10,9 159,0
8 11,6 144,0
HCPos 3,2 5,5
2). Самыми лучшими по суммарному приросту оказались 5 и 7 варианты. Учет урожайности также выявил высокую эффективность внесения органо-минеральных удобрений, когда прибавка урожая была от 30 до 60%. Дополнительный чистый доход с 1 га составил в 7 и 8 вариантах 656 и 993 рубля; себестоимость 1 ц плодов — при обычной вспашке 33 рубля, а в 7 и 8 вариантах — 25,8 и 23,8 рубля. Уровень рентабельности в этих вариантах составил, соответственно 21%, 54%, 67%. Окультуривание почвы в междурядьях сада способствовало более быстрому восстановлению плодовых деревьев за счет усиленного развития корневой системы. Основным требованием к подрезке корня является обеспечение гладкого среза (без задиров, расщепления, отрыва) на заданном расстоянии от штамба. Чтобы обеспечить это технологическое требование нами на основе проведенных испытаний рекомендованы для обработки лемешные плуги, садовые культиваторы с последовательно установленными дисковыми и черенковыми ножами, а также дисковые плуги.
4. Влияние частичной подрезки корней на функциональную активность корневой системы и урожайность яблони
В настоящей главе изложены результаты исследования реакции семенных и вегетативно размножаемых подвоев яблони на частичную подрезку корней. Особое внимание обращалось на рост, водообмен и минеральное питание растений при искусственном изменении корне-листовых отношений. Подвои — сеянцы Антоновки обыкновенной, Алнарп 2, Пара-дизка краснолистная — выращивались в вегетационных сосудах в песчаной культуре. Ко времени подрезки (через месяц после высадки растений в лаборатории) подвои были хорошо развиты. Суммарный прирост составлял 25—40 см, диаметр штамбика — 7—9 мм, площадь листьев — 30—35 дм2. Общая протяженность корней достигала 7—9 м, примерно половина из них — активные корни. При подрезке обычно отчленялось 30—35% корневой системы, причем в значительно большей степени срезались активные корни.
В день подрезки корней нагнетательная деятельность корневой системы, проявляющаяся в плаче декапитированных растений, снижалась. Скорость плача составляла 65—70% от контроля (табл. 3). Изменялись также показатели движущей силы плача: компенсационное давление, останавливающее плач, осмотическое давление пасоки и активное давление корня. Компенсационное давление у всех подвоев после подрезки снижалось, но в меньшей степени, чем скорость плача. Осмотическое давление, наоборот, увеличивалось. Следовательно, ослабление плача было связано не с замедлением по-20
Таблица 3
Скорость и движущая сила плача в день подрезки (числитель) и месяц спустя (знаменатель), 1979 г.
Давление,кПа о и 3 -оой
Подвои Вариант ь- Ч Я « о-в- -о я 1 «чо и с — Интенсивность плача 10-1 мл/г • ч | компенсационное осмоти- I ческое 1 активное § « § Н К о а Я я я к ¡3 ¡5 ^ о о 2 в >}. Я о Ччс
Сеянцы Антонов- Контроль 1,5 0,41 99,3 53,7 45,6 45,9
ки обыкн. 2,2 0,42 117,4 49,6 67,8 57,7
Подрезка 1,0 0,48 85,2 57,7 27,5 32,2
3,4 0,52 138,9 41,5 97,4 70,1
Алнарп 2 Контроль 1,9 0,56 97,2 56,7 40,5 41,7
2,6 0,55 108,4 54,7 53,7 49,5
Подрезка 1,4 0,68 92,2 59,8 32,4 35,2
3,5 0,52 125,6 42,5 83,1 66,2
Парадизка крас-нолистная Контроль Подрезка 1,2 0,37 89,1 47,6 41,5 46,6
1,7 0,8 0,31 0,44 104,3 83,1 41,5 55,7 62,8 27,4 60,2 33,1
2,6 0,30 110,4 38,5 71,9 65,1
ступления веществ. Некоторое увеличение осмотического давления может быть объяснено уменьшением подачи воды и концентрированием пасоки. Общая подача осмотически активных веществ с пасокой снижалась. Пересчет подачи пасоки на единицу массы активных корней показал, что оставшиеся после подрезки корни работают более интенсивно, т. е. проявляется компенсаторный эффект. Интенсивность плача в варианте с подрезкой корней у Антоновки обыкновенной была выше, чем в контроле на 17%, у Алнарпа — на 21%, у Парадизки краснолистной — на 19%- Активное давление, расчитаиное на единицу массы корней, также возрастало. Быстрое увеличение этого показателя позволяет предполагать, что активному давлению принадлежит ведущая роль в процессе приспособления ■ корневой системы к снижению соотношения корень : надземная часть. Снижение корневого давления незамедлительно отразилось на надземной системе. Через 30 мин после подрезки корней устьица закрылись и оставались в закрытом или слабооткрытом состоянии в течение всего дня. Такая реакция растения хотя и привела к депрессии фотосинтеза, но вместе с тем предотвратила излишнюю потерю воды растениями, утратившими часть
корневой системы. Через час после подрезки корней интенсивность транспирации у Антоновки обыкновенной составляла 65%, у Алнарпа — 52% контроля. В последующие дни наблюдений ход устьичных движений в контроле и опыте был одинаковым, что обеспечило нормальный газообмен листьев.
