Продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв Тамбовской равнины тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.07, доктор сельскохозяйственных наук Дубовик, Владимир Анатольевич

• Дубовик, Владимир Анатольевич
• доктор сельскохозяйственных наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор 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

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

4.4. Взаимовлияние активности корневой системы и листового аппарата

4.5. Влияние садозащитных полос на микроклимат сада

Введение диссертации (часть автореферата) 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 диссертации 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.

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.

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.

Список литературы диссертационного исследования доктор сельскохозяйственных наук Дубовик, Владимир Анатольевич, 2009 год

1. Эколого-токсикологическое состояние и классификация почвпо загрязнению