Адаптивное садоводство влажных субтропиков россии

Вид материала

Автореферат

Содержание Способы управления продукционным потенциалом Роль сорта Оптимизация минерального питания и его диагностика У - урожай чая сорта Колхида, ц/га; N Совершенствование конструкций садовых насаждений в субтропиках России. Эффективные приёмы производства посадочного материала садовых культур влажно-субтропической зоны России. Интегрированная система защиты садовых растений во влажных субтропиках России. Основные принципы оптимизации размещения садовых культур в зоне влажных субтропиков России (на примере чая)

Подобный материал:

• Химия: неорганическая и аналитическая, 138.94kb.
• Примерная программа наименование дисциплины ботаника рекомендуется для направления, 234.47kb.
• Лекция и семеноводство овощных культур». Направление «Садоводство», 54.42kb.
• Китайская культура-явление поистине уникальное, в мире нет другой нации, где, 322.57kb.
• Инвестиционное предложение, 167.32kb.
• Адаптивное развитие предприятий мукомольной промышленности на основе гармонизации хозяйственного, 323.9kb.
• Программа междисциплинарного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению, 380.23kb.
• Темы рефератов по предмету "Адаптивная физическая культура", 32.72kb.
• Адаптивное управление промышленными предприятиями в конкурентной среде, 946.53kb.
• Межотраслевой центр эргономических исследований и разработок «эргоцентр» Грачев Владислав, 302.22kb.

Агроэкологические факторы, лимитирующие возделывание семечковых культур. Термический режим зоны благоприятен для возделывания яблони и груши. Однако, периоды потепления зимой провоцируют раннюю вегетацию плодовых растений, а последующие за ними заморозки повреждают генеративные органы. Дефицит влаги в июне-августе отражается на урожае деревьев и его качестве.

Уровень плодородия почв для семечковых определяется запасами органического вещества и мощностью гумусовых горизонтов. Оптимальное сложение 1,25-1,35 г/ см². Яблоня растет в довольно широких пределах рН почвы, от 5,5 до 8,5, но экологический оптимум находится между 6,0-7,5. Неблагоприятные почвенные условия проявляются болезненными симптомами в течение ряда лет. Понижается устойчивость деревьев к заболеваниям и вредителям, снижается урожайность в несколько раз. Продуктивность семечковых плодовых культур в регионе ограничивается почвенной средой.

Оценка абиотических факторов субтропиков для выращивания косточковых показала, что для персика, например, важен температурный режим во время цветения (8-12°С), а для качества плодов около 23°С (в июле-августе). Заметное влияние на степень морозостойкости почек персика, как алычи и сливы, также оказывают зимние оттепели, когда среднесуточная температура воздуха поднимается выше 5°С. Деревья реагируют на потепление началом сокодвижения, а последующие похолодания вызывают гибель почек.

На засуху, которая в последние годы участилась и углубилась в зоне, косточковые культуры реагируют сокращением прироста, снижением уровня закладки цветковых почек, урожая и ухудшением качества плодов.

Культура персика требует мощных почв, его корневая система сосредоточена в слое 0-60 см. Плохо переносит повышенное содержание карбонатов. Хорошо развивается при рН равном 6-7, сильнокислая среда сдерживает его рост.

Слива и алыча менее требовательны к почвенным условиям, хорошо переносят высокое содержание карбонатов и уплотненные почвенные разности.

Плодовые породы плохо мирятся с избыточной влажностью воздуха, поражаются болезнями, вследствие чего для их размещения ученые института рекомендуют среднегорную зону региона (200-500 м над у.м.). В высокогорной зоне (600-1000 м над у.м.) рекомендуют возделывать, главным образом, семечковые, сливу и фундук, раннеспелые сорта лучше размещать на южных и смежных с ними склонах, сорта средних сроков созревания – на склонах западной и смежных экспозиций, сорта позднего срока созревания – на северных и восточных склонах. Это снижает влияние засушливых периодов на продуктивность плодовых растений.

Агроэкологические требования луковичных цветочных культур, выражаются, главным образом, к почвенным условиям. Им необходимы легкие водопроницаемые почвы.

Таким образом, агроэкологические требования садовых культур обусловлены их биологическими свойствами и абиотическими факторами зоны, глубокое познание которых поможет оптимизировать условия возделывания и повысить продуктивность агроэкосистем.

5. Способы управления продукционным потенциалом
   

садовых растений в изменяющихся условиях внешней

среды субтропиков России


Современные технологические системы должны обладать адаптивностью, биологизацией процессов, экологической и экономической эффективностью, способностью обеспечивать стабильность плодоношения, оптимальной реализацией продукционного потенциала плодового агроценоза, высокими потребительскими качествами продукции. Перечень показателей адаптивного садоводства достигается: методами повышения фотосинтетической активности растений и их отзывчивостью на антропогенные воздействия; эффективным использованием элементов питания; биологизацией защиты растений; управлением приспособительных реакций растений; оптимизацией подбора сорто-подвойных комбинаций; рациональным размещением культур (Егоров, 2006). Продукционный потенциал – воспроизводственные возможности, обусловленные сложным взаимодействием биологического, конструкционного и техногенного потенциала. Биологический потенциал сорта – наследственно закрепленная способность культурного растения воспроизводить продукцию в конкретных почвенно-климатических и техногенных условиях. Конструкционный потенциал плодового агроценоза – формы и способы, ориентирующие создаваемую систему на максимальное использование природно- климатических факторов. Техногенный потенциал – методы и способы управления реализацией потенциальных возможностей агроэкосистемы путём различных агрогенных воздействий. Комплексному использованию способов управления продукционным потенциалом садовых растений в субтропиках посвящена данная глава диссертационной работы.

