На правах рукописи Рыкалин Федор Николаевич оптимизация технологии производства яблок при орошении в среднем поволжье
| Вид материала | Документы |
- На правах рукописи, 577.11kb.
- На правах рукописи, 636.64kb.
- К вопросу об отражении проживания славян в Среднем Поволжье в I тыс н. э в письменных, 489.78kb.
- На правах рукописи, 1724.93kb.
- На правах рукописи, 560.01kb.
- На правах рукописи, 321.97kb.
- На правах рукописи, 370.84kb.
- На правах рукописи, 450.33kb.
- Тематика курсовых работ по дисциплине «Овцеводство и козоводство», 23.67kb.
- Объединенная металлургическая компания, 49.21kb.
На правах рукописи
Рыкалин Федор Николаевич
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЯБЛОК
ПРИ ОРОШЕНИИ В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ
06.01.01 – общее земледелие
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
диссертации на соискание учёной степени
доктора сельскохозяйственных наук
Кинель – 2011
Работа выполнена в Государственном учреждении Самарской области
научно-исследовательском институте садоводства и лекарственных растений «Жигулевские сады» в 1973 – 2010 гг.
Официальные оппоненты:
-
Круглов Николай Михайлович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Воробьев Вячеслав Филиппович
доктор сельскохозяйственных наук
Стрелец Виктор Дмитриевич
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Ведущая организация – Российский государственный аграрный заочный университет (ФГОУ ВПО РГАЗУ)
Защита диссертации состоится «22» ноября 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский,
ул. Учебная, д. 2, диссертационный совет.
Тел/факс: 8(84663) 46131. E-mail: ssaa-samara@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», с авторефератом – на сайте vak.ed.gov.ru.
Автореферат разослан «____»____________ октября 2011 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета, профессор - Г.К. Марковская
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Рациональное питание человека наряду с потреблением белков, жиров и углеводов должно предусматривать достаточное количество свежих и переработанных плодов, потребление которых за 20 последних лет значительно снизилось. В Среднем Поволжье яблоня имеет самое широкое распространение среди плодовых культур, и производство яблок является наиболее прибыльным в сельскохозяйственном производстве. Наличие больших территорий с благоприятными почвами и местоположениями для размещения многолетних насаждений, обилие солнечной энергии позволяют успешно культивировать сорта яблони осеннего и зимнего срока созревания, таких как Кутузовец, Северный Синап, Жигулёвское, Куйбышевское, Спартак, Утёс, Синап орловский и мн. др.
Однако, развитие промышленного садоводства на больших площадях сдерживается недостаточным выпадением осадков и резким колебанием температур от критически-высоких до абсолютно-низких (от суховеев до крепких морозов).
Анализ природно-климатических условий, свидетельствует о том, что для ведения высокорентабельного производства яблок, других плодов и ягод необходимо искусственное орошение, как базового фактора развития интенсивного садоводства в районах Среднего Поволжья. При научно обоснованных режимах орошения обеспечивается благоприятный водный режим почвы и микроклимат в садах, возможность на территории не занятой деревьями выращивать однолетние и многолетние травы для использования в качестве органических удобрений. Содержание почвы в орошаемых садах по общепринятой системе чёрного пара создаёт негативные явления - ухудшаются агрофизические свойства почвы, происходит вымывание легкодоступных питательных элементов, возникают сложности с обработкой почвы и уборкой урожая и т.д. Актуальность настоящей работы заключается в необходимости разработки технологий производства яблок, на основе орошения при разных системах содержания почвы в садах с оптимальным расходованием поливной воды, обеспечивающих высокие эколого-экономические результаты.
Значительный ущерб садоводству Среднего Поволжья ежегодно наносят функциональные болезни и в особенности – розеточность яблони, снижая на 30 – 75% урожайность и качество яблок (В.М. Тарасов(1980), В.Д. Наумов(1975, 1978), Ф.Н. Рыкалин (1973, 1984), А.Д. Башкардин(1988) и др.) поэтому актуальным является поиск путей предупреждения и выздоровления яблони от этой болезни.