Вместе с тем интенсивность транспирации в течение 2-х недель в опытном варианте оставалась более низкой и составляла 70—78%) контроля. Снижение транспирации в этот период объясняется увеличением коллоидного и осмотического связывания воды в ткани. Потеря воды срезанными растениями за 30-минутный интервал в варианте с подрезкой корней составляла 75—80% контроля, то есть происходило адаптационное увеличение водоудерживающей способности тканей.
Регенерация корневой системы в первую неделю после подрезки происходит за счет временного торможения роста надземной части. Особенно существенным снижение суммарного прироста было у Антоновки обыкновенной (табл. 4).
Таблица 4
Рост корневой системы и надземной части подвоев яблони через 2 недели (числитель) и месяц (знаменатель) после подрезки, 1979 г.
Вариант
« 5
н ??
Зо
^ га 8 Ра а. и
йо,5
та рг и 55
!>> л О
Ско.
я
5 « 12
с § 5
та О. « н а
V ю § 2
2 га я н
е* Э
Протяженность корней, м
О 'й
§3
О. к С Ч
Сеянцы Антоновки обыкновенной
Контроль . Подрезка . .
Контроль Подрезка
Контроль
Подрезка
53,0 89,0 39,09 7,61 13,26 6,83 20,09
65,0 59,0 97,0 61,0 118,89 41,82 9,26 6,31 37,75 17,13 7,25 3,56 45,00 20,69 '
73,0 89,5 105,56 7,17 80,46 4,66 85,12
Алнарп 2
49,0 81,8 39,2 7,05 18,03 6,84 24,87
64,2 50,0 96.7 84.8 42,3 43,57 8,28 6,96 27,68 18,11 8,96 4,72 36,63 22,83
62,8 99,3 55,00 7,92 60,50 6,79 67,29
Парадизка краснолистная
38,2 55,1 29,52 7,13 9,54 4,25 13,79
50,6 39,1 62,1 45,5 43,05 36,40 7,80 7,12 13,46 9,38 4,71 2,52 18,17 11,90
52,4 51,3 52,84 8,32 18,44 2,91 21,35
Через 2 недели после подрезки суммарная протяженность корневой системы у Антоновки обыкновенной достигла уровня контроля, у Алнарпа 2 и Парадизки краснолистной была немного меньше. При этом у всех подвоев значительно возрастала доля активных корней. К этому времени появилось значительное количество новых корней и наблюдалось ветвление вблизи места подрезки. По мощности развития надземной системы вариант с подрезкой корней лишь незначительно уступал, а по площади листьев — превосходил контроль. Через месяц после подрезки протяженность корней примерно вдвое превосходила контроль. Особенно мощным развитием отличались корни сеянцев Антоновки обыкновенной. Регенерация и омоложение корневой системы обеспечили ее повышенную функциональную активность. Скорость плача в варианте с подрезкой корней у Антоновки составляла 154%, Алнарпа 2 — 135%, Парадизки краснолистной — 153% контроля. При этом увеличивалось как компенсационное, так и активное давление, его доля в компенсационном давлении у растений с подрезанной корневой системой была выше, чем в контроле и достигала 65—70%. Улучшение водообеспечен-ности надземной части привело к увеличению интенсивности транспирации и выравниванию водоудерживающей способности тканей в опытных и контрольных вариантах.
Обобщение данных 3-летних опытов показало, что суммарный прирост надземной части растений в значительной степени зависит от протяженности удаленных корней и их регенерации. Так, у Антоновки обыкновенной при удалении 30—35% корней суммарный прирост надземной системы составил 105% контроля, удаление 40% корней приводило к некоторому торможению ростовых процессов в надземной части (суммарный прирост — 80% контроля), а при удалении 47% корней наблюдалось резкое торможение роста надземной части (прирост — 50,1% контроля), У Алнарпа 2 и Парадизки краснолистной предел возможного удаления корней был выше. Подрезка 40—45% корней давала устойчивый положительный регенерационный эффект — протяженность корней через месяц вдвое превосходила контроль, прирост надземной части составлял 110—120% контроля, а при удалении 49% корней прирост надземной части составил 69% контроля. Поэтому надежным верхним пределом возможного удаления корней у сеянцевого подвоя можно считать 30%, у вегетативно размножаемых подвоев — 40%. Определение порогового предела — возможной длины удаления корней без значительного торможения роста надземной части, может служить критерием оценки возможности проведения любой обработки почв в междурядьях сада. Этот подход менее трудоемкий, чем определение отношения длины восстановленных корней
к длине срезанных, и отражает генетические особенности и функциональное состояние подвоев.
