Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 6
1.1. Распространение и значение клоновых подвоев 6
1.2. Способы размножения клоновых подвоев 13
1.3. Опыт использования мульчирования в плодоводстве 26
2. Условия, объекты и методика исследований 37
2.1. Почвенные условия 37
2.2. Климатические и погодные условия 38
2.3. Программа, объекты и методика исследований 45
3. Результаты исследований 53
3.1. Влияние способов выращивания на динамику влажности и температуры почвы 53
3.2. Рост отводков в зависимости от способов выращивания 63
3.3. Процесс корнеобразования в маточниках клоновых подвоев 70
3.4. Побегообразовательная способность клоновых подвоев яблони...89
3.5. Зимостойкость маточных кустов в зависимости от способов выращивания 94
3.6. Влияние приёмов выращивания на выход и качество отводков.. 99
3.7. Экономическая эффективность способов выращивания клоновых подвоев яблони 114
Выводы 120
Предложения производству 122
Список литературы 123
Приложения 141
- Способы размножения клоновых подвоев
- Опыт использования мульчирования в плодоводстве
- Программа, объекты и методика исследований
- Процесс корнеобразования в маточниках клоновых подвоев
Введение к работе
Актуальность темы. Введение в Краснодарском крае новых конструкций промышленных садов и реконструкция существующих требуют своевременной поставки большого количества высококачественных плодовых саженцев. Производство саженцев в существующих питомниках значительно отстает от резко возросших потребностей сельскохозяйственных предприятий, фермерских и личных подсобных хозяйств. Они ежегодно не полностью обеспечивают их как по количеству, культурам, так и по сортименту.
Одной из важных задач по расширению площадей высокопродуктивных садов является увеличение выращивания саженцев на клоновых подвоях (Гря-зев, 1973, 1999; Дорошенко, 1996). Продуктивность маточных насаждений вегетативно размножаемых подвоев определяется биологическими особенностями выращиваемых форм и, в частности, их способностью образовывать большое количество отводков с хорошей корневой системой, и высоким уровнем технологии возделывания, ведущими элементами которой являются густота стояния, схемы размещения и способ размножения.
Согласно традиционно сложившейся системе возделывания маточных насаждений вегетативно размножаемых подвоев яблони, на выход, качественные показатели и потенциал жизнеспособности отводков влияет возраст маточных растений, определяющий период эффективной эксплуатации маточника. При размещении маточных растений по схеме 1,3-1,5 х 0,3-0,4 м в сочетании с вертикальным или горизонтальным способами размножения наиболее продуктивным периодом является четвертый - седьмой годы после посадки (Марголин, 1965-1973; Бережной, 1973, Preston, 1958, 1966; Татаринов, Зуев, 1984; Tukey, 1964; Кашин, 1996, 2000). Затем постепенно «голова» куста повышается (в горизонтальных отводках маточные «косички» стареют), выращивание отводков затрудняется и приходится прибегать к омолаживанию куста путем низкой обрезки. Кроме этого, традиционный и широко распространенный к настоящему времени в РФ способ размножения вегетативных подвоев плодовых культур является вьтсокозатратньш, маломеханизированным и низ-коэффективньш.
Предлагаемая работа посвящена разработке энергосберегающей технологии в питомниководстве - выращиванию клоновых подвоев яблони без окучивания. ф, Цель и задачи исследований. Основная цель исследования: на основе комплексного изучения схемы посадки, типа подвоя, способа выращивания от-водочных подвоев яблони подобрать оптимальные, с точки зрения продуктивности и экономической эффективности, способы их выращивания.
В соответствии с поставленной целью исследований решались следующие задачи:
Ш - изучить степень обеспеченности отводков влагой при разных способах их выращивания; - изучить особенности корнеобразования у отвод очных подвоев; - определить продуктивность и качество отводков по типам подвоев и спо собам их выращивания; - дать экономическую оценку эффективности предложенных способов и * приемов выращивания отводочных подвоев.
Научная новизна. Разработаны и внедрены в производство новые элементы технологии выращивания клоновых подвоев яблони без окучивания, изучены особенности и продолжительность корнеобразования у отводков в зависимости от приемов содержания почвы, а также влияние мульчирования # почвы на ее влажность, корнеобразование и выход отводков.
