Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины

Дубовик, Владимир Анатольевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины
ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины"

На правах рукописи

ДУБОВИК Владимир Анатольевич

2 7 АВГ 2009

ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ ВОЗРАСТАЮЩЕГО ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТАМБОВСКОЙ РАВНИНЫ

Специальность: 06.01.07-Плодоводство, виноградарство

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 2009

003475595

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» и ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»

Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Трунов Игорь Андреевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Воробьев Вячеслав Филиппович (ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии);

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лебедев Валентин Михайлович (ФГОУ ВПО Нижегородская сельскохозяйственная академия);

доктор биологических наук Замана Светлана Павловна (НИИ сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны РФ)

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Саратовский государственный

аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Защита состоится « 24 » сентября 2009 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.035.01 при ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии по адресу: 115598, г. Москва, ул. Загорьевская, 4, e-mail: vstisp@vstisp.org

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии

Автореферат разослан и выставлен на сайте ВАК РФ «19» июня 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных наук

Л.А. Принева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное состояние садоводства, как отрасли сельского хозяйства в России в целом, так и по основным показателям урожайности, валовому производству всех плодовых и ягодных культур в промышленном производстве, далеко не соответствует научному потенциалу российской садоводческой науки, что отмечается многими исследователями (Потапов и др., 1999). В конце прошлого столетия под садами и ягодниками в России было занято 853 тыс. га, в том числе под семечковыми - 518 тыс. га. К настоящему времени общая площадь плодовых и ягодных насаждений снизилась почти в 1,5 раза, тогда как площадь насаждений в плодоносящем возрасте практически не изменилась. У семечковых она составляет 478 тыс. га. Это свидетельствует о том, что за последние десятилетия площади закладываемых плодовых насаждений постоянно уменьшаются, т.е. не происходит обновления основных средств производства, и они стареют.

По возрастному составу более 50% насаждений яблони и груши имеют возраст до 20 и 35% свыше 30 лет. Доля плодоносящих садов семечковых культур составляет более 70%. Изреженность насаждений колеблется в пределах 10 до 20%, а в некоторых регионах и хозяйствах достигает 80%. Высокая изреженность насаждений является фактором низкой продуктивности садов, что указывает на необходимость периодических бонитировок на основе таксации.

Несмотря на общеизвестные преимущества интенсивных садов на клоновых подвоях, яблоневые сады в России на них занимают около 10 % от общей площади в ЦЧР. В Тамбовской области их примерно в 3 раза больше. Большинство слаборослых садов в Тамбовской области заложено на районированном полукарликовом подвое 54-118, а также имеются сады на перспективном карликовом подвое 62-396.

В условиях изменения антропогенных нагрузок на агроэкосистемы, связанных с усилением техногенных выбросов, сокращения поставок минеральных удобрений сельскому товаропроизводителю, уменьшения поголовья скота, с чем сопряжено сокращение органических удобрений, происходит прогрессирующее падение почвенного плодородия. Все это отражается на усилении отрицательного баланса основных и других химических элементов питания для яблонь, снижает реализацию ими генотипического потенциала.

По указанным причинам садоводство становится всё менее эффективным не только в связи с увеличением затрат на производство плодово-ягодной продукции и её удорожанием, но и со снижением устойчивости плодовых растений к комплексам биотических и абиотических стрессов. Немаловажное значение имеет осознание населением опасности техногенного загрязнения продукции плодоводства.

В сложившейся эколого-экономической ситуации актуальным является теоретическое и экспериментальное обоснование формирования интенсивных яблоневых насаждений при производстве нормативно экологически безопасной продукции.

Цель исследований - теоретическое и экспериментальное обоснование формирования интенсивных яблоневых насаждений при производстве нормативно безопасной продукции.

В связи с поставленной целью определены задачи исследований:

1. Обобщить состояние интенсивных насаждений яблони, роль защитных насаждений в садоводстве, агроэкологическое состояние почв и задачи стабилизации плодородия.

2. На основе почвенно-климатических условий дать агроэкологическую оценку размещения интенсивных насаждений на территории Тамбовской равнины.

3. Выявить роль почвенных условий, садозащитных полос на свойства почвы, рост и развитие, особенности продуктивности сортов разного возраста в связи с задачами производства экологически нормативных плодов.

4. Оценить экологические аспекты использования средств химизации.

5. Показать особенности аккумуляции биогенных элементов и тяжелых металлов, их содержание и роль в системе «почва-растение».

6. Наметить особенности совершенствования нормативных требований к почвам при выращивании экологически безопасных плодов яблони.

7. Провести анализ загрязнителей почв и растений.

8. Установить связь химических элементов почвы с заболеваемостью населения.

9. Обосновать экономическую эффективность возделывания интенсивных насаждений яблони в условиях Тамбовской равнины.

10. Разработать проект требований к почвам с учетом производства яблок для детского и лечебно-профилактического питания взрослого населения.

Научная новизна работы. Установлено, что урожайность яблони зависит от подтипа почв и активности аккумуляции поллютантов (преимущественно свинца и мышьяка) яблоками. Показано, что на территории Тамбовской равнины преобладающими материнскими породами являются карбонатные лессовидные глины и суглинки. Наличие кальция способствует накоплению гумусовых веществ в почвах и препятствует вымыванию органических соединений в нижележащие горизонты. Доказано, что к наиболее садопригодным относится чернозем выщелоченный, чернозем типичный и темно-серые лесные почвы. Содержание гумуса в черноземах Тамбовской равнины снижается от 7,6 до 4,2% в корнеобитаемом слое почвы плодовых насаждений при продвижении с юга на север, а реакция почвенного раствора изменяется от близко к нейтральной до силыгокислой.

Уточнена экологическая роль садозащитных лесных полос. Показано, что они способствуют оптимизации температуры и водного режима сада, но снижают продолжительность освещения в первых рядах яблонь от смежных с ними рядов на северной стороне квартала в среднем до 77,6%, на южной - до 22.4%, на западной - до 46,5%. Установлено, что коэффициент корреляции между активностью корневой системы и продуктивностью фотосинтеза варьирует в пределах от 0 25 до 0,89. Он выше у слаборослых подвоев, чем у силыюрослых. Зависимость между активностью корней и продуктивностью фотосинтеза в значительной степени определяется привитым сортом. Для яблони сорта Мелба характерна нелинейная

связь, для сорта Коричное полосатое - линейная. По форме связи Антоновка обыкновенная ближе к Коричному полосатому, Оранжевое - к Мелбе. Более высокая степень подмерзания отмечается на серых лесных почвах, меньше - на черноземе выщелоченном. Большинство сортов яблони на полукарликовом подвое 54118 за 20 лет плодоношения характеризуются как ре1улярно плодоносящие, имеющие индекс периодичности - 0,27.

Радиационная ситуация в пределах Тамбовской равнины находится на безопасном уровне, но некоторые подтипы почв отличаются высокой загрязненностью тяжелыми металлами и мышьяком. Поллютанты и эссенциальные элементы в почвах северной части региона располагаются в следующей возрастающей последовательности: Cd < Mn < Zn < Си < Pb < Ni, а в южной - Cd < Zn < Mn < Си < Pb < Ni. Содержание кадмия и свинца в черноземно-луговой почве приближается к ПДК. Повышенная кислотность почвы, пониженный рельеф, заросшие садозащитные полосы, снижение уровня агротехники, нерациональное применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней и грызунов способствуют увеличению накопления тяжелых металлов и мышьяка в листьях и плодах. Тяжелые металлы, содержащиеся в удобрениях, не оказывают существенного влияния на загрязнение почв.

Количество опасных элементов в почве и растениях отличается в зависимости от типа, подтипа, гранулометрического состава почв, а даже сортовых особенностей яблони. Впервые установлено, что на всех подтипах черноземов содержание тяжелых металлов и мышьяка в листьях яблони больше, чем в плодах. Абсолютное содержание этих элементов в почве всегда больше, чем в листьях и плодах. Доказано, что плоды, выращенные на типичном и выщелоченном черноземах Тамбовской равнины, по содержанию тяжелых металлов и мышьяка относятся к экологически безопасной продукции сада.

Практическое значение работы и реализация ее результатов. Разработанные новые теоретические и практические положения и выявленные закономерности позволяют на научной основе проводить выбор почв под закладку новых интенсивных яблоневых насаждений с целью производства экологически безопасных плодов яблонь. Показано, что районированные сорта яблони в сочетании со слаборослыми подвоями обеспечивают высокую экономическую и экологическую эффективность в условиях Тамбовской равнины. Обоснована возможность использования листьев яблони в качестве тест-объекта для контроля техногенного загрязнения почв и плодов. Для блокирования в почве подвижности тяжелых металлов и насыщения почв кальцием рекомендуется применение кальцийсодержа-щих соединений (карбонат кальция, дефекат, фосфогипс, внесенные по 5 т/га). Для увеличения емкости поглощения целесообразно внесение в почву цеолита - кли-ноптилолита в дозе 15 т/га.

Разработан проект нормативных требований по содержанию тяжелых металлов и мышьяка в черноземных почвах при производстве экологически безопасной продукции в интенсивных яблоневых насаждениях. Рекомендации по технологии выращивания слаборослого интенсивного сада в средней зоне садоводства Российской Федерации позволили СПК «Дубовое», ЗАО «Агрофирма 15 лет Октяб-

ря» на 10-й год получать 250-300 ц/га и более товарных, экологически нормативных плодов яблони.

В 1994 г. Указом Президента РФ от 10 января за № 1187 сотрудникам Мичуринского ГАУ за селекцию зимостойких слаборослых подвоев яблони, их размножение и технологии возделывания интенсивных садов присуждена Государственная премия Российской Федерации. Разработки, внедренные в производство, неоднократно отмечались медалями и дипломами ВВЦ России (ВДНХ СССР).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и публиковались в материалах Международных конференций по проблемам: «Потенциал продуктивности сортов и насаждений яблони» (Москва, 1998), «Слаборослое садоводство» (Мичуринск, 1999), «Научные основы устойчивого садоводства России» (Мичуринск, 1999), «Новые сорта и технологии возделывания плодовых и ягодных для садов интенсивного типа» (Орел, 2000), «Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции» (Мичуринск, 2007), «Realizan §i perspective in horticultura, viticultura, vinificatie §i silviculturä"consacrat aniversärii а 100 ani de la najterea profesorului universitär Gherasim RUDI (1907-1982) 1-2 martie 2007» (Кишинев, 2007), «Реалии 21 века в свете учения В.И. Вернадского» (Тамбов, 2007), на научно-практической конференции РАН «Здоровье для здорового человека» (Мичуринск, 2007), на межрегиональных научно-практических конференциях: «Современные проблемы отрасли растениеводства и их практическое решение» (Мичуринск, 2006, 2007), «Вопросы современной науки и практики» (Тамбов, 2008),"Agricultura modemä-realizäri регересйуе"(Кишинев, 2008), «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии» (Иркутск, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 работы в форме монографий, научных статей, рекомендаций производству, учебных пособий с грифом УМО, в том числе 9 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и рекомендаций, изложена на 370 страницах текста, содержит 52 таблицы, 31 рисунок. Список литературных источников включает 475, из них 50 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Роль насаждений яблони на клоповых подвоях в создании садов интенсивного типа

В этом разделе рассматривается история проблемы, анализируются формы карликовых подвоев, различающиеся между собой по производственно- биологическим особенностям. Показано, что возрастные изменения, происходящие в плодовых деревьях, затрагивают множество различных биологических и биохимиче-

ских процессов, протекающих в растениях. Анализируются зимостойкость, причины зимних повреждений яблонь и факторы, влияющие на плодоношение.

1.2. Роль защитных насаждений в садоводстве

Анализируются литературные сведения о роли защитных насаждений. Показано, что истоки изучения этого вопроса уходят в глубокую древность. Рассматривается вклад И.И. Шатилова, К.А. Тимирязева, В.В. Докучаева и других ученых в развитие проблемы садозащитных насаждений. Их роль анализируется в географическом аспекте. Отмечается сравнительно невысокая площадь плодовых культур, находящихся под защитой лесных деревьев. Показаны противоречия в представлениях об оптимальном размещении ветроломных лесных полос, их влиянии на микроклимат сада и урожай.

1.3. Агроэкологическое состояние почв и задачи стабилизации их плодородия

Отмечается, что основной экологической функцией почв является способность их в текущее время и в обозримом будущем без отрицательных последствий обеспечивать формирование полноценных, устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Если в недалеком прошлом, черноземные почвы, составляя около 7% всей площади России, производили более половины всей продукции растениеводства, в настоящее время они снизили свой потенциал почти в два раза. Это связано с воздействием на почву массированных современных антропогенных и техногенных нагрузок, что приводит к высокой степени их деградации. Одним из опаснейших, негативных результатов взаимодействия человека с природой является глобальное загрязнение окружающей среды. На основе проведенного анализа обосновывается необходимость обследования земель сельскохозяйственного назначения с целью выявления степени заражения радионуклидами и тяжелыми металлами.

1.4. Урожайность яблони в связи с почвснно-климатическнми условиями и задачами производства экологически безопасных плодов яблони

В этом разделе дается обоснование целесообразности изучения садопригод-ности почв, ее влияния на архитектонику корней. Анализируются последствия дефицита воды, как одного из факторов, угнетающих фотосинтез, и влияния грунтовых вод на развитие корневой системы. Рассматриваются связи между загрязнением почв, урожайностью и качеством сельскохозяйственной продукции.

ГЛАВА 2. ИОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, МЕТОДОЛОГИЯ, МЕТОДИКА, ПРЕДМЕТ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Почвенно-климатические условия региона исследований

В этом разделе дана природно-климатическая характеристика Тамбовской равнины. Наибольшее внимание отводится Тамбовской области. Приводятся сведения о климате, водонасыщенности почвенного профиля, запасах воды в снеге и др.

2.2. Происхояедение и гранулометрический состав основных почв

Рассматриваются гипотезы происхождения черноземов (их морская, болотная и растительно-наземная природа), материнские породы и почвенный покров Тамбовской области. Показано, что в Тамбовской области преобладают чернозёмные почвы. На их долю приходится 96,1 % общей площади сельскохозяйственных угодий, в том числе типичных чернозёмов - 28,6 %, выщелоченных - 62,8 %. Генетический профиль черноземов характеризуется мощным гумусово-аккумулятивным горизонтом, отсутствием перераспределения ила и гидроксидов железа и алюминия по профилю почвы, постепенным снижением гумусированности к материнской породе и неизменной почвообразующей породой.

2.3. Геоморфологические районы и природные комплексы

В Тамбовской области выделяется семь геоморфологических районов: 1) до-линно-балочного рельефа, занимающий западную часть области; 2) бапочно-овражного рельефа водораздела Цна-Дон, занимающий водораздельные плато и верхние части водораздельного склона, обращенного к реке Цна и рекам Ворона и Савала (бассейна реки Дона); 3) овражно-балочного рельефа бассейна реки Серп (левого притока реки Цны), расположенный севернее устья реки Челновой; 4) овражного рельефа средней части бассейна рек Кашмы, Савалы и правобережья Вороны, расположенный на склонах наиболее приподнятой в пределах области части водораздела Ока-Дон; 5) балочно-долинного рельефа верхней части бассейна реки Вороны, расположенный на востоке области; 6) балочного рельефа крайнего юго-востока области, расположенный южнее предыдущего района по левобережью реки Вороны (к югу от реки Карай); 7) район слегка всхолмленного малоовражного рельефа аллювиальной равнины правобережья реки Цны, расположенный к северу от реки Лесной Тамбов.

Область располагается в пределах лесостепной зоны умеренного пояса. Для неё характерно широкое распространение эрозионных форм рельефа, почти равное количество выпадающих осадков и влаги, которая может испаряться с поверхности открытых водоёмов (нейтральное увлажнение), совместное произрастание лесов и степей по водоразделам на серых лесных почвах, чернозёмах выщелоченных и типичных.

2.4. Таксация и бонитировка яблоневых насаждений

Устойчивость садоводства зависит от устойчивости сада, первичного элемента в нём - квартала и участков, занятых конкретными сортами на определённых подвоях. Многолетняя урожайность зависит от подвоев, сортов, сорто-подвойных комбинаций, их генотипических особенностей, а также сохранности здоровых, нормально развитых деревьев под влиянием комплексов условий внешней среды, в том числе в стрессовые годы и периоды. В этой связи оценка садов на состояние деревьев разных сортов в них к определённому возрасту имеет и научное, и практическое значения.

Таблица 1. Бонитировка сортов яблони на основе таксации

№ п.п. Сорт Возраст деревьев, лет Схема посадки, м Всего посадочных мест, шт. Нормально развитых деревьев, шт. Бонитет сорта, баллов Класс бонитета нование класса, бонитет

Осенние сорта

1 Коричное полосатое 27 6x4 1160 1026 88 I высокий

2 Боровинка ананасная 26 6x4 1055 907 86 I высокий

3 Тамбовское 18-27 6x3-4 2481 2164 87 I высокий

4 Спартак 16 6x3 349 284 86 1 высокий

5 Пепин шафранный 17-22 6x3-4 1603 1247 78 II хороший

б Жигулевское 18-27 6x3-4 2740 2249 82 II хороший

7 Антоновка обыкновенная 22-27 6x4 8880 7668 86 I высокий

Средние и суммы 16-27 6x3-4 2=18268 2=15545 85 И хороший

Зимние сорта

8 Северный синап 16-27 6x3-4 10520 9020 86 I высокий

9 Уэлси 16-27 6x3 8072 5446 67 III удовлетв.

10 Ренет Черненко 26-27 6x4 2417 2128 88 I высокий

11 Богатырь 16 6x3 648 580 89 I высокий

12 Витязь 17 6x3 640 543 85 хороший

13 Лобо 17 6x3 638 453 71 II хороший

14 Победа 27 6x4 352 326 93 I высокий

15 Спартан 17 6x3 336 260 77 II хороший

16 Оранжевое 26-27 6x4 3025 2631 87 I высокий

Средние и суммы 16-27 6x3-4 1=27432 2=22303 81 II хороший

Нами проведена оценка ряда сортов зимних и осенних сроков созревания плодов, достаточно широко распространённых в промышленном садоводстве средней полосы России. Всего таксационно-бонитировочной оценке подвергнуто более 50 тысяч деревьев разных сортов на площади более 150 гектаров садов в учхозе «Комсомолец», СПК «Дубовое» Петровского района, «Кочетовское» и «Зелёный Гай» Мичуринского района Тамбовской области.

В табл. 1 приведены данные о таксационно-бонитировочной оценке 16 сортов яблони на полукарликовом подвое 54-118, в т.ч. 9 сортов зимнего сорта созревания и 7 сортов - осеннего. Эти данные свидетельствуют о том, что наиболее высоким бонитетом отличались сорта Победа - 93 балла, Богатырь - 89, Коричное полосатое - 88, Ренет Черненко - 88, Оранжевое и Тамбовское - 87, Антоновка обыкновенная и Северный синап - 86 баллов. Они оцениваются I классом бонитета -«высокий».

Сорт Лобо (71 балл) скорее может быть отнесён к III классу бонитета с удовлетворительной оценкой, чем ко II, как показано в таблице, поскольку он по таксационной оценке стоит ближе к III классу, а сорт Уэлси имеет средний бонитиро-вочный балл 67 и относится к III классу бонитета с оценкой «удовлетворительно».

2.5. Методология и методы исследований

Методология исследований процессов в агроэкосистеме сада основана на системном и комплексном подходе, который заключается в изучении объекта как системы с многообразными связями, объединенными в единое целое. Комплексная оценка биотических и абиотических составляющих агроэкосистему сада позволяет объективно и надежно разработать ряд теоретических и практических положений, определяющих более полную реализацию насаждений сада в количестве и качестве продукции. В агроэкосистеме сада изучались: экотип, включающий подсистемы - тип и подтип почвы, климатические условия, микроклимат сада, аккумуляция биогенных элементов, тяжелых металлов и других загрязнителей почв, биоценоз с подсистемой - плодовые растения, садозащитные насаждения. Через их взаимодействие определена хозяйственная продуктивность и степень экологической безопасности выращиваемых плодов.