1. Роль сорта в повышении продукционного потенциала садовых растений в субтропиках России является базовой в биологизации плодоводства (Хвостова, 2006). Среди различных агроприемов в повышении урожайности садов доля сорта оценивается в 30-50 и даже 70% (Савельев, 2001). При этом новые сорта должны иметь преимущества перед существующими: отличаться новизной, обладать адаптивностью, скороплодностью, продуктивностью, иметь хорошие товарные и потребительские свойства плодов (Луговской, 2003). Процесс совершенствования сортимента непрерывен во времени и пространстве, так как меняются вкусы потребителей, повышаются требования к сортам. У любого сорта всегда найдется признак, который следует улучшать. В ответ на антропогенные воздействия, на изменяющиеся условия окружающей среды, появление новых рас вредителей и болезней, снижение устойчивости, изменяются условия производства продукции садоводства.
   

Ограничение применения средств химической защиты на побережье, невозможность полноценного использования техники для обработки мелкоконтурных участков на горных склонах, вынуждают товаропроизводителей к обновлению сортового состава, как одному из наиболее доступных методов повышения продуктивности садов и качества плодов.

Отрасль чаеводства во влажно-субтропической зоне России является ведущей, готовая продукция которой по вкусовым качествам не уступает лучшим зарубежным чаям. Исторически сложилось, что закладка чайных плантаций в зоне проводилась сеянцами, полученными из семян грузинской популяции и частично завезенных из Китая (Рындин, 2007; Рындин, Туов, 2009). В результате растения чая на плантациях характеризуются большой пестротой биологических и хозяйственных признаков: побегообразовательной способностью, характеру ветвления, длине вегетационного периода, по урожайности и биохимическим показателям.

Интродуцированные в 1968г. новые формы чая из Грузии - вегетативно размноженный сорт Колхида и размноженная семенами популяция Грузинский 15 – после госсортоиспытания в 1995 г. допущены к использованию в Краснодарском крае. В последние десятилетия во ВНИИЦиСК созданы новые морозостойкие сорта чая Сочи и Каратум (Рындин, 2006). Сорт Каратум выделенный в производственных насаждениях в 1976г., отличается мощностью куста, нежной антоциановой окраской, величиной флешей. Сорт Сочи, полученный из популяции Кимынь, отличается своей морозостойкостью (Туов, Прокопенко, Добежина, 2004). В настоящее время используются новые сорта грузинской селекции, такие как Рекорд и Старт (табл. 3).


Таблица 3 – Урожайность и качество сырья новых сортов чая

(по данным Туова М.Т., Прокопенко И.А., Добежиной С.В., 2004)

Сорта	Урожайность, в		Средняя масса флешей, в		Содержание, %
	ц/га	% к контролю	г	% к контролю	танина	экстраактивных веществ
Грузинская популяция	43	100	0,5	100	25,3	39,5
Колхида	93	216	1,2	240	28,7	42,4
Грузинский 15	89	207	1,1	220	27,2	41,5
Каратум	100	232	1,4	280	29,2	42,9
Сочи	76	177	0,9	180	26,2	40,6
Рекорд	125	291	1,1	220	30,1	43,9
Старт	95	221	1,1	220	28,3	43,4

Преимущество сортов Каратум и Сочи, адаптированных к условиям «северных» субтропиков, по урожайности, массе флешей и качеству сырья в сравнении с грузинской популяцией, вполне очевидно. Эти сорта отличаются устойчивостью к стресс-факторам (Рындин, Белоус, 2008). Диагностика растений чая на засуху и высокие температуры воздуха показала, что наиболее устойчивыми по параметрам водного режима являются растения сорта Каратум, у Колхиды при дефиците влаги наблюдается подсыхание флешей. Следовательно, переход на сортовое чаеводство при перезакладке сортами с высокой потенциальной урожайностью, хорошим качеством сырья, равномерным подходом флешей к сбору позволит повысить продуктивность чайных плантаций на 30-50%, не увеличивая площади под ними в субтропическом регионе России.

Хурма восточная, благодаря зимостойкости, урожайности и пластичности к почвенным условиям является одной из наиболее перспективных культур в субтропиках. Для промышленного производства плодов наиболее ценными сортами являются: среди группы невяжущих – Джиро, Двадцатый век и Фуйю; из варьирующих – Хиакуме, как опылители – Зенджи-Мару и отечественный сорт Хостинский. Из константной группы по качеству плодов, особого внимания заслуживает сорт Сидлес. Урожайность Хиакуме составляет 94, Джиро – 64, Зенджи-Мару – 63, Сидлес – 88, Хостинский – 99 ц/га. Плоды всех сортов транспортабельны, в недозрелом состоянии имеют товарный вид и сохраняют высокие вкусовые качества, представляют экологически чистый продукт, так как насаждения хурмы практически не обрабатываются пестицидами.

Культура фейхоа получила в нашей стране признание за вкусовые качества плодов и относительную морозостойкость растений. Насаждения её в основном семенного происхождения, вследствие чего в них присутствуют растения с различной продуктивностью, качеством плодов и сроками созревания. Сеянцы поздно вступают в пору плодоношения. В настоящее время выделены формы, отличающиеся высокой урожайностью и скороспелостью. Так, форма Д-1 (Дагомысская) дает до 18 кг плодов с 1 куста, отличается крупными плодами (до 170 г). Форма 0-01 (Дачная), раннего срока созревания (начало октября), средняя урожайность с куста достигает 11,5 кг. Масса плода средняя, кожура тонкая, без каменистых клеток. Форма 8-10 (Сентябрьская) вызревает в конце сентября, урожай с куста составляет 12,3 кг. Средняя масса плода около 40 г. Содержание витамина С 42,62; 50,51; 50,45 мг%, сумма сахаров: 7,88; 6,96; 7,18% соответственно.

