Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 10
1.1 Экология почв и природные факторы, определяющие ее плодородие 10
1.2 Экология устойчивого ампелоценоза 17
1.3 Антропогенные факторы, определяющие состояние физических, химических свойств и органического вещества почвы на виноградных насаждениях 24
1.4 Влияние физических и химических свойств почвы, а также органического вещества на агробиологические и качественные показатели винограда 31
2 Место, условия и методика проведения исследований 40
2.1 Место проведения исследований 40
2.2 Условия места проведения исследований 42
2.3 Методика проведения исследований 50
3 Результаты исследований 52
3.1 Изменение свойств почвы ампелоценозов, возделываемых в режиме монокультуры
3.2 Причины негативных изменений экологии ампелоценозов 71
3.3 Изменение свойств почвы виноградников при биологизированном способе ее содержания 75
3.3.1 Увеличение притока органического вещества и динамика элементов питания 75
3.3.2 Структурно-агрегатный состав почвы 81
3.3.3 Объемная масса почвы 90
3.3.4 Водный режим почвы виноградников с залужением 92
3.4 Урожайность и показатели качества винограда при применении биологизированного способа содержания почвы 96
4 Экономическая эффективность биологизированного способа содержания почвы на виноградниках 100
Выводы 103
Рекомендации производству 105
Список использованной литературы 106
Приложение 120
- Экология устойчивого ампелоценоза
- Влияние физических и химических свойств почвы, а также органического вещества на агробиологические и качественные показатели винограда
- Причины негативных изменений экологии ампелоценозов
- Водный режим почвы виноградников с залужением
Введение к работе
Актуальность темы. Высокое экономическое и социальное значение отрасли виноградарства в обеспечении промышленности сырьем, населения -витаминизированной продукцией определяет необходимость дальнейшего развития ценной многолетней культуры винограда как важнейшей составляющей агропромышленного комплекса. Продукция виноградарства обладает большим потребительским спросом, обеспечивает существенные поступления в федеральный и краевой бюджеты.
Высокий потребительский спрос на рынке винограда и вина требует интенсивных методов возделывания виноградников. Для эффективного использования богатого ресурсного почвенно-климатического потенциала агротерриторий юга Российской Федерации на большей части виноградников при выборе способов содержания почвы используется черный пар.
На виноградниках под черным паром в условиях интенсивного производства наблюдается возрастающая эксплуатация естественного плодородия почвы. При высокой интенсивности использования пашни уменьшаются запасы гумуса, происходит трансформация элементов питания в труднодоступные и недоступные формы, нарушается естественный процесс воспроизводства плодородия, что ведет к деградации почвы, ослаблению устойчивости и уменьшению продуктивности агроэкосистем. Дальнейшая интенсификация производства винограда с использованием черного пара в режиме монокультуры становится проблематичной. В связи с этим возникает потребность в поиске новых подходов к содержанию почвы и решении задач, связанных с воспроизводством почвенного плодородия, сохранением постоянно возрастающих объемов производства.
Мировой опыт показывает, что планировать и получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур, базируясь на возрастающей эксплуатации естественного плодородия дальше нельзя. Это непременно приведет к прогрессирующему падению урожаев, значительному их
5 колебанию по годам и другим негативным явлениям. Поэтому необходима разработка научной программы управления плодородием почвы и агробиоценозом, для решения проблем экологи.
Анализ состояния и тенденций развития современных способов содержания почвы на виноградниках показал, что ведущие ученые в странах с развитым виноградарством при разработке и совершенствовании приемов содержания почвы наибольшее внимание уделяют биотехнологиям, обеспечивающим высокоинтенсивное производство с сохранением ресурсного потенциала почвы и экологии в целом.
Основу биологизированного способа содержания почвы составляет травосеяние. При таком содержании увеличивается приток органики в почву, восстанавливается естественный процесс воспроизводства почвенного плодородия, существенно улучшаются водно-физические, тепловые и воздушные свойства почвы, питание растений, формируется наиболее устойчивый и продуктивный ампелоценоз. Выполняя средообразующую роль, биологизированный способ содержания почвы направлен на максимальное использование возобновляемых природных источников энергии, аккумуляцию ее в составляющих почвенное плодородие, трансформацию в урожай винограда.