При возрастающем техногенном загрязнении агроценозов яблони и снижении ее продуктивности, методология создания высокопродуктивных насаждений путем определения оптимальных условий реализации биологического потенциала сорта предусматривает и определяет:

• роль природно-климатических условий в обеспечении стабильности плодоношения яблони в условиях отсутствия стрессоров, связанных с естественными оптимальными температурными режимами погодных условий (низких температур в зимний период, возвратных поздневесенних морозов и засухи в период вегетации);

• почвенное плодородие и его особенности (мощность гумусового горизонта, физические свойства почвы, обеспечение почв основными элементами питания);

• использование высокопродуктивных, зимостойких районированных и перспективных сортов;

• наличие подвоев (в первую очередь клоповых подвоев) для яблони, совместимых с сортом и способствующих раннему вступлению в пору плодоношения, реализации биологического потенциала сорта по продуктивности и качеству плодов;

• формирование кроны в период роста и обрезки деревьев в период плодоношения и роста с целью поддержания их оптимальной продуктивности;

• установление оптимальных схем посадки деревьев;

• размещение садов по склону с учетом его продуктивного использования;

• поддержание садов с оптимальной численностью посаженных раннее деревьев;

• рациональное размещение садозащитных лесных полос и ветроломных линий;

• система содержания почв в саду с учетом почвенно-климатических условий: способы содержания почвы в саду и обеспечение стабильного питания деревьев

яблони для реализации биологического потенциала сорта;

• повышение качества плодов (снижение загрязнения плодов тяжелыми металлами) в условиях техногенного загрязнения окружающей среды;

• регулирование водного режима почвы в саду (снегозадержание, протипо-эрозионные мероприятия, в засушливый период организация полива);

• контроль численности вредных организмов в садах и организация защитных мероприятий;

• при угрозе поздних весенних заморозков организация мероприятий для снижения их отрицательного воздействия на дерево.

Данная методология предусматривает учет возраста насаждений (периодов: роста, роста и плодоношения, плодоношения, плодоношения и роста) и состояние насаждений (ликвидация сада при непродуктивном его содержании или восстановление продуктивности с обеспечением экономической эффективности его использования). Такое ведение яблоневых садов в условиях Тамбовской равнины может обеспечить получение стабильного урожая более 30 т/га.

Исследования выполнены в основном на слаборослых насаждениях яблони, включая районированные и перспективные сорта для Тамбовской равнины. Основные полевые опыты проведены в северо-западной части Тамбовской равнины, в остальных частях ее дополнены с использованием экспедиционных, полевых и лабораторных методов исследований. Статистический метод использован при установлении корреляционных связей между содержанием химических элементов почвы и заболеваемостью населения.

Наблюдения за состоянием, ростом и плодоношением яблони проводили в полевых опытах на районированном сортименте, привитом на клоповых и семенных подвоях в соответствии с программно-методическими указаниями Всероссийского НИИ садоводства им. И.В. Мичурина (1979, 1980), программно-методическими рекомендациями по рациональному использованию земельных ресурсов и разработки систем почвозащитных мероприятий в садоводстве (1980), рекомендациями НИЗИСПН (Принева, 1979) и др.

В основу работы по оценке почв под яблоневые насаждения были положены рекомендации Почвенного института им. В.В. Докучаева (1984), работы Л.А. Гришиной (1986). При агроэкологической оценке почв сада использовали рекомендации В.А. Кирюшина, А.Г. Иванова (2005).

Анализы почв и растений выполнены по общепринятым стандартным методикам, изложенным в ГОСТах, сборниках «Агрохимические методы исследования почв» (1975), «Методы оценки качества растительной продукции» (1983).

Эколош-токсикологическое обследование почв проведено в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв, земель сельскохозяйственного назначения» (2003). Отбор почвенных образцов проведен согласно ГОСТу №28168-89. «Почвы. Отбор проб».

Тяжелые металлы определяли в соответствии с «Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий» (М ЦИНАО 1992-1993).

Показатели по оценке радиологического состояния почв определялись в соответствии с «Методическим указанием по проведению локального мониторинга на реперных участках» (1993).

Определение содержания Сз-137 в почвенных образцах проводилось по «Методике экспрессного радиометрического определения по гамма-излучению объемной и удельной активности радионуклидов цезия в воде, почве, продуктах питания, продукции животноводства и растениеводства» (1990), ОСТ 10 071-95.

Кальциевый режим рассмотрен в системе "почва-растение". Содержание обменного кальция в почве определяли тригонометрическим методом. Активность кальция определяли потенциометрическим методом с использованием ионоселек-тивного электрода "ЭКОМ-Са". Измерения проводились в почвенной пасте при разведении почвы водой 1:0,5 (Крупский, Александрова, Губарева, 1975). Для анализов применяли рН-метр-иономер ЭКОТЕСТ-120.

В работе были использованы методы "анализа прядей корней" (Муромцев, 1969, Трунов, 1998). Химический анализ растительного материала проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии (Ермакова, Арасимович, Ярош и др., 1987). Водный дефицит листьев и корней определяли методом насыщения растительных образцов, водоудерживающую способность - методом "искусственного завядания" (Слейчер,1970), влажность почвы и расчёты поливных норм - по методике Ю.А. Маркова (Марков, 1985).

ГЛАВА 3. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ЧЕРНОЗЕМЬЯ ДЛЯ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ САДОВОДСТВА

3.1. Районирование садоводства России

На территории России выделено три региона:

1. Регион промышленного плодоводства, виноградарства и чаеводства, а также возделывания цитрусовых культур.

2. Регион промышленного ягодоводства и ограниченного плодоводства.

3. Регион дикорастущих ягодных форм, культурного ягодоводства и рискованного плодоводства.

Территория ЦЧР лежит в пределах двух крупных форм микрорельефа: Среднерусской возвышенности и Тамбовской равнины. Условия рельефа сказываются на распределении влаги, тепла, что отражается на формировании различных классификационных разновидностей черноземов. На ровных платообразных частях водораздела образуются черноземы всех подтипов, на склонах - смытые их разновидности, а в пониженных элементах рельефа - черноземы выщелоченные, осолоделые, глубоковскипающие, на повышенных местах - черноземы карбонатные.

Всю северную половину Тамбовской области занимают выщелоченные и сла-бовыщелоченные черноземы с хорошими физическими свойствами и при осуществлении соответствующего комплекса агромероприятий могут обладать высоким эффективным плодородием. В южной части Тамбовской и северной части Воронежской и Белгородской областей наибольшее распространение получили типич-

ные мощные, среднемощные, а также выщелоченные черноземы, которые богаты гумусом (7-8%).

В Центрально-Черноземных областях широко распространены лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы. Характерный признак этих почв - близость к поверхности грунтовых вод. Черноземные почвы в зоне занимают более 10 млн. га или 70,7% общей площади земель, в том числе 9,3 млн. га пашни (84,3%). Прослеживается четкая дифференциация расположения определенных подтипов черноземов по мере нарастания континентальное™ климата с северо-запада на юго-восток. Среди черноземных почв наибольшим потенциальным плодородием обладают типичные, которые по ЦЧЗ занимают свыше 5 млн. га (Система управления плодородием почв..., 1996).

Следовательно, черноземы ЦЧР России в современных экологических условиях, несмотря на их деградацию, приемлемы для большинства сельскохозяйственных культур, в том числе и для интенсивных яблоневых насаждений.

3.2. Краткая морфологическая характеристика почв Тамбовской области

Черноземы типичные. Они преобладают в южной зоне (66 %) и в центральной зоне (19,8 %); отличаются четко выраженными морфологическими признаками чернозёмообразования. Это накопление гумуса, биофильных элементов в верхней полуметровой толще, неглубокое залегание карбонатов, отсутствие перераспределения коллоидов по профилю. В пахотном слое содержится азота легко-гидролизуемого от 60 до 80 мг/кг почвы. Здесь фосфора, извлекаемого 0,5Н раствором уксусной кислоты - от 10 до 20 мг на 100 г почвы, обменного калия - от 10 до 30 мг/100г почвы, что свидетельствует о хорошей обеспеченности почв основными питательными веществами для зерновых культур.

Обеспеченность обменными основаниями в пахотном слое почвы составляет 35-45 мг-экв. на 100 г почвы. Поглощенные катионы представлены от 85 до 90 % кальцием и магнием, их отношение в ППК составляет от 10 : 1 до 8:1. Все это благотворно влияет на формирование зернистой структуры почв. Типичные чернозёмы считаются лучшими почвами по их плодородию, поэтому па них возделы-ваются все сельскохозяйственные культуры, включая и требовательные к высокому уровню содержания питательных веществ.

Чернозёмы выщелоченные. Они занимают в северной зоне 72,9 % площади пашни, центральной - 65,9 % и южной - 24,1 %. Чернозёмы выщелоченные характеризуются отсутствием в гумусовом горизонте карбонатов, поэтому главным их диагностическим признаком является глубина вскипания карбонатов от HCl в материнской породе. Ёмкость поглощенных оснований 33-43 мг-экв. на 100 г почвы вверху и 25-30 мг-экв. на 100 г почвы в подгумусовых горизонтах. В поглощенных катионах преобладает, в основном, кальций, содержание которого вниз по профилю, также как и гумуса, уменьшается, реакция почв слабокислая.

Черноземы оподзоленные. Эти почвы локально распространены, преимущественно в северной зоне. Они характеризуются значительной аккумуляцией органического вещества, с большей степенью проявления дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, слабокислой реакцией почвенного раствора. В них появляется кремнезёмистая присыпка, в нижней части гумусово-

аккумулятивного горизонта отмечаются затёки глины, ила, гидроокиси железа. Для данного подтипа чернозёмов характерно наличие не вскипающей прослойки в 50-70 см между нижней границей гумусового горизонта и карбонатным горизонтом, а также белесоватой присыпки по граням структурных отделъностей. Чернозёмы оподзоленные в Тамбовской области занимают небольшие площади и распространены мелкими участками в северной подзоне среди чернозёмов выщелоченных. Профиль чернозёма оподзоленного имеет следы интенсивной жизнедеятельности почвенной биоты.

Сумма обменных оснований достигает 25-30 мг-экв. на 100 г почвы в пахотном слое и постепенно снижается до 22-24 мг-экв. на 100 г почвы на глубине 80-90 см. Чернозёмы оподзоленные легкосуглинистого гранулометрического состава беднее поглощенными основаниями. Надкарбонатная часть профиля имеет кислую или слабокислую реакцию при степени насыщенности основаниями 80-85 %. С глубины 90-100 см реакция становится нейтральной. Чернозёмы оподзоленные, как правило, средне обеспечены подвижными формами азота, фосфора и калия.

Лугово-чернозёмные почвы. Эти почвы расположены преимущественно в южной и центральной зонах. Формируются они при постоянном воздействии поч-венно-грунтовых вод, залегающих на глубине 2-4 м и периодическом поверхностном дополнительном увлажнении. Значительные площади их сосредоточены в То-каревском, Жердевском, Мордовском и Петровском районах Тамбовской области. Морфологически они сходны с чернозёмами.

Лугово-чернозёмные солончаковые почвы южных районов Тамбовской области содержат легкорастворимые соли бикарбонатов кальция, магния и натрия, а также хлориды и сульфаты. Степень насыщенности основаниями высокая. Обеспеченность растений подвижными формами азота, фосфора и калия от средней до высокой. Реакция почвенной среды от нейтральной до щелочной. Важной особенностью лугово-чернозёмных почв является хорошее увлажнение за счет грунтовых вод, в связи с этим урожайность сельскохозяйственных культур в засушливые годы на этих почвах выше, чем на чернозёмных, расположенных на водоразделах. Лучший водный режим обеспечивает лугово-чернозёмным почвам повышенное плодородие.

Лугово-чернозёмные солонцеватые почвы. К лугово-чернозёмным солонцеватым почвам относятся чернозёмные почвы, формирование которых связано с дополнительным грунтовым или смешанным (поверхностным и грунтовым) увлажнением. Они распространены на недренированных равнинах, понижениях рельефа с близкими грунтовыми водами. Формируются при периодическом поверхностном и постоянном капиллярном увлажнении почвснно-грунтовыми водами, залегающими на глубине 3-4 м. Профиль почвы постоянно переувлажнен. По свойствам ближе стоят к лугово-чернозёмным солонцам. По характеру засоления и по содержанию обменного натрия они сходны с соответствующими подтипами луговых солонцов.

Серые лесные почвы. Эти почвы занимают около 70 тыс. га сельскохозяйственных угодий Тамбовской области. Они имеются преимущественно в Моршан-ском, Рассказовском, Бондарском, Сосновском и Мичуринском районах, сформировались под широколиственными лесами. -

По содержанию гумуса, мощности гумусового горизонта и физико-химическим свойствам они подразделяются на подтипы: светло-серые, серые и темно-серые.

Светло-серые лесные почвы. Эти почвы сформированы в Тамбовской области только на песках и супесях, подстилаемых суглинками, и поэтому обладают легким гранулометрическим составом. Светло-серые лесные почвы характеризуются плитчатой структурой гумусово-элговиального горизонта, плотным иллювиальным горизонтом с призматической структурой.

На глубине около 1,5 м происходит смена пород, и в составе механических фракций увеличивается количество глинистых частиц. Эти слои более тяжелого гранулометрического состава играют положительную роль, задерживая просачивающуюся влагу из верхних горизонтов. Светло-серые лесные почвы - это наиболее бедные почвы области. Они малогумусированы. Среднее содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 1,5 до 3,0 % и книзу убывает очень быстро, а в связи с этим бедны азотом. Они характеризуются кислой реакцией, слабо насыщены основаниями, обладают низкой ёмкостью поглощения и по запасам подвижных питательных веществ относятся к категории низко обеспеченных.

Тёмно-серые лесные почвы. Эти почвы характеризуются значительной аккумуляцией органического вещества, меньшей степенью проявления дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, кислой реакцией почвенного раствора. По своему строению, составу и свойствам приближаются к чернозёмам оподзоленным. Мощность гумусового горизонта у них достигает 50-60 см, белёсая присыпка в нём выражена слабо, оподзоленный горизонт А1А2 обычно отсутствует. Гранулометрический состав этих почв различен, поэтому они разнообразны по химическому составу и физико-химическим свойствам. Супесчаные разновидности содержат 3-3,5 % гумуса в пахотном слое и около 2,5 % в подпахотном. Глубже количество гумуса постепенно уменьшается. Почвы характеризуются низкой степенью насыщенности основаниями по всему профилю (64-73 %), а также плохо обеспечены подвижным фосфором и средне - калием.

Тёмно-серые лесные почвы тяжёлого гранулометрического состава отличаются более высоким плодородием. У них больше гумуса (4-5 %) в пахотном слое и в глубину он распределяется равномернее. Эти почвы содержат 20-25 мг-экв. поглощённых оснований, а степень насыщенности их колеблется от 75 до 90 % в пахотном слое. Реакция темно-серых пахотных почв обычно слабокислая, реже среднекислая.

В северных районах области распространены более кислые почвы. В южных районах кислотность их уменьшается. Подвижным фосфором чаще всего они обеспечены слабо, реже - средне, обеспеченность калием средняя. Учитывая кислотность серых лесных почв, удобрения следует вносить после известкования. Существенное значение для повышения плодородия имеет регулирование их водного режима.

Аллювиальные почвы. Эти почвы занимают незначительную часть сельхозугодий (0,12%), распространены по поймам рек. При продолжительном паводке происходит застой воды, ведущий к заболачиванию, при непродолжительном - к остепнению, поэтому солевой профиль и свойства почв неустойчивы. Почвы ха-

растеризуются биогенным накоплением в верхних горизонтах азота и фосфора. Содержание гумуса колеблется от 4 до 8 %.

Аллювиапьно-дерновые почвы. Эти почвы занимают наиболее возвышенные участки пойм рек, характеризуются более лёгким гранулометрическим составом. Здесь наиболее чётко выражена слоистость, которая обусловлена пойменным режимом. Гумусовый горизонт маломощный и слабо выражен, с невысоким содержанием гумуса и азота, количество зольных элементов зависит от минералогических аллювиальных отложений. Почвы на склонах южной экспозиции наиболее пригодны для возделывания винограда, ранних овощных культур.

Аллювиалъно-болотные почвы. Они расположены в притеррасных понижениях пойм рек, а также могут быть приурочены к участкам центральной поймы с близким залеганием грунтовых вод и длительным застоем паводковых вод (блюд-цеобразным западинам, лиманам, периферии пойменных озер и стариц). Формируются в условиях длительного поверхностного и избыточного грунтового увлажнения на породах тяжелосуглинистого и глинистого гранулометрического состава под болотно-луговой растительностью. Почвенно-грунтовые воды в течение года не опускаются ниже 1 м. Водный режим неустойчив. В годы с малым паводком почвы пересыхают и засоляются, с большим - развитие их идет по болотному типу с накоплением органического вещества в виде торфа или иловато-перегнойной массы, а также развитие интенсивного ошеения и гидрогенной аккумуляции веществ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Черноземы охватывают различные типы почв. Однако далеко не все они пригодны для ведения садоводства. Положительные характеристики - глубокий гумусовый горизонт, достаточная обеспеченность элементами питания, но при недостатке влаги они малопродуктивны. Поэтому при выделении необходимых земель под интенсивный сад необходимо создавать оросительные системы, т.к. у деревьев на клоновых подвоях отмечается неглубокое размещение корневой системы. Кроме того, целесообразно предусмотреть и сохранение стока воды при снеготаянии, - это позволит предотвратить водную эрозию почвы. К тому же, черноземы подвержены оврагообразованию.

ГЛАВА 4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯБЛОНИ

4.1. Роль подвоя

Полученные на кафедре плодоводства Мичуринского государственного аг-роуниверситета клоновые подвои для яблони были изучены в учхозе «Комсомолец» при выявлении продуктивности различных сортов. В учхозе «Комсомолец» средняя урожайность 16 сортов за 11 лет плодоношения составила: на карликовых подвоях - 222 ц/га, полукарликовых - 214 ц/га, сильнорослых - 115 ц/га. За первые 5 лет плодоношения, начиная с 3-4 года после посадки сада, на карликовых подвоях средняя урожайность по сортам Мечта, Красавица сада, Конфетное, Па-пировка, Коричное полосатое, Антоновка обыкновенная, Боровинка, Спартак, Ренет Черненко, Победитель, Лобо и другие составила 120-150 ц/га. За вторые пять

лет плодоношения - 150-200 ц/га и более. По сортам Мелба, Дружба, Боровинка ананасная, Жигулёвское, Мартовское, Пепин шафранный, Северный синап, Уэлси и другие за первые 10 лет плодоношения урожайность была в среднем на уровне 200-250 ц/га и более.

Позднее, здесь же, была изучена продуктивность яблони (в опыт включены различные сорта) на подвоях, полученных на кафедре плодоводства Мичуринского государственного агроуниверситета. В качестве контроля был взят сильнорослый семенной подвой Антоновка обыкновенная.

На парадизке Будаговского за первые пять лет плодоношения по сортам Мартовское, Оранжевое, Победитель, Коричное полосатое, Жигулёвское, Июльское, Дружба и другим получены урожаи на уровне 100-150ц/га. На этом же подвое по сортам Пепин шафранный, Северный синап, Уэлси, Антоновка обыкновенная, Тамбовское, Фиолетовое, Мелба - 150-200ц/га, Звёздочка, Золотая осень, Боровинка ананасная —200-250 ц/га. При использовании парадизки Будаговского в качестве вставки 9 - 12-летние деревья сортов Северный синап и Оранжевое дали урожай 229,4-248,3 ц/га.

Карликовый подвой яблони 62-396 по разным сортам обеспечил получение средних урожаев на 4-8-й годы после посадки на уровне 100-120ц/га, тогда как на сильнорослых семенных подвоях те же сорта за это время дали в несколько раз меньшие урожаи.

Подвой 57-491 хорошо совместим с сортами средней зоны. Деревья начинают плодоносить на 3-4 год после посадки, быстро наращивают урожай. По урожайности превосходят деревья на парадизке Будаговского. Подвой может успешно использоваться в качестве промежуточной вставки. Подвои имеют хрупкую древесину. Деревья нуждаются в опоре.