Основной сортимент мандарина (80-85%) в зоне представлен карликовыми формами типа Васэ – клонами C.unshiu, важнейшего промышленного вида российских субтропиков. Урожайность наиболее используемых в посадках сортов – Ковано-Васэ и Миагаве-Васэ в среднем за 2004-2008 гг. составила 12,3 кг с дерева (в отдельные годы достигала 16,8-20,9 кг). Из новых интродуцированных гибридов лучшую урожайность за последние 5 лет показали перспективные формы мандарина №17030 и №17048 – в среднем 17,8-14,3 кг с дерева, самый высокий был получен в 2005 г. – соответственно 30,5-27,0 кг. Для производственного испытания рекомендован сорт Слава Вавилова - урожайность которого достигла 21,4 кг с дерева, а в среднем за 5 лет – 12,9 кг.

Из нуцелярных зародышей через культуру in vitro получены новые сорта мандарина Милениум-1 и Милениум-2. Они включены в Реестр селекционных достижений РФ с 2008 года и запатентованы в 2009 г. (авторы А.П. Токарев и Р.В. Кулян). Урожайность Милениума-1 составляет 30-35 кг с дерева, созревают плоды в первой декаде октября. Урожайность Милениума-2 достигает 28-32 кг с дерева, созревает также в начале октября.

Для культивирования киви в субтропиках России рекомендованы сорта: Монти – средняя урожайность 152 ц/га, Бруно (151 ц/га), Кивальди (130 ц/га), Хейворд (122 ц/га). Подобраны сорта опылители. Для сортов Монти и Бруно рекомендован опылитель Матуа, для Хейворда и Кивальди, сорт-опылительТомури. Вызревают в основном в ноябре.

Возделывание фундука на Черноморском побережье Краснодарского края до организации опытной станции носило национальный характер. С 1904 г. началась интродукция сортов фундука из Германии, стран Средиземноморья и Малой Азии. В настоящее время коллекция фундука насчитывает более 120 сортообразцов (Мохно В.Г., 2004). Основным промышленным сортом стал Черкесский-2, которым занято до 98% всех существующих насаждений, урожайность которых в среднем составляет 6,8 ц/га орехов.

Современные экономические условия требуют введения в культуру новых сортов, с достаточно стабильной урожайностью, высокой устойчивостью к болезням и вредителям. В последние годы созданы сорта нового поколения, продуктивность которых по урожайности существенно превосходят сорт Черкесский-2 (табл. 4). Однако, только сорта Кавказ и Сочи-2 близки к районированному сорту по периодичности плодоношения. Урожайность сортов Президент, Анастасия и Галина варьирует значительно больше, коэффициент вариации их равен 19-23%. По содержанию жира и белков в орехах новые сорта не уступают сорту Черкесский-2. В них также выше выход ядра (45,8-47,2 против 45,4%).


Таблица 4 – Урожайность сортов фундука нового поколения и качество их орехов в сравнении с районированным сортом Черкесский-2

Сорта	Средняя урожайность за 2002-2008 г.г., ц/га	Коэффициент вариации, %	Содержание, %
			жира	белков
Черкесский-2 (контроль)	10,2±0,3	9,0	68,2	16,5
Президент	18,3±1,3	19,1	69,5	17,0
Кавказ	17,2±0,7	10,4	68,8	18,1
Кубань	16,7±0,9	14,7	69,0	17,2
Сочи-1	17,5±1,0	15,8	68,4	16,9
Сочи-2	17,6±0,9	13,4	69,3	16,8
Перестройка	18,4±1,2	15,3	69,5	17,3
Виктория	17,5±1,1	16,4	68,7	17,1
Кристина	16,0±1,1	17,6	69,0	16,6
Анастасия	16,2±1,2	20,0	68,5	17,2
Галина	15,7±1,4	23,1	69,1	16,8

При возделывании семечковых плодовых культур в зоне влажных субтропиков на первое место встаёт замена сортов, восприимчивых к грибным заболеваниям, на иммунные и высокоустойчивые к болезням. Среди свыше 100 сортообразцов яблони выделены сорта с высокой адаптивностью: Редфри, Либерти, Флорина, Черноморское Инденко, Фридом, урожайность которых на 20-60% выше, чем у районированных сортов. Перспективны отечественные сорта груши, имеющие полевую устойчивость к парше: Черноморская янтарная, Рассвет, Вербена, Вега, Хостинская.

Из косточковых плодовых пород в последнее время наибольшее значение приобрела культура персика. Для равномерного поступления его плодов на рынок необходим набор сортов, которые перекрывали бы весь период потребления (около 90 дней). В сортимент культуры введены ультраранние и ранние сорта Спринголд, Армгольд, Редвин. Выделены новые сорта персика, дополняющие существующий сортимент: Маинред, Команче, Санбим, Лоадел.

Следовательно, совершенствование сортимента ведущих садовых культур, адаптированных к условиям самых северных субтропиков, продолжается. Выведены высокоурожайные сорта чая Каратум и Сочи, хорошо приспособившиеся к дефициту влаги и почвенным условиям региона. Для хурмы восточной рекомендованы интродуцированные сорта, акклиматизация которых прошла с успехом, выведен отечественный сорт Хостинский, урожайность которого выше сорта Хиакуме. При культивировании фейхоа выделены 3 раннеспелых сорта. Выведены новые сорта цитрусовых Милениум-1 и 2. Созданы сорта фундука нового поколения урожайностью до 15,7-18,3 ц/га, превосходящие сорт Черкесский-2 не только по продуктивности, но и по качеству орехов. Рекомендованы иммунные сорта яблони и груши. Для конвеерного поступления плодов персика предложены ультраранние, ранние и новые позднеспелые сорта.

2. Оптимизация минерального питания и его диагностика являются также эффективным способом в повышении продукционного потенциала садовых культур. Из агроэкосистем идет постоянный отток питательных элементов с урожаем, с внутрипочвенным и поверхностным смывом. К тому же, садовая экосистема представляет собой длительную монокультуру с многолетней «типовой» агротехникой, в результате которой происходит одностороннее воздействие на почвенную среду в связи с избирательным поглощением элементов питания, его динамикой и выносом в зависимости от объема корнеобитаемого слоя и запасом в нем питательных веществ.
   