Широкое практическое использование биологизированного способа содержания почвы на виноградниках пока еще далеко от совершенства. Изученность этой проблемы в России находится в процессе познания закономерностей и процессов, происходящих при возделывании винограда в ампслоценозс. Исследования проводимые ранее носили эпизодический характер и, как правило, имели отрицательный результат. В большинстве случаев высеваемые травы угнетали развитие кустов винограда, приводили к снижению урожайности. Первые отрицательные результаты отпугивали ученых и практиков, исследования прерывались.
Несмотря на эпизодические и разрозненные исследования, даже небольшой объем научных знаний и практический опыт, накопленные к
настоящему времени, имеют большое значение для дальнейшего изучения основ и совершенствования способов содержания почвы на виноградниках.
Наши исследования направлены на поиск решения фундаментальной проблемы экологии ампелоценозов, связанной с деструктивными изменениями функционального состояния растений в условиях возрастающего разнотипного антропогенного влияния. Основное внимание уделено установлению закономерностей деградации плодородия почвы, изменению ее химических,' водно-физических свойств в зонах основного промышленного возделывания винограда на юге Российской Федерации, а также изучению и оценке взаимодействий компонентов ценоза и моделированию экологических процессов в ампелоценозах. Комплексный подход позволяет выявить влияние разнотипных антропогенных факторов, определяющих естественные процессы воспроизводства почвенного плодородия, функционирование растений винограда.
Цель исследования - выявление причин и закономерностей снижения уровня плодородия, изменения химических и физических свойств почвы в разнотипных ампелоценозах, разработка биологизированного способа содержания почвы, обеспечивающего оптимизацию свойств и экологическую безопасность.
Задачи исследования:
изучение механизмов изменения почвенного плодородия земель под виноградниками в условиях разнотипного антропогенного влияния;
установление степени влияния долговременного залуження щавелем кислым на улучшение химических и физических свойств почвы;
сравнительный анализ разных регламентов залуження междурядий и установление оптимального способа содержания почвы по критериям продуктивности насаждений, качества продукции и снижения энергоемкости технологического процесса;
экономическая оценка разработанных системных мер оптимизации содержания почв;
- определение путей экологически безопасного функционирования
ампелоценозов.
Объект исследований: почвы под виноградниками, виноград технического сорта Бианка.
Предмет исследования: почвы и их свойства, обусловливающие эффективное плодородие при различных способах содержания.
Изучение теоретических вопросов, проведение полевых, стационарных и лабораторных исследований привели к результатам, имеющим элементы научной новизны:
при проведении маршрутно-полевых исследований установлены основные тенденции в изменении свойств почвы и масштабы деградации виноградопригодных земель в анапо-таманской сельскохозяйственной зоне Краснодарского края;
определена эффективность влияния залуження щавелем кислым междурядий виноградника на физические и химические свойства почвы в условиях анапо-таманской сельскохозяйственной зоны;
- установлено влияние щавеля кислого на рост, развитие и
плодоношение растений винограда в биоценозах;
разработаны регламенты использования щавеля кислого в
междурядьях виноградника в условиях анапо-таманской зоны на черноземе
южном карбонатном сверхмощном тяжелосуглинистого
гранулометрического состава.
Практическая значимость работы. Научные результаты позволили оптимизировать регламенты биологизированного способа содержания почвы, адаптировать его к природно-климатическим условиям анапо-таманской зоны и обеспечить ресурсосберегающий, экологически безопасный, экономически эффективный способ содержания почвы на виноградниках.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Причины снижения эффективного и потенциального плодородия почв под виноградными насаждениями при длительной монокультуре
8 винограда.
Влияние применения залуження щавелем кислым в междурядьях виноградника на показатели почвенного плодородия.
Определение путей возможного применения залуження междурядий виноградника щавелем кислым с целью улучшения экологии почв и повышения качества виноградной продукции.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации, доложены и обсуждены: на ученых советах ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии (2004, 2005, 2006, 2007); представлены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар: 2004, 2005, 2006); 2-ой Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (Анапа 2005); Федеральной школе-конференции по малому предпринимательству в приоритетных направлениях науки и высоких технологий (Москва 2005); отчетных конференциях грантодержателей конкурсов администрации Краснодарского края, РФФИ и РГНФ «Вклад фундаментальных исследований в развитие современной инновационной экономики Краснодарского края» (Агой 2007, 2008); международной научно-практической конференции, посвященной памятной дате — 85-летию образования Анапской зональной опытной станции виноградарства и виноделия (Анапа 2007).