В саду при размещении деревьев 4x2 м суммарный урожай по сортам на высокозимостойком карликовом подвое 57-396 за первые 10 лет плодоношения составил у Антоновки обыкновенной - 1749,4 ц/га. Соответственно, у Боровинки обыкновенной - 3426,1 ц/га, Уэлси - 1493,8 ц/га, Синапа северного - 3494,8 ц/га, Оранжевого - 2101,4 ц/га, Боровинки ананасной - 2852,6 ц/га, Тамбовского - 1985,1 ц/га.

Урожай в среднем за 15 лет плодоношения составил: со 2-го года 93,4 -214,0 ц/га, тогда как в контроле на подвое парадизке Будаговского - 85,0-174,4 ц/га, на 10-15-й годы после посадки - более 300 ц/га в среднем по всем сортам. (Авторское свидетельство № 14387 с приоритетом 30.12.79.)

Деревья на полукарликовом подвое 54-118 вступают в плодоношение на 45-й год после посадки и дают высокие урожаи. Засухоустойчив, слабо или не поражается вредителями и болезнями, обеспечивает высокий выход саженцев в питомнике. Мало или не даёт поросли в саду, хорошо совместим с сортами средней зоны садоводства.

В саду при схеме посадки 6x4 м среднегодовой урожай 5-летних деревьев на подвое 54-118 составил 21,0 - 78,22 ц/га; 7-летних - 54,4 - 96,5 ц/га; 10-летних -114,5 ц/га; 16-18-летних деревьев — 198,4 - 205,2 ц/га. На сильнорослом подвое -сеянцах Антоновки обыкновенной - урожайность была ниже и составила, соответственно, 7,0-14,2; 50,4; 106,7-123,7ц/га.

В саду при размещении деревьев 5x3 м средняя урожайность сортов на полукарликовом подвое 57-545 в 5-летнем возрасте составила 30 ц/га, в 7-летнем — 64 ц/га, в 10-летнем — 111,5 ц/га, в 16-18-летнем возрасте — 180,7 ц/га. На сильнорослом подвое, сеянцах Антоновки обыкновенной, урожайность сортов была ниже и в 16-18-летнем возрасте 106,1 - 123,7 ц/га. Урожайность деревьев сорта Северный синап 9-13-летнего возраста на полукарликовом подвое составила в среднем 141 ц/га, по сорту Мелба - 131 ц/га, по Уэлси — 154 ц/га, тогда как на сильнорослых семенных подвоях - 78 ц/га. На 12-13-й годы после посадки средняя урожайность сорта Мелба составила 233 ц/га, Уэлси - 260 ц/га. Деревья не требуют опоры. Полукарликовый подвой 57-545 районирован по Белоруссии и рекомендован для широкого производственного испытания в 19 областях и зонах РФ, Литвы, Латвии. Авторское свидетельство № 8604 с приоритетом от 04.04.74.

На подвое 58-238 в саду при размещении деревьев по схеме 4x2 м получен наиболее высокий суммарный урожай плодов высокого качества. Деревья на нем вступают в плодоношение на 3-4 год после посадки. Деревья со вставками и на отводках ускоряют созревание плодов. Растения хорошо заякореваются в почве, благополучно перенесли зимы.

В саду при посадке 516 деревьев на 1 га средняя урожайность сортов на среднерослом подвое 57-233 к 5-летнему возрасту составила 24,4 ц/га, к 7-летнему возрасту — 63,1 ц/га, к 10-летнему — 160,5 ц/га, к 16 - 18-летнему возрасту — 163,8-176,6 ц/га. Средняя урожайность сортов на силыюрослом подвое - сеянцах Антоновки обыкновенной была ниже и к 16-18-летнему возрасту составила 106,1 -123,7 ц/га. Урожай деревьев сортов, привитых на подвое 57-233, в среднем за 4 года, на 5 - 9-й годы после посадки составил 326,7 - 356,3 ц/га.

В саду при размещении деревьев по схеме 6x4 м средняя урожайность сортов на среднерослом подвое 57-490 составила: в 5-летнем возрасте - 14,1 ц/га, в 7-летнем -65,4, в 10-летнем - 100,3, в 16 - 18-летнем возрасте 164,6-176,2 ц/га. На сильнорослом подвое - сеянцах Антоновки обыкновенной урожайность была ниже и составила, соответственно, 7,4; 14,2; 50,4; 123,7 ц/га. Средний урожай на 15-18-й годы после посадки по сортам на подвое 57-490 достиг 317,0-385,1 ц/га.

Таким образом, изучение продуктивности яблони на различных подвоях показало, что на клоновых подвоях (карликах, полукарликах, среднерослых), в сравнении с семенными сильнорослыми, яблоня раньше вступает в пору плодоношения, быстрее наращивает максимальную продуктивность, что сказывается на экономической эффективности их использования, хотя затраты на посадочный материал при создании садов такого типа выше из-за большего количества израсходованных саженцев при посадке. Однако при этом сокращаются площади под садами, улучшаются условия по уходу за деревом, повышается качество продукции.

4.2. Влияние почвенных условий и сорта на рост и плодоношение яблони

По нашим сведениям тип почвы не оказывал влияния на дату полного цветения, но влиял на чистую продуктивность и размер плодов яблони сорта Жигулёвское, которые по годам исследований разнились в соответствии с погодными условиями вегетации. Однако средняя фотосинтетическая поверхность листьев и урожайность существенно различалась (табл. 2). На лугово-черноземной почве

показатель урожайности этого сорта был в 1,4 раза выше по сравнению с серой лесной.

В среднем за годы проведения исследований урожайность произрастающих на чернозёмно-луговой почве сортов яблони: Лобо, Уэлси, Синап орловский, Первенец, Мелба и Мантет - была ниже, чем на чернозёме выщелоченном в 1,7; 1,4; 1,5; 1,4; 1,3 и 1,4 раза, соответственно.

Активность корневой системы, свойственная сортовому генотипу яблони, взаимосвязана с работой листовой поверхности. Сортовые особенности растений обладают нормой реакции на внешние факторы и почвенные условия. Особенно велики различия в экстремальных условиях (подмерзание, засуха, вспышка болезней и вредителей и т. д.), когда сорт определяет не только степень устойчивости, но и способности к сдерживанию падения потенциальной продуктивности, качества экологической нормативной продукции.

Таблица 2. Влияние типа почвы па урожайность яблоин, ц/га

Почва Год наблюдений Сорта НСР05

Лобо Узлси Синап орловский Первенец Мелба Мантет

Чернозем выщелоченный 2001 147,3 69,0 65,1 90,5 140,1 171,1 8,6

2002 172,7 54,3 377,4 202,8 210,7 320,3 12,0

2003 154,7 236,7 60,5 97,1 21,9 185,9 9,5

2004 160,0 100.5 183,7 138,7 180,5 189,8 7.6

средняя 158,7 115,1 171,7 132,3 138,3 216,8

Чернозёмно-луговая 2001 108,9 44,5 47,9 64,6 106,3 198,8 2,0

2002 70,0 45,9 235,8 141,3 148,8 109,2 4,3

2003 103,6 156,8 50,0 70,4 26,0 138,7 1,9

2004 99,7 85,8 118,9 97,5 137,6 156,7 3,7

средняя 95,6 83,3 113,2 93,5 104,7 150,8

НСР05 9,8 5,6 10,6 ■8,8 6,6 11,7

Например, на Мичуринском госсортоучастке нами у сорта яблони Прогресс в суровую зиму подмерзание надземной части растений отмечено 4 балла, что сначала сказалось отрицательно на активной части корневой системы. У этих растений через год погибла корневая система, продуктивность снизилась от высокого урожая до нуля. В суровую зиму 2005 г. сорта яблони накануне с высоким урожаем на подвое 62-396: Мантет, Мелба, Жигулевское, на подвое 54-118: Синап орловский, Пепин шафранный, Жигулевское, - сильно подмерзли, общее подмерзание достигало 3,5-4,0 баллов. Более высокая степень подмерзания яблони отмечалась на серых лесных почва, меньше - на лугово-черноземной и черноземе выщелоченном. Характер подмерзания был разнообразным, но превалировало повреждение древесины, камбия и приростов предыдущего года и частичное вымерзание 2-3-летних ветвей. В последующие годы при более мягких зимах (2006-2007 гг.) усилилось повреждение развилок скелетных ветвей и отмечалось частичное повреждение штамба у зимостойкого сорта Синап Орловский, из среднезимостой-ких - у Мантета. У сорта Лобо наблюдалось высыхание до 10% полусклетных вет-

вей, у Жигулевского - вымерзание и слабая облиственность сохранивших плоду-шек до 75% и выше. Больше последействие подмерзания проявилось на серых лесных почвах, меньше - на лугово-черноземной и черноземе выщелоченном. Наоборот, сорт Пепин шафранный хорошо восстановился, имея следы подмерзания только древесины. Для сорта Жигулевское было характерно активное восстановление камбия.

Испытание большого набора сортов в одинаковых природно-климатических условиях позволяет выделить ведущие сорта в сочетании с соответствующими подвоями. По сортам необходимо знать особенности активности корневой системы и листьев, их реакцию на экстремальные условия, блокирование ими поступления тяжелых металлов и других загрязнителей в плоды, что является основой для управления продуктивностью и дает возможность заложить урожайные и экономически эффективные интенсивные насаждения яблони.

Многие сорта отличаются от стандарта (контроля) низкой зимостойкостью, засухоустойчивостью, более высокой степенью поражения болезнями и вредителями. Большинство из них дают более низкие урожаи, отдельные уступают по качеству продукции. Сортоизучение яблони показало, что лимитирующим элементом этой культуры в России, в том числе в условиях Тамбовской равнины, является зимостойкость. Подмерзание (надземной части, корневой системы растений) является причиной не только ослабления растений, но даже и их гибели, что проявляется в снижении активности и работоспособности листового аппарата, приводящих к снижению устойчивости растений, накоплению загрязнителей в плодах. Не менее важна оценка при подборе почв под закладку сада.

Последействие подмерзания надземной части растений или корневой системы проявляется не только в снижении активности корней и листьев, но и является причиной снижения продуктивности яблони. Уровень урожая часто находится в прямой зависимости от зимостойкости сортов. Из-за низкой зимостойкости исключены из дальнейшего сортоизучения сорта: Десертное Петрова, Тамбовское, Прогресс, Память Мичурина, Новогоднее и другие. Усиление подмерзания через корневую систему снижало засухоустойчивость деревьев, привитых сортами Десертное Петрова, Штрейфлинг, Тамбовское, Прогресс, а у сортов Память Мичурина, Новогоднее отмечено увеличение степени повреждения паршой вегетативных частей и плодов, возрастание периодичности плодоношения. Наряду с низкой зимостойкостью, мелкоплодие и низкий вкус, присущие сорту Новогоднее, явились основанием для снятия его с дальнейшего испытания. Районированный сорт Оранжевое, обладающий слабой засухоустойчивостью, из-за резкого снижения и даже отсутствия урожая в отдельные годы периода плодоношения предложен к замене сортом Богатырь. За 18 лет плодоношения яблони лучшими для Тамбовской равнины оказались Мелба, Коричное полосатое и Богатырь.

Следовательно, свойства почв и их взаимосвязи с ростом и плодоношением яблони на слаборослых клоповых подвоях являются основой ее продуктивности. Переход на интенсивный тип насаждений яблони вызывает необходимость дальнейших исследований с позиций уточнения основных нормативных требований для черноземных почв под их закладку при производстве экологически безопасных плодов яблони.

4.3. Влияние факторов почвообразования на свойства почв, активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза яблони

По нашим данным активность корней яблони на различных глубинах существенно изменяется в течение вегетации, т.е. происходит перемещение "зон активности". Это перемещение определяется не только погодными условиями в течение вегетации, биологическими особенностями подвоя, но и свойствами привитого сорта (рис. 1). В благоприятный год наибольшее влияние на активность корневой системы оказывает фаза фенологического развития растений, в неблагоприятный (подмерзание корневой системы, повреждение засухой и т.д.) - взаимодействие трех факторов: дата фенофазы-сорт-подвой.

4.4. Взаимовлияние активности корневой системы и листового аппарата

Взаимосвязь активности корневой системы с продуктивностью фотосинтеза. По многолетним нашим данным, определяющим фактором продуктивности фотосинтеза является культура (яблоня, груша и т.д.), а активность корневой системы в большей степени зависит от погодных условий года (рис. 1).

За годы исследований, как правило, наблюдалась положительная корреляционная зависимость между активностью корневой системы и продуктивностью фотосинтеза. Коэффициент корреляции у разных культур находился в пределах от 0,25 до 0,68. Он выше у слаборослых подвоев, чем у сильнорослых.

В нормальные годы отмечалось повышение этого коэффициента до 0,89, в экстремальные по температурным условиям, острому дефициту обеспеченности водой - имело место снижение его до отрицательных значений(г = -0,88). Не только теснота связи этих показателей, но и форма зависимости в значительной степени определялась привитым сортом (рис. 2).

Благоприятный год

Неблагоприятный год (подмерзание. зас\-ха)

Даты (фенология) Подвой Даты-гюдвой Даты-сорта-подвой Даты-сорта Сорт Сорта-подвой

%50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50%

Рис. 1. Влияние различных факторов на активность корневой системы яблони

Продуктивность фотосинтеза

Активность корневой системы

О)

1з)

(4) (Я (6) О) &

90 70 50 30 10 0 0 »0 30 50 70 90 %

(1) - годы, (2) - сорта, (3) - породы, (4) - годы-сорта, (5) - годы-породы, (6) - сорта-породы, (7) - годы-сорта-породы

Рис. 2. Влияние различных факторов на продуктивность фотосинтеза и активность корневой

системы

Для яблони сорта Мелба характерна нелинейная связь, для Коричного полосатого - линейная. По форме связи Антоновка обыкновенная ближе к Коричному полосатому, Оранжевое - к Мелбе, а по тесноте ее наоборот. Более высокой активности корневой системы соответствует и более высокая продуктивность фотосинтеза. Повышенная активность корней осенью предшествующего сезона, как правило, обеспечивает высокую продуктивность фотосинтеза, особенно, в первой половине вегетации (рис. 4, табл. 3).

Таблица 3. Активность корневой системы и продуктивность фотоснптеза

Подвои Активность корневой системы, % Продуктивность фотосинтеза, г/м2 за сугки

весна лето за первую половину лета средневегетационная

Китайская яблоня 9,3 7,7 6,9 4,5

Парадизка Будаговского 1 8.9 11,7 14,2 6,4

НСР05 ! 0,8 0,8 1,3 1,3

Продуктивность фотосинтеза зависит не только от осенней активности корней предшествующего года, но и от ее уровня в период формирования урожая. В благоприятные годы, когда растения достаточно обеспечены элементами питания и водой из почвы, наблюдается повышение. В засушливые годы при недостатке их - снижение активности корней и продуктивности фотосинтеза у всех исследуемых деревьев яблони на всех изучаемых подвоях. В сравнении с благоприятным годом, засуха сокращает активность корневой системы в 3 раза у китайской яблони и в 2,5 раза у парадизки Будаговского, снижая чистую продуктивность фотосинтеза на 20-40%.

к к

& "

2 е,з

•

• N

• •

'.1 -t.-o.S3 ух1,з/$ * о, цгх

ь &

аоао

3.5

17,6

21.5

7.5

С. 5

КОРИЧНОЕ ПОЛОСАТОЕ

■

• .

• -1- 1*0,52 0, 112 у.

0,0 0« ГЦ га.О м.5

Дкти&ность корневой системы, %

¿7,1

в)

Ен

О О

н о >8<

•

■

•

¡¡иг

0,00,0 и,о ОРАНЖЕВОЕ

21.0

?1.0

О О

ас а

о а

5.6

<е

'А •

г-0,43 у=5.г!цо,а53х /¡=ц51у*-со1И1*г ю.гнх+щз

е.00,0 п.! Цб гз.4

Актиъность хйрнево» системы. %,

л. г

Рис. 3. Активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза яблони

активность КОРНЕВОЙ системы, %

Рис. 4. Осенняя активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза яблони

Особенно контрастно снижение этих показателей проявилось у осенних и зимних сортов, урожай которых в такие годы формировался более длительное время. Резкий перепад влажности почвы и воздуха во второй половине вегетации в засушливые годы привело к сокращению поглощающих корней, что снижает активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза. Эти показатели по сортам, привитым на китайской яблоне, составили, соответственно, у Богатыря

13,5% и 7,2 г/м2 за сутки, у Мелбы 10,2% и 6,3 т/и1, у Оранжевого 3,2% и 3,8 г/м2. По подвоям они составили в среднем с изучаемыми комбинациями сортов на китайской яблоне 7,5% и 4,5 г/м2, на парадизке Будаговского - 10,3% и 6,4 г/ м2 в сутки. В сухой год, по сравнению с водообеспеченным, минеральная продуктивность корневой системы ниже по азоту в 3 раза, по фосфору - в 2,6, по калию - в 1,7 раза. Осенью снижение влажности почвы уменьшает поглощение азота. Следовательно, факторы почвообразования воздействуют прямо на свойства почвы и косвенно на агроценоз, изменяя активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза яблони.

4.5. Влияние садозащитных полос на микроклимат сада

Ветроломные линии оказывают влияние на плодоношение сада посредством изменения элементов его микроклимата и затенение деревьев. Утром Солнце начинает освещать восточную сторону ветроломной линии, а та, в свою очередь, отбрасывает тень на восточную сторону квартала (северная сторона ветроломной линии граничит с южной стороной квартала, и наоборот, южная сторона ветроломной линии находится с северной стороны квартала). В наших исследованиях максимальная длина тени - 52 м, зафиксирована в 08.00 ч. Затем тень уменьшается, затеняя меньше рядов деревьев. Наибольшей высоты над горизонтом Солнце достигает в момент прохождения через небесный меридиан. Затем высота нахождения Солнца уменьшается, и оно начинает освещать ветроломную линию с западной стороны.

Совсем другую особенность имеет кривая суточного хода затенённости с южной и северной сторон квартала. С момента восхода Солнце начинает освещать южную сторону ветроломной линии, и та отбрасывает тень на южную сторону квартала. В течение дня длина тени изменяется мало, с 15,1 метра в 08.00 ч она медленно увеличивается, достигая максимума - 22 метра в полдень, а затем так же медленно начинает уменьшаться.

Итак, в зависимости от расположения деревьев в квартале относительно сторон света и удаления от ветроломной линии они имеют разную продолжительность освещённости в течение светового дня. Вследствие неодинаковой освещенности с разных сторон квартала, наблюдаются различия в температурном режиме приземного слоя воздуха. С южной стороны температура воздуха ниже во всех вариантах. Минимальная температура в часы наблюдений достигла здесь 18°С на высоте 0 см, что на 7°С ниже, чем в центре квартала. С северной стороны незначительные различия с контролем наблюдались только у земли. На остальных изучаемых высотах расхождений не было, первый ряд деревьев яблони полностью освещался в 18 ч 10 мин.

Несмотря на столь явные различия, всё же наблюдается одна общая закономерность. Самая низкая температура зафиксирована на высоте 0 см, далее, на следующей наблюдаемой высоте (1 м), происходит резкий скачок в 2-3 °С, а до следующей изучаемой высоты (2 м) увеличение температуры идёт незначительное, всего в 1°С по всем вариантам.

Объясняется это тем, что температура в приземных слоях воздуха, в основном, зависит от температуры, так называемой, "внешней деятельной поверхности".

Такой "деятельной поверхностью" является почва и растительный покров из плодовых деревьев. Эта поверхность непосредственно воспринимает солнечную теплоту и затем уже отдаёт её прилегающим слоям воздуха. Отдача теплоты и дальнейшее её распределение вверх совершаются при помощи излучения, теплопроводности и теплообмена. Решающая роль принадлежит теплообмену.

В результате того, что максимальное затенение приходилось на нижнюю из изучаемых высот, что обусловливается не только влиянием ветроломных линий, но и самих плодовых деревьев, по мере увеличения высоты затенение становилось меньше, и на уровне 2-х метров влияние плодовых деревьев сводилось к минимуму. Поэтому мы и наблюдали увеличение температуры воздуха по мере удаления от уровня почвы.