Цель исследований:
- разработать научно обоснованную технологию производства яблок с минимальным расходованием поливной воды, энергоресурсов и трудовых затрат при разных системах содержания почвы в орошаемых садах Среднего Поволжья, обеспечивающую увеличение урожайности яблони в 1,5 – 2,5 и продуктивности садоводства в 2 – 3 раза.
- разработать эффективные меры борьбы с розеточностью яблони, приносящей существенные убытки отрасли садоводства.
Задачи исследований:
- изучить влияние влажности почвы на рост, плодоношение и зимостойкость яблони;
- определить оптимальный режим орошения яблони при разных системах содержания почвы в саду;
- разработать и внедрить в производство оптимальную технологию по уходу за почвой, обеспечивающую лучшие условия водного, воздушного и питательного режимов для активизации почвенной микрофлоры в орошаемом саду;
- подобрать наиболее эффективный состав травосмесей при содержании почвы в орошаемом саду по дерново-перегнойной системе и определить продуктивность за длительный период их использования в саду;
- изучить влияние длительного выращивания многолетних и однолетних трав на изменение физико-химических свойств почвы;
- изучить степень влияния применения минеральных удобрений и длительного выращивания многолетних трав в орошаемых садах на выздоровление яблони от розеточности и разработать эффективные меры по устранению этой болезни;
- определить эффективность комплекса агротехнических приёмов (схем размещения деревьев, внесение удобрений, проведение поливов в орошаемых садах;
- дать экономическую и эколого-энергетическую оценку агротехническим приёмам, проводимым в орошаемых садах и выявить наиболее эффективные из них.
Для решения этих и других задач были заложены и проведены 22 опыта.
Научная новизна. Впервые в Среднем Поволжье:
определены режимы орошения плодоносящих яблоневых насаждений при разных системах содержания почвы, обеспечивающих максимальное увеличение урожайности яблони и качества яблок при экономном расходовании поливной воды;
подобраны наиболее продуктивные травосмеси многолетних и однолетних бобовых и злаковых трав, способствующих увеличению плодородия почвы;
изучена активность почвенной микрофлоры при разных системах содержания почвы в орошаемом саду;
выявлена высокая эффективность применения дерново-перегнойной системы содержания почвы с использованием соответствующих многолетних трав в плодоносящих садах, способствующая выздоровлению яблони от розеточности;
доказано преимущество более разреженной схемы 7х4 м по сравнению с посадкой по схеме 5х4 м на чернозёмах тяжело-глинистого гранулометрического состава при орошении с применением удобрений;
рассчитан баланс энергии в почве при разных системах содержания в орошаемом саду, свидетельствующий о преимуществе применения дерново-перегнойной системы.
Практическая значимость исследований. В результате проведённых исследований разработана дерново-перегнойная система содержания почвы для Приволжской зоны садоводства, обеспечивающая получение высоких урожаев 15-25 т/га, позволяющая повысить плодородие почвы и улучшение экологической обстановки.
Разработаны рекомендации по борьбе с розеточностью яблони. Рекомендован подбор травосмесей из разных трав для дерново-перегнойной системы содержания почвы в саду, как эффективный способ излечения яблони от розеточности.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- наиболее эффективны режимы орошения в садах Среднего Поволжья, с проведением частых поливов в период вегетации малыми нормами для поддержания влажности почвы на уровне 85 – 90% НВ, обеспечивающие максимальное увеличение урожайности яблони и качество яблок при экономном расходовании поливной воды;
- применение дерново-перегнойной и паро-сидеральной систем содержания почвы в орошаемом саду, как основных элементов агротехники, улучшающих водно-физические и агрохимические свойства почвы, повышающих её плодородие и значительно увеличивающих продуктивность яблоневых насаждений;
- дерново-перегнойная система содержания почвы способствует излечению яблони от розеточности в орошаемых садах Среднего Поволжья;
- наиболее эффективной схемой посадки сортов яблони Куйбышевское и Спартак в интенсивных орошаемых садах является размещение 7х4м по сравнению с более загущённой и затратной схемой 5х4м. что даёт основание рекомендовать посадку семечковых садов в Приволжской промышленной зоне садоводства Среднего Поволжья проводить по схеме 7х4м.
Реализация результатов исследований.
- Результаты исследований автора, вошли в областные и российские рекомендации, применяются в производственных насаждениях и любительском садоводстве.