Публикации. По результатам работы опубликовано 12 печатных работ, в том числе одна статья в рецензируемом журнале «Виноделие и виноградарство».
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству, приложений. Работа изложена на 129 страницах, содержит 20 таблиц, 34 рисунка, а также 5 таблиц в приложении. Список используемой литературы включает 139 наименований, в том числе 20 на иностранных языках.
9 Автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе сотрудникам сектора управления плодородием почв АЗОСВиВ: Л.И. Перовой, Т.А. Денисовой. Отдельная благодарность за поддержку директору АЗОСВиВ М.И. Панкину.
Экология устойчивого ампелоценоза
Успешное возделывание винограда в качестве продукта потребления в свежем виде и сырья для высококачественного виноделия возможно только при благоприятных условиях среды его произрастания (Пекшев А.Г., 2005).
По М. С. Двораковскому (1983), окружающая среда представляет совокупность внешних условий, воздействующих на живые организмы и на их сообщества. Ампело ценоз (от ампело... и греч. koinos - общий), искусственно созданное сообщество растений винограда какого-либо сорта или группы сортов, размещенное в оптимальных или удовлетворительных для его произрастания экологических условиях с целью производства виноградо-винодедьческой продукции (Трошин Л.П., Фролова Л.И., 1996).
Виноградное растение, как и любой другой растительный организм, испытывает на себе сильное влияние разнообразных факторов (Двораковский М.С., 1983; Смирнов К.В. и др., 1998). А.А. Жученко (1988, 2001) выделяет две основные группы факторов внешней среды -абиотические и биотические. Эти факторы трудно поддаются управлению, так как они относятся к группе естественного, природного происхождения (Егоров Е.А. и др., 2007). К абиотическим факторам относятся: а) климатические —- сеет, тепло, воздух (его состав, движение), влага (осадки, влажность почвы). По данным климатологов, доля их влияния на виноградное растение составляет более 60%; б) эдафические, или почвенно-грунтовые, — гранулометрический и химический состав почв, их химические свойства и т. д.; в) топографические (орографические) - условия рельефа местности (Жученко А.А., 1988; Дажо Р., 1975; Смирнов К.В. и др. 1998; Ивлев A.M., 2005). Из климатических факторов на первом месте стоит температура, оказывающая решающее влияние на рост, развитие, регулярность плодоношения, количество и качество урожая (Серпуховитина К.А. и др., 1999).
При изучении требований растений к теплу в качестве надежного показателя термических ресурсов региона рекомендуют учитывать сумму активных температур выше 10С (Егоров Е.А. и др, 2006). Из работ М.С. Кулика (1966) следует, что распускание почек винограда наступает не сразу после перехода средней суточной температуры воздуха через 10С, а при несколько более высоких температурах. Так, в условиях Северного Кавказа для наступления этой фазы за начальную, принята температура 10,7С (Егоров Е.А. и др., 2006). По М.А. Лазаревскому (1962), для прохождения первой фазы вегетации сортам винограда с ранним сроком распускания почек необходима сумма положительных среднесуточных температур воздуха 330С, а со средним сроком - 340 и очень поздним сроком - 370С. Для прохождения второй фазы вегетации требуется тепла (от начального уровня Т=10,7 С) сортам рано зацветающим 240-260; зацветающим в средние сроки — 260-280 и поздно зацветающим — 280 -300С.
Температуры выше 35С неблагоприятны для обмена веществ в виноградной лозе, так как понижается ассимиляция углерода, усиливается дыхание. Это создает дисбаланс органических питательных веществ и снижает жизненные функции растения.