Практическая значимость. Питомниководческим хозяйствам рекомендована низкозатратная технология выращивания отводков клоновых подвоев яблони без окучивания с использованием мульчматериала из отходов.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуж дены на международных конференциях: «Проблемы АПК и пути их решения (Пенза, 2002); «70 лет государственному аграрному университету Молдовы» (Кишинев, 2003); «Организационно-экономический механизм инновационного
5 процесса и приоритетные проблемы научного обеспечения развития отрасли» (Краснодар, 2003); «Приоритет России XXI века: от биосферы и техносферы к ноосфере (Пенза, 2004),
Основные положения, выносимые на защиту:
Влажность и температура почвы в зоне корнеобразования.
Условия корнеобразования и рост стеблей маточных растений клоновых подвоев яблони.
Выход отводков с I п.м. маточника клоновых подвоев в зависимости от приемов их выращивания.
Экономическая и экологическая эффективность рекомендуемой технологии выращивания отводков.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 140 страницах, состоит из введения, трех глав, выводов и предложений производству, приложений и содержит 2J7 таблиц, 17 рисунков. Список литературы включает 218 источников, в том числе 24 на иностранных языках.
Личный вклад автора. Автором разработана программа, подобраны объекты и методики исслдований, выполнены все полевые учёты и лабораторные исследования, систематизирован, обработан статистически и проанализирован полученный цифровой материал.
Автор выражает глубокую признательность сотрудникам агрохимической лаборатории КубГАУ за оказанную методическую помощь при определении влажности почвы, а также администрации ЗАО «Плодовод» (Банко А.П., Коваленко СП.) за предоставленную возможность работы в питомнике хозяйства.
Способы размножения клоновых подвоев
Проблеме размножения растений, как в нашей стране, так и за рубежом, посвящена обширная литература. Имеется также много работ, освещающих те или иные общебиологические аспекты этой проблемы. Клоновые подвои в производственных условиях размножаются вегета- тивно на специальных маточных плантациях.
Вертикальные отводки - один из самых распространенных способов размножения этих подвоев. Затраты труда и средства при этом способе значительно сокращаются (Трусевич, 1974; Буда-говский, 1976). Первое окучивание побегов проводится тогда, когда их длина достигает 20-30 см. Его лучше делать вручную, чтобы не засыпать и не поло- мать молодые побеги. Последующие (одно-два) окучивания можно делать с помощью культиватора ПРВН-2,5, с последующей ручной оправкой кустов (Будаговский, 1976). На юге окончательная высота окучивания рекомендуется 30-35 см, в центральных и северных областях Украины - 25 см (Татаринов, Зуев, 1984). Окучивание надо проводить после дождя или полива маточника, чтобы влажная земля прилегала к побегам. Количество и качество отводков, которые можно получить от одного ма точного куста, в значительной степени зависят от способности окученных по бегов образовывать корни, а также от внешних условий. Корни на отводках об разуются медленно, и в районе г. Мичуринска они начинают отрастать на 20- 25-й день после первого окучивания у подвоев 54-188, 57-146, 57-233, 57-490 и 57-545 (Грязев, 1992). Интенсивность корнеобразования и выход стандартных отводков зависят от подвоев и почвенно-климатических условий, в которых они укореняются (Грязев, 1999). Это подтверждают выводы авторов, которые изучали подвои в маточнике в разных почвенно-климатических зонах: Д.П.Андрющенко (1971) в Молдавии, A.M. Квиклиса (1981) в Литве, А.И. Касьяненко (1977) возле Киева, Р.Р Гусева (1990) в Белоруссии, Б.А.Попова (1976) в Подмосковье и других. Для ускорения размножения дефицитных клоновых подвоев применяют горизонтальные и дуговидные отводки, черенкование корневых и одревесневших веток, зимнюю прививку и окулировку, а также зеленое черенкование. Слаборослые и скороплодные деревья получают обычно путем прививку сортов на слаборослые вегетативно размножаемые подвои. Для закладки питомника используют однолетние отводки первого и второго сортов, полученных из маточника. Допускается посадка двухлетних подвоев из «перешколки» или выращенных путем зеленого черенкования.