Повышение продуктивности садовых экосистем и стабилизация её возможны путем оптимизации системы минерального питания культур внесением макро- и микроудобрений, обеспечивающих не только уровень корневого питания, но и адаптацию растений к меняющимся условиям внешней среды, устойчивость к фитопатогенам.

Эффективность возделывания интенсивной культуры чая в субтропиках России сопряжена с системным внесением минеральных удобрений в значительных количествах. В целях совершенствования технологий на современном уровне в многофакторном полевом опыте изучался и анализировался принцип расчета и применения минеральных удобрений под культуру чая сорта Колхида (Рындин, Малюкова, Козлова, 2007, 2008). Исследования показали доминирующую роль азотных удобрений в формировании урожая чая на фоне средней и высокой степени обеспеченности фосфором и калием (r по азоту равен 0,7, по фосфору – 0,44, по калию – 0,37). Приоритетное значение азотных удобрений обусловлено листосборной культурой и реакцией почвенной среды. Получены следующие модели взвимосвязи урожайности чайных растений от доз N, P, K в удобрениях:

У = 18,0 - 10,1 N + 8,6 К+ 6,5 ВN - 3,7 NР - 2,8К²+ 2,4 N² +2,0 Р²;

(для молодой плантации

У = k (30,4 + 67,5 N - 15,2 N² + 3,8 РК),

(для полновозрастной плантации)

где, У - урожай чая сорта Колхида, ц/га; N, Р, К - дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в условных единицах; В - возрастной коэффициент для молодых плантаций (соответственно 1,2,3), первый год - 15% от урожая полновозрастной плантации, в дальнейшем ежегодно увеличивается на 15 %; k -поправочный коэффициент по уровню естественного плодородия; при низком уровне урожайность снижается на 30% (k = 0,7), при высоком – увеличивается на 20% (k = 1,2). Модели адекватны, коэффициент регрессии – R = 0,90 и 0,89, коэффициент детерминации – R² = 0,81 и 0,79, соответственно, Fэкс.>Fтабл.

Нелинейный характер влияния изучаемых факторов на урожай позволил определить по критерию максимального урожая их оптимальные значения:

1) для молодой плантации: N - 210 кг/га, Р - 0 кг/га, К -103,5 кг/га; урожай составил в первый год – 35,3 ц/га, на второй – 53,8 ц/га, на третий – 73,3 ц/га.

2) для полновозрастной плантации: N - 442 кг/га, Р - 180 кг/га, К -150 кг/га; при условии отсутствия дефицита влаги и среднем уровне плодородия почв теоретический урожай составит 140 ц/га.

Вместе с тем, существовавшая ранее в течение продолжительного времени (около 50 лет) практика применения на чайных плантациях Краснодарского края высоких доз минеральных удобрений, особенно азотных, вызвала подкисление почвы (Бушин, Беседина, 1994; Аргунова, 2004; Малюкова, Козлова, 2007), что усилило вымывание обменных оснований (Са и Мg) и оказало существенное влияние на изменение содержания микроэлементов в почве и в растениях чая, уменьшая их доступность и сбалансированность. В то же время культура чая, являясь растением таннидоносом и относясь к группе манганофиллов, предъявляет повышенные требования к обеспеченности микроэлементами.

Оптимизация питания растений чая, повышение эффективности внесения удобрений в большей степени связаны с обеспечением оптимального соотношения макро – и микроэлементов. Это особенно актуально при длительном выращивании на одном месте многолетней культуры чая, так как на фоне внесения макроэлементов зачастую возникает резкий недостаток микроэлементов. Это приводит к функциональным физиологическим заболеваниям (различным хлорозам) и, как следствие, к снижению побегообразовательной способности. Дальнейшее повышение урожайности и получение высококачественной продукции возможно только при оптимизированном питании чайных растений как макро-, так микроэлементами (Белоус, Притула, 2008; Белоус, Рындин, 2008).

Для предотвращения вымывания вносимых микроэлементов из почвы был выбран более эффективный способ их применения, а именно, некорневое внесение путем опрыскивания чайных растений, позволяющее уменьшить дозировку и значительно повысить коэффициент их использования. Некорневой способ внесения способствует также более быстрому поступлению элементов в листья и включению их в физиологические процессы. В качестве некорневых подкормок использовались растворы сернокислых солей микроэлементов: меди (0,06%), марганца (0,4%), цинка (0,3%) и железа (0,3%) – для молодых растений; для полновозрастных, соответственно: 0,06%; 0,6%; 0,3% и 0,5%, которые проводили в полевом опыте на чайных растениях сорта Каратум, посадки 1990г.

Внесение микроэлементов марганца, цинка и смеси существенно воздействовало на урожайность растений чая. Если на контрольном варианте урожай в среднем достигал 65,8 ц/га, то при обработке растений чая раствором меди, марганца, цинка и железа он составил 71,5-78,9 ц/га. Улучшилось качество сырья. Применение микроэлементов не повышало их содержание в чайном листе, и не превышало ПДК. Растения чая, получившие некорневую обработку микроэлементами (Mn и Zn), лучше переносили засуху.

Минеральное питание хурмы восточной, его диагностика разработаны так же на базе полевого многофакторного опыта, что позволило усовершенствовать систему формирования продуктивных садов данной культуры ещё в стадии закладки насаждений в сложных и специфических условиях Черноморского побережья России. Знание особенностей питания растений хурмы в природно-климатическом аспекте субтропиков России, параметров и сроков его диагностики дают возможность регулирования и прогнозирования урожайности насаждений хурмы.

Хурме восточной, как и каждому виду растений, необходимо определённое соотношение питательных элементов, изменяющееся в течение вегетации, поскольку корневая система избирательно относится к поступающим питательным веществам из почвенного раствора. Соблюдение оптимальной концентрации питательного раствора и соотношения в нем элементов при внесении по фенофазам обеспечивает полную реализацию продукционного потенциала многолетнего растения.