Рост и плодоношение яблони в зависимости от места положения в квартале сада прослежено на подвое 54-118. Вследствие того, что с первых дней после посадки в сад плодовые деревья, произрастающие в приопушечной зоне ветроломных линий, с разных сторон квартала находятся в неодинаковых микроклиматических условиях, создаваемых ветроломными линиями, параметры их роста существенно отличаются друг от друга (табл. 4).

Таблица 4. Параметры роста яблони сорта Северный синап на различном удалении __от ветроломной линии___

Сторона Расстояние от Длина ок- Диаметр Площадь попе- Длина

квартала ветроломной ружности штамба, см речного сече- годичного■

линии, м штамба, см ния штамоа, см2 прироста, см

Контроль 150 75,8 24,5 471,2 25,3

Северная 10 64,1 22,8 408,1 26,0

18 75,1 24,5 471,2 27,7

26 74,5 24,3 463,5 26,7

34 76,6 25,1 494,6 26,3

Южная 10 50,6 17,7 245,9 25,0

18 55,6 18,9 280,4 24,1

26 74,1 24,2 459,8 27,1

34 75,5 24,4 467,4 26,6

Восточная 10 61,5 21,9 376,5 26,3

16 69,2 23,1 418,9 27,3

22 75,5 24,8 482,8 26,9

34 80,5 25,1 494,6 28,7

Западная 10 59,8 21,1 349,5 25,5

16 71,2 22,5 397,4 26,0

22 75,5 23,9 448,4 27,7

34 77,5 24,8 482,8 26,6

НСР05 7,9 2,1 69,3 1,3

Влияние ветроломных линий имеет неравнозначный характер в зависимости от расположения деревьев на квартале относительно сторон света и выражается в

следующем: первые несколько деревьев в ряду угнетаются с каждой стороны квартала, а по мере удаления от ветроломных линий показатели роста деревьев постепенно приближаются к контролю. Необходимо отметить, что с разных сторон квартала это происходит на различном расстоянии. Хуже всего развиты деревья с южной стороны квартала. Диаметр штамба первого дерева здесь на 6,8 см, а площадь поперечного сечения на 225,3 см меньше, чем в контроле. Это различие по мере удаления от ветроломной линии постепенно уменьшается и прекращается на расстоянии 26 м. С северной стороны квартала, напротив, деревья развиты лучше всего. Диаметр штамба первого дерева всего лишь на 1,7 см, а площадь поперечного сечения на 63,1 см2 меньше, чем в контроле (различия несущественны).

С других сторон квартала различия с контролем были менее значительны и составили: 2,6 см и 94,7 см2 против 3,4 см и 121,7 см2 по диаметру и площади поперечного сечения штамба с восточной и западной сторон, соответственно, т.е. с западной стороны влияние ветроломных линий проявляется чуть больше. Чёткой тенденции влияния месторасположения деревьев в квартале на длину годичного прироста установить не удалось.Из-за такого неравнозначного развития деревьев урожайность, получаемая с них, также сильно варьирует (табл. 5).

Таблица 5. Урожайность яблони сорта Северный сннап на различном удалении _от ветроломной линии_ _

Сторона кварта- Расстояние от ветро- Урожайность Всего плодо-

ла ломной линии, м с дерева, цептперов всего ряда, вых образо-

кг с гектара Ц вании, шт.

Контроль 150 15,9 66,1 7,3 1572

10 12,5 52,0 5,8 1236

Северная 18 15,1 62,8 6,9 1492

26 16,0 66,5 7,4 1704

34 16,1 66,9 7,4 1932

10 1,6 6,6 0,7 708

Южная 18 7,1 29,5 3,3 876

26 15,2 63,2 7,0 1428

34 15,5 64,5 7,1 1488

10 9,8 40,7 4,5 1076

Восточная 18 13,8 57,4 6,3 1413

26 15,3 63,6 7,0 1496

34 16 66,5 7,3 1576

10 8,9 37,0 4,1 899

Западная 18 11,1 46,2 5,1 1237

26 14,9 61,9 6,9 1512

34 15,9 66,1 7,3 1684

НСРо; 3,9 251,1

Здесь сохраняется тенденция, наметившаяся выше, т.е. самый высокий урожай получен с деревьев, расположенных с северной стороны квартала -12,5 кг с дерева, что всего лишь на 2,9 кг меньше контроля (различия несущественны). Наращивание урожая по мере удаления от ветроломной линии здесь также происходит быстрее всего (табл. 5). На расстоянии 18 м различия по урожайности составляют всего 0,8 кг с дерева. Это, в первую очередь, объясняется тем, что на рас-

стоянии 10 м от ветроломной линии отмечено только 1236 плодовых образований на дереве, а на расстоянии 18 м их количество возрастает до 1492 штук, в то время как в контроле зафиксировано 1572 плодовых образования.

С южной стороны различия оказались более значительны и составили 14,3 кг, что в 9,9 раза меньше, чем в контроле. Наращивание урожайности здесь происходит в гораздо большем интервале и только лишь на расстоянии 26 м начинает приближаться к контролю - разница 0,7 кг.

Это объясняется тем, что у деревьев яблони, находящихся на расстоянии 10 м от ветроломной линии, нами было обнаружено 708 шт. плодовых образований, а на расстоянии 26 м их было зафиксировано уже 1428 шт., что всего лишь на 144 шт. меньше, чем в контроле. Диаметр и длина окружности штамба именно с этого расстояния также приближаются к контролю, что способствует развитию дерева в целом и получению хорошего урожая, в частности.Деревья с восточной и западной сторон не имеют столь явных различий между собой и занимают промежуточное положение по всем показателям. В первом ряду с восточной стороны в среднем получили 9,8, а на расстоянии 26 м 15,3 килограммов с дерева. С западной стороны этот показатель составил 8,9 и 14,9 килограммов с дерева, соответственно. По мере удаления от ветроломной линии урожайность нарастает более равномерно, чем с северной стороны. Это обусловлено тем, что с этих сторон не было такого большого варьирования в количестве обрастающей плодовой древесины. Около ветроломной линии с восточной стороны было отмечено 1076 шт. плодовых образований, а с западной - 899 шт. На расстоянии 26 м этот показатель составил 1496 и 1512 шт., соответственно. Длина окружности штамба на этом расстоянии с обеих сторон различалась с контролем незначительно. Сходные результаты получены на других сортах яблони.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тень, падающая от деревьев, из которых состоит ветроломная линия, затеняет первые ряды яблони. Как следствие, находясь в таких неблагоприятных условиях, деревья в них хуже растут и развиваются, на них закладывается меньше плодовых образований, и в результате урожайность снижается по сравнению с деревьями, на которые тень не падает.

Деревья, расположенные ближе к ветроломной линии, имеют небольшое количество многолетних плодовых образований (плодушек, плодух), а по мере удаления их число постепенно возрастает. Это объясняется тем, что при неблагоприятных условиях роста, в нашем случае - затенение, обрастающие веточки растут слабо, развиваются только розетки листьев и либо не завязывают плодовых почек, либо рано сбрасывают цветки и завязи. Как правило, такие обрастающие веточки отмирают преждевременно. Количество молодых плодовых образований также увеличивается по мере удаления от ветроломной линии, но больше их, как и в других случаях, с северной стороны. Объясняется это большей продолжительностью освещённости деревьев с данной стороны в течение дня. Помимо этого, у ближайших к ветроломной линии деревьев общее количество плодовых образований в 3,1 и 2,8 раза меньше, чем в контроле, и их число постепенно увеличивается по мере удаления от ветроломной линии. На расстоянии 20 м этот показатель

меньше контроля в 1,4 раза с северной стороны и в 2,1 раза с южной стороны. Этим и можно объяснить лучшую урожайность деревьев с северной стороны квартала по сравнению с деревьями, находящимися с южной стороны.

В Тамбовской области кварталы, как правило, располагают длинной стороной с севера на юг, где это позволяет рельеф, т.к. здесь нет сильных ветров, наносящих вред плодовым деревьям. В этом случае, при направлении ряда с севера на юг плодовые деревья получают примерно равное количество солнечной радиации с восточной и западной сторон за световой день. Поэтому с южной стороны первые деревья в ряду целесообразно располагать на расстоянии 14-18 м, с северной -на 10-12 м, а с восточной и западной - на 8-10 м от ветроломной линии.

ГЛАВА 5. ТЕХНОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ И НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

5.1. Эколого-токсикологическое состояние и классификация почв

по загрязнению

По степени опасности тяжелые металлы подразделяются на три класса, из которых - первый относится к высоко опасным веществам: РЬ, Ъл, Сс1, Аб, 8е, И, второй - умеренно опасные: В, Со, N1, Мо, Си, Сг; третий - малоопасные: Ва, V, Мп, 8г. Среди источников возможного техногенного загрязнения почв и растений ТМ рассматриваются минеральные и известковые удобрения, среди них наибольшим содержанием ТМ характеризуются фосфорные удобрения. По нашим данным, при комплексном внесении на фоне органо-минеральной системы удобрения кальцийсодержащих соединений отмечается слабая тенденция повышения содержания цинка, никеля, свинца и кадмия. Результаты наших исследований на содержание ТМ в основных видах удобрений, используемых в агроэкосистемах зернопропашного севооборота, и поступление количества металла в чернозем обыкновенный с вносимыми дозами удобрений, мелиорантов и цеолита представлены в табл. 6, 7.

Таблица 6. Содержание тяжелых металлов в удобрениях и мелиорантах

Содержание, мг/кг Элемент

2п Си № РЬ са

Аммиачная селитра* 14,4 8,8 8,3 <0,1 <0,1

Двойной суперфосфат* 9,6 7,2 не обнар. 9,1 0,8

Калийная соль* 7,3 12,7 21,3 13,3 не обнар.

Азофоска* 137,8 117,0 37,3 10,0 3,0

Навоз** (зольность 19,5%) 121,7 19,8 6,5 3,3 0,20

Фосфогяпс 11Д 7,7 не обнар. 5,8 0,45

Карбонат кальция 24,2 17,5 12,4 9,1 1,45

Дефекат 9,4 7,2 3,1 8,4 0,3

Цеолит*** 4,5 3,6 - 0,12 0,19

* - из М.М.Овчаренко (1997); ** - из А.А.Поповой (1991); *** - из А.ПЛЦербакова (1995); не отмеченные - собственные исследования

Приведенные данные о содержании ТМ в удобрениях и почвах свидетельствуют, что на черноземе обыкновенном используемые туки не изменяют заметным

образом природных уровней ТМ и не представляют опасности с точки зрения загрязнения почв. При высокой буферности и нейтральной реакции этой почвы проявился механизм регулирования доступных и недоступных соединений тяжелых металлов, отмеченный другими исследователями. Полученная сельскохозяйственная продукция в условиях применения представленных агрохимических средств является экологически безопасной.

Таблица 7. Поступление тяжелых металлов в почву с удобрениями и мелиорантами _в изучаемых агрозкосистемах_

Удобрение Поступление ТМ, г/га

Хп Си № РЬ са

Зернопропашной севооборот

Аммиачная селитра повыш. УОПЭП 2,9 1,8 1,7 0,02 0,02

высокий УОПЭП 4,3 2,6 2,5 0,03 0,03

Двойной суперфосфат повыш. УОПЭП 2,9 2,2 - 2,7 0,24

высокий УОПЭП 5,8 4,3 - 5,5 0,48

Калийная соль повыш. УОПЭП 2,2 3,8 6,4 4,0 -

высокий УОПЭП 4,4 7,6 12,8 8,0 -

Азофоска 83,0 70,0 22,0 6,0 1,8

Фосфогипс 33,3 23,1 - 17,4 1,35

Звено севооборота (пар - озимая пшеница)

Азофоска 8,3 7,0 2,2 0,6 0,18

Навоз 950,8 154,7 50,8 25,8 1,56

Карбонат кальция 121,0 87,5 62,0 45,5 7,25

Дефекат 47,0 36,0 15,5 42,0 1,5

Цеолит 45,0 36,0 - 1,2 1,9

УОПЭП - уровень обеспеченности почвы элементами питания (ИРК).

Формирование химического состава черноземных почв протекает при непромывном типе водного режима на фоне ослабленного выщелачивания микроэлементов в условиях усиления накопления гумуса за счет травянистой растительности. У этих почв в гумусовом горизонте всех подтипов чернозема Центрального Черноземья относительно почвообразующих пород в различной степени накапливают большинство сходных химических элементов, но разнясь на уровне подтипа. В результате почвообразования в гумусовом горизонте всех подтипов черноземов относительно почвообразующих пород в разной концентрации накапливаются марганец, медь, титан, цирконий, барий, бор, йод, молибден и их подвижные соединения. Здесь же накапливается сера, фосфор, но выносится стронций, осаждаясь в карбонатных горизонтах. Для оподзоленных черноземов характерно совмещение процесса интенсивного накопления гумуса и слабой элювиально-иллювиальной дифференциации почвенного профиля. Это приводит к выносу из гумусового горизонта хрома, ванадия, никеля, стронция и их накопление в иллювиальном горизонте, что связано с обеднением верхней части профиля этого подтипа чернозема монтмориллонитом и оксидами железа и алюминия.

Выщелоченные и оподзоленные черноземы сформировались на однородных породах и в одинаковых условиях увлажнения, они характеризуются сходством в режиме микроэлементов. В профиле также улавливаются черты элювиально-

иллювиальной дифференциации в содержании хрома, ванадия, стронция, связанной с небольшим накоплением ила и полуторных оксидов железа и алюминия в иллювиальном горизонте за счет лессиважа и оглинивания.

В черноземах типичных формирование химического состава почвы протекает в оптимальных условиях образования и накопления гумуса при слабом разрушении ее минеральной части, что обуславливает слабую выраженность внутри профильного перераспределение элементов. Как правило, в горизонте А этих почв энергично аккумулируются йод, марганец, молибден, медь, из макроэлементов -сера, фосфор, в меньшей степени другие химические элементы, за исключением стронция. Стронций накапливается в карбонатном горизонте, связанной не только с песчаной фракцией кальцита, но и с его сорбцией монтмориллонитом.

Для чернозема обыкновенного, сформированного в условиях более сухого климата при отсутствии сквозного промачивания, чаще в щелочной среде, характерно более интенсивное накопление в гумусовом горизонте никеля, цинка, кобальта, титана, бериллия, молибдена, подвижных соединений бора, кобальта и в карбонатных горизонтах стронция.

5.2. Радиационное загрязнение

Наиболее опасными экотоксикантами считаются искусственные и естественные радионуклиды, поскольку они являются неуправляемыми и, как правило, консервативными поллютантами. По нашим данным, в 2006 году в Тамбовской области фон радионуклидов (цезий-137) по Ржаксинскому району был близок к среднему российскому. Он ниже почти на 20% в СХПК «Путь к коммунизму», ООО «Вишневский», почти на уровне в ООО «Андреевское», СХПК «Прогресс», СХПК « им. Дзержинского», СХПК «Золотовский», СХПК «Рассвет», ООО «Лукино», СХПК «Дружба», СХПК «им. Пономарева». В многолетних насаждениях ниже, а на отдельных полях полевого севооборота выше до 20% в сравнении со средним по России (22 Бк/кг). Почти во всех хозяйствах Сосновского района радионуклиды в почве превышали почти в 2 раза средний фон по России.

В хозяйствах Рассказовского района радионуклиды в почве значительно различались, превышая средний фон по России почти на 80% в ЗАО «Рождественское», СПК «Победа», СПК «Волна революции», близки к средне российскому уровню в ЗАО «Павловское», ЗАО «Заря», СХПК «Красное знамя», СПК «Красный Октябрь». Большая пестрота радиологического фона отмечена в ФГУПППЗ «Арженка» даже внутри севооборотов. В полевом севообороте центрального отделения этого хозяйства отмечено от 25,6 до 37,1 Бк/кг. В таком же севообороте первого отделения - от 24,1 до 42,1 Бк/кг, второго отделения - от 26,9 до 43,1 Бк/кг, третьего отделения - от 28,8 до 43,3 Бк/кг. На орошаемых полях данные были близки к средне российским.

Нами совместно с ФГУ ГЦАС «Тамбовский» в период 1993-1994 гг. проведено радиологическое обследование хозяйств этих районов общей площадью 82,34 тыс. га. В результате установлено, что динамика гамма-фона не изменилась и находилась в допустимых пределах 7-18 мкр/ч. (ПДУ- 20 мкр/ч). Результаты радиологических исследований урожая сельскохозяйственных культур показали, что

содержание Сэ-137 в растительной продукции находится в гигиенической безопасной концентрации.

Это позволяет товаропроизводителям повсеместно получать по этим ингредиентам экологически безопасную сельскохозяйственную продукцию. Данный вывод основан на токсикологическом контроле 3717 образцов сельскохозяйственной продукции, проведенном испытательной лабораторией агрохимического центра в 1996-2003 гг., где содержание радионуклидов значительно ниже нормативов, установленных ПДК ГОСТами и СаНПиНами.

5.3. Группировка почв по содержанию химических элементов Поскольку почва служит основным источником поступления микроэлементов в растения и через них в организм животных и человека, без учета содержания и доступности их в почвах невозможно дать теоретическое обоснование рекомендаций сельскохозяйственному производству по дифференцированному применению микроудобрений под культуры. Поэтому исследование содержания и форм соединений микроэлементов в конкретных почвенно-климатических условиях, изучение путей миграции в ландшафтах, круговорота в системе почва-растение является одной из важнейших задач агрономической химии.

По результат анализа элементного состава пахотного слоя чернозема обыкновенного, аккумуляцию подвижных форм элементов можно расположить по убывающей в следующем порядке: марганец > стронций > железо > бор > свинец > никель > хром > цинк > кадмий > медь > кобальт > молибден. Доминирующими элементами биогенной аккумуляции являются марганец (73,5 — 83,0 мг/кг) и стронций (51,0 мг/кг). Низкую концентрацию имеют цинк (0,7 мг/кг), медь (0,15 мг/кг), кобальт (0,10-0,20 мг/кг) и молибден (0,09-0,10 мг/кг), что позволяет отнести их к лимитирующим. Это следует учитывать при разработке системы применения удобрений.

5.4. Приемы и механизм снижения загрязнения почв

На черноземах обыкновенных к наиболее эффективным и малозатратным аг-роприемам, повышающим насыщение ППК кальцием и блокирования подвижности ТМ, относятся кальцийсодержащие соединения (карбонат кальция, дефекат, фосфогипс, внесенные по 5 т/га за ротацию севооборота). Уменьшение токсического действия ТМ наблюдается при внесении в почву фосфатов и циолитов. Природные цеолиты характеризуются высокой селективностью поглощения по отношению к ТМ. По нашим, данным внесение цеолита - клиноптилолита в почву в дозе 15 т/га приводит к увеличению емкости поглощения на 15-25%. Последействие этого приема прослеживается в течение 5-7 лет. Внесение диаммонийфосфата приводит к значительной фиксации кадмия.

Изучение взаимодействия ТМ с глинистыми минералами позволило сделать предположение, что для снижения фитотоксичности можно использовать природные цеолиты, которые являются не только хорошими сорбентами вредных веществ, но и источником питательных элементов. Природные цеолиты характеризуются высокой селективностью поглощения по отношению к ТМ. По нашим данным внесение цеолита - клиноптилолита в почву в дозе 15 т/га приводит к увели-

чению емкости поглощения на 15-25%, последействие прослеживается в течение 5-7 лет. Снижению загрязнения способствует также использование посевов многолетних трав.

Все приемы снижения фитотоксичности почв можно подразделить на предупредительные и приемы по ликвидации уже существующего загрязнения. Основное мероприятие по защите почв и растений от загрязнения ТМ - это предотвращение загрязнения, которое базируется на совершенствовании технологий производства, создании замкнутых технологических систем, на контроле внесения в почву отходов промышленности в качестве удобрений и мелиорантов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Функционирование потенциальных источников загрязнения создает опасность деградации почв. Поэтому в целях сохранения и воспроизводства плодородия почв, повышения их продуктивности необходимы мониторинг плодородия почв, радиологический контроль сельскохозяйственной продукции. На их основе необходимо разрабатывать научно обоснованные проекты и рекомендации по осуществлению мер, направленных на повышение продуктивности земли с соблюдением экологических требований сохранения и воспроизводства плодородия почв, как национального богатства России.