Наряду с отрицательным влиянием высоких температур большой вред приносят и низкие во время заморозков, кратковременных понижений температуры приземного слоя воздуха и поверхности почвы ниже 0С, даже при положительных среднесуточных температурах (Серпуховитина К.Л. и др., 1999). Холод тормозит основные физиологические процессы (рост, фотосинтез). В условиях критических отрицательных температур возможны повреждения генеративных и вегетативных органов вплоть до полной гибели растений (Егоров Е.А. и др., 2006).
Свет — один из важнейших для жизни растений абиотических факторов. Виноград — светолюбивое растение, обладающее в то же время достаточной теневыносливостью и большой приспособленностью к свету различной интенсивности, что объясняется ходом эволюционных процессов формирования вида в условиях тенистых лесов тропической и умеренной зоны (Смирнов К.В.и др., 1998).
По данным A.M. Негруля (1952) и И.В. Михайлюка, М.С. Кухарского, И.Н. Михалаке (1978) при значительно ослабленном освещении у виноградного растения удлиняются междоузлия, уменьшаются листья, побеги становятся этиолированными, плохо закладываются плодовые почки и не развиваются нормальные соцветия и грозди.
Установлено, что солнечный свет сильно влияет на прохождение фаз вегетации. Обычно грозди и ягоды, освещаемые солнцем, раньше созревают. При солнечной теплой и ясной погоде ускоряется как созревание ягод, так и вызревание побегов.
При непосредственном освещении солнечными лучами более интенсивно идет дифференциация соцветий в почках, благодаря чему коэффициент плодоношения куста значительно возрастает. Благоприятно действует свет и на качество урожая. При хорошем освещении листья вырабатывают больше углеводов, способствующих лучшему наливу ягод, высокой сахаристости и уменьшению кислотности, усилению аромата и окраски. Кожица ягод утолщается и становится менее эластичной (Михайлюк И.В., Кухарский М.С., Михалаке И.Н., 1978).
В горных и предгорных районах практически усиление действия света на виноград достигается выбором склонов. На крутые южные, юго-восточные и юго-западные склоны света падает больше, чем на ровные участки или склоны других экспозиций. Так, например, при крутизне склона в 20-25С света надает на 20-25% больше по сравнению с ровным участком. На склонах северных, северо-восточных и северо-западных соответственно с падением уклона уменьшается освещение (Мержаниан А.С., 1967).
Важная роль принадлежит продолжительности светового и теневого периода суток. Различные виды и сорта винограда по-разному реагируют па долготу дня. Сорта, относящиеся к виду Витис винифера, слабее реагируют на сокращение светового периода, чем сорта американских видов. При коротком дне у виноградного растения быстрее заканчивается рост побегов, раньше начинается и быстрее проходит фаза вызревания побегов, более энергично протекают процессы образования феллогена, отложения феллодермы, синтеза крахмала, повышается морозостойкость растений. Короткий световой день не оказывает заметного влияния на начало созревания ягод, интенсивность прохождения этой фазы, сахаристость и кислотность ягод (Смирнов К.В. и др., 1998).
Влияние физических и химических свойств почвы, а также органического вещества на агробиологические и качественные показатели винограда
Почва является средой, в которой протекает жизнь и развитие подземных органов виноградного куста (корневой системы, корневого ствола), поддерживающих все растение, воспринимающих и транспортирующих к нему воду и минеральные питательные вещества из различных горизонтов почвы, подпочвы. Тесно взаимодействуя с растением через корневую систему, она существенным образом влияет на рост и развитие винограда (Потапенко Я.И. и др., 1960).
Закладка, успешное произрастание и плодоношение винограда на разных типах почв, в том числе на обедненных, объясняется способностью корневой системы распространяться и охватывать большой объем не только почвы, но и подпочвы, материнской породы, достигая иногда в глубину 10 м. Естественно, наибольшее значение имеют те горизонты почвы, где развивается основная масса корней, как правило, в слое 60-100 см (Мержаниан А.С., 1967).