- Дерново-перегнойная система содержания почвы внедрена на площади более 300 га в орошаемом саду ОАО «Ягодинское» Ставропольского района, Самарской области обеспечивающая урожайность яблони от 15 до 25 т/га с получением высококачественных яблок.
- Паро-сидеральная система используется в ОАО «Сургутское», ОАО «Сызранское», ОАО «Костычевское», ОАО «Ягодинское», ОАО «Сызранское» и других садоводческих хозяйствах на площади более 1200 га.
- Применение гербицидов внедрено во всех специализированных садоводческих хозяйствах Самарской области на площади около 1800 га многолетних насаждений.
- Применение дерново-перегнойной системы в орошаемом саду ОПХ «Ягодинское» способствовало полному излечению яблони от розеточности и повышению урожайности на 25 – 30%.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы с 1973 по 2010 год многократно докладывались и были одобрены на республиканских, региональных и областных совещаниях и семинарах по интенсификации садоводства. На международных научно-методических и научно-практических конференциях (Самара, 2005,2006, 2007, 2008, 2009, 2010; Курск, 2009; Воронеж 2010).
Основные положения и выводы диссертационных исследований опубликованы в 72 научных работах, из них 16 - в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Три рекомендации, одна монография, книга Садоводство; получено три авторских свидетельства.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 331 странице компьютерной верстки, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, содержит 90 таблиц, 121 рисунок, 83 приложения. Библиографический список литературы включает 356 источников, из них 20 на иностранном языке.
При написании докторской диссертации автором использовались материалы научных исследований проведенных лично и совместно с сотрудниками Самарского научно-исследовательского института садоводства и лекарственных растений, профессорско-преподавательским составом кафедр: «Плодоводства», «Агрохимической и биологической химии», «Почвоведения», «Геологии и ландшафтоведения» РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, а также многих других учебных и научных учреждений. Выражаю глубокую благодарность доктору биологических наук В.Д.Наумову, старшим научным сотрудникам НПО «Жигулёвские сады» - А.Ф. Рыкалиной, Т.М. Егоровой, А.Д. Башкардину, Г.И. Соболеву, младшему научному сотруднику В.М. Мельниковой, директору ОПХ «Ягодинское» Н.И. Козлову, лаборанту исследователю З.А. Ситновой, инженеру по орошению В. Ситнову за содействие и помощь в проведении научных работ. Поклоняюсь светлой памяти доктора сельскохозяйственных наук, профессора Василия Максимовича Тарасова, доктора сельскохозяйственных наук, профессора Виктора Александровича Потапова, кандидата сельскохозяйственных наук А.Д. Любимова, кандидата сельскохозяйственных наук Г.И. Семенович за их ценные советы в процессе проведения научных исследований.
Условия и методика исследований
Научные исследования проводились с 1971 по 2010 год в Опытно – производственном хозяйстве «Самарское», г. Самара, и ОПХ «Ягодинское», расположенного в Ставропольском районе Самарской области, Самарского НИИ садоводства и лекарственных культур «Жигулёвские сады ». В 16 плодоводческих хозяйствах Самарской области, входящих в состав Научно – производственного объединения «Жигулёвские сады» и других хозяйствах Среднего Поволжья.
Сумма активных температур на исследуемых территориях – 2500-2600ºС. Потенциал обеспеченности теплом 0,08 т.е. 92 года из 100 лет данная территория имеет благоприятные температурные условия для многолетних культур (К.Н. Кондратьев, 1990).
Сумма естественных осадков от 310 до 480 мм. ГТК=0,8-1,2. На протяжении последнего десятилетия потенциал влагообеспеченности составил 0,21, что показывает о необходимости в 79% лет проведении орошения.
В качестве объектов исследований были взяты деревья районированных сортов яблони наиболее распространённые в промышленных садах и любительском садоводстве: Антоновка обыкновенная, Кутузовец, Куйбышевское, Спартак и Жигулёвское с формированием разреженно-ярусной кроны с одним порядком ветвления скелетных ветвей. Подвои — сеянцы Аниса алого, Лесной Жигулёвской и Китайки розовой; однолетние и многолетние злаковые и бобовые травы.