Дополнительным резервом получения таких деревьев является выращивание саженцев со вставкой (интерка-ляром) карликового подвоя (Попов, 1961, 1962; Будаговский, 1976; Maurer, 1979). Преимуществом выращивания деревьев со вставками является и то, что получать саженцы можно при использовании зимней прививки на морозостойких сильнорослых подвоях. По сведениям O.K. Дьяченко (1990, 1997), выход саженцев при зимней прививке на 4,7 % выше, чем при использовании окулировки. Эффективность применения зимней прививки подтверждают также и другие авторы: В.И. Будаговский (1975, 1976); В.А. Фролов (1967); Н.М. Куренной (1980); В.И. Сенин (1978, 1986); Fr. Headik (1967). Преимущество зимней прививки состоит в том, что ее можно механизировать, о чем сообщают В.И. Сенин, А.Ф. Ковалева (1995); В.Ф. Колтунов, В.А. Логвиненко (1974); В.М. Бабук (1994); А.Т. Клоч-ко (1984); С. Jonifa, О. Tudosescu (1968) и другие авторы. Вопросам зеленого черенкования в последние годы уделяется большое внимание. При зеленом черенковании необходимо соблюдать оптимальные условия: температуру воздуха и субстрата, их влажность, освещенность, газовый состав воздуха и почвы, механический и агрохимический состав субстрата, химический состав воды и т.д. (Гущин, Бойко, 1937). Была выявлена возможность укоренения зелеными черенками в условиях искусственного тумана (Тарасен-ко, 1960; Васильченко, 1977, 1980). Чем выше влажность воздуха, тем меньше потеря воды от транспирации, а значит, по мнению П.Г. Лучкова (1976,1985), А.Ф. Марголина (1959,1973), увеличивается насыщенность тканей листа водой, от которой в значительной степени зависит интенсивность фотосинтеза и дыхания. Чем выше интенсивность фотосинтеза листьев черенков, тем быстрее идет процесс корнеобразования (Колесников, 1971, 1972). Наиболее благоприятной для укоренения зеленых черенков является относительная влажность воздуха 85-100 % (Тарасенко, 1978,1979). Б.А.Попов (1961, 1963) рекомендует высаживать на 1 м2 200 зеленых черенков клоновых подвоев. К концу второго года укоренение их составляет 54 %. В.А. Потапов, ММ. Ульянищев (1991) также указывают, что отрицательной особенностью зеленого черенкования клоновых подвоев является то, что большинство укорененных черенков в первый год не дают достаточно длинных побегов от надземной части. Обычно их оставляют без пересадки еще на один год для доращивания. Однако, единого мнения, как по продуктивности маточных кустов, так и по эффективности окулировки и зимней прививки, а также по ее механизации нет, так как исследования проводились в разных зонах плодоводства. Поэтому продуктивность маточников клоновых подвоев, способность подвоев укореняться зелеными черенками и эффективность выращивания саженцев слаборослых деревьев следует изучать на подвоях, выращенных в конкретных поч-венно-климатичесих условиях. Образование корней на отводке при их размножении в маточнике отво-дочных подвоев во многом зависит от биологических особенностей клоновых подвоев.
Опыт использования мульчирования в плодоводстве
Низкий выход стандартных привитых саженцев в питомнических хозяйствах вызван не только существующей технологией. Одна из главных причин состоит в несвоевременном и некачественном выполнении агромероприятий.
В связи с этим на повестке дня стоит внедрение новых, более интенсивных агротехнических мероприятий, которые обеспечат максимальный выход стандартных, высококачественных привитых саженцев на единицу площади с меньшими затратами рабочей силы и материальных средств. К одному из таких агротехнических мероприятий относится мульчирование почвы.
Мульчирование - то есть покрытие почвы каким-либо мертвым покровом: навозом, торфом, соломой или специально изготовленной мульчбумагой, в целях создания более благоприятных условий для жизнедеятельности культивируемых растений. Впервые мульчирование, как новый агротехнический прием, было введено на Гавайских островах. В 1914 году плантатор Чарльз Эккарт (Демусенко, Шнеерсон, 1935) , управляющий сахарными плантациями Олая в Гавайе, изобрел особый род проасфальтированной бумаги для покрытия почвы.