Впервые разработаны модели взаимодействия доз азота, фосфора и калия с урожаем хурмы восточной:

- для садов, вступающих в плодоношение –

У = 16,12+37,39N+33,64Р+19,91–14,07N² –13,61Р²– 6,62K²- 9,16NР; (R=0,95)

- для плодоносящих садов –

У =10,03+37,98N+22,88Р+23,68K–12,16N² –12,76Р² +4,8K; (R=0,98),

где , У – урожай плодов хурмы в ц/га

Ведущее значение в питании растений хурмы в условиях субтпропиков также имеет азот. Установлены критерии обеспеченности культуры основными элементами питания и сроки диагностики, в том числе существенная связь урожая культуры по отдельным элементам в листьях (майский сбор):

у = 59,52 х_N – 87,32 (r = 0,54); у = 197,02 х_P – 299,64 (r = -0,49);

у = 168,77 – 24,46 x_K (r = -0,63), где

у – урожай плодов хурмы, ц/га; х_N – содержание азота,

х_P – содержание фосфора; x_K – содержание калия в листьях.

По представленным моделям можно прогнозировать величину урожая и своевременно её корректировать.

Оптимизация минерального питания фундука, как и других садовых культур, сказывется на продолжительности жизни сада. Особенностью растений фундука является двухлетний цикл развития генеративных органов, вследствие чего условия существования растения в текущем году отражаются на формировании урожая следующего года. Сбалансированное питание помогает успешно преодолевать стрессовые ситуации и противостоять болезням и вредителям.

Данные многолетнего многофакторного опыта по изучению доз N, Р, К в удобрениях в их различных соотношениях показали отзывчивость культуры на внесение удобрений, при этом, азот также имел превалирующее значение в формировании урожая растений фундука. Наиболее эффективными для фундука оказались дозы удобрений N200 и N340 Р80К80 кг/га д.в., урожайность которых составила 12,7 и 14,7 ц/га (сорт Черкесский-2), а рентабельность 65 и 48%. Данные рентабельности несколько относительны в связи с изменчивостью стоимости удобрений (Рындин, Мохно, Черепенина, 2008).

Модель воздействия основных элементов питания на урожай фундука имеет следующее выражение:

У = 8,13+1,149N² -0,58Р-1,15NP–0,5NK (R=0,98),

где, У – урожай орехов в ц/га

Впервые разработанные методы почвенной и листовой диагностики служат способами оперативного управления продукционными потенциалом культуры, что особенно эффективно в горных условиях зоны (Беседина, Мохно, 2007).

Для цветочных луковичных культур установлены дозы и сроки внесения удобрений в соответствии с качеством посадочного материала.

3. Совершенствование конструкций садовых насаждений в субтропиках России. Переход на интенсивные насаждения обуславливает изменение всех агротехнических приемов. Растения в сообществе раньше всего достигают предела пороговой загущенности по свету. При недостатке поступления солнечного освещения в центр кроны прекращается фотосинтез в листьях, они начинают оттягивать часть продуктов фотосинтеза. Листовой полог и плодоношение смещаются на периферию кроны, в результате снижается урожайность и качество плодов (Избасаров, Карычев, Жылкайдарова, 2003). Возникает необходимость в значительном ограничении плодовой древесины, Нарушается соотношение между корневой системой и надземной частью многолетнего растения. Все это требует больших затрат ручного труда (Бербеков и др., 2003).
   

Экономические критерии, обуславливающие целесообразность производства, также определяют параметры технологии и её подсистем, включая конструкцию насаждений (Егоров Е.А. и др.). Технологии с их подсистемами дифференцируются в зависимости от природно-климатических факторов зон и микрозон. Элементы современных интенсивных технологий должны соответствовать биологическим потребностям возделываемых садов.

Схема посадки, размещения деревьев в интенсивных садах влияет на урожай, позволяет рационально использовать земельные ресурсы (Дорошенко Т.Н., 2003). Кроме того, обеспечение листовой поверхности за счет большей плотности посадки с одновременным созданием оптимальной архитектуры плодового растения разрешает большее использование солнечной энергии.

Формировка и обрезка садовых растений направлены на регулирование урожая нагрузкой, управление ростовой активностью, создание баланса между вегетативной и генеративной сферой растений, оптимизацию минерального питания и водного режима. Так, малообъемные кроны имеют меньше древесины, больше питательных веществ поступает на плодоношение и адаптацию, растения более засухоустойчивы, не требуют дополнительных затрат на создание конструкций. Повышается производительность труда при обрезке деревьев и при съёме плодов, она более удобна для ухода за растением и почвой.

Переход на интенсивные посадки предусматривает изменение всех агротехнических приемов.

Особенности формировки листосборной поверхности шпалеры чая. Правильно и своевременно проведённая подрезка растений чая способствует усилению побегообразования, улучшению качества собираемых флешей, равномерному подходу их к сбору. В технологии возделывания чая наиболее трудоемким и растянутым во времени (V -IХ) является сбор чайного листа, на долю которого приходилось до 70% ручного труда от общих затрат. Переход на механизированый сбор потребовал перевода сферической формы шпалер на горизонтальную, который не отразился на урожайности и качестве чайного сырья.

Плантации чая, основная масса которых заложена в 50-х годах 20 века, имеют ширину междурядий 150, 175 см, частично 125 и 205 см. Применение аппаратов малой механизации в чаеводстве вызвало сокращение листосборной поверхности шпалер до 50 и 70 см.

По данным М.Т.Туова и Маркиной Н.М. (1994), уменьшение ширины листосборной поверхности шпалеры чая не повлияло существенно на урожайность насаждений чая. Так, при ширине шпалеры 90 см урожайность достигла 68,6 ц/га, при ширине 50 см – 69,2 ц/га.