В исследованиях многих авторов указано влияние разных типов почв и их свойств на рост виноградного растения, качество ягод и продуктов их переработки (Неговелов С.Ф., Вальков В.Ф., 1985; Беленко Е.Л. и др., 1998; Агеева Н.М. и др., 2001; Соболев Э.М. и др., 2001). В почвах тяжелого гранулометрического состава виноградное растение развивает толстые корни для того, чтобы преодолеть механическое сопротивление. Наличие в них достаточного количества воды и питательных веществ не требует корневого аппарата с большой длиной обрастающих корней, что, наоборот, крайне необходимо в легких почвах, где в поисках влаги растение осваивает корнями значительный объем материнской породы (Metaxa Cr., Рора S, 1961; Кирика П.Е., 1975; Унгурян В.Г., 1979). Другие исследователи придерживаются противоположного мнения. М. Щербаков (1927) установил, что на песчаных почвах корни винограда охватывали большой объем почвы, но у них мало ответвлений и еще меньше мочковатых корешков. С. А. Мельник (1933) при исследовании корневой системы подвойных сортов винограда на Украине наблюдал наиболее толстые корни в песчаных почвах, превышающих иногда, более чем в два раза диаметр самых крупных корней того же сорта, развившихся в черноземных тяжелых почвах. П.Т.Болгарев (1952) считает, что на скелетных почвах корневая система винограда характеризуется усиленным развитием толстых корней, глубоким их распространением, ограниченным числом ветвлений и меньшей общей длиной. Между мощностью корневой системы и надземной частью виноградного куста существует прямая положительная связь, на что указывают П.Т. Болгарев (1952), Н. П. Бузин (1932), Л. В. Колесник (1968), И. О. Лагутинская (1968), А.С. Мержаниан (1967). Однако она наблюдается не всегда. А.С. Мелконян (1957) отмечает, что в условиях Армении в первый год посадки корневая система столовых сортов Армении и Арарати дает больше прироста в длину, чем надземная часть молодых кустов. Это соотношение колебалось в пределах от 1:4 до 1:10. Н. П. Бузин (1932) установил, что для сорта Семильон в условиях Крыма прямая зависимость надземной части между длиной однолетних побегов и весом урожая наблюдалась только с общим числом корней и их длиной. Между весом корней и глубиной, по данным автора, такой зависимости нет. В.Г. Унгурян (1979) на черноземах Молдавии установил наиболее тесную связь однолетнего прироста сорта Алиготе с длиной корней и менее значительную с их весом.
Данных о прямом влиянии гранулометрического состава почвы на рост надземных органов виноградного растения в литературе очень мало. Имеющиеся наблюдения в основном свидетельствуют о низкой продуктивности винограда на тяжелоглинистых слитых почвах (Акимцев В.В.,1949; Тонконоженко Е.В., 1961; Унгурян В.Г., 1974). По мнению А.С. Мержаниана (1967), на почвах с преобладанием более крупных механических элементов, например каменистых, щебневатых, обычно являющихся маловлагоемкими, виноград слабее растет и быстрее созревает. Н.М. Коваль (1977, 1985) отмечает, что на песчаных почвах виноградные растения отличаются сильным ростом и наблюдается очень раннее созревание ягод.
Гранулометрический состав почвы также влияет и на формирование качества урожая винограда (Мержаниан А.С, 1967; Серпуховитина К.А. и др., 1999). Так, по мнению А.С. Мержаниана (1967), на каменистых, щебневатых почвах виноград имеет ягоды меньшего размера с большей сахаристостью и меньшей кислотностью. На песчаных почвах наблюдается большая сахаристость ягод и меньший размер их, чем на суглинистых почвах (Коваль Н.М., 1977; 1985). Однако на приморских песках, например Анапских, ягоды менее сладкие, но зато более крупные, по сравнению с прилегающим черноземом. Это объясняется тем, что на Анапских приморских песках близка грунтовая вода (Мержаниан А.С, 1967).
Большинство авторов подчеркивают преимущество легкого гранулометрического состава в повышении качества урожая винограда и вина. Из винограда, выращенного на песчаных почвах, получают белые вина легкого типа (Portes et Ruyssen, 1892; Ховренко М.А. 1909; Гоголь-Яновский Г.И., 1928; Благонравов П.П., 1958). Н.П. Сахарова (1975) считает, что на супесчаных черноземах у столовых сортов винограда отличное качество ягод, пригодных для длительного хранения. По В.В. Акимцеву (1946), из винограда, произрастающего на мелкопесчаных чистых почвах в прибрежных районах Средиземноморья, вина получаются простые, малоалкогольные, легкие; на песчаных скелетных почвах — легкие и малоалкогольные вина, со слабым, но тонким букетом. На рыхлых, особенно легких почвах в условиях Тамани по сравнению с суглинистыми почвами Е. В. Тонконоженко (1961) отмечает значительное накопление сахара в винограде при меньшей кислотности.