Влажный теплый климат Гавайских островов, богатые почвы, стимулирующие буйный рост сорняков при выращивании ценных трудоемких культур, навел Эккарта на мысль изыскать такое покрытие почвы, которое бы. Предупредив рост сорняков, поставило хозяйство в более независимое положение от наемных рабочих.
Таким образом, первоначально мульчирование почвы рассматривалось как радикалькая мера борьбы с сорняками. Опыт покрытия междурядий сахарного тростника плотной белой бумагой, проведенный Эккартом, показал, что бумага не только подавила рост сорняков, но и дала резкое повышение урожайности. В дальнейшем мульчирование стало применяться на острове Суматра, на плантациях табака, овощных и других культур ряда штатов Северной Америки, затем в Германии, Италии, Франции и других странах. Первые опыты по мульчированию почвы кровельным толем в условиях России были проведены агрономом В.Г. Гавришем (Демусенко, 1935) в Ейском округе Северокавказского края.
Следует отметить, что мульчированию, как особому приемы защиты почвы от неблагоприятных климатических условий, способствующему повышению урожая различных культур, в условиях СНГ уделялось внимание и до опытов Гавриша, но в этих случаях для покрытия почвы использовалась не бумага, а другие изолирующие материалы. Еще в 1786 году А.Т.Болотов (1952) писал: «Некоторые, усматривая сами, вред от облужалого грунта происходящий, стараются, недостаток сей исправить обкапыванием молодых яблок всякий год кругом самого пня лопаткою и думают, что сие служит яблонькам в пользу.
Мнение сие хотя и не совсем не основательно, однако польза, происходящая от того, далеко не такова велика, как себе воображают. Всегдашняя опытность доказывает нам, что сим образом на некоторое и, как всего чаще бывает, на самое малое расстояние обрытые лопаткою деревья в один миг опять зарастают луговою травою, и весь труд, употребленный на то, пропадает по-пустому и не приносит пользы. Хорошо, когда б деревья были однажды, но порядочно и на довольное расстояние обрыты, и земля не только от всех травянистых кореньев очищена, но и всегда и во всякое время содержала была в рыхлости и в чистоте. Но сколько раз каждое лето надобно для сего землю сию перерывать и сколько употреблять к тому трудов и работы? Все сие скорее сказать, нежели делать можно. А буде давать волю опять траве зарастать, то что пользовать будет обрывание?
Другие для того же намерения усыпают вокруг яблоней опилками или щепами, а однажды случилось мне видеть, что яблоньки вокруг устланы, были гречишного соломою». Таким образом, опыты по мульчированию почвы в России производились и до агронома ВТ. Гавриша, но они имели лишь эмпирический характер. Широкая научно-исследовательская работа по мульчированию почвы в России началась с 1930 года, когда агроном В.3.Целик выступил с докладом на заседании Президиума Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В.И.Ленина и доложил присутствующим об опытах, проведенных им в Украинском научно-исследовательском институте по мульчированию почвы под распространенными культурами. Он продемонстрировал присутствующим бумагу для мульчирования почвы, которая была изготовлена им самим. Опыты, проведенные агрономом Целиком, и бумага, изготовленная им, были одобрены, и после этого в широком масштабе начинаются научно-исследовательские работы по мульчированию почвы.
По сведению Т.Е. Пащенко (1964), с целью изучения эффективности мульчирования в 1933 году по методу академика А.Иоффе была изготовлена первая в Советском Союзе партия бумаги для мульчирования, которая применялась для овощных культур. Мульчирование почвы бумагой, по сравнению с контрольным вариантом, повысило влажность почвы на глубине 10 см на 50 -60 %, а на глубине 10-20 сантиметров - на 20-30%.
Исследователь подчеркивает очень важное обстоятельство: исключительное преимущество мульчирования для однолетних овощных, так как при этом вода, имеющаяся в почве, поднимается по капиллярам вверх и улучшает условия влажности в том слое, где у растения в большом количестве развиты всасывающие корни. На основании опытов E.W. Wander (1937), A. Liocu, M.Mitu, F. Rosu (1970) заключают, что всякая мульча днем повышает температуру в почве, а ночью снижает ее потерю. Это вызывает снижение амплитуды температуры почвы, что весьма важно, особенно для южных районов, где большое колебание температуры воздуха и почвы отрицательно влияет на рост и развитие растений и вызывает снижение урожайности.