Биометрические наблюдения, связанные с изучением роста и плодоношения деревьев, проводились в соответствии с программно-методическими указаниями ВНИИС им. И.В. Мичурина (1973). Корневую систему изучали методом "вольного монолита" по В.А. Колесникову (1962). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом. Физические свойства почвы по И.С. Кауричеву (1973). Определение общей площади листьев яблони по В.А. Потапову (1998). Урожайность яблок определяли путём взвешивания плодов на весах с 12 деревьев, в трёхкратной повторности, с каждого варианта. Расчёт поливных норм проводили на основе регулярного определения влажности почвы термостатно-весовым способом с учётом плотности сложения горизонтов и глубины размещения основной массы корней.
Определение органического вещества - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (1992г.) подвижных соединений фосфора и калия - по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204 – 91, 1992г.), обменного кальция и обменного (подвижного) магния Атомно-Абсорбционными методами ЦИНАО (ГОСТ 26487-85). При определении количества гумуса, образующегося из сухого вещества надземной части растений пользовались коэффициентом гумификации растительных остатков многолетних трав по В.И. Филатову (2004г.). Изучение почвенной микрофлоры (Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева 1987,1993 гг.). Учет поражённости функциональными болезнями по В. М. Тарасову (1980г.). Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985г.). Эколого-энергетическая оценка производства яблок в условиях орошаемого сада по методикам В.Г. Васина (2009), Г.И. Рабочева (2005).
Результаты исследований
Особенности роста, развития и плодоношения яблони при разных режимах орошения и систем содержания почвы в яблоневых садах
Исследования по изучению динамики влажности почвы свидетельствуют о том, что в результате осенних осадков и таяния снега тяжелосуглинистая почва в слое расположения основной массы корневой системы, независимо от сроков и количества поливов в предшествующий год, ранней весной насыщается влагой выше уровня НВ (табл. 1).
Таблица 1 - Влажность почвы в метровом слое по вариантам опыта с вегетационными, осенними и влагозарядковыми поливами за 1971-1975гг (%НВ)
-
Варианты
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
1971г.
1
93,3
84,7
76,3
77,4
74,4
73,0
88,4
2
88,0
83,4
83,7
78,6
83,6
76,6
96,4
3
89,8
82,2
78,7
76,0
83,7
79,1
96,4
4
91,5
83,3
78,2
75,1
74,2
78,4
91,8
НСР0,5
0,51
0,30
0,79
0,52
0,28
0,14
0,42
1972 г.
1
97,1
84,7
76,4
70,5
61,1
62,2
74,9
2
92,2
82,6
85,1
79,8
85,6
78,2
81,0
3
95,0
80,3
85,1
78,9
70,3
93,3
89,1
4
98,5
83,8
78,2
72,1
58,9
82,6
89,1
НСР0,5
0,41
0,18
0,83
0,85
1,11
0,15
0,91
1973 г.
1
91,5
91,7
81,4
75,7
79,8
87,7
87,7
2
101,4
93,1
85,4
97,1
86,8
95,2
90,8
3
97,8
96,9
86,9
94,3
85,6
90,3
82,4
4
92,2
95,6
82,9
73,3
77,9
91,5
83,8
НСР0,5
0,23
0,29
1,36
0,42
0,25
0,18
0,21
1974 г.
1
101,4
97,1
89,1
81,9
91,5
69,4
65,0
2
110,8
98,6
88,4
86,6
101,4
79,2
69,9
3
104,5
97,9
97,8
85,4
93,3
74,0
80,0
4
107,7
97,8
89,4
85,4
87,3
73,3
76,1
НСР0,5
0,62
0,46
0,55
0,54
0,47
0,23
1,06
1975 г.
1
95,9
79,3
66,6
53,0
47,9
53,3
57,2
2
98,9
80,0
81,7
81,4
64,2
78,9
82,1
3
97,8
78,9
74,0
65,9
50,5
68,4
62,8
4
95,8
74,2
64,2
56,7
45,0
62,9
65,3
НСР0,5
1,09
0,51
0,51
0,27
0,23
0,97
0,45
Что касается вегетационного периода, влажность почвы в варианте без полива, практически всегда в среднем за все годы (1971-1975 гг.) наблюдений снижалась от весны к осени и являлась типичной для условий Среднего Поволжья. В обычные годы влажность почвы уменьшается до минимума к началу сентября и повышается к концу октября. Наибольшей засушливостью за прошедшие пять лет отличался 1975г. Гидротермический коэффициент за период вегетации в этом году составил 0,40 и наблюдалось 32 суховейных дня с относительной влажностью воздуха ниже 20%. Годовая сумма осадков составила всего 275мм, в том числе за вегетационный период -127 мм.