Для культуры хурмы восточной также разработаны формировки деревьев и оптимальные площади питания в регионе. Прежде растения хурмы высаживали на расстоянии 10х10, 8х8, 6х5 м. Рациональное использование субтропических территорий и интенсификация садоводства востребовали изменение площадей питания и в связи с этим изучение влияния их на продуктивность культуры (Омаров, Рындин, 2008,2009) (табл. 5).


Таблица 5 – Влияние схемы размещения деревьев хурмы восточной сорта Хиакуме на урожайность и эффективность производства плодов

Место посадки	Схема посадки, м	Средняя урожайность за 1996-2005 гг. ц/га	Масса плода, в г	Рентабель- ность, %
ЗАО»Мацеста-чай	6х5	45,4	150	-
уч-к «Прогресс»	6х4	60,4	153	-
	6х3	83,1	152	-
НСР О5		11,1
Совхоз Октябрьский»	6х5	36,2	162	128
уч-к «Луковая гора»	6х4	45,2	160	132
	6х3	60,7	166	158
НСР О5		23,8

Вполне очевидна эффективность рационального использования почвенного ресурса в зоне при сохранении товарных качеств плодов.

Культура хурмы имеет особенности обрезки полновозрастных садов, благодаря которой происходит перераспределение питательных веществ по кроне дерева. Кроме того, обрезкой можно влиять на прозрачность кроны дерева, на сроки вступления его в плодоношение и предупредить быстрое старение растения. Ежегодное прореживание в более старшем возрасте сада следует чередовать омолаживающей обрезкой. За 4-5 лет растение хурмы восстанавливает свою крону, усиливая рост плодоносящих побегов, существенно повышается урожайность насаждений. После омолаживания сорт Хиакуме дал урожай 82,6 ц/га, против 61,6 ц/га с растений не подвергавшихся обрезке.

В условиях зоны впервые апробирована пальметтная форма возделывания хурмы восточной (Омаров, 2000). Растения высаживались на расстоянии 5х3,5, 5х3.0, 5х2.5 м. Наиболее перспективными для этой формировки оказались сорта Хиакуме, Зенджи-Мару, Сидлес, Хачна, Гошо-Гаки. Одним из важных преимуществ пальметтных насаждений является их скороплодность и снижение затрат при сборе плодов.

При культивировании фундука в зоне разработаны штамбовые формы в зависимости от рельефа, в то время как традиционной формой формирования фундука являлась кустовая, которая рекомендуется для горной местности, где крутизна склонов достигает свыше 15 градусов. С учетом сортовых особенностей, почвенных условий и крутизны склона растения размещают на расстоянии: 6х6, 6х5, 6х4 м по 6-8 стволов в кусте. Начало плодоношения наступает на 4-5 год жизни. Срок эксплуатации 25-30 лет.

На склонах крутизною до 25 градусов рекомендована форма «Очаг», по 4-6 саженцев в гнезде радиусом до 1 м. Оптимальная схема посадки 6х6, 6х5, 6х4м. На каждом стволе оставляют по 3-4 скелетных ветви. В плодоношение фундук вступает на 3-4 год. Срок эксплуатации 30-35 лет.

На равнинных участках предлагается выращивать фундук в штамбовой форме, позволяющей максимально механизировать трудоёмкие процессы технологии, включая сбор орехов. На пологих склонах можно формировать штамб «Дерево», по одному саженцу в посадочное место. Схема размещения: 6х3, 6х2, 5х3 м. Срок вступления в плодоношение на 3-4 год. Достоинство формировки «Дерево» – механизированный сбор орехов.

Система формировки «Татура» разработана учеными института. Растения высаживают по 2 в посадочное место под углом 60º в сторону междурядий на расстоянии 6х2, 6х3м. Начало плодоношения на 3-4 год, срок эксплуатации до 50 лет. Здесь также возможен механизированный сбор орехов. В табл. 6 представлены данные влияния формировок на урожайность двух сортов фундука.


Таблица 6 – Влияние формировок на количество и качество урожая орехов фундука (Опытное поле ВНИИЦиСК, 2007г.)

Сорта фундука	Формировка растений	Урожай-ность, ц/га	Масса в г		Ожидаемая рентабельность производства фундука, %
			ореха	ядра
Черкесский	куст	5,0	1,60	0,65	46
	дерево	9,2	1,84	0,78	90
	татура	8,3	1,81	0,83	65
Президент	куст	6,7	2,70	1,13	75
	дерево	11,7	3,18	1,38	105
	татура	10,0	3,66	1,67	125

Полученные результаты свидетельствуют о преимуществе нового сорта Президент, адаптированного к условиям зоны, по всем параметрам производства ореха фундука. Штамбовая формировка существенно увеличивает урожайность культуры, улучшает качество плодов и повышает рентабельность производства орехов в зоне субтропиков. Следовательно, штамбовые формировки растений фундука – один из способов интенсификации и рационального использовании земель зоны при возделывании этой культуры (Рындин, Махно, Черепенина, 2007).

Таким образом, для ведущих садовых культур зоны – чая, хурмы восточной и фундука усовершенствованы конструкции насаждений и формировка растений, раскрывающих их продукционный потенциал.

4. Эффективные приёмы производства посадочного материала садовых культур влажно-субтропической зоны России. Одним из элементов интенсификации садоводства является правильно подобранный по зонам и микрозонам высококачественный сертифицированный посадочный материал, от которого зависит однородность по сорту, выравненность деревьев по силе роста, срокам созревания и плодоношения и, в конечном счете, урожайность. Необходим дифференцированный подход к выращиванию посадочного материала, предусматривающий технологичность насаждений.
   

Среди основных причин, сдерживающих развитие промышленного плодоводства, ученые считают недостаточность ресурсной поддержки государства в создании маточников, питомников, сортимента и т.д. (Егоров Е.А., Шадрина Ж.А., Кочьян Г.А., 2006). Темпы реновации многолетних насаждений в стране в значительной степени зависят от состояния питомниководства, объемов производства посадочного материала. Продуктивность создаваемых интенсивных садовых экосистем зависит от качества посадочного материала. Обеспеченность посадочным материалом при перезакладке садов составляет от 50 до 90% по годам. Недостающие объёмы восполняются импортом саженцев, слабо адаптированных к местным почвенно-климатическим условиям, низкой реализацией сортом биологического потенциала, сокращению сроков эксплуатации насаждений.