Виноградники, расположенные на глинистых почвах, по данным М. А. Ховренко (1909) и I. Ionescu (1968), дают вина полные и долговечные, особенно из красных сортов винограда. Однако, по Г.И. Гоголь-Яновскому (1928), созревание красных вин, полученных из винограда, выращенного на глинистых почвах, происходит довольно медленно, и эти вина достигают высоких качеств через большой промежуток времени (10-15 лет). Не менее важным показателем для роста, развития и плодоношения виноградного растения является плотность почв и общая их порозностъ (Смирнов К.В. и др., 1998).
Причины негативных изменений экологии ампелоценозов
В природных условиях формирование почвы, благоприятной экологии естественных ландшафтов основано на малом биологическом круговороте элементов питания при положительном балансе органики, поступающей в почву. В малый биологический круговорот элементов питания вовлекается вся наземная и внутрипочвенная органика.
Наземная органика естественных фитоценозов в южной степи составляет 6 т/га сухого вещества. Учитывая, что в естественных условиях почвообразовательный процесс протекает при вовлечении в малый биологический круговорот в среднем 6 т/га органики (сухого вещества), можно принять эту величину в качестве минимально необходимой для агроландшафтов южных районов в Краснодарском крае.
В структуре синтезируемой органической массы ампелоценозов от 20 до 80 % составляет урожай, который изымается из малого биологического круговорота для хозяйственных нужд и не участвует в естественном процессе воспроизводства почвенного плодородия. Наземная органическая масса, побеги и листья, которые могут быть использованы для воспроизводства почвенного плодородия, составляют меньшую долю в биологическом урожае и зависят от типа ампелоценоза.
На виноірадниках, возделываемых в режиме монокультуры, синтезируемая наземная органика (сухая масса), вовлекаемая в естественный процесс воспроизводства почвенного плодородия составляет 2-4 т/га.
Наибольший прирост наземной органики имеют сорта восточной группы, далее в убывающем порядке следуют сорта бассейна Черного моря, западноевропейские и межвидовой селекции.
При залужений междурядий приток органики, вовлекаемой в почвообразовательный процесс, увеличивается за счет травяного покрова до 6,5 - 15,7 т/га. Сравнительный анализ распределения синтезируемой растительной органики в разнотипных агроценозах позволяет выделить относительно естественных почвообразующих ландшафтов (степь естественная южная) фитоценозы с отрицательным балансом органики - монокультура винограда и положительным - виноградники с применением залуження (таблица 9). Таблица 9 - Наземная органика (сухая масса) в разнотипных агроценозах, которая может быть использована при воспроизводстве почвенного плодородия, т/га
Отрицательный баланс органики в условиях монокультуры винограда по нашему мнению и является основной причиной нарушения экологии ампелоценозов при возделывании виноградников в режиме монокультуры.
В почве одновременно происходят два противоположных процесса, связанных с трансформацией органического вещества — минерализация и гумификация. Баланс гумуса представляет разницу между его расходом или минерализацией при возделывании сельскохозяйственных культур и новообразованием в почве за счет гумификации пожнивно-корневых остатков и вносимых органических удобрений.
Расчет баланса элементов питания и гумуса в почве позволяет судить о возможности получения запланированных урожаев и сохранения почвенного плодородия. Баланс почвенной органики в амнелоценозах складывается из приходной и расходной частей уравнения.
Исходя из данного уравнения, основной предпосылкой экологически безопасного функционирования ампелоценозов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки является обеспечение бездефицитного притока органики в почвообразовательный процесс агроландшафтов. Основная задача в промышленном виноградарстве должна быть направлена на обеспечение положительного баланса органики в ампелоценозе и его вовлечение в малый биологический круговорот элементов питания. Одним из реальных и эффективных путей обеспечения бездефицитного поступления органики является залужение междурядий
Плодородие почвы формируется при постоянном притоке органического вещества. Чем больше органики поступает в почву, тем интенсивнее микробиологическая активность и естественный процесс воспроизводства почвенного плодородия.
Работы по применению трав в междурядьях виноградника ведутся давно, наиболее полно отношение виноградного куста к растущим рядом с ним растениям изучил Ленц Мозер (1971). В своей книге «Виноградарство по-новому» он отмечает, что щавель кислый не только не мешает виноградному растению, а еще и стимулирует его рост. Преимущества щавеля кислого отмечены также в монографии B.C. Петрова (2003) в условиях правобережья Дона.
В нашем полевом стационарном опыте, при сплошном залужений междурядий виноградников щавелем кислым, органическая масса трав в пересчете на сухое вещество даже в условиях засушливого лета 2007 г. составляла 9,6 т/га. Этого количества достаточно для воспроизводства почвенного плодородия (таблица 10).
За вегетационный период ежегодно на опытном участке производилось до 5 укосов. Во время укосов проводился количественный и качественный состав растительной массы. Средние результаты за четыре года представлены в таблице 11.
Из данных приведенных в таблице 11 видно, что культура щавеля кислого, в первом году не могла конкурировать с сорным фитоценозом и составила 40 % от общей массы. В последующие годы биологическая масса щавеля кислого постепенно увеличивалась и в 2008 году составила 75 % от общей массы растений.
Из учета биомассы видно, что за сезон с квадратного метра пашни в среднем за четыре года скашивалось 960 г в пересчете на сухое вещество. При пересчете на гектар это соответствует 9,6 т сухого вещества при условии использования сплошного залуження междурядий.
При залужений азот в большей степени используется травами, что приводит к его дефициту. Так же скошенная трава, попадая на поверхность почвы и частично в ее верхний слой, подвергается разложению с помощью микроорганизмов, которые в ходе своей жизнедеятельности тоже используют азот. 3.3.2 Сруктурно-аірегатный состав почвы
Структурно-агрегатный состав почвы находится в прямой зависимости от системы ее содержания. Так В.Ф. Вальков (1986) отмечает, что интенсивная обработка почвы и ее эксплуатация приводит к разрушению структуры. Н.Н. Горбач, И.П. Чонка, Л.А. Горбач (1989) сообщают, что растущие травы в междурядьях виноградника способствуют улучшению комковатой структуры почвы, обладающей хорошей водопрочностыо. Аналогичные данные приводит и B.C. Петров (2003).
Д.В. Хан (1969) установил, что в формировании водопрочных комков могут приріимать участие такие соединения органических веществ, как полисахариды, слизистые вещества микробного происхождения, белковые вещества, смолы, лигнин, а также гуминовые кислоты. О.Т. Rotini (1970) утверждает, что с внесением в почву органического вещества вначале идет его минерализация, затем продукты этой минерализации усваиваются микроорганизмами в анаэробных условиях. При этом с разложением свежей растительной массы образуются новые соединения, которые цементируют элементарные частицы в структурные агрегаты.
Водный режим почвы виноградников с залужением
Вода — важнейший фактор влияния на рост и развитие растений. Без нее не возможно усвоение растением из почвы элементов питания. Нормальное функционирование всех органов виноградного растения осуществляется лишь при определенной насыщенности их водой. Нарушение баланса пагубно сказывается на его состоянии. Вода, как терморегулирующий фактор, определяет расход тепла из почвы и растений вследствие испарения и транспирации. С влажностью почвы тесно связаны ее физико-механические свойства (твердость, крошение, липкость, и др.). Передвижение влаги в почве и по ее поверхности обуславливает некоторые процессы, отрицательно влияющие на плодородие (эрозия, вымывание питательных элементов). Так как, анапо-таманская зона относится к зоне неустойчивого и недостаточного увлажнения (сумма осадков составляет 436-452 мм в год, коэффициент увлажнения КУ= 0,25-0,35), а залужение междурядий травами сопровождается отвлечением почвенной влаги, учет водного режима имеет решающее значение.
Анализ водного режима за 2005 показал, что влажность почвы в варианте со сплошным залужением в среднем на 2 % ниже, чем на контроле (таблица 16). В фазу технической спелости ягод винограда влажность почвы была ниже 60 % порога ППВ (рисунок 32). При такой влагообеспеченности во всех вариантах опыта, в том числе и на контроле, наблюдалось подвяливание гроздей.
В 2006 году низкие температуры (до - 27 С) января и февраля привели к сильному промерзанию почвы, в связи, с чем зимне-весенние осадки в своем большинстве не впитывались, а превращались в надпочвенный сток. Неблагоприятно на влажности почвы сказалась и весенняя засуха. При первом учете влажность почвы на участке с залужением имела критические значения 16,0 %.
Сильные дожди прошедшие с 9 июня по 20 июня 2006 г. изменили ситуацию в положительную сторону. Влажность почвы в этот период была на уровне оптимальных значений (17 % - 20 %), а в период уборки урожая в варианте со сплошным залужением снова стала предельно низкой, но все-таки выше 60 % порога ППВ. В целом в течение 2006 года влажность почвы в варианте со сплошным залужением была на 3,5 % ниже, чем на контроле.
Погодные условия 2007 года можно охарактеризовать как сильно засушливые. За вегетацию выпало всего 60 мм осадков. Высокая температура и отсутствие осадков отразились на ухудшении водного режима почвы. В июне содержание влаги в 1,5 м слое почвы на участке залуження снизилось на 4 % по сравнению с черным паром. В середине лета, почва иссохла до влажности завядания. Разница по влажности почвы в вариантах с залужением и черным паром уменьшилась. После сбора урожая в сентябре влажность почвы незначительно увеличилась из-за небольших дождей и разница между вариантами стала существенной 1,3 %. В целом водный режим для всех вариантов опыта можно назвать критическим, а на варианте со сплошным залужением критическим в большей степени. 2008 год, как и 2007 характеризовался высокими температурами в летние месяцы и небольшим количеством осадков как в летние, так и в зимние месяцы. В середине лета влажность почвы на варианте со сплошным залужением междурядий составляла 14,3 % (в среднем для 1,5 м слоя).
Таким образом, залужение сопровождается отвлечением почвенной влаги на формирование травяного покрова в междурядьях виноградника в среднем на 4,0 %. В отдельные годы эта величина достигала 7,3 %. Наибольшее отвлечение влаги травами происходит в начале вегетации. Наша работа направлена не только на сохранение и поиски путей воспроизводства почвенного плодородия, но и на получение качественной виноградной продукции.
В период технической спелости винограда производился учет качества виноградной продукции, а также его количества. В таблице 17 представлены данные по урожайности (т/га) по годам и вариантам.
Из данных представленных в таблице видно, что наилучший урожай был получен в 2005 году. В 2006 году, во время критических морозов виноградные кусты получили повреждения. Это повлияло на снижение продуктивности, уменьшилась урожайность винограда во всех вариантах опыта. В последующие годы отмечено повышение урожайности, но только частично. Полного восстановления продуктивности кустов, перенесших температурный стресс, так и не произошло.
Наименьшая урожайность винограда отмечена в вариантах опыта со сплошным залужением. Наибольшая урожайность была на контрольном участке при содержании почвы по типу черного пара. Вариант с полосным залужением, при ширине травяного покрова 1,8м, отличался от контроля незначительно и находится в пределах статистической ошибки опыта.
Та же закономерность, что и по урожайности, отмечена и по содержанию титруемой кислотности сусла (рисунок 33). Наибольшая кислотность отмечена в самый неурожайный 2006 г. В среднем по годам титруемая кислотность составляла 6 г/дм3.
В процессе накопления Сахаров четкие закономерности, описанные выше, наблюдались только в первый год исследований. В последующие годы зависимость была слабой. В среднем за четыре года лучшие результаты по сахаронакоплению получены в варианте с полосным залужением шириной 1,8 м, где содержание Сахаров достигало 24,8 г/100см (таблица 18). Наименьшее сахаронакопление отмечено в варианте со сплошным посевом щавеля кислого, где 100% площади занято травами (рисунок 34). Полученные результаты свидетельствуют о том, что многолетнее полосное залужение виноградников в анапо-таманской сельскохозяйственной зоне на черноземах южных сверхмощных слабогумусных, не препятствует развитию виноградного растения и способствует лучшему сахаронакоплению.