Идентичными погодными условиями отличался и 1972 г., когда гидротермический коэффициент составил 0,42 и за вегетационный период выпало всего 115,7 мм осадков. Погодные условия в 1971, 1973 гг. и во вторую половину 1974 г. были более благоприятными для роста и плодоношения яблони.
Благоприятный водный режим в почве, для роста и плодоношения яблони, складывался в вариантах с проведением вегетационных поливов, в которых влажность почвы составляла 78% НВ. В контроле влажность почвы в 1972 г. в этот период была на уровне 61-70% и в 1975 г. - 47,9-53,0% НВ. В 1975 г., когда из-за недостатка поливной воды вегетационные поливы проводились неполными нормами, влажность почвы в вариантах с поливами иногда снижалась ниже предусматриваемого уровня. Проведение осенних поливов, осенних и влагозарядковых поливов также способствовало повышению содержания влаги в почве. Однако они не оказывали существенного влияния на изменение влажности почвы в весенний период по сравнению с неполивными вариантами.
Вегетационные поливы способствовали получению высокого урожая в среднем 209,8 ц/га или 134,9 % к контролю. Лучший эффект от проведённых поливов был получен в засушливые 1972 и 1975 гг. Так, в 1972 г. урожай плодов в контроле составил 226 ц/га, в варианте 2 - 305,8 ц/га, или на 35% больше, в 1975г. - соответственно 186,8 и 285,8 ц/га, или 152,9% к контролю (табл.2).
Таблица 2 - Влияние поливов на урожайность яблони сорта Антоновка обыкновенна, в среднем (1970-1975 гг)
| Варианты опыта | В среднем за годы опыта | |
| т/га | % к контролю | |
| Контроль | 14,7 | 100,0 |
| Вегетационные поливы | 19,8 | 134,7 |
| Вегетационные и осенние поливы | 15,3 | 104,1 |
| Осенние и влагозарядковые поливы | 15,8 | 107,5 |
| НСР095 | 0,75 | |
Проведение осенних и влагозарядковых поливов не дало положительного эффекта. Среднегодовая урожайность плодов в варианте 3 с вегетационными и осенними поливами составила 153,4 ц/га, или 98,7%, а в варианте 4 с осенним и влагозарядковым поливами - 160,3 ц/га, или 102,6% к контролю. Осенние поливы, проводимые бороздным способом на тяжелосуглинистом черноземе, способствовали ухудшению воздушного режима почвы и ее физических свойств, что отрицательно повлияло на осенний рост корней и в целом на общее состояние растений. Например, плотность сложения почвы в варианте 2, в слое расположения корней (20-70см) составляла от 1,19 до 1,59; в варианте 3 - 1,31-1,64, и в варианте 4 - 1,23-1,64 г/см3 и плотность твёрдой фазы почвы соответственно: 2,57-2,59; 2,60-2,94 и 2,61-3,31 г/см3.
Как видно, эти показатели почвы в вариантах с осенними поливами заметно выше по сравнению с вариантом 2. Увеличение плотности почвы в 3 и 4 вариантах произошло вследствие неоднократной обработки ее тяжёлыми механизмами при нарезке борозд для полива и их заравнивании в последующем.
Отрицательным моментом при проведении осенних поливов является также и то, что при нарезке борозд значительно повреждается корневая система, которая не успевает полностью регенерировать до наступления устойчивых морозов, в то время как в летний период корни быстро отрастают и способствуют улучшению общего состояния растений. Таким образом, многолетний опыт с орошением яблони на почвах выщелоченного тяжелосуглинистого чернозёма, свидетельствует о положительном влиянии вегетационных поливов на повышение урожайности яблони. Проведение осенних и влагозарядковых поливов нецелесообразно из-за малой эффективности.