Производство посадочного материала для субтропического садоводства имеет свою специфику. Существующие насаждения чая на 92% заложены семенами. В период их закладок (1936, 1953-1957гг.) в стране не существовали отечественные сорта чая, а чаеводческая отрасль только создавалась. Очевидны стали отрицательные воздействия сортосмесей на продуктивность плантаций.

В 80-х годах прошлого столетия была разработана индустриальная технология вегетативного размножения чая в контейнерах. Приживаемость саженцев на плантациях достигала 99%. Применение контейнеров из рулонного стеклопластика и пластмассы позволило механизировать заполнение их чаепригодной почвой и сократить транспортные расходы по перевозке почвы. Разработан метод предварительной подготовки черенков чая к укоренению (кильчевание), способствующий росту стандартных саженцев за 8-месячный период. Тем самым в 2 раза увеличивался выход посадочного материала с единицы площади питомника. Установлены сроки укоренения черенков. (Туов, 1984, 1989, 1997).

В производстве посадочного материла для насаждений хурмы были установлены сроки прививок (до начала сокодвижения). Подвоем служили сеянцы хурмы кавказской.

Цитрусовые прививаются на P.trifoliata, окулировку проводят в августе-сентябре. Саженцы выращивают в пленочных контейнерах объемом 775 см3, срез на глазок проводят через 200 дней в апреле, мае (Рындин, Горшков, 2008).

Усовершенствована технология производства посадочного материала фундука в специализированных маточниках с многолетним циклом выращивания (Рындин, 2009). Маточные растения 3-х летнего возраста полностью обрезают до начала вегетации. По мере отрастания поросли в течение вегетации проводят 3-х кратное окучивание маточного гнезда слоем почвы до 15 см при капельном орошении. По окончании вегетации приступают к выкопке хорошо окоренившейся поросли.

Выращивание посадочного материала фундука в специализированных маточниках при капельном орошении существенно увеличивает количество саженцев и повышает их стандартность. Экономическая эффективность производства посадочного материала возрастает в среднем с 65 до 110% (таб. 7). Внедрение усовершенствованной технологии производства посадочного материала фундука в специализированных маточниках позволит снизить материальные и энергетические затраты, обеспечит максимально возможную сортовую чистоту, рационально использовать сельхозугодья (Рындин и др., 2008).


Таблица 7 – Выход посадочного материала фундука при капельном орошении (Опытное поле ВНИИЦиСК, 2007-2008 гг.)

Сорта	Режим орошения	Выход саженцев, в шт.		Высота саженцев в см	Выход стандартных саженцев, %	Рента-бельность, %
		маточного растения	га
Кавказ	без орошения	13	32500	87,5	65	65,1
	орошение при 60% ППВ	19	47500	111,5	95	90,0
	орошение при 80% ППВ	22	55000	128,0	97	102,5
Сочи-1	без орошения	11	27500	70,0	68	66,7
	орошение при 60% ППВ	20	50000	110,5	96	92,3
	орошение при 80% ППВ	23	57500	116,5	97	110,4
Президент	без орошения	12	30000	75,0	70	63,5
	орошение при 60% ППВ	20	50000	106,5	95	92,3
	орошение при 80% ППВ	26	65000	120,0	96	117,8

Примечание: количество маточных растений 2500 штук на га.


Выделены ведущие подвои персика: сеянцы персика и клоновый подвой Кубань-86, обеспечивающих устойчивость и продуктивность культуры в регионе. Выявлены подвойные сорта Сочинский-7 и Черноморский 2 для обеспечения питомников семенами.

Для таких перспективных цветочных культур в субтропиках как нарциссы и фреезия, разработаны методы микроклонального размножения in vitro. Размножение в культуре in vitro, по сравнению с традиционными методами вегетативного размножения, применяемыми в сельскохозяйственной практике, имеет ряд преимуществ:

- коэффициент микроразмножения растений в 1000 и более раз выше, чем при традиционном способе;

- клональное микроразмножение позволяет экономить большие площади теплиц, занятые под маточными растениями;

- одновременно с размножением происходит оздоровление растений от патогенных микроорганизмов и в некоторых случаях от вирусов;

- методами культуры ткани возможно работать в лаборатории круглый год;

- длительное хранение пробирочных растений позволяет всегда иметь под рукой исходный материал.

Приживаемость растений после высадки в субстрат составляет 70-80%.

Таким образом, разработанный метод микроклонального размножения нарциссов и фреезии, является достаточно надёжным способам получения идентичного потомства, может быть использован для размножения перспективных гибридов и новых интродуцированных сортов, а также для массового размножения, обеспечения высокого качества посадочного материала.

Следовательно, в связи с биологическими особенностями возделываемых культур разработаны эффективные приемы производства посадочного материала для ведения адаптивного садоводства в зоне влажных субтропиков.

5. Интегрированная система защиты садовых растений во влажных субтропиках России. Природно-климатические условия российских субтропиков способствуют интенсивному развитию и размножению целого ряда вредителей и возбудителей болезней. Вредоносность конкурирующих с человеком организмов усиливается, урон от их воздействия составляет в нашей зоне 33-43%, тогда как в умеренных зонах 20-25%. Обследования агрофитоценозов зоны выявили около 500 видов вредителей и более 200 видов возбудителей болезней. Близость санитарно-охранных территорий ограничивает ассортимент применения пестицидов или полностью их отменяет (Рындин, Игнатова, Осташова, Фогель, 2009).
   

Все это говорит о разработке таких систем защиты, которые бы при высокой эффективности были экологически безопасны для объектов экосистемы. Этим требованиям отвечают элементы адаптивно-интегрированной системы защиты садовых культур от вредных организмов.