На значительных площадях сельскохозяйственных угодий требуется безотлагательное проведение комплекса реабилитационных мероприятий, направленных на снижение перехода ТМ в продукцию и обеспечение производства нормативно чистой продукции. Необходимо проведение агрохимических мероприятий (внесение повышенных доз калийных удобрений, известкование кислых почв и т.д.), которые снижают переход радионуклидов и ТМ в продукцию.

ГЛАВА 6. РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЛЬЦИЕВОГО РЕЖИМА ЯБЛОНИ

У плодовых культур кальций участвует в регуляции обмена веществ (Фауст,1989, Трунов, 2003), оказывая положительное влияние на сохранность плодов (Гудковский, 1990). С учетом этого проводились наши исследования в условиях слаборослого яблоневого сада на чернозёме выщелоченном. Опыты выполнены на Мичуринском госсортоучастке, во ВНИИС им. И.В. Мичурина и в ОПХ этого института. Объектом исследования служили плодоносящие насаждения яблони, сорта: Мелба, Коричное полосатое, Оранжевое, Антоновка обыкновенная, Вишнёвое, Лобо, Жигулёвское, Мантет, Синап Орловский.

В результате было установлено, что активность кальция в большей степени зависит от условий влагообеспечениости вегетационного периода, активности корневой системы, воздействия корней на жидкую и твёрдую фазы почвы и особенностей водного режима в системе "почва-растение". Этот показатель был выше во влажные годы, резко снижаясь в сухие (рис. 5). Например, во влажном 2000 году активность кальция достигала максимума в конце июня при влажности почвы более 80%НВ и снижалась до минимума при 45%НВ, коррелируя с активностью корневой системы (г=0,66).

Наилучшие условия для кальциевого питания складывались в годы с равномерным и достаточным распределением осадков, обеспечивающих сохранение высоких запасов продуктивной влаги (80%НВ) в течение вегетации. Эти годы выделялись по оптимальным ритмам активности корневой системы, свойственным сортам и сорто-подвойным комбинациям. Сорта различаются между собой по силе воздействия их на активность корневой системы. Как у молодых, так и у плодоносящих растений яблони летнего сорта Мелба и зимних сортов Богатырь и Оранжевое это влияние весьма существенно, а у сортов Коричное полосатое и Антоновка обыкновенная эти различия в среднем за вегетацию в основном невелики, хотя в отдельные периоды их активность различалась (рис. 6). Это связано, прежде всего, с интенсивностью процесса транспирации листьев, который имеет значительные сортовые различия. Так, у первой группы сортов по сравнению со второй этот процесс ниже на 40%, то есть в условиях дефицита влаги в почве у этих растений меньше нарушается водный режим. А при достаточном увлажнении почвы в течение вегетационного периода за счет возникновения большей разницы водного потенциала, создаваемого листовым аппаратом в процессе транспирации, этот показатель выше у сортов Коричное полосатое и Антоновка обыкновенная.

Рис. 5. Динамика роста всасывающих корней и активности кальция в почвенном растворе (сорт Лобо)

Особенности активности корневой системы плодовых культур определяют их водный режим. Например, оводнённость листьев яблони резко колеблется в течение вегетации: с весны до августа она снижается (с 64-72 до 50-55%), а осенью несколько повышается (до 64%) на фоне соответствующего роста корней. Было установлено также, что активность корневой системы плодовых культур определяет их водный режим. Так, оводнённость листьев яблони резко колеблется в течение вегетации: с весны до августа она снижается (с 64...72 до 50...55 %), а осенью несколько повышается (до 64 %) на фоне соответствующего роста корней.

VI VII VIII IX Коричное полосатое

■Л \ /V у

п V "К*"? Д—- / ^

' > о - - О - - О

—/V -V-

¿о-о- J - о *-1

.V "П-1— VI Т-1— VII Оран VIII жевое IX —1—I— X

-у V-

о ЧЛ -о- ^ 0 3 - - г - о - - и -1 1

VII VIII

Рис. 6. Активность корневой системы плодоносящих растений яблони: , - год высокой влагообеспеченности;

—о- - ■ - засушливый год

Однако у Антоновки обыкновенной в среднем за вегетацию воды в листьях было больше (64%), чем у сортов Оранжевое (58%), Коричное полосатое (60%) и Мелба (61%) (рис. 7). Это связано с сортовым признаком листьев Антоновки обыкновенной, обладающих более высокой транспирацией.

Мелба

Антоновка обыкновенная

о 7 „ г

----" - е - « л-- л-- о - о « —

т> г, О -О —— г $-- Й- — - О' • >

V VI VII VIII IX Коричное полосатое

■

I 1 —1—г- *о "I-1— Г» ^ 1 г-1 —1—1—

V VI VII Ораю •т Т-VIII кевое 'Г™ "Т—1 [X X т X

о'

VI VII VIII IX

Рис. 7. Оводнённость листьев плодоносящих растений яблони: I - год высокой влагообеспеченности;

—о- -

' - засушливый год

Высокая оводнённость листьев характерна для Антоновки обыкновенной и в конце вегетации. У сорта Оранжевое в эти месяцы, напротив, меньше воды в листьях, а у сортов Мелба и Коричное полосатое резкий спад оводненности наступает в июне. Более высокий уровень осенней активности корней предшествующего года определяет лучшую оводнённость листьев в начале вегетации. В сухой год этот показатель ниже. Год с высокой водообеспеченностью способствует формированию большей поглощающей поверхности корневой системы и повышению содержания воды в листьях. В результате лучше нарастает листовой полог, при этом отмечается и более высокая активность корней в течение вегетации.

В этих условиях также наблюдались различия в водном дефиците листьев у всех сортов. Большим колебаниям из-за высокой активности листьев он подвержен в мае у Антоновки обыкновенной, Коричного полосатого по сравнению с сортами Мелба и Оранжевое. Кроме того, в третьей декаде июня на изменение водного дефицита листьев влияло формирование урожая. Так, у Коричного полосатого он составил 135,4 ц/га; у Антоновки обыкновенной — 97,5; Мелбы - 41,7; Оранжевого - 36,2 ц/га. В июле на фоне влажности воздуха 90-80%, почвы - 80-70% НВ и уменьшения разности водных потенциалов на границе растения и окружающей среды отмечено сдерживание дефицита влаги в листьях. Это было также связано и с завершением роста побегов, приводящим к стабилизации объема испаряющей поверхности крон деревьев и повышению уровня активности корневой системы в этот период. В августе интенсивный рост плодов приводит к повышению водного дефицита листьев, но в послеуборочный период он снижается. В дальнейшем, в осенний период, наблюдается его повышение из-за сдерживания очередной волны роста корней в связи с понижением температуры и влажности почвы. В таких условиях усиливается дифференциация генеративных образований, так как повышается концентрация клеточного сока.

В засушливые годы в августе чётко проявилась общая засуха, сопровождавшаяся снижением относительной влажности воздуха в 2 раза по сравнению с многолетними данными и иссушением почвы на глубине 20 см до 47,6 %, 40 см -43,6 % и 60 см - 56,8 % НВ. В этих условиях у Антоновки обыкновенной было отмечено преобладание повреждения корней диаметром 2 мм, привитых на китайской яблоне, и 3 мм - на парадизке Будаговского. Процент отмерших корней составил соответственно 7,6 и 42,5; водный дефицит листьев 13,8 и 19,7%. Максимальный водный дефицит составил по листьям 21,0% (Коричное полосатое), корням - 10,8% (Мелба). Всё это свидетельствовало о значительной водной депрессии исследуемых растений, которая различалась по сортам на разных подвоях. Однако улучшение водного режима почвы и воздуха способствует более быстрому восстановлению поглощающих корней у слаборослых деревьев по сравнению с сильнорослыми растениями (табл. 8).

Другим агромелиоративным приёмом, сохраняющим почвенную влагу и создающим условия для повышения активности корней и кальция, является мульчирование приствольных полос сада. На протяжении четырёх лет исследований (2000-2003 гг.) прирост всасывающих корней был выше при мульчировании (в особенности при использовании древесных опилок) по сравнению с гербицидным паром.

Таблица 8. Влияние мелкодисперсного орошения на физиологическое состояние и каль-_циевое питание яблони (сорт Жигулёвское)_

Показатели Варианты

мелкодисперсное орошение контроль

Водоудержявающая способность, % после полива 18,70 13,36

во время воздушных засух 17,59 25,35

Активность корневой системы, % до съёма 26,1 13,0

после съёма 33,7 25,4

Содержание Са в плодах, мг/100г сырой массы 5,90 4,45

Содержание кальция в листьях, % 2,01 1,54

Приоритет по насыщенности поглощающими корнями в корнеобитаемой зоне (0...20 см) сохранялся на тех вариантах мульчирования, где благоприятный водный режим почвы (80 % НВ) оставался более длительное время в течение вегетации, разнясь по годам. В прохладные, по сравнению с нормальными, годы активность корней и кальция снижалась из-за пониженных температур. В засушливые годы лимитирующим фактором являлось недостаточное содержание доступной влаги в почве.

Эффективным мелиоративным приемом повышения активности кальция и его содержания до уровня потенциального плодородия, а также оптимизации обменной и потенциальной кислотности почвы является известкование. На опытном участке количество обменного кальция составляло 18,31 мг-экв/ЮОг почвы. При известковании в дозе 2/3 Нг - 22,10; 1,0 Нг -23,78; 1,5 Нг -25,03; 2,0НГ - 26,53 мг-экв/ЮОг почвы. Активность кальция при этих дозах составила соответственно 7,80; 8,33; 9,06; 9,58 мМ/л против 6,04 мМ/л в контроле. Кислотность почвы снизилась от слабокислой (рН = 5,14) на контроле до близкой к нейтральной при известковании, где рН повысилась с 5,52 (при дозе 2/3 Нг) до 6,09 (при дозе 2,0 Нг). При максимальных дозах (1,5 и 2,0 Нг) гидролитическая кислотность уменьшилась почти в два раза - от 6,75мг-экв/100г почвы на контроле до 3,37 и 3,13, соответственно.

Внесение высоких доз извести (1,5 и 2,0 Нг) приводило в течение двух лет к снижению водоудерживающей способности листьев зимних сортов (Лобо и Синап Орловский) в среднем на 60 % по отношению к контролю (без внесения извести). В меньшей мере это наблюдалось у деревьев Мелбы и отсутствовало у сорта Ман-тет. Низкие дозы извести (2/3 и 1,0 Нг) в зависимости от погодных условий оказали разное влияние на водоудерживающую способность листьев. Так, в засушливый вегетационный период 2002 года она была на уровне контроля, а в условиях более влажного 2003 года наблюдалось повышение в среднем на 20 %. В наибольшей степени это проявилось у Лобо и Мелба. У первого сорта увеличение составило 24,4 % при дозе внесения 2/3 Нг; 31,4 % в дозе 1,0 Нг; у второго - соответственно 22,0 и 35,6 %.

I ПОБО МЕЛБА MÄHTET СИНАП , ■ ЛОБО МЕЛБА МАНТЕТ СИНАП .

I---август 2002 года | [ август 2003 года !

[~Р контроль П2.3 Нг □ 1 Нг И1,5Нг И2Нг [ Рис. 8. Оводнённость листьев яблони в связи с известкованием

Изменение водоудерживающей способности листьев отражалось на их овод-нённости (рис. 8). Под влиянием известкования происходило значительное уменьшение содержания общей воды в вариантах 1,5 и 2,0 Нг, как в засушливый период 2002 г., когда за август выпало всего 2,1 мм осадков, а испаряющий фон составил 143,1 мм; так и во влажном 2003 г., соответствующий период которого (август) характеризовался количеством осадков 120,3 мм и уровнем испаряющего фона, равным 80,2 мм. Лучшая оводнённость листьев отмечалась при внесении извести в дозе 1,0 Нг. Именно в этом варианте было отмечено наибольшее содержание кальция в плодах, которое во влажный год составило по сорту Лобо 4,43 против 3,88мг/ЮОг на контроле; у сорта Мелба - соответственно 4,14 и 3,29мг/100г. Эти значения корреспондируются с повышением активности корневой системы, которая при дозе 1,0 Нг возросла у сорта Лобо на 20...22%, у Мелбы - 16...20%.

Учитывая необходимость проведения известкования в насаждениях яблони, кальцийсодержашие мелиоранты следует вносить в дозах, не превышающих одну гидролитическую кислотность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Кальциевый режим почвы определяет физиологическое состояние яблоневого сада: активность корневой системы и водный режим листьев (факторы поглощения и перераспределения кальция). Оптимизация этих факторов приводит к улучшению кальциевого питания, то есть повышению его содержания в листьях и плодах. При помощи орошения можно непосредственно влиять как на водный режим почвы, так и надземной части яблони, что активизирует поглотительную способность корневой системы, тем самым, улучшая кальциевый режим, то есть содержание кальция в листьях и плодах.

Недостаточное обеспечение кальцием и рост гидролитической кислотности черноземов выщелоченных обусловливают необходимость проведения известкования почвы в яблоневых садах. Внесение извести в дозе 1,0 Нг повышает содер-

жание кальция в плодах в среднем на 20 % благодаря росту активности поглощающих корней и повышению водоудерживающей способности и оводненности листьев. Дозы 1,5 и 2,0 Нг, напротив, снижают эти параметры в большей степени у зимних сортов яблони. Очевидно, известкование является непосредственным, а мульчирование - косвенным фактором управления кальциевым питанием через водный режим почвы.

ГЛАВА 7. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ЧЕРНОЗЕМНЫМ ПОЧВАМ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ПЛОДОВ ЯБЛОНИ

7.1. Современное состояние почв плодовых хозяйств Тамбовской равнины

Почвенные образцы взяты с площади 10 тыс. га плодовых насаждений. В некоторых хозяйствах с междурядий и приствольных полос с разделением на возвышенные и пониженные участки были отобраны образцы почвы с глубины 0-30 и 30-60 см.

По данным 2007 года установлено, что коэффициент структурности пахотного слоя чернозёмно-луговых почв в 1,2-2 раза ниже, чем подпахотного (Ai). В чернозёме оподзоленном оструктуренность подпахотного горизонта в 1,2 раза выше, чем пахотного.

В почве междурядий низин содержание агрономически ценных агрегатов в 1,4 раза ниже, чем на типичных участках. В пределах пониженных участков оструктуренность почвы междурядий в 1,3 раза ниже, чем в приствольных полосах. На типичных более возвышенных участках оструктуренность почвы междурядий и приствольных полос практически одинаковая. Необходимо отметить, что оструктуренность почвы приствольных полос не зависит от элемента рельефа.

В соответствии с содержанием ценных агрегатов и коэффициентом структурности, чернозёмно-влажно-луговая почва имела удовлетворительно острукту-ренный пахотный и плохо оструктуренный подпахотный слой. Коэффициент структурности в подпахотном слое этой почвы крайне низкий (0,08). В лугово-чернозёмной почве пахотный слой оструктурен хорошо, подпахотный - удовлетворительно, переходный к иллювиальному (АВ) и иллювиальный (В) - неудовлетворительно. Оструктуренность данных почв постепенно снижается вниз по профилю за счёт возрастания количества глыбистых агрегатов крупнее 10 мм. Особенно резко это прослеживается в переувлажнённой чернозёмно-луговой почве, которая приурочена к низине. В этой почве чётко прослеживается плужная подошва.

Обработка почвы в низинном участке яблоневого сада привела к снижению коэффициента структурности в 1,5 раза в пахотном слое и в 8,3 раза в подпахотном по сравнению с остальной частью квартала. Техногенное переуплотнение подпахотного слоя усугубляется наличием низины.

На примере 3-х культур (яблони, чёрной смородины и земляники) была рассмотрена оструктуренность почвы приствольной полосы и междурядья. В квартале чёрной смородины содержание агрономически ценных агрегатов в слое 0-30 см междурядья в 2,1 раза ниже, чем в приствольной полосе. Структурное состояние

почвы приствольных полос и междурядий удовлетворительное. Почва приствольных полос квартала земляники имела хорошее структурное состояние, а в междурядьях оструктурена удовлетворительно. Содержание агрономически ценных агрегатов в почве междурядья в 1,3 раза ниже, чем в приствольной полосе.

Намытая почва отличается хорошо оструктуренным переходным горизонтом (АВ). В профиле чернозёма типичного нет плужной подошвы, а оструктуренность вниз по профилю снижается очень медленно. Пахотный и подпахотный горизонты здесь одинаково оструктурены, что указывает на высокую буферность чернозёма типичного. В подпахотном горизонте намытой почвы прослеживается плужная подошва, а коэффициент структурности этого слоя ниже, чем пахотного и переходного. В целом, гумусовые горизонты почв удовлетворительно оструктурены.

Чернозёмы выщелоченные характеризуются как маломощные, чернозёмы типичные, имеют очень низкий уровень залегания почвогрунтовых вод. Пахотный горизонт чернозёма типичного имеет хорошее структурное состояние. Структурное состояние подпахотного горизонта чернозёма выщелоченного колеблется от неудовлетворительного до удовлетворительного. Вся подпахотная толща (до материнской породы) чернозёма типичного хорошо оструктурена. В этих почвах отмечена слабая плужная подошва, которая наименее заметна в чернозёме типичном. Содержание агрономически ценных агрегатов в подпахотном слое ниже, чем в пахотном. С глубиной оструктуренность данных почв снижается очень незначительно.

Чернозём типичный характеризуется хорошо оструктуренным гумусовым горизонтом. В результате обработок этой почвы в садах в подпахотном слое иногда появляется очень слабая плужная подошва, и не образуется она в полеводстве. Поэтому чернозём типичный следует рассматривать как самую буферную и садопри-годную почву.

7.2. Эколого-токсикологическое состояние почв Тамбовской области и заболеваемость населения

Тамбовская область, по данным Межведомственной комиссии совета безопасности Российской Федерации по экологическому состоянию, отнесена к областям с наибольшими площадями загрязнителей. Существующая тенденция их накопления в почвах сельскохозяйственных угодий вызывает необходимость проведения сплошного обследования сельскохозяйственных земель.

Анализ болезней за последние пять лет, например в Петровском районе Тамбовской области, свидетельствует о значительном увеличении заболеваний сердечно-сосудистой системы (с 15 до 22%), подобная тенденция наблюдается по онкологическим заболеваниям. На высоком уровне находятся болезни органов дыхания и пищеварения (табл. 10). В структуре смертности лидируют сердечнососудистые и онкологические заболевания.

При нашем участии, в 2002 г. Государственным центром агрохимической службы "Тамбовский" проведено эколого-токсикологическое обследование земель сельскохозяйственного назначения на площади 380 тыс. га в 84 хозяйствах.

Заболевания 2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г.

Онкологические заболевания 3,1 3,0 3 А 3,66 4,38

Болезни эндокринной системы 3,18 3,0 3,88 4,46 3,9

Сердечно - сосуд, заболевания 14,8 14,0 15,2 17,0 21,3

Болезни органов дыхания 25,0 26,0 22,5 21,7 14,0

Болезни органов пищеварения 7,3 7,6 7,61 7,8 7,97

Болезни мочеполовой системы 4,8 5,9 6,12 6,6 8,05

Травмы и отравления 3,9 4,2 4,18 3,5 3,4

В 2005 г. исследования были продолжены совместно с сотрудниками кафедры агрохимии и почвоведения Мичуринского государственного аграрного университета. В результате в почвах Тамбовской области зарегистрирован дефицит подвижных соединений йода, цинка, молибдена, а в условиях переувлажнения при кислой реакции - кобальта, меди. Дефицит этих элементов отражается не только на метаболизме и продуктивности растений, но и является причиной неполноценной пищевой цепи и следствием многих заболеваний человека и животных.

Корреляционный анализ данных о содержании химических элементов в почвах Тамбовской области и частоте сердечно-сосудистых заболеваний среди населения указывает на наличие тесной положительной достоверной связи между распространением гипертонической болезни (ГБ), ишемической болезни сердца (ИБС) с ГБ, цереброваскулярной болезни (ЦБ) с ГБ и количеством Бг в почвах.