Опыты с использованием метода меченых атомов подтвердили положительный эффект удаления корней в пороговых пределах. Показано, что через месяц после подрезки корней поглощение кальция и фосфора корнями повышалось. Общее количество 32Р и 45Са, поглощенных сеянцами Антоновки обыкновенной, как правило больше, чем поглощенных вегетативно размножаемыми подвоями. Так, в 1979 г. у Парадизки краснолистной оно составляло для 45Са—330 • Ю3 имп/100 с, 32Р—170 • 103 имп/100 с, а у Антоновки обыкновенной— соответственно — 730- 103 и 460- 103 имп/100 с. Распределение этих элементов у семенных и вегетативно размножаемых подвоев также неодинаковое (табл. 5). В корнях
Таблица 5
Распределения кальция и фосфора в растениях
(%' общего содержания) в среднем за 1978—1979 гг.
Органы растения Контроль Подрезка
«Са 32р «Са 32р
Антоновка Пара-дизка Антоновка Пара-дизка Антоновка Пара-дизка Антоновка Пара-дизка
Активные корни 20 10 26 20 17 11 27 17
Проводящие кор- 43
ни 60 42 41 26 64 47 31
Штамб 4 37 2 23 6 29 3 21
Побеги 9 6 12 11 7 9 12 12
Листья 7 5 18 20 6 4 15 19
Антоновки семенного происхождения содержалось 80% 45Са и 67% 32Р, у вегетативно размножаемой Парадизки краснолистной соответственно 52 и 46%.
В полевых условиях подрезка корней яблони, также как и в вегетационных опытах, стимулировала поглощение фосфора (табл. 6).
У сорта Лобо (подвой—сеянец Аписа) в листьях кольчаток и плодушек содержание 32Р увеличилось на 30%, а в листьях побегов и семенах — почти в 2 раза. У сорта Антоновка на Антоновке с промежуточной вставкой карликового подвоя Парадизки краснолистной к моменту созревания плодов содержание 32Р в семенах в варианте с подрезкой корней было почти в 25 раз выше, чем в контроле, а в остальных исследуемых органах —в 4—10 раз. Полученные данные позволяют отметить, что поглощение 32Р может служить мерой активности корней. Структурный анализ приростов показал достоверное увеличение суммарной длины ростовых побегов и
плодовых прутиков у опытных деревьев в 1980 г и только плодовых прутиков — в 1981 г. В опытных вариантах количество кольчаток увеличивается в 2 раза. Увеличение коль-, чаток у Антоновки с промежуточной вставкой Парадизки краснолистной происходило за счет снижения суммарного прироста.
Таблица 6
Поглощение 32Р (Х103 имп/с • г) яблоней (в числителе — контроль, в знаменателе — подрезка)
Органы растения Лобо Антоновка
Листья побегов . . . 5,9+0,3 ' ' 10,5±1,1 33,8 ±0,4 129,4± 10,5
Листья кольчаток . . . 2,8±0,1 10,6 ±0,5
3,7 ±0,1 40,1 ±4,3
Листья плодушек . . . 3,0±0,1 5,3±0,5
3,9i±0,l 30,9 ±2,6
Околоплодник .... 3,0±0,2 2,9 ±0,3
3,4±0,1 38,6±5,0
Семена ....... 9,8±0,1 9,6± 1,4
17,9 ±0,4 234,2±28,7
При подрезке корней яблони и груши (на расстоянии 8 см от штамба) на втором поле питомника в начале мая через одно междурядье отчленялось 15,2% корневой системы, при подрезке в каждом междурядье — 31%. Результаты опыта показали, что диаметр штамба у однолеток был несколько меньше, чем в контроле, а у двухлеток уже превосходил его (табл. 7). При подрезке с 2-х сторон наблюдается достоверное уменьшение суммарного прироста у однолеток Антоновки обыкновенной на сеянцевом подвое Антоновки и у груши сорта Лада, а у Антоновки обыкновенной на подвое 118 — увеличение. Суммарный прирост у двухлеток в вариантах с подрезкой корней как у яблони, так и у груши по сравнению с контролем достоверно возрастает. В 3-м поле питомника у двухлетних саженцев во всех вариантах с подрезкой корней как у яблони, так и у груши наблюдалась индукция цветения. В контрольных вариантах цветковые почки совсем не зало-жились, а у опытных растений, особенно у Антоновки обыкновенной на подвое 118 и груши сорта Лада их было 15— 20 шт. на одном растении. Из оставшихся завязей после июньского опадения к концу августа сохранилось 2—4 плода на каждом растении. Расчеты показали возможность полу-
Таблица 7
Влияние частичной подрезки корней на рост саженцев яблони и груши
в питомнике
Диаметр штамба, мм Суммарный прирост, см
Варианты ¿ Н , g CJ о О) Ы 3 с о. Однолетки Двухлетки Однолетки Двухлетки
Антоновка на сеянцах Антоновки
Контроль (без подрезки) Подрезка с одной стороны Подрезка с 2-х сторон . НСР05.......
6,47 8,96 12,0 51 108
6,80 8,00 17,5 45 219
6,67 8,19 16,3 39 192
10 23
Антоновка на подвое 118
Контроль (без подрезки) Подрезка с одной стороны Подрезка с 2-х сторон . НСР05.......
10,18 13,9 16,4 51 167
8,46 10,9 17,5 56 226
10,40 13,6 18,3 65 274
14 55
Лада (подвой—груша лесная)
Контроль Подрезка Подрезка
НСР05 •
(без подрезки) с одной стороны с 2-х сторон .
9,3 9,7 11,8
12,8 12,2 15,1
14,7 16,5 19,3
96 105 71 10
256 309 300 34
чения урожая на 3 поле питомника (при наличии 20000 шт саженцев на 1 га) у Антоновки обыкновенной на сеянцевом подвое — 3 т/га; Антоновки обыкновенной на подвое 118 — 5,46 т/га; у груши — 5,16 т/га. Таким образом, подрезка корней способствовала более раннему вступлению в плодоношение двухлетних саженцев яблони и груши. Аналогичное наблюдалось и у саженцев Коричного полосатого и Пепина шафранного на сеянцевых подвоях. У Коричного полосатого сформировалось 1—2 плода (0,08—0,16 кг/дер), Пепина шафранного 5—6 плодов (0,4—0,5 кг/дер).
Ускорение плодоношения особенно важно при современном интенсивном ведении садоводства. Однако, получение урожая у двухлетних саженцев в питомнике — не самоцель, а только выявление возможности ускорения плодоношения. Этот прием может быть эффективно использован в случае беспересадочного выращивания яблони и груши, когда питомник превращается в сад, где необходимо ускорить плодоношение. Например, при подрезке корней яблони Уэлси на карликовом подвое Парадизки краснолистной на 3-м поле
питомника в год его перевода в сад урожайность в среднем на растение составила 0,45 кг при средней массе плода 112 г. Появляется возможность при наличии 20—25 тыс. растений на 1 га обеспечить урожайность 9—11 т/га.
Опыты, проведенные в интенсивном саду с сортами Антоновка обыкновенная и Жигулевское (подвой 490), Уэлсн на сеянцевом подвое Антоновки с промежуточной вставкой карликового подвоя Парадизки краснолистпой показали, что разница в суммарной длине приростов между контрольными и опытными растениями в год подрезки оказалась не существенной. Однако на второй год после подрезки корней в опытных вариантах наблюдалось уменьшение суммарной длины ростовых побегов и увеличение числа и длины плодовых прутиков. Частичная подрезка корней повлияла на сбалансированность вегетативных и репродуктивных побегов. Суммарная длина удаленных корней у Антоновки на подвое 490 составила 50,11 м, вновь образованных корней — 97,81 м. Степень регенерации —1,95. У сорта Уэлси на сеянцевом подвое с промежуточной вставкой карликового подвоя удалялось 32,3 м, вновь отрегенерированных стало 87,2 м. Степень регенерации— 2,7. Обрезка корней способствовала образованию более мощной, функционально активной корневой системы и тем самым повлияла на характер побегообразования и структуру кроны. У всех сортов наблюдалось увеличение количества кольчаток, плодушек, плодовых прутиков и копьец при неизменной суммарной длине побегов. Учет формирования урожая показал, как и в предыдущих опытах (в питомнике, в полевых условиях — с поглощением радиоактивного фосфора), что количество соцветий и цветков в год подрезки корней в контроле и опыте достоверно не различается. В последующие два года их количество значительно увеличивается (в 1,5—2 раза). Последействием подрезки явилось увеличение урожайности в течение 3-х последующих лет. В итоге прибавка урожая в среднем за 5 лет (с учетом года закладки и года выравнивания урожая с контролем) составила 26%. У Уэлси, как наиболее чувствительного сорта, последействием подрезки корней явилась прибавка урожая в последующие 4 года на 70%. Такое повышение урожайности может быть следствием очень серьезного воздействия подрезки на развитие корневой системы и связанных с этим коррелятивных изменений в росте и развитии надземной части.