Программа, объекты и методика исследований
Экспериментальная работа по изучению различных приемов выращивания отводков клоновых подвоев яблони проводилась в 1999-2003 гг. на маточной плантации, посаженной в 1993 г. и в полях питомника ЗАО «Плодовод» (г. Краснодар). Хозяйство размещается в пригороде г. Краснодара Центральной плодовой зоны Краснодарского края /в соответствии с планом НИР КубГАУ (№ гос. регистрации 012000113470). Для решения программой предусмотренных задач использовали полевой и лабораторный методы исследования. Объектами исследования в маточнике отводочных подвоев служили М 9, М 26 и ММ 106, посаженные в 1993 г. в ЗАО «Плодовод (г. Краснодар) по следующей схеме: 1. Закладка маточника и выращивание вертикальными отводками с окучиванием (контроль). 2. Закладка маточника и выращивание вертикальными отводками без окучивания. 3. Закладка маточника и выращивание вертикальными отводками без окучивания с мульчированием опилками. 4. Закладка маточника и выращивание вертикальными отводками без окучивания с мульчированием шелухой семян подсолнечника (рис.1, 2). Расстояние между рядами в первом варианте - 1,30 м, во 2-4 вариантах -0,7 м, в ряду - 0,4 м, т.е. 14300 п.м. на 1 га, а в первом, контрольном варианте -7690 п.м. Повторность опыта 4-х кратная, 20 п.м. в каждой. Участок орошаемый. Климат зоны умеренно-континентальный. Средняя годовая температура воздуха +10,7 С. Сумма температур составляет 3500-3600. Почвы опытного участка - западно-предкавказский выщелоченный сверхмощный слабо гумус- ный чернозем. Плотность почвы в слое 0-30 см - 1,28; 31-60 см - 1,36 г/см . і В основу закладки опытов, наблюдений и учетов были взяты методиче-ские указания ВНИИ им. В.И.Мичурина (1956, 1973), методические рекомендации по проведению учетов и наблюдений, анализов в опытах с плодовыми растениями (1982, 1994). Элементами учета служили: сохранность маточных кус-тов по годам, продолжительность окоренения и укореняемости отводков, вывод і/ отводов с погонного метра ряда и сила роста отводков, температура и влажность почвы и воздуха. В нашем опыте в первом варианте отводки выращивали традиционным и широко распространенным способом - вертикальными отводками.
Однако при этом способе в результате перемещения основной массы корней в поверхност ные слои, поднятия зоны окорененения побегов над поверхностью почвы, фор- It мирования маточной «головки», а также старения растений ослабляется рост и резко снижается количество и качество отводков. Во втором-четвертом вариантах на 3-4-й годы эксплуатации маточника после отъема отводков участок дисковали садовыми дисковыми боронами БДСТ-2,5 или БДС-3,5, агрегатируемыми тракторами Т-54В или ДТ-75 м. Этим самым исключали образование стареющей маточной «головки». Если при вер- тикальных отводках питательные вещества от всех корней направляются к цен тру маточного куста, то при дисковании количество точек роста увеличивается. Они перераспределяются к разрубленным 1-3- летним корням, расположенным на глубине 10-15 см. Исходя из этих соображений, маточные насаждения во втором варианте не окучивали, а в 3-м и 4-м вариантах в междурядьях в качест- ве мульчматериала использовали опилки и шелуху семени подсолнечника. Объемную массу почвы определяли бурово-пенальным методом С.Ф.Неговелова (1958) в слое почвы до 60 см и интервалом 20 см, влажность почвы - методом высушивания, суммарное водопотребление рассчитывали по уравнению водного баланса (Костяков, 1960). Определение проводили 15 и 30 числа каждого месяца, начиная с 15 мая. Температуру почвы на указанных глубинах изучали термометром Савинова. Влажность почвы W(%) определяли высушиванием образцов при температуре 105 С в процентах от веса абсолютно сухой почвы по формуле
Процесс корнеобразования в маточниках клоновых подвоев
Размножение клоновых подвоев и внедрение их в производство зависит, в основном, от их естественной способности образовывать побеги и укореняться. Наилучшее укоренение отводков из клоновых подвоев отмечается у М З, М 4, М 5, айвы А; удовлетворительное - у М 9 и слабое - у М 2 (Марголин, 1959; Будаговский, 1959; Мережко, 1991; Трусевич, 1974; Трунов, 1994; Грязев, 1999). Естественное свойство корнеобразования является индивидуальной биологической особенностью клонового подвоя. Однако определяющим условием для ее проявления является соответствующий уровень температуры, влажности и аэрации окружающей среды (Гартман, Кестер, 1963; Трунов, 1982 и др.). Такая среда создается при окучивании маточных кустов влажной почвой. Высота окучивания имеет очень большое значение для хорошего укоренения. В южных районах плодоводства, по мнению В.И.Будаговского (1959), И.А.Муромцева (1969) и др., высокое окучивание маточных кустов предохраняет почвы от перегрева в зоне укоренения отводков, при этом затрачиваются большие трудовые и материальные средства.