Таким образом, влияние содержания различных микроэлементов в почвах на распространение заболеваний среди населения области оказалась неодинаковой. Распространение новообразований связано с концентрацией йода в почвах; онкологических заболеваний - с Ве; сердечно-сосудистых заболеваний, болезней крови, тиреотоксикоза и глаукомы - с Бг; хронического нефрита - с Ве и Бг; остеоарт-розов - Бг и Ва.

7.3. Проект нормативных требований к почвам для производства экологически безопасной продукции

Актуальным являются разработка нормативов для крупных классификационных групп почв со сходной устойчивостью к загрязнению для различных геохимических ассоциаций почв (слабокислые, кислые, нейтральные, карбонатные). В наших исследованиях сделан акцент на содержание ТМ и мышьяка в двух активных средах, а именно, количественное наличие их в слое почвы максимального размещения поглощающих корней яблони в сопоставлении с концентрацией в фотосинтетическом аппарате растений и конечное содержание в плодах. Эта цепь нашла широкое признание в диагностике питания растений. Поглощающие корни и листовая поверхность растений определяют метаболизм всех элементов питания, от которых зависит и передача их в плоды. Такая система подхода охватывает комплексно общесанитарный, транслокационный, миграционно-воздушный, ми-грационно-водный разновидности поступления элементов в плоды. Результаты анализов черноземных почв представлены в табл. 11.

Таблица 11. Содержание тяжелых металлов в разных типах почв, мг/кт

Почва Свинец Кадмий Мышьяк

М±т Ит % от ПДК М±т Н т °/о ОТ ПДК М±т Нт % ОТ ПДК

Черноземно-луговая 0,68±0,13 0,43-0,94 7,216,0 0,31 ±0,09 0,20-0,40 20,040,0 2,31 ±0,26 1,90-2,72 19,027,2

Лугово-черноземная 0,56±0,07 0,43-0,68 7,211,3 0,29±0,06 0,19-0,40 20,040,0 2,26±0,32 2,17-2,34 21,723,4

Чернозем: типичный 0,69±0,12 0,44-0,94 7,315,7 0,2б±0,07 0,21- 0,29 20,030,0 3,61±0,09 3,45-3,77 34,537,7

выщелоченный 0,81±0,14 0,68-0,93 11,315,5 0,24±0,04 0,18-0,31 20,030,0 2,07±0,11 1,83-2,32 18,323,2

оподзоленный 0,69±0,13 0,42-0,91 11,5 0,30±0,06 0,16-0,54 30,0 2,09±0,19 1,01-3,33 20,9

Черноземно-луговая почва содержала наибольшее количество никеля и кадмия, достигая соответственно до 82,5 и 40,0 % от ПДК, меньше свинца - до 16%, хром и мышьяк занимали промежуточное положение (до 21,7 и 27,2%).

Лугово-черноземная почва содержала больше кадмия и мышьяка (до 40,0 и 23,7% ПДК), свинца и хрома (до 11,3 и 15,5% ПДК). Содержание никеля приближалось к содержанию мышьяка.

Чернозем типичный имел больше мышьяка (до 37,7% ПДК), меньше свинца (до 15,7% ПДК)- Никель и кадмий по содержанию в почве были почти одинаковы, но ближе к мышьяку (до 30,5 и 30,0% ПДК).

Чернозем выщелоченный содержал больше кадмия (до 30,0% ПДК), меньше свинца и никеля (до 15,5% ПДК). Хром и мышьяк по содержанию занимают промежуточное положение (до 20,0 и 23,2% ПДК).

Чернозем обыкновенный имел больше никеля и мышьяка (до 42,5 и 38,5% ПДК), меньше кадмия и хрома (17,0 и 21,7% ПДК). Содержание свинца ближе к кадмию.

Чернозем оподзоленный содержал больше кадмия (до 30,0% ПДК), меньше свинца (до 11,5% ПДК). Содержание никеля и мышьяка (до21,0 и 20,9%), приближались к показателю кадмия, а хрома - ближе к свинцу (18,3%).

Итак, в активном почвенном слое яблоневых насаждений на черноземах содержание элементов первого и второго класса опасности не превышают ПДК. Однако черноземно-луговые почвы приближаются почти к ПДК по содержанию подвижных форм никеля, к 1/4 части по кадмию. Такое же содержание кадмия находилось в лугово-черноземной почве. Здесь этот элемент занимал лидирующее место. В черноземе типичном больше отмечено мышьяка, в обыкновенном - никеля, в оподзоленном кадмия, и содержалось на уровне 1/4- 1/3 ПДК. Содержание наиболее опасных химических элементов в листьях и плодах яблони приведены в табл. 12.

Из черноземных почв по наибольшему максимальному содержанию кадмия и свинца в листьях яблони выделились лугово-черноземные и типичные черноземы, у которых отмечено превышение ПДК на 12,3 и 7,0% по первому элементу, по второму, соответственно, достигая до 69,8-79,4 % ПДК.

Таблица 12. Содержание тяжелых металлов в листьях и плодах яблони _на черноземах Тамбовской равнины, мг/кг _

Почвы Кадмий Свинец Мышьяк

Ит % от ПДК* мин.-макс. % от ПДК* мин.-макс. % от ПДК*

Листья

Черноземно-луговая 0,026±0,001 0,025 -0,027 86,790,0 0,061±0,007 0,0062-0,1157 1,628,9 0,0013±0,0004 0,0008-0,0018 0,40,9

Лугово-черноземная 0,0301±0,009 0,0288-0,0337 96,0112,3 0,064*0,008 0,0091-0,1221 30,569,8 0,0.024±0,0008 0,0015-0,0030 0,81,5

Чернозем: типичный 0,0017±0.0007 0,0001-0,0321 0,3107,0 0,0016±0,00 0,0005-0,3176 0,279,4 0,0006*0,0001 0,0002-0,0011 0,10,6

выщелоченный 0,0058*0,0006 0,0037-0,0112 12,337,3 0,0061±0,0008 0,0062-0,1157 1,628,9 0,0011*0,0005 0,0004-0,0016 1,35,3

оподзоленный 0,0048*0,0007 0,0001-0,0089 0,329,6 0,231 ±0,021 0,1143-0,3497 28,587,4 0,0014*0,0003 0,0006-0,0022 2,07,3

Плоды

Черноземно-луговая 0,0093*0,0004 0,0006-0,0013 2,04,3 0,049*0,0022 0,0020-0,087 0,521,8 0,0018*0,0007 0,0005-0,0033 0,21,6

Лугово-черноземная 0,0072*0,0008 0,0033-0,0093 11,031,0 0,136*0,0011 0,1341-0,1397 33,534,9 0,0031±0,0008 0,0019-0,0041 1,02,0

Чернозем: типичный 0,0017±0,0004 0,0008-0,0024 2,78,0 0,081*0,0014 0,0050-0,1755 0,243,9 0,0036*0,0002 0,0002-0,0066 0,23,3

выщелоченный 0,0028*0,0007 0,0022-0,0030 7,310,0 0,009*0,0006 0,0050-0,0181 1,24,5 0,0007±0,0001 0,0002-0,0012 0,10,6

оподзоленный 0,0019*0,0006 0,0007-0,0034 2,311,3 0,238*0,016 0,2224-0,2517 55,662,9 0,0011*0,0009 0,0008-0,0012 0,40,6

* %от существующих ПДК.

Плоды в этих условиях накапливали 0,0093 мг/кг (31,0% от ПДК) кадмия и 0,1397 мг/кг (34,9% от ПДК) свинца на лугово-черноземных почвах и, соответственно, 0,0024мг/кг (8,0% от ПДК), 0,1755 мг/кг (43,9% от ПДК) на типичных черноземах. В основном сильнокислая и среднекислая реакция почвенного раствора определяли более высокие показатели. Исключением являлось скопление загрязнителя на пониженной форме рельефа, в квартале сада с заросшей садозащитной полосой, что было отмечено на черноземе типичном при реакции почвы близкой к нейтральной.

Самый низкий максимальный предел содержания кадмия в листьях 0,0089 мг/кг (29,6% от ПДК) был у яблони на черноземе оподзоленном, хотя в плодах его накапливалось 0,0034 мг/кг (11,3% от ПДК). Этот предел по свинцу в листьях отмечен на черноземно-луговой почве и на черноземе выщелоченном 0,1157мг/кг (28,9% от ПДК). Однако накопление его в плодах разнилось. Оно было больше на черноземно-луговой почве (0,087 мг/кг - 21,8% ПДК) по сравнению с черноземом выщелоченном (0,0181 мг/кг-4,5% ПДК).

Наибольший максимальный предел мышьяка в листьях зарегистрирован 0,0022-0,0016 мг/кг (7,3-5,3% от ПДК) на черноземе оподзоленном и выщелоченном, наименьший - 0,0011 мг/кг (0,6% от ПДК) на черноземе типичном. Из всех черноземов по накоплению его в плодах выделился чернозем типичный, совпадая

с высоким содержанием этого элемента в почве, листьях квартала сада с пониженным рельефом и заросшей садозащитной полосой.

Таблица 13. Фоновое и нормативно-проектное содержание ТМ п мышьяка в почвах _и листьях насаждений яблони Тамбовской равнины, мг/кг _

Свинец Никель Кадмий Хром Мышьяк

и * о * о И * о * 6 * «

Почвы га Ч С я С сз Ч С « с й Ч С

н Е-1 н — и

о к О о к о

л А о4 2 о4 о4

Содержание в почвах, мг/кг

Черноземно- 0,43- 7,2- 0,45 11,3 0,20 20,0 0,80 13,3 1,90 19,0

луговая 0,94 16,0 3,30 82,5 0,40 40,0 1,30 21,7 2,72 27,2

Лугово- 0,43- 7,2- 0,75 18,8 0,20 20,0 0,64 10,7 2,17 21,7

черноземная 0,68 11,3 0,81 20,3 0,40 40,0 0,93 15,5 2,34 23,4

Чернозем типич- 0,44- 7,3- 0,84 21,0 0,20 20,0 0,75 12,5 3,45 34,5

ный 0,94 15,7 1,22 30,5 0,30 30,0 1,46 24,3 3,77 37,7

Чернозем выще- 0,68- 11,3- 0,68 17,0 0,20 20,0 0,83 13,8 1,83 18,3

лоченный 0,93 15,5 0,93 15,5 0,30 30,0 1,20 20,0 2.32 23,2

Чернозем обыкно- 1,20- 20,0- 1,20 30,0 0,20 20,0 0,90 15,0 2,70 27,0

венный 2,00 33,3 1,70 42,5 0,17 17,0 1,30 21,7 3.85 38,5

Чернозем оподзо- 0,69 11,5 0,84 21,0 0,30 30,0 1,10 18,3 2,09 20,9

ленный

** 0,68 11,3 0,93 23,2 0,20 20,0 1,20 20,0 2.00 20,0

*** 1,20 20,0 1,22 30,0 0,30 30,0 1,30 21,7 3.50 35,0

Содержание в листьях, мг/кг

Чсрноземно- 0,0062- 1,6- - - 0,026- 86,7 - - 0.0008 0,4

луговая 0,1157 28,9 - - 0,027 90,0 - - 0,0018 0,9

Лугово- 0,2791- 69,8- - - 0,029 96,0 - - 0,0015 0,8

черноземная 0,1221 30,5 - - 0,034 112,3 - - 0,0030 1,5

Чернозем типич- 0,0005- 0,2- - - 0,001 3,0 - - 0,0002 0,1

ный 0,3176 79,4 - - 0,032 107,0 - - 0,0011 0,6

Чернозем выще- 0,006- 1,6- - - 0,004 12,3 - - 0,0004 0,2

лоченный 0,116 28,9 - - 0,011 37,3 - - 0,0016 0,8

Чернозем оподзо- 0,114- 28,5- - - 0,001 3,0 - - 0,0006 0,3

ленный 0,349 87,2 - - 0,009 30,0 - - 0,0022 1,1

0,2291 69,8 0,026 86,7 0,0014 0,7

*** 0,349 87,2 0,029 96,0 0,0030 1,5

ПДК: * существующие;

рекомендуемые: ** для использования в сыром виде и производстве детского пита-

ния, *** для продовольствия и сырья в пищевой продукции.

Следовательно, в сравнении с почвой содержание опасных элементов в листьях значительно увеличилось. По кадмию и свинцу на лугово-черноземной почве даже превысило ПДК. Плоды яблони накапливали 0,0033 -0,0093 мг/кг (11,031,0% от ПДК) кадмия и 0,1341-0,1397 мг/кг (33,5-34,9% от ПДК) свинца на луго-во-черноземных почвах и, соответственно, 0,0008-0,0024мг/кг (2,7-8,0% от ПДК), 0,0050-0,1755 мг/кг (0,2-43,9% от ПДК) на типичных черноземах. В квартале сада с типичным черноземом накопление в плодах свинца 43,9% от ПДК в большей

степени связано с пониженным рельефом при заросших садозащитных полосах, чем с подтипом почвы.

Повышенная кислотность почвы, пониженный рельеф, заросшие садозащитные полосы способствовали большему накоплению опасных тяжелых металлов и мышьяка в листьях и плодах.

На основании проведенных исследований и патентного поиска предлагаем проект нормативных требований к черноземным почвам при производстве экологически чистой продукции в интенсивных яблоневых насаждениях (табл. 13).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В активном почвенном слое яблоневых насаждений на черноземах содержание элементов первого и второго класса опасности не превышают ПДК. Однако черноземно-луговые почвы приближаются почти к ПДК по содержанию подвижных форм никеля, к 1/4 части по кадмию. Такое же содержание кадмия находилось в лугово-черноземной почве. Здесь этот элемент занимал лидирующее место. В черноземе типичном больше отмечено мышьяка, в обыкновенном - никеля, в оподзоленном кадмия, и содержалось на уровне 1/4-1/3 ПДК.

На черноземе типичном и выщелоченном варьирование содержания тяжелых металлов и мышьяка позволяет выращивать яблоки, пригодные для использования в сыром виде и производстве детского питания или для производства и сырья в пищевой продукции. На черноземно-луговой, лугово-черноземной почве, черноземе обыкновенном и оподзоленном по этим варьирующим показателям плоды пригодны для продовольствия и сырья пищевой промышленности.

ГЛАВА 8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НАСАЖДЕНИЙ ЯБЛОНИ

Уровень урожая и его качество зависят от сортовых особенностей и возрастных изменений растений в онтогенезе, а также от нормы реакции сортов на внешние условия. Поэтому экономическая оценка плодовых за сравнительно длительное время плодоношения позволяет подобрать наиболее скороплодные, высокоурожайные сорта, определить товарность продукции с возрастом растений, стабилизировать урожай по годам.

Нами проанализирована экономическая эффективность разных сортов яблони в условиях Мичуринского госсортоучастка за 18 лет плодоношения. В экономический анализ были включены пять сортов, привитые на подвое 54-118. Время плодоношения разбито на три периода, которые, в основном, совпали: первый - с периодом роста и плодоношения, второй - с периодом плодоношения и роста, третий - с периодом плодоношения (Шитг, 1952). Экономический анализ был выполнен по прямым, производственным и общехозяйственным затратам и складывающимся ценам реализации продукции. Учтена дополнительная и премиальная доплаты (табл. 14).

У Богатыря по сравнению с другими сортами наблюдалось превышение урожая, особенно, в первые годы плодоношения. В первом периоде плодоношения товарность плодов была высокой, а процент падалицы не превышал 10% у всех сортов. Стоимость товарной продукции сорта Богатырь почти на 25% выше, чем у

Антоновки обыкновенной. Она находится в зависимости от урожайности и цены реализации. Срок созревания плодов, их товарность влияли на цену реализации, которая сложилась в пределах от 2100 руб. за 1ц.

Однако стоимость товарной продукции не дает полной экономической оценки, так как не учитывает производственные затраты, различающиеся по сортам. В первом периоде плодоношения затраты на 1га увеличились при росте урожайности по сортам. Они были выше у Богатыря по сравнению с Антоновкой обыкновенной всего в 1,5 раза. Это обусловлено различием по урожайности и затратам труда.

Таблица 14. Экономические показатели перспективных и районированных сортов яблони в среднем по периодам плодоношения при стоимости 1 ц, равной 2100 руб.

Сорт Урожай ность, ц/га Стоимость товарной продукции с 1 га, руб. Затраты на 1га, руб. Себестоимость 1ц, руб. Прибыль на 1га, руб. Уровень рентабельности, %

всего в т.ч. на уборку

Первый период (период роста и плодоношения)

Богатырь 48,7 102270 37645,1 4918, 773 64624,9 171,7

Антоновка новая 39,0 81900 30849,0 04250,2 791 51051,0 165,5

Звездочка 23,8 60480 24480,0 3589,6 850 36000,0 147,1

Оранжевое 31,2 165520 26145,6 4301,2 838 39374,4 150,6

Антоновка обыкновенная 13,5 28350 24502,5 1905,5 1815 3847,5 15,7

Второй период (период плодоношения и роста)

Богатырь 110,41 231861 62160,8 25976,2 563 169700,2 273,0

Антоновка новая 132,9 279090 77347,8 32903,8 582 201742,2 260,8

Звездочка 119,9 251990 77335,5 39464,3 645 174454,5 225,6

Оранжевое 98,3 206430 67433,8 31338,2 686 138996,2 206,1

Антоновка обыкновенная 53,3 111930 77285,0 20843,8 1450 34645,0 44,8

Третий период (период плодоношения)

Богатырь 136,4 286440 75020,0 25303,4 550 211420,0 281,8

Антоновка новая 152,9 321090 88529,1 29200,8 570 232560,9 262,7

Звездочка 76,7 161070 57908,5 20557,5 755 103161,5 178,1

Оранжевое 48,7 102270 48164,3 13862,3 989 54105,7 112,3

Антоновка обыкновенная 84,1 176610 83343,1 15771,3 991 93266,9 111,9

Основными показателями экономической эффективности сорта являются прибыль и уровень рентабельности. В первом периоде плодоношения экономически эффективными оказались сорта: Богатырь, Антоновка новая, Оранжевое, Звездочка. Размер прибыли по этим сортам находится в пределах от 36 тыс. руб. (Звездочка) до 64,6 тыс. руб. (Богатырь) руб. на 1га, соответственно, уровень рентабельности - от 147 до 171,7%. В год максимального урожая экономически эффективными были все сорта. Себестоимость их сложилась от 1815 (Антоновка новая) до 791 (Антоновка обыкновенная) руб. за 1ц, прибыль соответственно - от 3847,5

до 51051 руб. на 1га. Уровень рентабельности изменялся от 15,7% у Антоновки обыкновенной, до 171,7% у Богатыря.

Во втором периоде плодоношения наблюдалось повышение урожайности у всех сортов. Средняя урожайность яблони по сортам находилась в пределах от 53,3 ц/га (Антоновка обыкновенная) до 132,9 ц/га (Антоновка новая). Максимальная урожайность колебалась от 172,7 ц/га (Коричное полосатое) до 257,7 ц/га (Антоновка новая). В то же время процент падалицы увеличился у всех сортов. Товарность съемных плодов была высокой, особенно у Богатыря из зимних сортов. Повышение урожайности при высокой товарности плодов определило экономические показатели у всех сортов, за исключением Антоновки обыкновенной, во втором периоде плодоношения по сравнению с первым и третьим периодами. В среднем за второй период плодоношения себестоимость 1ц плодов была ниже у Антоновки новой (582 руб. за 1ц). Прибыль у этих сортов, соответственно, составила 34,6 и 169,7 тыс. руб. на 1га. Уровень рентабельности сорта Богатырь (273%) почти в 6 раз выше, чем у Антоновки обыкновенной (44,8%).

В год максимального урожая более высокая товарность плодов и меньшие затраты труда на уборке по сорту Богатырь, по сравнению с сортом Оранжевое, были причиной уменьшения различий по уровням рентабельности соответственно до 273 и 206% при разных урожаях. Экономические показатели сортов были контрастными при сравнении средних данных второго периода плодоношения с первым. Так, у сорта Звездочка себестоимость снизилась почти на 30%, прибыль увеличилась в 4,9 раза, уровень рентабельности повысился в 1,5 раза.