Обобщение полученных данных показывает, что подрезка корней, обеспечивается периодической глубокой вспашкой через одно междурядье с целью окультуривания почвы. В интенсивном саду она оказалась эффективным приемом ускорения плодоношения и повышения продуктивности растений.
5. Разработка и составление справочника-определителя рациональной обработки почвы в садах
В системе по уходу за садом правильная обработка почвы является важнейшим элементом. Однако до настоящего времени обработка почвы проводится без достаточно обоснованного учета закономерностей роста и плодоношения плодовых растений. Чтобы восполнить этот пробел, на основе проведенных многолетних исследований и обобщения данных литературы впервые в агротехнике плодоводства разработан справочник-определитель рациональной обработки почв в садах, в основу которого положены закономерные взаимосвязи «почва-растение».
Обработка почвы в сочетании с удобрениями и длительным воздействием многолетних растений выступает мощным фактором окультуривания, повышения и рационального использования почвенного плодородия. Однако любая обработка почвы связана с удалением части корневой системы. Поэтому при определении глубины обработки и допустимого расстояния, на которое почвообрабатывающие орудия могут подходить к штамбу, необходимо знать механический состав почвы, радиус проекции кроны дерева, распространение корней в сторону междурядий, их регенерационную способность и глубину активного корнеобитаемого слоя. В настоящее время известно (это подтвердилось и в наших исследованиях), что радиус распространения корней в сторону междурядий на легких суглинках превышает радиус кроны в 1,2 раза, на средних суглинках — 1,5; на тяжелых суглинках — в 2— 2,5 раза. Такая закономерность сохраняется в онтогенезе растения. Поэтому, измерив радиус кроны в сторону междурядий легко установить радиус распространения корней. Как показали наши исследования, в полевых условиях наиболее точным показателем, характеризующим свойства корневой системы, является суммарная длина корней, приходящаяся на единицу объема почвы. Объем почвы, занимаемый корневой системой любого растения, предусмотрен схемой посадки. Определив глубину залегания основной массы (до 75—85%) корней в профиле почвы, зная радиус распространения корней в сторону междурядий, можно вычислить общий объем почвы, занимаемый корнями дерева для любого возраста.
В интенсивных насаждениях в нашей стране применяется преимущественно прямоугольная схема размещения деревьев, при которой корневая система обычно занимает объем полуэлипсоида. Поскольку в 1 м3 почвы суммарная длина корней для определенной подвойно-привойной комбинации в данных почвенно-климатических условиях и для определен-28 -
ного возраста будет величиной постоянной, то весь объем занимаемый корнями можно принять за 100%.
Для разработки справочника-определителя использован
2
объем полуэлипсоида У0,5 эЛ = -д-лаЬс, занимаемый корне-
х2 У2 г2
вой системой, уравнение элипсоида = 1 и вы-
ведена формула определения процента удаляемой части корней при обработке почвы в междурядьях сада (Р):
Р='аХ(У1-У2-Уз), где
У,=
яНа2
У2 = -
2с
(1-(Нс
Н2
Зс2
/
Н2
с2
+ с:
агс бш
Н
Уз = а2•с
Н п Н2 — (1--3^5) • агс эт
X
№3 ]
н
X агс зт-
2
3
агс
V
гН бае
Н2
•+тх
При разработке и составлении определителя использовано расчетное моделирование с применением ЭВМ для значений, складывающихся в производственных условиях, радиуса проекции кроны (0,5; 1,0; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5; 4 метра), глубины активного корнеобитаемого слоя (0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 0,75; 1; 1,2 метра), расстояния обработки от штамба (0,25 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 метра), глубины обработки (0,1; 0,15 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,4; 0,5 метра) для трех разновидностей почв по механическому составу (тяжелосуглинистых, средне-суглинистых, легкосуглинистых). Программа составлена на языке Фортран. Вычисления проведены на машине ЕС-1055. Для указанных значений в таблицах можно найти % удаленных корней при соответствующей глубине обработки.
Специальными исследованиями нами установлено, что по-
ложительный эффект частичного удаления корней наблюдается до определенных размеров — порогового предела, превышение которого приводит к торможению роста. Для растений, привитых на подвои — сеянцы, таким пределом является 30% удаленных корней от суммарной длины, а для растений, привитых на вегетативно размножаемых подвоях,— 40%. Эти показатели используются для установления возможности обработки почвы в каждом междурядьи или через одно междурядье. Таким образом, в условиях производства, зная исходные параметры по справочнику-определителю легко определить степень подрезки корней в зависимости от глубины обработки и расстояния от штамба, и планировать для каждого квартала сада научно обоснованный рациональный способ обработки, способствующий получению высоких и устойчивых урожаев без дополнительных затрат. Пользование справочником-определителем, несомненно, облегчит труд агрономов, бригадиров, даст возможность избежать возможные ошибки.
Выводы
1. На характер распределения корней яблони в почве влияют тип подвоя, схема посадки и приемы агротехники, а также тип почвы, ее механический состав, мощность генетических горизонтов, их физические и химические свойства. Изучение параметров среды и их воздействие на растение позволяет выявить причины, обусловливающие разное развитие и состояние корней. Это представляет диагностическую ценность при выборе приемов обработки и внесения удобрений в междурядьях сада для оптимизации условии корнеобитаемой среды.
2. Установлена зависимость урожайности яблони от механического состава почвы, которая особенно проявляется на фоне различной водообеспеченности. Так, на серых лесных почвах во влажные годы наиболее благоприятен легкий механический состав, в засушливые — тяжелый суглинок.
3. В садах с хорошо окультуренным пахотным слоем плантажная вспашка с одновременым внесением фосфорно-калийных и органических удобрений позволяет в сравнительно короткий срок создать средне- и высокоокультуренные почвенные слои до глубины плантажа и слабоокультуренный подплантажный слой. Такая обработка и внесение удобрений, особенно органических, способствует накоплению гумуса за счет увеличения наиболее ценной его части — гуминовых кислот, повышает микробиологическую активность почвы. Плантажная вспашка без внесения удобрений способствует увеличению численности грибной микрофлоры и соответст-
венно снижению численности бактерий. При внесении минеральных удобрений на фоне плантажной вспашки численность грибов и бактерий выравнивается, а при внесении одних органических удобрений бактерий больше, чем грибов. При совместном внесении органических и минеральных удобрений численность бактерий в 2—3 раза выше, чем грибов. Таким образом, анализ микробиологической активности почвы также свидетельствует о перспективности глубокой обработки почвы с внесением органо-минеральных удобрений.
4. В результате создания окультуренного слоя почвы на глубине 30—50 см, менее подверженной действию погодных условий, значительно возрастает количество и общая длина активных корней. Внесение органо-минеральных удобрений приводит к увеличению содержания в корнях белкового азо-га и более интенсивному дыханию, что свидетельствует о их высокой метаболической активности.
5. Электронно-микроскопические исследования клеток <орня по пути радиального транспорта позволили выявить эсобенности ультраструктуры сосущих корней, обеспечиваю-дие сокращение пути воды и растворенных веществ к сосу-1ам ксилемы, высокую функциональную активность и лопаточную динамическую прочность корней в естественных местообитаниях.
6. Многолетними исследованиями показано, что частичная юдрезка корней при обработке почвы способствует обра-юванию боле мощной и функционально активной корневой системы, влияет на характер побегообразования и структуру фоны, повышает продуктивность растений. Последействие тодрезки корней при окультуривании почвы проявляется з течение 5—7 лет.
7. Эффективность подрезки корней зависит от времени ее фоведения. Лучшие условия для регенерации обеспечивают-:я при весенней подрезке.
8. С повышением окультуренности почвы повышается по-юговый предел, до которого эффективно удаление корней. Тороговый предел правильнее определять не по толщине :резанных корней, а по протяженности удаляемой их части. 3,ля растений, привитых на подвои — сеянцы, пороговым пределом является 30% удаленных корней от суммарной длины,
1 для растений, привитых на вегетативно размножаемые под-юн,— 40%. В зависимости от этих показателей необходимо :аждый раз устанавливать целесообразность обработки поч-¡ы в каждом или через одно междурядье.
9. Частичная подрезка корней (до 30—40%) у семенных : вегетативно размножаемых подвоев яблони способствует бразованию более мощной и функционально активной коревой системы: увеличивается ее нагнетательная деятель-
ность, причем в большей степени возрастает активный, а не осмотический компонент корневого давления. Восстановление корневой системы происходит за счет временного торможения роста надземной части. После подрезки подача воды корнями снижается, возрастает устьичное сопротивление и водоудерживающая способность тканей листа. Поэтому до восстановления исходного уровня протяженности корней скорость расходования воды растением уменьшается. Ослабление нагнетательной деятельности происходит не пропорционально протяженности срезанных корней, что является проявлением компенсаторных эффектов в деятельности корневой системы.
10. Использование метода меченых атомов позволило обнаружить, что наибольшая удельная активность 32Р, 45Са была у листьев, побегов, активных корней, сформированных после подрезки. Установлено, что у сеянцевых подвоев яблони поглощение 32Р и 45Са выше, чем у вегетативно размножаемых. Распределение этих элементов в подвоях независимо от подрезки также неодинаковое: в корнях сеянцев Антоновки обыкновенной — 80% 45Са и 67% 32Р, у вегетативно размножаемой Парадизки краснолистной — соответственно 52 и 46%.
11. Подрезка корней в полевых условиях повышает поглотительную способность корневой системы, что подтверждается в опытах с использованием меченого фосфора. На вто рой год после подрезки по сравнению с контролем у яблош сорта Лобо, привитой на сеянце Аниса, содержание 32Р в листьях кольчаток и плодушек увеличилось на 30%, г в листьях ростовых побегов и в семенах почти в 2 раза У сорта Антоновка обыкновенная на сеянце Антоновки с про межуточной вставкой клопового подвоя В-9 содержание 32Р в семенах плодов в вариантах с подрезкой корней было в 2! раз выше, а в остальных исследованных органах — в 4—10 раз
12. Частичная подрезка корней яблони и груши без до полнительного внесения удобрений на 2 и 3 полях питомник; вызывает индукцию цветения и плодоношение у 2—3-летию саженцев. Пересчет на гектар (20000 саженцев на га) пока зывает, что у двухлеток можно получить урожай 3—5 т/га у трехлеток — 9—11 т/га, а па вегетативно размножаемы: подвоях — в 1,5—2 раза выше.
13. В садах интенсивного типа положительный эффек подрезки корней на урожайность плодов у яблони на семен ных подвоях проявляется в течение 2-х лет, а у растений привитых на вегетативно размножаемые подвои — 3-х лет.
14. Установлено, что частичная подрезка корней в соче тании с обработкой почвы и внесением органо-минеральны
удобрений способствует повышению урожайности на 20—30% и является экономически эффективным приемом.
15. Выявленные закономерности распространения корневой системы и регенерационной способности корней различных типов подвоев позволили разработать справочник-определитель рациональной обработки почв в садах и рекомендовать ее технологическое обеспечение. Предложенный способ оптимизации условий корнеобитаемой среды не требует дополнительных затрат и позволяет избежать загрязнения окружающей среды.
Рекомендации и предложения производству
1. В системе агротехнических мероприятий для правильного выбора способа обработки почв в садах разработан справочник-определитель рациональной обработки почв в садах, утвержденный на НТС Министерства плодоовощного хозяйства (Москва, 1984; протокол № 1) в качестве рекомендаций. Он позволяет определить степень подрезки корней в зависимости от глубины обработки и расстояния от штамба, научно обоснованно планировать глубину и ширину обработки почвы в междурядьях сада, что способствует получению высоких и устойчивых урожаев без дополнительных затрат.
2. Для обработки почвы использовать лемешные плуги, садовые культиваторы с последовательно установленными дисковыми и черенковыми ножами, а также дисковые плуги.
3. Для повышения эффективности землепользования и стабилизации урожайности плодов во влажные и засушливые годы в регионах с неустойчивым увлажнением под сады необходимо отводить почвы различного механического состава.
Список основных публикаций по теме
1. Груздев Г. И., Пильщиков Ф. Н. Характер распространения корневой системы яблони на лесостепных и дерново-подзолистых почвах. //Докл. ТСХА, 1966, вып. 125, с. 17—21.
2. П и л ь щ и к о в Ф. Н. Метод фотозарисовки корневой системы. // Докл. ТСХА, 1968, вып. 143, с. 61—63.
3. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Влияние плантажной вспашки на рост корней и накопление хлорофилла в листьях яблони. // Изв. ТСХА, 1968, вмп. 6, с. 152—158.
4. Пильщиков Ф. Н. Влияние плантажной вспашки на газообмен в почве и рост корней яблони.//Докл. ТСХА, 1969, вып. 148, с. 37—40.
5. Пильщиков Ф. Н. Анатомическое различие корней яблони различных почвенных горизонтов.//Докл. ТСХА, 1969, выи. 153, с. 67—71.
6. Пильщиков Ф. Н. Влияние полосной плантажной вспашки в междурядьях яблоневого сада на агрохимические свойства почвы.//Докл. ТСХА, 1970, вып. 165, с. 23—27.
7. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Регенерация корней яблони.//Докл. ВАСХНИЛ, 1970, вып. 5, с. 13—16.
8. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Качественная оценка земли для сада. // Садоводство, 1971, Ns 2, с. 13—15.
3
33
9. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Реакция корней яблони на окультуривание почвы.//Изв. ТСХА, 1972, вып. 2, с. 130—140.
10. Пильщиков Ф. Н. Основы плантажной вспашки.//Садоводство, 1973, № 9, с. 19—20.
11. Пильщиков Ф. Н., Игнатьев Н. Н. Поглощение кислорода корнями яблони и почвой. // Изв. ТСХА, 1973, вып. 4, с. 124—129.
12. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Выбор участка под сад. — М.: Колос, 1973,-55 с.
13. К о л е с н и к о в В. А., Пильщиков Ф. Н. Регенерация корней яблони при разном уровне агротехники. Докл. Советских ученых к XIX международному конгрессу по садоводству. М.: Колос, 1974, с. 119—122.
14. Колесников В. А., Пильщиков Ф. Н. Урожайность и качество плодов яблони в зависимости от окультуренности почвы. // Изв. ТСХА, 1974, вып. 2, с. 91—97.
15. Пильщиков Ф. Н., Пильщиков а Н. В. Некоторые особенности ультраструктуры центрального цилиндра сосущих корней яблони. // Докл. ТСХА, 1975, вып. 216, с. 12—17.
16. Пильщиков Ф. Н., Пильщиков а Н. В. Электронномикро-скопическое изучение механической ткани сосущих корней яблони.//Докл. ТСХА, вып. 221, с. 5—10.
17. Пильщиков Ф. Н. Агротехнические основы окультуривания почв в садах.//Докл. ТСХА, 1978, вып. 241, с. 11—16.
18. Пильщиков Ф. Н., Пильщикова Н. В. Регенерация корней различных подвоев яблони. // Изв. ТСХА, 1978, вып. 2, с. 145—150.
19. Пильщиков Ф. Н. Закладка сада. В кн. Плодоводство под ред. Колесникова В. А. —М.: Колос, 1979, с. 262—295.
20. Пильщиков Ф. Н., Мазель Ю. Я. Рост яблони и поступление меченых фосфора и кальция в растения при частичной подрезке корней. //Изв. ТСХА, 1980, вып. 3, с. 121—131.
21. Пильщиков Ф. Н., Пильщикова Н. В. Рост и водообмен яблони при частичной подрезке корней.//Изв. ТСХА, 1982, вып. 2, с. 126— 131.
22. Пильщиков Ф. Н., Мазель Ю. Я. Влияние частичной подрезки корней на рост и плодоношение яблони и поглощение ею фосфора.// Изв. ТСХА, 1982, вып. 4, с. 103—110.
23. Пильщиков Ф. Н., Миропольская И. М., Расторгуева О. В. Влияние плантажной вспашки и удобрений на агрохимические свойства и микробиологическую активность почвы в яблоневом саду. // Изв. ТСХА, 1984, вып. 4, с. 77—82.
24. Пильщиков Ф. Н., Пильщикова Н. В. Регуляция водообмена яблони при частичной подрезке корней. Материалы VII Всесоюзного симпозиума «Регуляция водного обмена растений».—-Киев, 1984, Наукова думка, с. 157—159.
25. П и л ь щ и к о в Ф. Н. О справочнике-определителе рациональной обработки почв в садах. // Плодоовощное хозяйство, 1985, № 3, с. 45—47.
26. Пильщиков Ф. Н., Пильщикова И. В. Ультраструктура сосущих корней яблони. //' Изв. ТСХА, 1986, вып. 2, с. 117—128.
27. Пильщиков Ф. Н. Окультуривание почв в насаждениях яблони. В сб. научных трудов «Питание плодовых растений». М.: 1986, с. 18—24.
28. Пильщиков Ф. Н., Пильщикова Н. В. Адаптационные возможности и продуктивность яблони при частичной подрезке корней. Материалы IV республиканской конференции физиологов и биохимиков Молдавии «Физиолого-биохимические основы повышения продуктивности и устойчивости растений». Кишинев, Штиинца, 1986.— С. 131—132.
29—31. Пильщиков Ф. Н. Корень. Корневая система. Корнеобра-зование. Энциклопедия садоводства, Кишинев, 1990, том 1.
-
Пильщиков, Федор Николаевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Москва, 1990
-
ВАК 06.01.07
- Влияние агроэкологических условий и восстановительных мероприятий на продуктивность и сохранность насаждений яблони
- Привойно-подвойные комбинации саженцев яблони в условиях теплицы
- Повышение эффективности маточников слаборослых клоновых подвоев яблони
- Подбор сорто-подвойных комбинаций для сокращения неплодоносного периода яблоневых насаждений в горной зоне Северного Кавказа
- Хозяйственно-биологическая характеристика иммунных к парше сортов яблони и некоторые приемы их возделывания в лесогорной плодовой зоне Кабардино-Балкарии