В наших опытах наряду с окучиванием (вариант 1, контроль), исследовали выращивание отводков без окучивания (вариант 2) и использование мульчи (вариант 3 и 4), т.е. приемы, влияющие на интенсивность корнеобразования. Периодом начала корнеобразования принято считать количество дней от первого окучивания до появления на окученной части первых корешков длиной 10 мм (рис. 7,8? Я). Что касается длительности периода корнеобразования, то она во многом зависит от условий выращивания отводков (табл. 6, W).
Приведенные данные табл. 8, 9 показывают, что у отводков, окученных на высоте 20 см (вариант 1) появление корней начинается через 15-18 дней. Как было отмечено, распускание почек на маточных растениях начинается в первом варианте с 20 и 28 марта, в2-4 вариантах с 1 по 10 апреля. Приросты высотой 20-25 см получаются в первом варианте во «влажные годы» с 20 по 26 мая (дата первого окучивания), однако начало образования корней наступает после того, как субстрат плотно обволакивает приросты, и этот субстрат имеет влажность не ниже 70-80 % НВ.
В отличие от первого варианта, в варианте без окучивания (вариант 2) начало корнеобразования наступает сразу после того, как побеги начинают одревесневать. Следовательно, начало корнеобразования в вариантах без окучивания начинается независимо от сроков окучивания, так как побеги прорастают из-под почвы из раздробленных корней. В последующем количество корней будет зависеть от глубины прорастания (вариант 2) или от слоя мульчматериала (вариант 3 и 4) и, как видно на рисунках 10 и Н, от толщины побега.
Многие исследователи: В.И. Будаговский (1959, 1976), А.И. Касьяненко (1963), И.М. Ващенко (1965), И.П. Боковая (1972, 1974), О. Tydosescu (1954), St. Vagner (1962) подобные случаи объясняются тем, что в холмиках колебания температуры и влажности почвы более значительны, чем на участках без окучивания или с мульчированием.
Результаты наших наблюдений за длительностью укоренения отводков позволили признать лучшим мульчирование почвы. Однако это недостаточно для объяснения условий, в которых протекает корнеобразование и не дает возможность определить величину влияния факторов, способствующих или препятствующих корнеобразованию в конкретных почвенно-климатических условиях. В литературе имеются различные взгляды в отношении факторов, влияющих на корнеобразование отводков. KJ. Maurer (1967) , H.B.Tukey (1964) считают, что повышение температуры до определенного уровня стимулирует образование и рост корней. В.И.Будаговский (1969) отмечает, что наиболее интенсивное нарастание корней получается при температуре 18С, а при 25-28 С рост корней прекращается. И.А.Муромцев (1969) считает, что оптимальной температурой для роста корней является 16-18С, а при 30С в окружающей среде рост корне прекращается.
В засушливых районах лимитирующим фактором считается влажность среды ( А.И.Касьяненко, 1956; В.И.Будаговский, 1959 и др.). Считается также, что воздействие почвенной влаги на укоренение заключается в поддержании высокой влажности вокруг побегов и пропитывании их влагой извне.