Для третьего периода плодоношения характерно снижение товарности плодов почти в два раза у всех сортов. Дальнейшее повышение урожайности наблюдалось только у сортов Богатырь, Антонова новая, Антоновка обыкновенная, средний урожай которых достиг, соответственно, 136,4, 152,9 и 84,1 ц/га. Максимальная урожайность у этих сортов находится в пределах 187,9 - 298,3 ц/га. Однако в условиях третьего периода Богатырь и Антоновка новая превосходили все анализируемые сорта.

В результате проведенных исследований установлено, что наиболее урожайные сорта - Антоновка новая и Богатырь. Антоновка новая уступает Богатырю по вкусу и лежкости плодов. Богатырь типично зимний, скороплодный высокоурожайный сорт с ежегодным плодоношением. Плоды крупные, высокотоварные, десертного вкуса, хорошо хранящиеся даже в засушливые годы. Производительность труда на уборке этого сорта на 17% выше по сравнению со среднепоздними сортами. Богатырь занимает первое место среди анализируемых сортов по уровню рентабельности и по комплексу хозяйственно-биологических признаков может заменить Оранжевое в районированном сортименте Тамбовской области.

Экономическая эффективность насаждений яблони на слаборослых подвоях была рассчитана по 18-летним показателям. В 9-ти годах из 18-ти не было последовательного абсолютного прироста урожайности и темпов роста, а снижение урожайности за последние 6 лет привело к необходимости качественной оценки садов, их бонитировки и реконструкции. Коэффициент динамики был также в 9 годах менее единицы, но в среднем за 18 лет он составил 1,47, что свидетельствует о превышении последующих урожаев над урожаями предшествующих лет.

выводы

1. На территории Тамбовской равнины преобладающими материнскими породами являются карбонатные лессовидные глины и суглинки. Наличие кальция способствует накоплению гумусовых веществ в почвах и препятствует вымыванию органических соединений в нижележащие горизонты. На высотах 240-270 м преобладают черноземы выщелоченные, на высотах 190-240 м - черноземы типичные среднемощные и мощные среднегумусные. В широких развитых равнинных пространствах типа плоскоместностей со средним относительным превышением их над днищами долин на 10-20 м размещены полугидроморфные лугово-черноземные почвы; встречаются и серые лесные почвы. Наиболее садопригод-ными почвами являются чернозем выщелоченный, чернозем типичный и темно-серые лесные почвы.

2. Урожайность яблони зависит от подтипа почв и активности аккумуляции поллютантов яблоками. На черноземе выщелоченном урожайность яблони на 28 -40% выше, чем на черноземно-луговых подтипах почв. При их сходном загрязнении поллютантами яблоки, выращенные на черноземно-луговых почвах, свинца аккумулируют в среднем в 3,7 раза, а мышьяка - в 2,7 больше, чем на черноземе выщелоченном.

3. В пределах Тамбовской равнины черноземные почвы варьируют по агрохимическим показателям. Содержание гумуса снижается с 7,6 до 4,2% в корне-обитаемом слое почвы плодовых насаждений при продвижении с юга на север. В этом же направлении изменяется реакция почвенного раствора от близко к нейтральной до сильнокислой. Преобладают почвы со среднекислой реакцией. Легко-гидролизуемого азота содержится в пределах от 67,2 до 137,2 мг/кг, подвижного фосфора - от 35,0 до 38,6 мг/кг, доступного калия - от 53,0 до 271,0 мг/кг. В пределах каждого хозяйства также отмечается варьирование агрохимических показателей, связанное с разными почвами, рельефом местности, конструкцией садоза-щитных полос и плодовых насаждений, агротехникой сада и организационно-хозяйственными особенностями.

4. В агроценозах яблони умеренно-континентальный климат смягчается са-дозащитными лесными полосами. Температура изменяется примерно на 6 °С. Затенение способствует улучшению водного режима сада. Освещенность около защитных лесных полос снижается. Продолжительность освещения в первых рядах яблонь составляет от смежных с ними на северной стороне квартала 77,6%, на южной - 22,4%, на западной - 46,5%.

5. Факторы почвообразования воздействуют прямо на свойства почвы и косвенно на агроценоз, изменяя активность корневой системы и продуктивность фотосинтеза яблони. По многолетним данным коэффициент корреляции между активностью корневой системы и продуктивностью фотосинтеза находится в пределах от 0,25 до 0,65. Он выше у слаборослых подвоев, чем сильнорослых. В нормальные годы отмечается повышение этого коэффициента до 0,89, в экстремальные по температурным условиям, острому дефициту обеспеченности водой соответствует снижение его до отрицательных значений (-0,88).

6. Зависимость между активностью корней И продуктивностью фотосинтеза в значительной степени определяется привитым сортом. Для яблони сорта Мелба характерна нелинейная связь, для сорта Коричное полосатое - линейная. По форме связи Антоновка обыкновенная ближе к Коричному полосатому, Оранжевое - к Мелбе. Более высокой активности корневой системы соответствует и более высокая продуктивность фотосинтеза.

7. Сортовые особенности растений обладают нормой реакции на внешние факторы и почвенные условия. Особенно велики различия в экстремальных условиях (подмерзание, засуха, вспышка болезней и вредителей и т. д.), когда сорт определяет не только степень устойчивости, но и способности к сдерживанию падения потенциальной продуктивности, качества и экологической чистоты продукции.

8. В суровую зиму сорта яблони накануне с высоким урожаем на подвое 62396 - Мантет, Мелба, Жигулевское, на подвое 54-118 - Синап Орловский, Пепин шафранный, Жигулевское подмерзают до 3,5-4,0 баллов. Характер подмерзания разнообразен, но превалируют повреждение древесины, камбия и приростов предыдущего года и частичное вымерзание 2-3-летних ветвей. Более высокая степень подмерзания проявляется на серых лесных почвах, меньше на черноземе выщелоченном.

9. Последействие подмерзания проявляется больше на серых лесных почвах, меньше на лугово-черноземной и черноземе выщелоченном. У зимостойкого сорта Синап Орловский, из среднезимостойких у Мантета усиливается повреждение развилок скелетных ветвей и отмечается частичное повреждение штамба. У сорта Лобо происходит высыхание до 10% полускелетных ветвей.

10. Большинство сортов яблони на полукарликовом подвое 54-118 за 20 лет плодоношения характеризуются как регулярно плодоносящие, имеют индекс периодичности - 0,27. Деревья 27-28-летнего возраста этого подвоя в сравнении с сильноросльш семенным у сортов Северный сннап, Антоновка обыкновенная, Ренет Черненко по бонитету существенно не различаются. Наиболее высоким бонитетом отличается сорт Богатырь, оцениваемый 89 баллами, Ренет Черненко и Коричное полосатое - 88 баллами, Антоновка обыкновенная и Северный синап - 86 баллами.

11. По интенсивности загрязнения почв северной и центральной части Тамбовской равнины химические элементы условно можно расположить в следующий возрастающий ряд - Сс1 < Мп < 2п < Си < РЬ < №, а южной -СА<Ъп < Мп < Си < РЬ < №. В активном почвенном слое яблоневых насаждений на черноземах содержание элементов первого и второго класса опасности в целом не превышают ПДК, но по некоторым близки к критическому уровню. Черноземно-луговые почвы приближаются к ПДК по содержанию подвижных форм никеля и составляют около 0,25% ПДК по кадмию. Такое же содержание кадмия находится в лугово-черноземной почве, где этот элемент занимает доминирующее положение в загрязнении. В черноземе типичном больше отмечается мышьяка, в обыкновенном -никеля, в оподзоленном - кадмия.

12. Содержание тяжелых металлов и мышьяка в почвах плодовых хозяйств колеблется в широких пределах и зависит от расстояния до интенсивных источни-

ков загрязнения, типа и подтипа почв, рельефа местности, реакции почвенного раствора, особенностей конструкции сада, состояния садозащитных полос, качественного состава материнских пород. В большинстве черноземных почв содержание марганца, меди и цинка не представляют опасность загрязнения продукции.

13. На всех подтипах чернозема содержание тяжелых металлов и мышьяка в листьях яблони больше, чем в плодах. По абсолютному содержанию этих элементов в почве больше, чем в листьях и плодах. Содержание кадмия и свинца в луго-во-черноземной почве обычно превышает ПДК. Плоды яблони, выращенные на лугово-черноземных почвах, накапливают 11,0-31,0% кадмия от ПДК и 33,5-34,9% свинца, на типичных черноземах - 2,7-8,0% и 0,2-43,9%, соответственно. В кварталах сада с типичными черноземами накопление в плодах свинца составляет 43,9% от ПДК. Это в большей мере связано с близостью к автомагистралям или с пониженным рельефом при заросших садозащитных полосах, чем с подтипом почвы. Повышенная кислотность почвы, пониженный рельеф, заросшие садозащитные полосы, снижение уровня агротехники, нерациональное применение химических средств защиты растений от вредителей, болезней и грызунов способствуют большему накоплению тяжелых металлов и мышьяка в листьях и плодах.

14. В южной части Тамбовской равнины в пахотном горизонте у чернозема обыкновенного содержание искусственных радионуклидов ниже средних значений по России - стронция-90 в 6,5 раз, цезия-137 - в 2,6 раза. Содержание естественных радионуклидов также ниже средне российских по калию-40 - в 1,4 раза, по радию-226 - в 1,5 раза, по торию-232 - в 3 раза. Поэтому радиационную обстановку можно считать безопасной. В почвах северной части содержание цезия-137 варьирует от 40 до 60 % по отношению к допустимой плотности загрязнения в обычные годы, возрастая до 43-94 % в засушливые годы, что вызывает необходимость их реабилитации.

15. Ряд заболеваний, отмечаемых в Тамбовской области, вероятно, связан с загрязнением почв хромом и бериллием. Загрязненность почвы токсикантами коррелирует с их содержанием в листьях. Поэтому листья яблони можно использовать в качестве тест-объекта для контроля техногенного загрязнения почв.

16. Экономическая эффективность производства плодов яблони зависит от возрастных периодов и сортовых особенностей. В период «роста и плодоношения» по прибыли и уровню рентабельности выделяется сорт Богатырь (149%), сохраняя лидерство в периодах «роста и плодоношения» (200%) и «плодоношения» (145%). Однако наиболее высокие показатели (стоимость товарной продукции, затраты на производство, прибыль и уровень рентабельности) у всех сортов относятся к периоду «плодоношения и роста», снижаясь в период «плодоношения».

17. Использование слаборослых клоповых подвоев яблони, в основном полукарликового - 54-118 и карликового - 62-396, с районированными лучшими сортами обеспечивает раннее вступление в плодоношение и уровень рентабельности выращиваемых яблок до 200%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При выборе почв под яблоневый сад следует отдавать предпочтение черноземам выщелоченному и типичному для зимних сортов: Синап орловский, Северный синап, Мартовское, Апрельское. Темно-серую лесную почву можно использовать под закладку сортов Мантет, Мелба. Сорта Жигулевское, Любимица Потапова (клон сорта Жигулевское), Россошанское полосатое, Орловское полосатое при наличии хорошего воздушного дренажа и залегании грунтовых вод на глубине около 2 м лучше высаживать на лугово-черноземной почве. Лучший подвой для большинства сортов - 54-118.

2. Для более рационального использования земельной площади квартала сада на отмеченном подвое необходимо размещать плодовые деревья с учетом особенностей их затенения ветроломными лесными насаждениями. Если позволяет рельеф, ряды яблони следует располагать длинной стороной с севера на юг.

Первые ряды деревьев яблони должны быть расположены от ветроломных линий на расстоянии 14-18 м с южной стороны квартала, 10-12 м с северной, 8-10 м с западной и восточной сторон.

3. Для обеспечения высокой активности корневой системы и продуктивности фотосинтеза в молодых и плодоносящих насаждениях во время воздушных засух, даже в условиях высокой водообеспеченности почвы (80%НВ) следует мелкодисперсным дождеванием поддерживать относительную влажность воздуха на уровне 60-70%. Можно совмещать освежающий полив с одновременной защитой насаждений от болезней и вредителей. Во время почвенной засухи надо удерживать влажность почвы на уровне не ниже 65-70%НВ за счет полива или путем обработки, мульчирования почвы.

4. В насаждениях с подмерзшей или поврежденной длительной засухой корневой системой для восстановления роста поглощающих корней следует, в первом случае - провести обрезку надземной части растений, во втором - поддерживать влажность почвы не ниже 80%НВ и вносить все элементы минерального питания.

5. После сильного подмерзания надземной части растений весной проводят омолаживающую обрезку и в течение вегетации влажность почвы поддерживают на уровне 80%НВ путем мульчирования, полива.

6. Для повышения эффективности использования удобрений кислые почвы известкуют. Дозы извести рассчитывают по гидролитической кислотности.

7. При загрязнении почв тяжелыми металлами и радионуклидами проводить ее детоксикацию, которая возможна путем приемов известкования, внесения органических и минеральных удобрений, применения цеолитов, размещением посевов многолетних бобовых трав. При высокой степени загрязнения используют рекультивацию почв.

8. Для экологической оценки и в целях эффективности использования промышленных насаждений яблони необходима периодическая их бонитировка на основе таксации, ее следует проводить по возрастным периодам, поквартально, по сортам и силе роста подвоев. Основным критерием бонитета яблони является в процессе таксации установление доли здоровых нормально развитых деревьев.

При этом наиболее продуктивными кварталами сада являются насаждения, имеющие 89-95 баллов по 100-балльной шкале с бонитетом 1 класса.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Монографии и учебные пособия

1. Дубовик, В.А. Агроэкологическое состояние черноземных почв при производстве нормативной продукции в интенсивных яблоневых насаждениях/ В.А. Дубовик, И.А. Трунов// Мичуринск - Наукоград РФ: Изд-во Воронеж - Кварта, 2007. - 208 с.

2. Дубовик В.А. Активность кальция в насаждениях слаборослой яблони/ Г.Н.Пугачёв, В.А.Дубовик, И.А.Трунов// - Мичуринск-Наукоград РФ: Изд-во Воронеж - Кварта, 2008. - 131 с.

3. Дубовик, В.А. Почвенные условия - фундамент состояния и урожайности яблоневого агроценоза /В.А.Дубовик, И.А.Трунов// - Мичуринск - Наукоград РФ: Изд-во Воронеж - Кварта, 2008. - 107с.

4. Дубовик В.А. Содержание и роль опасных химических элементов в системе почва-растение/ И.А. Трунов, В.А. Дубовик// - Мичуринск-Наукоград РФ: Изд-во Воронеж - Кварта, 2008. - 99 с.

5. Дубовик, В.А. Разработка проекта по системам удобрения в севооборотах / Трунов И.А. Дубовик В.А., Юмашев Н.П. и др.// Допущено Министерством сельского хозяйства в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим специальностям: Изд-во Кварта, Воронеж, 2007. - 120 с.

6. Дубовик В.А. Краткий словарь по почвоведению и геологии: учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений/И.А. Трунов, В.А. Дубовик, Г.А. Зайцева, B.J1. Захаров, А.Я. Дубовик; под ред. И.А. Трунова. - Мичуринск: Изд-во Мич-ГАУ; РГАЗУ, 2008. - 200 с.

Статьи в ведущих научных з/сурналах РФ, рекомендованных БАК

1. Дубовик, В.А. Эколого-токсикологическое состояние почв в полевых и садовых агроценозах Тамбовской области/ И.А.Трунов, В.А. Дубовик, Н.П. Юмашев и др.// Садоводство и виноградарство.- 2008,- № 1,- С.9-12.

2. Дубовик В.А. Влияние агромелиоративных приемов на кальциевый режим почвы под яблоневым садом/ И.А. Трунов, Г.Н. Пугачев, В.А.Дубовик// Мелиорация и водное хозяйство,- 2008.-№4.-С.20-24.

3. Дубовик, В.А. Химизация сельского хозяйства и агроэкологические особенности борьбы с загрязнением почв сельскохозяйственного назначения/ В.А.Дубовик, И.А. Трунов, А.И. Кузин// Садоводство и виноградарство.-2008.-№3. -С. 2-6.

4. Дубовик, В.А. Значение эколого-токсикологического состояния почв для производства нормативно чистой продукции/ В.А.Дубовик, И.А. Трунов, C.B. Мухина// Садоводство и виноградарство. -2008.-№5. -С. 2-4.

5. Дубовик, В.А. Регулирование кальциевого режима яблони/ В.А.Дубовик,

Г.Н. Пугачев, И.А. Трунов/УПлодоводство и ягодоводство России. 2008,- Т. XVIII,-С.118-122.

6. Дубовик В.А. Глубина внесения удобрений в связи с размещением и активностью корневых систем/ И.А. Трунов, Г.Н. Пугачев, В.А.Дубовик, В.Л. Захаров//Плодоводство и ягодоводство России. 2008,- Т. XVIII.- С. 389-393.

7. Дубовик В.А.Роль сидератов в сохранении плодородия черноземных почв. / Юмашев Н.П., Трунов И.А., Полтинин А.П.// Агро XXI. -2008. -№ 10 - 12. - С. 36.

8. Дубовик, В.А.Тяжелые металлы в почвах Тамбовской равнины и их нейтрализация/ Вестник Россельхозакадемии. 2009. № 4.

9. Дубовик, В.А. Миграция тяжелых металлов в системе почва-листья- плоды яблони/ Доклады РАСХН. 2009. № 5.

Патенты

1. Дубовик В.А. Патент № 2156433 на изобретение «Измеритель линейных размеров растений» с приоритетом от 13.09.1999 (соавт. Потапов В.А., Горшенин Б.И., Бобрович Л.В.).

2. Дубовик В.А. Патент № 2160425 на изобретение «Измеритель линейных параметров растений» с приоритетом от 13.09.1999 (соавт. Потапов В.А., Горшенин Б.И., Бобрович Л.В).

Статьи е других изданиях

1. Дубовик, В.А. Внутриквартальная бонитировка сада/ В.А. Дубовик, Н.В.Дубовик//Новые сорта и технологии возделывания плодовых и ягодных культур для садов интенсивного типа. Международная научно-практическая конференция, 18-21 июля 2000 г., - Орел, изд. ВНИИСПК, 2000. - С. 58-59.

2. Дубовик В.А.Новые измерительные инструменты для плодовых деревьев/ Горшенин В.И., Бобрович Л.В., Андреева Н.В., Полянский H.A., Вяткин Р.В., Суворов H.H.// Плодоводство на рубеже XXI века. -Минск. 2000. - С. 147 - 148.

3. Дубовик, В.А. Бонитировочная оценка устойчивости сортов яблони В.А.Потапов, Л.В. Бобрович, В.А. Дубовик, Н.В. Дубовик// Новые сорта и технологии возделывания плодовых и ягодных культур для садов интенсивного типа. Международная научно-практическая конференция, 18-21 июля 2000 г., -Орел, изд. ВНИИСПК, 2000. - С. 179-181.

4. Дубовик В.А. Таксация и бонитировочная оценка качественного состояния промышленных садов(На примере яблони)/ Дубовик В.А., Полянский H.A., Андреева Н.В., Греков Н.И. // Формы и методы повышения экономической эффективности регионального садоводства и виноградарства. Орг. иссл. и их координация. Краснодар. -2001. Ч. 1. -С. 75 - 79.

5. Дубовик В.А. Повышение точности определения вариационно-статистических характеристик и оценка различий в исследованиях (на примере роста и плодоношения яблони)/ Петрушин В.Н., Полянский H.A.. Андреева Н.В., Кашаров H.H., Греков Н.И.// Агропромышленный комплекс: проблемы и перспективы - Мичуринск, 2001. - Т. 3.-С37-41.

6. Дубовик В.А. Влияние слаборослых клоновых подвоев на удельную урожай-эсть и бонитировочную оценку сортов яблони/ Полянский H.A., Андреева Н.В., эбрович Л.В., Потапов В.А. //Научное обеспечение совр. технологий производст-1, хранения и переработки плодов и ягод в России и странах СНГ. M.; 2002. - 109 112.

7. Дубовик В.А. Потапов В.А., Андреева Н.В., Бобрович Л.В., Полянский H.A., реков Н.И. Морозоустойчивые и зимостойкие слаборослые клоновые подвои 5лони//Роль сортов и новых технологий в интенсивном садоводстве. - Орел. 303. С. 278-280.