Важнейшей особенностью экологизированных систем защиты является не только комплексное, но и значительно более дифференцированное использование природных ресурсов, техногенных факторов адаптивного потенциала культивируемых видов и сортов растений.

Основой экологизированной системы защиты, согласно принятой в настоящее время концепции по защите растений (Захаренко, 1995), является фитосанитарный общеэкологический мониторинг в масштабе агроландшафта, что дает возможность с большей достоверностью ликвидировать очаги опасности с меньшими затратами.

Преодоление фитосанитарной дестабилизации достигается путем повышения уровня агротехники, который должен быть системным, многосторонним, многолетним с одновременным решением и природоохранных проблем. В связи с этим к основным элементам фитосанитарных технологий, в организационном плане, предполагается поэтапное выполнение следующих работ:

• оценка фитосанитарного состояния культуры;
  
• определение целесообразности проведения защитных мероприятий с учетом данных оценки опасности вредных организмов и экономических расчетов вредоносности;
  

- выбор защитных мероприятий профилактического характера (использование устойчивых сортов, карантинные агротехнические мероприятия), активного воздействия с применением химических и биологических средств защиты растений.

В интегрированных системах защиты растений уже многие десятилетия доминирующим (до 70%>) является химический метод. Несмотря на негативное влияние пестицидов на окружающую среду, достойной альтернативы ему пока не найдено.

В целях снижения пестицидных нагрузок используется биометод, но он в системах защиты плодовых и др. культур занимает не более 10-30%.

Следовательно, дифференциация методов защиты садовых растений от вредных организмов приводит к повышению продукционного потенциала культур при минимальных экологических рисках.

Таким образом, для развития адаптивного садоводства в субтропиках разработаны эффективные способы управления продукционным потенциалом культур.

5. Основные принципы оптимизации размещения садовых культур в зоне влажных субтропиков России (на примере чая)
   

Одной из основных задач садоводства в зоне влажных субтропиков России остается разработка мероприятий, гарантирующих получение высоких и устойчивых урожаев с учетом влияния совокупных внутренних и внешних факторов.

Для более эффективного использования природных ресурсов в субтропической зоне необходим переход к адаптивному землеустройству, в основу которого должна быть положена экономически оправданная, но значительно расширенная по сравнению с существующей дифференциация сельскохозяйствен­ных угодий на основе выделения агроэкологически однотипных полей и плантаций.

При этом экологически однотипные территории (ЭОТ) следует формировать с учетом базисных особенностей территории (рельефа типа почв, особенностей микроклимата), адаптивного потенциала культивируемых растений (их потенциальной продук­тивности и экологической устойчивости) и мелиорирующих техногенных средств (коренной мелиорации и агротехники).

Это позволит успешно решать обозначенные проблемы на основе разработки новых технологий по правильному выбору участков, рациональному размещению насаждений с учетом экспозиции, крутизны склонов и высоты над уровнем моря (А.В. Рындин, 2007; А.В. Рындин, В.К. Козин, 2008).

Анализ агроклиматических характеристик позволил научно-обоснованно выделить плодовые зоны на Черноморском побережье, которые являются существенными диагностическими показателями оценки агроклиматических ресурсов горных районов субтропиков России (рис. 1). В качестве базисной суммы температур более 10° С предлагается выделить склоны с притоком солнечного тепла: для субтропических плодовых культур 4000±100°С, для южных плодовых культур сумму температур – 3100 ± 100º, для зоны умеренного плодоводства – 2500 ± 100º С (А.В. Рындин, 2009).

Таким образом, во влажных субтропиках России четко выделяются три плодовые зоны, при использовании которых есть возможность расширить ассортимент и сроки действия природного конвейера по производству свежих и экологически чистых плодов, ягод и овощей.

Оценка почвенно-экологических условий под многолетними насаждениями показала, что одна и та же почва имеет оценочный балл в зависимости от биологических особенностей растений, и по требовательности к почвенному плодородию. В зоне субтропиков многолетние культуры по своим агроэкологическим требованиям располагаются в возрастающем порядке: алыча> фундук > фейхоа > персик> хурма> слива> мандарин> груша> яблоня> чай.

Осуществляя выбор территории, проектирование сада определенного назначения, подбор лучшего сорта и подвоя, а также научно обоснованных технологических элементов закладки и ухода, человек в состоянии целенаправленно изменить характер и степень влияния отдельной группы (или несколько групп) факторов на обменные процессы растения и соответственно на урожайность и регулярность плодоношения.

Таким образом, разумно корректируя действие на растительный организм определенной группы факторов, можно управлять процессом плодоношения многолетних насаждений.

Исходя из этой концепции (рис. 2), формирование разных составляющих повышения урожайности начинается задолго до начала плодоношения многолетних насаждений, с выбора участка.





Рис. 1 - Концептуальная модель эффективного выбора участков

под многолетние насаждения в зоне влажных субтропиков

России (В. К. Козин, А. В. Рындин, 2008; А. В. Рындин, 2009)





Рис. 2 - Концептуальная модель эффективной организации

и ведения адаптивного садоводства зоне влажных субтропиков России




Рис. 3 – Зонирование территории Черноморского побережья

для размещения садовых культур

В связи с восстановлением отрасли чаеводства встает вопрос о целесообразности микрозонирования отрасли (Беседина, Козин, 2003; Рындин, Козин, Беседина, 2009).

Учитывая комплекс климатических, рельефных и почвенных условий, территория влажных субтропиков края разграничена на следующие микрозоны (рис. 3), продуктивность которых снижается от 64,8 до 30,4 ц/га.

Микрозонирование территории позволяет наиболее рационально использовать природные ресурсы уникальной зоны, разрабатывать мероприятия по повышению урожайности чайных плантаций конкретно для каждой микрозоны и в целом развивать отрасль чаеводства в России.