8. Дубовик В.А. Бонитировка садов яблони на основе таксации/ Потапов В.А., эбрович Л.В., Андреева Н.В., Полянский Н.А./Юптимизация породно-сортового зстава и системы возделывания плодовых культур. - Краснодар, 2003. - С. 245 -52.

9. Дубовик В.А. Таксация и бонитировка слаборослых и сильнорослых садов иного возраста/ Потапов В.А., Бобрович Л.В., Виданов A.B., Дубовик Н.В.// естник Мичуринского гос. агроуниверситета. -2004. Т.2. - № 1. -С. 125 - 128.

10. Дубовик, В.А. Влияние эколого-токсикологического состояния почв амбовской области на заболеваемость населения/ И.А.Трунов, В.А. Дубовик, .П.Юмашев // Вестник Мич. ГАУ, 2006, N 1. -С.74-81.

11. Дубовик, В.А. Влияние дефицита йода в почвах Тамбовской равнины на юолеваемость населения/ И.А.Трунов, В.А. Дубовик// Рациональное спользование биоресурсов в АПК: Международная научно-практическая энференция 29-31 мая 2006 года, Владикавказ. -2006. - С. 127-128.

12. Дубовик, В. А. Эколого-токсикологическое состояние почв Тамбовской звнины/ И.А.Трунов, В. А. Дубовик, Н.П. Юмашев, В.П.Карташов // Реалии 21 гка в свете учения В.И. Вернадского: Докл. 5-й Межрегиональной научно-рактической конференции. Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2007. - С. 161-163.

13. Дубовик, В.А. Состояние почв, проблемы и перспективы садоводства ентра России / И.А.Трунов, В.А.Дубовик, В.Л. Захаров, А.И. Кузин// SIMPOZION TIINT1FIC INTERNATIONAL"Realizäri çi perspective în horticultura, viticultura, inificatie si silvicultura"consacrai aniversärii a 100 ani de la naçterea profesorului ïiiversitar Gherasim RUDI (1907-1982) 1-2 martie 2007: Изд-во Кишиневский ГАУ, 307. - T.15(l).- С.19- 23.

14. Дубовик, В.А. Агроэкологическое состояние почв Тамбовской области и шачи стабилизации их плодородия / И.А. Трунов, В.А.Дубовик, Н.П. Юмашев, .П. Карташов// Современные проблемы отрасли растениеводства и их рактическое решение: Матер, научно-практической конференции 23 марта 2007 зда, 2007,- С. 39 -49.

15. Дубовик, В.А. Содержание химических элементов в черноземных почвах и :обенности их регулирования/ C.B. Мухина, В.А. Дубовик, И.А. Трунов// овременные проблемы отрасли растениеводства и их практическое решение: 1атер. научно-практической конференции 23 марта 2007 года. Изд-во Мич. ГАУ 307.- С. 65-75.

16. Дубовик, В.А. Приемы и механизм снижения загрязнения почв тяжелыми еталлами/ Дубовик В.А., Трунов И.А., Мухина C.B. // Современные проблемы

отрасли растениеводства и их практическое решение: Матер, научно-практической конференции 23 марта 2007 года Изд-во Мич. ГАУ, 2007.- С. 58-65.

17. Дубовик, В.А. Радиоактивность почв/ И.А.Трунов, В.А. Дубовик, Н.П. Юмашев// Современные проблемы отрасли растениеводства и их практическое решение: Матер, научно-практической конференции 23 марта 2007 года. Изд-во Мич. ГАУ, 2007.- С.223 - 231.

18. Дубовик, В.А. Влияние химического состава почв на заболевание населения Тамбовской области/ В.А.Дубовик, И.А. Трунов// Научно- практическая конференция РАН, Мичуринск. 2007.-С. 20-25.

19. Дубовик, В.А. Антропогенные и техногенные нагрузки в современных ландшафтах России/ В.А.Дубовик, И.А. Трунов, А.И. Кузин, С.В.Мухина// Вопросы современной науки и практики. Изд-во университет им. В.И. Вернадского, № 1(11): 2008. Т. 2,- С. 181-186.

20. Дубовик, В.А. Современное эколого-токсикологическое состояние почв в плодовых агроценозах центра садоводства России/ В.А. Дубовик, И.А.Трунов, А.И. Кузин// HORTICULTURA, VITICULTURA, SILVICULTURA $1 PROTECTIA PLANTELOR"Agricultura modemá-realizari §i perspective"dedicat aniversárii a 75 ani ai Universitátii Agrare de Stat din Moldova 21-23 octombrie 2008: Изд-во Кишиневский ГАУ, 2008. - Т.16,- С. 43-48.

21. Дубовик В.А. Совершенствование нормативных требований к почвам при производстве экологически безопасной продукции яблони/ И.А.Трунов, Г.Н.Пугачёв, В.В.Шелковников, В.А. Дубовик // HORTICULTURA, VITICULTURA, SILVICULTURA §1 PROTECTIA PLANTELOR" Agricultura moderná-realizári §i perspective"dedicat aniversárii a 75 ani ai Universitátii Agrare de Stat din Moldova 21-23 octombrie 2008. Кишиневский ГАУ, 2008. - Т.16.- С. 48-52.

22. Дубовик В.А. Обоснование глубины внесения удобрений в связи с размещением и активностью корневых систем/ И.А.Трунов, Г.Н.Пугачёв,

A.И.Кузин, В.Л.Захаров, В.А. Дубовик // HORTICULTURA, VITICULTURA, SILVICULTURA §1 PROTECJIA PLANTELOR"Agricultura moderná-realizári ?i perspective"dedicat aniversárii a 75 ani ai Universitátii Agrare de Stat din Moldova 2123 octombrie 2008: Изд-во Кишиневский ГАУ, 2008. - Т.16.- С. 105-109.

23. Дубовик В.А. Химический состав почв и заболевания населения/ Трунов И.А.// Сборник статей международной научно-практической конференции «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии» (25 - 29 мая 2009). Иркутск. -2009,- С. 153 - 159.

Рекомендации

1. Дубовик, В.А. Новые измерительные инструменты в исследованиях/

B.А.Потапов, В.А. Дубовик и др.// рекомендации.- Мичуринск: Изд - во Мич. ГАУ, 2000. -15 с.

2. Дубовик В.А. Нормативные требования к чернозёмам для производства экологически безопасной продукции яблони: монография/ И.А.Трунов, В.А. Дубовик, М.К. Скрипникова, Г.Н. Пугачев, В.Л. Захаров, А.И. Кузин, В.В. Шелковни-ков// - Мичуринск-Наукоград РФ; Изд-во Воронеж - Кварта, 2008. - 39 с.

Подписано в печать 17.0б.2009г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 2,0 п.л. Заказ 228 Тираж 100 экз.

Издательство ФГОУ ВПО РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Дубовик, Владимир Анатольевич

Введение ^

Гл. 1. Аналитический обзор

1.1. Роль насаждений яблони на клоновых подвоях в создании садов интенсивного типа

1.2. Роль защитных насаждений в садоводстве

1.3. Агроэкологическое состояние почв и задачи стабилизации их плодородия

1.4. Урожайность яблони в связи с почвенно-климатическими условиями и задачи

1.5. Цель и задачи исследований 82 Гл. 2. Почвенно-климатические условия, методология, предмет и объекты исследований

2.1. Почвенно-климатические условия региона исследований

2.2. Происхождение и гранулометрический состав основных почв

2.3. Геоморфологические зоны и природные комплексы

2.4. Таксация и бонитировка яблоневых насаждений разных возрастов

2.5. Методология и методы исследований 124 Гл. 3. Агроэкологическая оценка территории Черноземья для рационального размещения садоводства

3.1. Районирование садоводства России '

3.2. Краткая морфологическая характеристика почв Тамбовской равнины

Гл. 4. Факторы, влияющие на продуктивность яблони

4.1. Роль подвоя

4.2. Влияние почвенных условий и сорта на рост и плодоношение яблони

4.4. Взаимовлияние активности корневой системы и листового аппарата

4.5. Влияние садозащитных полос на микроклимат сада

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины"

Современное состояние садоводства, как отрасли сельского хозяйства в России в целом, так и по основным показателям урожайности, валовому производству всех плодовых и ягодных культур в промышленном производстве, далеко не соответствует научному потенциалу российской садоводческой науки (Потапов и др., 1999).

В условиях изменения антропогенных нагрузок в экосистеме, усиленных техногенных выбросов в окружающую среду на фоне динамического изменения климата Центрально-Черноземного региона России, сокращения поставок минеральных удобрений сельскому товаропроизводителю в 10 и более раз ниже потребности, доведение животноводства до минимума (основного источника органических удобрений) приводит к прогрессирующему падению плодородия почв. Все это в комплексе усиливает отрицательный баланс основных и других химических элементов питания для растений, снижает реализацию генотипического потенциала растений. При существующей ситуации с применением удобрений в целом по растениеводству, включая и садоводство, агрохимические и экологические свойства почвы, плодородие сельскохозяйственных земель будут и в дальнейшем ухудшаться. Это, в свою очередь, может привести к необратимым последствиям, связанным с усилением деградации наиболее ценных почв России, по образному выражению В.В. Докучаева - «царя почвы», наших черноземов, которые в недалеком прошлом были «кормилицами», производя 2/3 всей продукции растениеводства.

С другой стороны, в Федеральном законе «О качестве и безопасности пищевых продуктов» определены приоритетные направления государственной политики в области обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов и охраны здоровья населения. Качество и доступность яблок входят в состав пищевой «пирамиды» и выполняют лечебную функцию для человека.

Одна из составляющих устойчивости садоводства — адаптивность растений к условиям техногенного загрязнения: промышленная пыль и бытовые отходы, формальдегиды, сажа, тяжелые металлы, окись углерода, двуокись азота, сероуглерод и связанные с ним кислотные дожди. Это далеко не полный перечень загрязнителей, обрушившихся непосредственно на садовые агробиоценозы.

Большую тревогу вызывает радиационное загрязнение. Чрезмерная плотность и разнообразие загрязнителей приводят к тому, что растения часто реагируют на них необратимыми физиологическими процессами. Мезо-, макро- и микрорельеф*сада вносит существенные изменения в распределение загрязняющих веществ. Из-за стока по склону осадковша-копление 80 , ионизирующего излучения и твердых взвешенных частиц (ТВЧ) в саду происходит более интенсивно на низких формах рельефа или на участках сада с плотными барьерами, прилегающими к нему. Эти вещества могут привести к полной гибели урожая (Кашин, 1995).

Среди антропогенных воздействий следует выделить: выбор почв с оценкой возможного ее загрязнения, нерациональное использование удобрений, средств защиты от вредителей и болезней, регуляторов роста и плодоношения и другие. Степень проявления их отрицательного влияния на садовые растения зависит от множества факторов: агрессивности самого загрязнителя, фенофазы растения в период выброса или критического уровня реагента, температуры в вегетационный период, влажности воздуха и запасов влаги в почве, розы ветров, рельефа местности и т.д.

Глобальное изменение климата увеличило суммарную техногенную нагрузку на агробиоценозы. В современных условиях существующий сортимент плодовых культур оказался недостаточно адаптированным к происходящим климатическим изменениям. Одновременно усилилась роль различных стрессов, изменилось функционирование фитопатогенов, неприспособленных к динамически изменившейся агроэкологии и применяемые 5 технологии в сельскохозяйственном производстве. Необоснованное увеличение химической нагрузки на- агр о ценозы является причинойчрезмерного загрязнения плодов и почвы.

Воздействие комплекса негативных факторов на почву снижает урожай и качество продукции садоводства, сокращая продуктивный период плодовых насаждений. Данная ситуация последних лет в сельском хозяйстве России обострилась кризисной обстановкой, особенно, в садоводстве. Инновационные капиталовложения по времени оборота средств через многолетние плодовые насаждения значительно уступают другим отраслям. И.П.Шаляпина (2003) отмечает, что высокая капиталоёмкость, большой производственный срок окупаемости, достигающий 6-8 лет, суженная возможность экономического манёвра, изменение производственного направления- деятельности (в связи с долгосрочностью использования многолетних плодовых и ягодных насаждений) и высокая наукоёмкость садоводства сделали эту отрасль малопривлекательной для инвесторов.

Диспаритет цен, инфляция и неплатежеспособность предприятий не могут стимулировать развитие садоводства, увеличение производства плодовой продукции, внедрение научных разработок, нововведений в> производственную практику.

В конце прошлого столетия под садами и ягодниками в России было занято 853 тыс. га пашни; в>том числе под семечковыми - 518 тыс. га, косточковыми - 189 тыс. га и ягодниками - 147 тыс. га. Это значительно меньше показателей конца 60-х годов: семечковых осталось 53,2%, косточковых - 80%, ягодников 63,5%) (Кашин, 1995).

Сокращение площадей под семечковыми и косточковыми культурами вызвано недостаточно обоснованными почвенными условиями, являющимися результатом сильного их подмерзания в зимы 1968/69, 1978/79, 1984/85 и 1993/94 гг. Восстановления пострадавших насаждений в России не произошло, а в некоторых хозяйствах по различным причинам сады были раскорчёваны полностью. 6

В настоящее время общая площадь плодовых, и. ягодных насаждений снизилась в 1,5 раза по сравнению с 1970 годом и составляет 758 тыс. га, тогда как площадь насаждений в плодоносящем возрасте практически не изменилась (Стат. ежегодник, 2003). Это, прежде всего, говорит о том, что за последние десятилетия площади закладываемых плодовых насаждений постоянно уменьшаются, т.е. обновление основных средств производства происходит не в полной мере (Минаков, 1996) и, как следствие, наблюдается их старение.

В.А. Гудковский (1999) отмечает, что всё менее эффективным становится садоводство, причём не только в связи с увеличением затрат на производство плодово-ягодной продукции, не только её удорожанием, но и неустойчивостью плодовых и ягодных растений к комплексам биотических и абиотических стрессов.

Средняя урожайность семечковых культур в хозяйствах находится на уровне 40-45 ц/га. Этот показатель выше примерно в 2 раза в лучших, в передовых хозяйствах - в 4-5 раз, но в 10 раз ниже, чем в странах Европы.

Наметилась и негативная тенденция сокращения ежегодных закладок садов. В специализированных хозяйствах России объёмы ежегодных закладок сократились с 65,4 тыс. га в 1961-65 гг. до 6,2 тыс. га в 1993 году. Это вызвано тем, что хозяйства не имели средств на закладку и уход за молодыми насаждениями. Идёт естественное старение садов, не обновляется сортимент, имеет место большая изреженность насаждений, связанная с несоответствием почв под выпавшими деревьями, что ещё более снижает продуктивность насаждений и эффективность отрасли в целом.

Анализ показателей площадей, занимаемых различными сортами в современных садах средней полосы России, показывает, что основная доля сортимента яблони не выдерживает массированных техногенных и антропогенных нагрузок, что снижает продуктивность плодовых насаждений и лечебные качества яблок.

По возрастному составу более 50% насаждений яблони и груши имеют возраст до 20 и 35% свыше 30 лет. Доля плодоносящих садов семечковых культур составляет более 70%. Изреженность насаждений колеблется от 10,2 до 19,6%, а по регионам, областям и хозяйствам — ещё больше, в отдельных хозяйствах до 80%. А* это является фактором низкой продуктивности садов: Несмотря на общеизвестные преимущества интенсивных садов на клоновых подвоях, яблоневые сады в России на них занимают примерно лишь 10-12 % от общей площади в ЦЧР. Однако в Тамбовской-области их 35% от площади садов и незначительное количество в других областях ЦЧР и в средней полосе России. Большинство слаборослых садов в Тамбовской области заложено на районированных полукарликовых подвоях. Сады на этих подвоях позволяют получать 200-300 ц/га и более.

Обобщающие исследования В.И. Кашина (1995)« свидетельствуют о том, что для отрасли садоводства особенно необходима глубокая' комплексная эколого-экономическая оценка различных географических регионов, так как опаснейшими факторами для плодовых и ягодных культур являются сильные морозы, поздние весенние заморозки, переувлажненные почвы, малопригодные материнские породы, дефицит влаги и др. В XX веке огромные площади садов, заложенные без учета этих факторов, погибли, не компенсировав многомиллионные затраты.

Выходом из создавшейся ситуации является, интенсификация садоводства на основе совершенствования- его научного обеспечения и скорейшего внедрения новых разработок (Савельев и др., 2003).

Основными, направлениями данного процесса является переход отрасли на новые высокоинтенсивные типы садов на слаборослых подвоях, перевод на хранение плодов в регулируемой газовой среде, применение научно-обоснованной системы удобрений, интеграционная защита садов от вредителей и болезней, орошение, механизация производственных процессов, а также современные технологии переработки плодов (Греков, 1999).

Для условий? средней полосы России необходимо; дать агроэкологиче-скую и агроэкономическую оценку продуктивности; интенсивного> яблоневого сада (пл отность, посадки 2200 деревьев, на 1 гектар) в условиях возрастающего техногенного загрязнения* И; предложить, пути; его снижения для обеспечения полу чения; качественной\проду кции.,

Эти сады в связи; с: разными; технологиями выращивания» посадочного материала- удачно; выбранными почвами,- свидетельствуют о быстрой (до 5 лет) окупаемости вложенных средств на закладку такого типа насаждений. За первые годы (2000 - 2005 гг.) в интенсивном, саду был получен суммарный урожай высококачественных плодов по сорту Орлик;по разным вариантам от 69;2 до! 94^8" т/га; по1 сорту (Скороплодное: 39;1-54,7 т/га^. по; сорту Спартан от 24,8 до 45;9 т/га. Зашределами окупаемости средств, вложенных: на закладку и возделывание высокоинтенсивных; садов-, полученная, прибыль составила; 421,8 тыс.руб. на гектар по сорту Орлик; 198,0 тыс.руб. по сорту Скороплодное; 199,7 тыс. руб. с гектара по сорту Спартан (Муханин, 2006). Экономические данные важны при пересмотре нормативных требований к черноземным почвахМ.

Для повышения эффективности отрасли садоводства в 2004 году городу Мичуринску был присвоен; статус наукограда. Одной из главных задач наукограда являетеяюоздание новых технологий производства плодоовощной» продукции с высоким уровнем; содержания; биологически активных соединений и продуктов её переработки, обеспечивающих повышение качества питания населения и, соответственно;, здоровья, нации,' продовольственной безопасности страны на основе последних достижений^ науки и техники (Бе-тин, 2003).

Решение: данной и других задач невозможно без определения^ адаптивной способности каждого конкретного сорта на подвоях (для; интенсивных садов клоновых подвоев) к условиям внешней среды(к неблагоприятным погодным условиям - морозам, засухе; снижению плодородия почвы, техногенному загрязнению почв, воздуха и плодов), выявления роли защитных лесных полос в формировании урожайности насаждений, что впервые и было сделано нами на примере Центрально-Чернозёмного региона. Все это необходимо при разработке требований к почвам в производстве (нормативной) экологически безопасной продукции.

Заключение Диссертация по теме "Плодоводство, виноградарство", Дубовик, Владимир Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С учётом полученных данных появляется возможность разработать оптимальную схему размещения плодовых деревьев в квартале сада с учётом микроклимата, создаваемого под влиянием ветроломных линий с каждой конкретной из сторон. Однако необходимо учитывать, что данная схема будет приемлема только для Тамбовской области. Это связано с тем, что кварталы необходимо располагать длинной стороной поперёк господствующих ветров, чтобы снизить их отрицательное влияние, и в каждой конкретной области ориентировка квартала относительно сторон света будет различна. Следовательно, также будет различаться и режим освещённости первых рядов плодовых деревьев с каждой из сторон квартала, а значит, и их микроклимат.

Данная схема будет иметь следующий вид. С южной стороны первые деревья в ряду целесообразно располагать на расстоянии 14-18 м, с северной

- на 10-12 м, а с восточной и западной - на 8-10 м от ветроломной линии.

Помимо этого, при использовании подхода, разработанного нами, появляется возможность составить такие схемы для каждой области.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Дубовик, Владимир Анатольевич, Мичуринск

1. Эколого-токсикологическое состояние и классификация почвпо загрязнению

Информация о работе

Дубовик, Владимир Анатольевич
доктора сельскохозяйственных наук
Мичуринск, 2009
ВАК 06.01.07

Диссертация

Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы