Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Научно-практические аспекты формирования высокопродуктивных насаждений сливы (обзор литературы) 14
1.1 Основные направления развития современного садоводства 14
1.2 Генетическое происхождение, эволюция, систематика сливы 18
1.3 Культура сливы в мире и в России 22
1.4 Биологические особенности культуры сливы 27
1.4.1 Особенности роста и развития растений сливы 27
1.4.2 Особенности плодоношения растений сливы 30
1.5 Природные факторы среды в жизни растений сливы 33
1.6 Сорт как основной элемент технологии производства плодов сливы 48
1.6.1 Урожайность сливы '. 49
1.6.2 Качество плодов сливы 51
1.7 Методология и принципы создания новых сортов 54
1.7.1 Селекция - основа совершенствования сортимента сливы . 54
1.7.2 Основополагающие принципы в селекции сливы 55
1.7.3 Методология в создании новых сортов 57
1.8 .Экономическая эффективность возделывания сливы 59
ГЛАВА 2. Методология, объекты, условия и методы проведения исследований 63
2.1 Методология исследований процессов в агроэкологическои системе многолетних насаждений 63
2.2 Объекты исследований 65
2.3 Условия проведения исследований 69
2.4 Методы проведения исследований 71
ГЛАВА 3. Теоретическое и экспериментальное обоснование «генотип - средовых» взаимосвязей в системе «слива-среда» 75
3.1 «Генотип - средовые» отношения в системе «слива - среда» и биологические особенности сливы в изменяющихся условиях среды 75
3.2 Роль основных природных факторов среды в жизни растения сливы 82
3.2.1 Фактор - «тепло» в жизни растений сливы 82
3.2.2 Зимостойкость растений сливы 90
3.3 Фактор «влага». Значение воды в жизнедеятельности растений сливы 105
3.3.1 Засухоустойчивость и жаростойкость растений сливы 109
3.4 Почвенный фактор. Реакция растений сливы на почвенные условия 112
ГЛАВА 4. Закономерности прохождения фенологических фаз в годичном цикле развития сливы 118
4.1 Роль факторов среды в прохождении фенологической фазы «глубокого» и вынужденного» покоя 120
4.2 Роль факторов среды в прохождении фенологической фазы «начало вегетации» 125
4.3 Фенологическая фаза «цветение» и роль фактора «тепло» в её прохождении 126
ГЛАВА 5. Продуктивность сливы 136
5.1 Скороплодность сливы - период вступления в плодоношение 137
5.2 Длительность продуктивного периода сливы 143
5.3 Регулярность - «периодичность» плодоношения 148
5.4 Урожайность - сливы 150
5.4.1 Жизнеспособность пыльцы - как показатель эффективности оплодотворения и урожайности сливы 155
5.4.2 «Балл цветения» - как показатель эффективности опыления (урожайности) сливы 160
5.5 Совместимость сортов - основа повышения продуктивности насаждений сливы 161
5.6 Совершенствование методики оценки урожайности сортов сливы. 173
5.7 Пластичности и урожайность сливы 176
ГЛАВА 6. Влияние «генотип-средовых» взаимосвязей на качество плодов сливы 185
6.1 Форма плода сливы домашней 186
6.2 Размер плода сливы домашней 189
6.3 Биохимический состав плодов сливы 200
6.3.1 Биохимическая характеристика сортотипа «настоящие» венгерки 201
6.3.2 Биохимическая характеристика сортотипа «венгерки» 206
6.3.3 Биохимическая характеристика сортотипа «ренклоды» 215
6.3.4 Общая характеристика вкусовых качеств плодов сливы домашней 217
6.4 Технологические особенности сортов сливы .' 224
6.4.1 Схема использования сортов сливы разного срока
созревания 229
6.5 Сорта сливы для хранения 233
ГЛАВА 7. Селекционное улучшение сортимента сливы... 238
7.1 Оценка сортов сливы в селекции на повышение «массы плода» . 243
7.2 Оценка сортов сливы в селекции на признак «окраска плода» 247
7.3 Оценка сортов сливы в селекции на вкусовые качества плодов 250
7.4 Оценка сортов сливы в селекции на урожайность 254
7.5 Оценка сортов сливы в селекции по признаку «срок созревания плодов» 259
7.6 Элитные сеянцы - основа нового сортимента сливы 261
7.7 Селекционный потенциал сливы 265
ГЛАВА 8. Адаптивный сортимент - основа устойчивого производства плодов сливы 268
8.1 Элементы технологии возделывания сливы 268
8.2 Сортимент как элемент технологии производства сливы 273
8.2.1 Схемы размещения растений сливы 276
8.2.2 Подвой как элемент технологии выращивания 278
8.3 Концептуальная модель сорта сливы 280
8.4 Концептуальная модель технологии производства сливы 283
ГЛАВА 9. Экономическая эффективность производства сливы с использованием адаптивных сортов ... 285
9.1 Факторы повышения экономической эффективности производства плодов сливы 285
9.2 Эффективность адаптивной технологии производства сливы... 290
Биологическая агроэкологическая стратегия Интенсификации производства сливы 298
Общие выводы и рекомендации по использованию Результатов исследований ,... 301
Список использованной литературы
- Особенности роста и развития растений сливы
- Условия проведения исследований
- Роль основных природных факторов среды в жизни растения сливы
- Длительность продуктивного периода сливы
Введение к работе
Актуальность исследований. Одним из приоритетных направлений развития плодоводства является повышение урожайности плодовых культур. В условиях нестабильности погодно-климатических факторов внешней среды, участившихся стрессов, снижающих урожай, а в некоторых случаях ведущих к его гибели, динамизм продукционного процесса возможен за счет мобилизации биологического потенциала многолетних растений, ресурсов среды и интенсивных технологий возделывания.
Плодовые растения в значительно большей степени подвергаются воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, чем однолетние культуры, поэтому в последние годы возрастает роль культур, обладающих высокой степенью адаптации к стрессам среды и способностью реализовывать свой продуктивный потенциал в этих условиях.
К таким культурам можно отнести сливу, занимающую одно из ведущих мест среди косточковых культур юга России, которая считается достаточно адаптивной, урожайной, стабильно плодоносящей и быстро восстанавливающейся после повреждений различного характера. Однако условия, сложившиеся зимой 2006 года показали, что и у сливы диапазон адаптивности к стрессам среды ограничен, что еще раз подтвердило необходимость более глубокого изучения системы «слива - среда» для научно-обоснованного формирования сортимента, лежащего в основе технологии устойчивого производства плодовой продукции.
Исследования биологических особенностей, теоретические и практические аспекты создания новых сортов, повышения продуктивности, разработки и усовершенствования элементов технологии выращивания сливы получили развитие в работах многих ученых: И.В. Мичурина, Л. Бербанка, А.Н. Веньяминова, В.Л. Витковского, Х.К. Еникеева, Г.В. Еремина, Ф.А. Крюкова, М.А. Колесникова,
К.Ю. Мостоловицы, И.М. Рядновой, Э.П. Сюбаровой, Л.И. Тараненко, и др. Однако, ряд вопросов, таких как, биологические особенности сливы, закономерности прохождения годичного цикла развития в стрессорных условиях, а также «генотип - средовые» отношения, механизмы адаптации к стрессам, особенности сортовой технологии при создании насаждений сливы в условиях нестабильности факторов природной среды изучены не в полной мере. В связи с этим, проблемы повышения продуктивности сливы на основе использования биологического потенциала растения и ресурсов среды, выявления закономерностей «генотип - средовых» отношений, сортовых особенностей, разработка концептуальной «модели» сорта и формирование оптимального научно-обоснованного сортимента для создания высокопродуктивных и адаптивных насаждений сливы на юге страны, являются актуальными.
Актуальность научного направления подтверждается включением его в критические технологии федерального уровня по направлениям: «Растениеводство и селекция», «Производство и переработка сельскохозяйственного сырья», в ГНТП РАСХН «Плоды и ягоды» и «Научные основы формирования эффективного агропромышленного производства». Диссертационные исследования являются составной частью долгосрочной селекционной программы по плодовым, ягодным, орехоплодным и цветочно-декоративным культурам союза селекционеров Северного Кавказа до 2010 года, поддержаны Российским фондом фундаментальных исследований грант № 06-04-967-74 Р_юг_а.
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Кавказском зональном НИИ садоводства и виноградарства Российской сельскохозяйственной академии наук (ГНУ СКЗНИИСиВ РАСХН) в соответствии с тематическим планом НИР № 01200309451.
Целью настоящей работы является формирование сортимента для создания высокопродуктивных насаждений сливы с использованием биопотенциала сорта и биоклиматических ресурсов среды.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследование «генотип-средовых» отношений в системе «растение -среда», выявление условий и биологических особенностей сливы, определяющих процессы роста, развития и плодоношения сливы в нестабильных условиях среды;
выявление закономерностей прохождения фенологических фаз в годичном цикле развития и механизмов поддержания устойчивости насаждений сливы в условиях стрессов;
разработка методологических подходов к оценке продуктивности, проведение системного анализа продукционного потенциала сливы, выявление сортовых особенностей и степени влияния природных факторов на продуктивность и адаптивность растений сливы;
установление зависимостей сортовых особенностей, закономерностей изменения биохимического состава и качества плодов сливы от влияния погодно-климатических условий с целью формирования оптимального по качеству сортимента;
разработка оптимального промышленного сортимента и «модели» сорта, определяющих сортовую технологию и обеспечивающих формирование продуктивных насаждений сливы;
совершенствование сортимента путем создания сортов нового поколения, выявление закономерностей и особенностей наследования хозяйственно - ценных признаков потомством сливы, а также доноров и источников этих признаков для повышения эффективности и ускорения селекционного процесса;
оценка экономической эффективности технологии производства плодов сливы, базирующейся на оптимальном и адаптивном сортименте, обуславливающем продуктивность многолетних насаждений.
Научная концепция диссертационной работы содержится в теоретическом и экспериментальном обосновании взаимосвязи между биоклиматическими ресурсами среды, биологическими особенностями сливы и технологией устойчивого производства плодов.
Научная новизна заключается в теоретическом обосновании и прикладном решении проблемы повышения продуктивности сливы в нестабильных условиях среды и участившихся стрессов на основе совершенствования сортимента с использованием биологического потенциала сливы, обоснование закономерностей развития в системе «среда - слива», а также системного анализа составляющих элементов продуктивности и технологии выращивания. При этом впервые:
в комплексе исследован биологический потенциал более 150 сортов сливы в изменяющихся условиях природной среды и воздействии стрессов, позволивший выделить устойчивые сорта для интенсивных технологий;
выявлены закономерности адаптации сортов различного эколого-географического происхождения к стресс-факторам окружающей среды, позволяющие оптимизировать «генотип - средовые» отношения в динамике;
установлены закономерности влияния сортовых особенностей и погодно-климатических условий на биохимический состав и качество плодов, позволившие классифицировать сорта сливы по направлениям их использования; разработаны и запатентованы технологии производства сливовых соков функционального назначения;
- усовершенствованы методологические подходы к оценке
биопотенциала сортов сливы, разработана оптимальная «модель» сорта,
обуславливающая формирование продуктивных и устойчивых насаждений
сливы;
- создан информационный банк сортов сливы по хозяйственно -
ценным, селекционно - важным признакам, выделены доноры и источники
для создания нового поколения сортов с заданным комплексом признаков и ускорения селекционного процесса;
- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена
гипотеза о количественном наследовании потомством сливы ценных
признаков;
созданы 3 сорта сливы домашней, 2 сорта сливы русской и переданы в государственное сортоизучение, сорт Прикубанская включен в государственный реестр РФ;
предложен промышленный сортимент сливы для формирования технологического конвейера продолжительностью с июля по сентябрь;
- разработана концептуальная модель высокопродуктивных
насаждений сливы, основанная на оптимизированном сортименте и
оптимальной системе агротехнических приемов выращивания сливы.
Разработанные методологические подходы и предложенные технологические решения по созданию продуктивных насаждений сливы в нестабильных условиях среды в совокупности представляют собой современное направление в решении проблемы устойчивого производства плодовой продукции. Новизна исследований подтверждена 7 патентами РФ.
Основные положения, выносимые на защиту:
«генотип - средовые» взаимосвязи в системе «слива-среда», закономерности роста, развития и плодоношения сливы в нестабильных условиях внешней среды и при воздействии стрессов;
методологические подходы к оценке биопотенциала сортов сливы, концептуальная «модель» сорта с комплексом хозяйственно-ценных признаков: адаптивность, продуктивность и качество плодов;
закономерности наследования основных хозяйственно-ценных признаков потомством сливы, позволяющие выявить доноры источники этих признаков для создания сортов нового поколения и оптимизации сортимента;
II > оптимальный промышленный сортимент сливы, обеспечивающий
создание высокопродуктивных, устойчивых и рентабельных
насаждений.
Теоретическая значимость работы. Теоретическую основу диссертации составили полученные новые знания в области биологии сливы, а именно: особенности «генотип-средовых» отношений, выявленные закономерности роста и плодоношения в нестабильных условиях среды, а также механизмы поддержания устойчивости и стабильности плодоношения сливы. Кроме того, частная селекция пополнится новыми знаниями о характере наследования ценных признаков потомством сливы. Выявленные зависимости и корреляционные взаимосвязи могут быть использованы в плодоводстве, селекции и генетике.
Практическая значимость работы. Научные разработки настоящей диссертационной работы доведены до практической реализации. Новые сорта и элиты сливы, полученные и выделенные в результате проведения исследований, испытываются на 5 государственных сортоиспытательных участках Северного Кавказа и внедряются в плодовых хозяйствах Краснодарского и Ставропольского краев, в Республиках Адыгея и Кабардино-Балкария, а также Ростовской области на площади более 500 га. Кроме того, в диссертационной работе:
> обоснован промышленный сортимент, позволяющий максимально
использовать продукционный потенциал сливы в конкретных
почвенно-климатических условиях и повысить урожайность
промышленных насаждений при минимизации издержек на
производство;
У предложен сортимент сливы для формирования технологического конвейера, обеспечивающего расширение интервала сбора урожая до 100 дней;
> дана классификация сортов сливы по направлениям их
использования; разработанные и запатентованные технологии
производства сливовых соков позволят расширить ассортимент выпускаемой продукции функционального назначения;
получены новые сорта и элиты с комплексом ценных признаков, позволяющие расширить и улучшить существующий сортимент;
создан информационный банк сортов по хозяйственно-ценным, селекционно-важным и адаптивным признакам, комплексу биохимических и технологических показателей, позволяющий осуществлять подбор сортов для закладки интенсивных, сырьевых насаждений сливы и селекционного использования;
разработана схема взаимоопыления перспективных сортов, обеспечивающая увеличение продуктивности сливовых насаждений. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
были освещены на: научно-методической конференции по вопросам совершенствования сортимента и технологии возделывания косточковых культур, г. Орел, 1998; научной конференции ученых и специалистов Северного Кавказа по проблеме ресурсосбережения и экологии в адаптивной системе садоводства, г. Краснодар, 1999; международной научно-методической конференции «Новые сорта и технологии возделывания плодовых и ягодных культур для садов интенсивного типа», г. Орел, 2000; международной научно-практической конференции по проблеме научного обеспечения современных технологий производства, хранения и переработки плодов и ягод в России и странах СНГ, г. Москва 2002; международном симпозиуме по проблемам экологической оценки типов высокоплотных плодовых насаждений, г. Самохваловичи, 2003; международной научно-практической конференции «Организационно-экономический механизм инновационного процесса и приоритетные проблемы научного обеспечения развития отрасли», г. Краснодар, 2003; научно-методической конференции «Роль сортов и новых технологий в интенсивном садоводстве», г. Орел, 2003; международной научно-практической конференции «Мобилизация адаптационного потенциала садовых растений в динамичных условиях внешней среды», г. Москва, 2004; международной научно-практической конференции «Проблемы
экологизации современного садоводства и пути их решения», г. Краснодар, 2004; международной научно-методической конференции «Состояние и перспективы селекции и сорторазведения плодовых культур», г. Орел, 2005; а также ежегодно заслушаны и одобрены на ученом совете СКЗНИИСиВ (1995-2006гг.).
Публикации. Основные теоретические положения диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований опубликованы в 75 печатных работах, в т.ч. в 4 монографиях, 2 каталогах с описанием перспективных сортов сливы домашней и сливы русской. Общий объем публикаций 16 п.л. Получено авторское свидетельство на сорт сливы. Три сорта сливы домашней и 2 сорта сливы русской, созданные с участием диссертанта, преданы в ГСИ РФ. Получено 7 патентов на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 9 глав, выводов и рекомендаций производству, списка использованных источников и приложений. Объем работы составляет 375 страниц основного текста, 61 график, ПО таблиц, 435 библиографических ссылок, в т.ч. 113 иностранных источников.
В работе обобщены результаты научных исследований в области биологии, технологии выращивания сливы, выполненных в СКЗНИИСиВ. Исследования, положенные в основу диссертации, обобщены соискателем при научных консультациях академика Г.В. Еремина, д.т.н. И.А. Ильиной, которым автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе. Особая благодарность сотрудникам селекционного центра, отдела экономических исследований, лаборатории переработки и хранения плодов СКЗНИИСиВ.
Особенности роста и развития растений сливы
В период активного роста побегов формируются скелетные и полускелетные ветви первого и второго порядка, а также обрастающие веточки.
Длительность периода в зависимости от сорта и условий выращивания от 3 до 6 лет, к концу которого деревья сливы вступают в период плодоношения.
По данным ряда исследователей, период плодоношения культуры сливы составляет около 25 лет и более [8, 112, 139, 186, 190]. В начале периода продолжается активный рост вегетативной массы, образуется много боковых побегов, на которых формируется будущий урожай [8, 13,19,20,197, 168,170,175, 178,183, 233, 337].
Характерным для этого периода является образование плодовой древесины, букетных веточек и шпорцев на которых формируются генеративные органы. Период плодоношения является основным для сливы, поскольку в этот период происходит полная реализация биологического потенциала растений - активный рост и закладка цветковых почек, положительный отклик на агротехнические мероприятия и формирование максимального урожая присущего каждому сорту.
Третий период - «период отмирания» растений сливы, характеризуется усыханием крупных скелетных ветвей, снижением восстановительной способности кроны дерева, появлением большого количества прикорневой поросли и резким падением урожайности.
Деревья сливы домашней характеризуются мощной корневой системой, которая может проникать на глубину до 12 м и разрастаться в ширину за пределы кроны. Причем развитие корневой системы различных сортов сливы неодинаково и зависит от биологических особенностей, типа подвоя, возраста деревьев, условий произрастания - плодородия, плотности, типа почвы, а также технологии возделывания [39, 61, 74, 109, 112, 117, 134, 152, 216, 217, 221, 232, 306, 307, 308, 337, 342, 343, 344, 345].
Ряд исследователей отмечают, что в неорошаемых условиях на рыхлых почвах основная масса корней у деревьев сливы находится в слое около 80 см. Однако, вертикальные корни могут проникать на глубину 4м или до уровня грунтовых вод [201, 216, 217, 252, 337, 398]. На орошении основная масса корней сливы распределяется на глубине около 50 см. На тяжелых и бедных почвах основная часть корней находятся на глубине около 40 см [116, 117, 134,152, 201, 216, 217, 337].
Важной биологической особенностью корневой системы растений сливы является высокая регенерирующая способность, которая зависит от диаметра корней. Так, корни диаметром до 10 мм регенерируют лучше, чем корни диаметром более 20 мм. Особенно быстро корни отрастают ранней осенью, хуже весной и поздней осенью, это особенность корневой системы определяет оптимальные сроки закладки насаждений сливы на юге, каковыми являются - третья декада октября и первая - ноября.
Корни сливы легко образуют корневые отпрыски. Порослевые побеги образуются из придаточных почек на корнях диаметром до 10 мм, расположенных на глубине 50-60 см. Чем ближе к поверхности почвы залегают корни, тем больше образуется отпрысков [216, 218, 250, 269, 326, 327]. Рост корней сливы при благоприятных условиях происходит в течение всего вегетационного периода [324, 323, 328, 329, 331, 337, 346, 347, 348].
Особенности корневой системы говорят о необходимости обоснованного подбора почв для закладки насаждений сливы, с целью создания оптимальных условий для нормальной жизнедеятельности корневой системы, обеспечивающей нисходящий и восходящий приток воды и растворенных в ней минеральных веществ к вегетативным и генеративным органам растения.
Из вышеизложенного следует, что слива домашняя характеризуется довольно широким разнообразием биологических особенностей, связанных с генетическими особенностями сортов и условиями произрастания. Это свидетельствует о необходимости углубленного изучения сливы в условиях нестабильного термического и водного режима, воздействия стресс-факторов в процессе годичного развития, что даст возможность для выявления механизмов адаптации сливы к стрессам среды и выделения нового поколения сортов с комплексом ценных признаков и формирования на его основе оптимального и адаптивного сортимента с целью создания высокопродуктивных насаждений сливы на юге страны.
Условия проведения исследований
Рост и развитие растений сливы, эффективность опыления и оплодотворения, формирование урожая, качество плодов, физиологические процессы, неразрывно связаны с природными факторами среды.
В системе «среда» изучались климатические и почвенные условия, формы их воздействия на растение. В системе «генотип» объектом исследований являлись более 150 сортов сливы различного генетического и эколого-географического происхождения. Исследовательская работа проведена в СКЗНИИСиВ с 1986г., лично автором или под его руководством в период с 1995 по 2006гг. в полевых и лабораторных условиях в разных экологических зонах Краснодарского края. Основная часть исследований проведена на опытно-производственной базе СКЗНИИСиВ - ОПХ «Центральное» (Прикубанская зона), а также Кущевском (Северная зона) и Каладжинском (Предгорная зона) опытных полях, расположенных в Прикубанской зоне Западано - Предкавказской равнины.. В коллекционных и селекционных садах сливы общей площадью 150 га и производственных садах на площади более 200 га.
Схемы посадки - 8x8м2, 8x6м2, 6x4м2, 6x5м2, 7x5м2. Основные подвои - сеянцы алычи и абрикоса. Повторности в соответствии с использованными методиками по сортоизучению и селекции. Система формирования деревьев - разреженно-ярусная. В работе обобщены материалы Государственных сортоучастков, а также Майкопской опытной станции ВИР, и Крымской опытной станции СКЗНИИСиВ.
Разнообразие условий произрастания сортов сливы в период исследований позволило произвести сравнительное изучение сортов по комплексу хозяйственно-ценных, адаптивно-значимых и селекционно-важных признаков и выявить взаимосвязи признаков между собой и погодно-климатическими условиями окружающей среды. Прикубанская зона садоводства Краснодарского края находится на высоте 30-35 метров над уровнем моря, поверхность, которой пологоволнистая с впадинами и лощинами, пересекающими зону с запада на восток.
Климат зоны относительно мягкий. Амплитуда колебаний температуры в течение года возможна в пределах от - 37С до + 40С.
Продолжительность безморозного периода 185-195 дней. Наибольшая непрерывная продолжительность морозных дней - 20. Запасы солнечной энергии изменяются от 45ккал/см до 55ккал/см , радиационный баланс в зоне положительный в течение 10-11 месяцев. Продолжительность солнечного сияния составляет 2000-2400 часов в год.
Зимой характерны оттепели. Максимальная температура воздуха во время оттепелей +25С. Средняя непрерывная продолжительность оттепелей -4-Ю дней. Сумма положительных температур (болыпе+10С) выражающая ресурсы тепла территории изменяется в диапазоне 2500-3600С [ ]. При хорошей обеспеченности теплом осадки выпадают крайне неравномерно и недостаточно. Среднегодовое количество осадков в Прикубанской зоне - 655,9-725 мм, Степной - 400-500мм, в Предгорной зоне до 2500мм, Черноморской зоне - более 1000 мм в год. Основное количество осадков выпадает в зимнее время.
Погодно-климатические условия в годы исследований были разнообразными и типичными для региона характеризующегося стрессовыми погодными явлениями (морозы, возвратные весенние заморозки, засуха). Из 20 лет наблюдений 5 лет (1986/1987, 1993/1994, 1997/1998, 2002/2003, 2005/2006,) были с критическими зимними температурами (- 27С,- 32С), 2 года (1992/1993, 1995/1996) с недобором тепла в течение вегетационного периода, 5лет (2000-2005гг.) с большим дефицитом влаги в летний период. Один год (1996) с избытком влаги в течение всего периода вегетации. Почвы были представлены выщелоченным черноземом и аллювиальными почвами с содержанием гумуса от 3,5 до 4%. Глубина почвенного горизонта 35-45 см. Реакция почвенной среды щелочная, но требующая дополнительных мероприятий для окультуривания.
Погодно - климатические условия в период исследований были сложными и неоднозначными. Однако комплекс стресс - факторов имевших место в период исследований позволили провести многосторонние исследования по оценке биологического, селекционного и агроэкологического потенциала разных сортов сливы и разработать на основе полученных данных инновационную технологию производства плодов сливы на юге России, базирующуюся на новом адаптивном сортименте сливы.
Роль основных природных факторов среды в жизни растения сливы
Слива - плодовая культура умеренных широт, приспособленная к определенным климатическим условиям. В основном - это районы умеренного климата с холодными зимами, являющиеся благоприятными для роста и развития растений сливы, зависимость которых от условий окружающей среды, особенно от температуры, выражается в их оптимальной совокупности. Это равнодействующая многих процессов обмена веществ, поскольку не все из них характеризуются одинаковым оптимумом температур. Следовательно, оптимум температур для роста, развития, формирования урожая - это диапазон, в котором возможно наилучшее прохождение всех процессов плодового растения. В связи с этим, в блоке климатических факторов - «тепло» выделен как монодоминантный фактор, преобладание которого проявляется в том что, находясь в минимуме или в максимуме, он оказывает столь сильное влияние на растение сливы, что подавляет действие других.
Влияние на растения сливы как положительных, так и отрицательных температур неоднозначно. Требования сливы к фактору «тепло» колеблются в широких пределах, в зависимости от зоны и срока созревания сорта. Известно, что растение сливы из состояния биологического покоя выходит, когда средняя температура воздуха достигает +8С...+10С.
Для южных сортов сливы большее значение имеет продолжительность периода со среднесуточной температурой выше +15С, которая соответствует 90% обеспеченности сливы теплом и варьирует по годам от 85 до ПО дней.
В результате проведенных исследований выявлено, что для прохождения вегетационного периода сливе необходим высокий уровень теплового режима от 2100С для ранних сортов в Прикубанской зоне до 3300С для поздних сортов в Черноморской зоне, и длинный вегетационный период в пределах 110 дней, позволяющий накопить эту сумму активных температур (табл. 3.1).
Определены оптимальные температуры, при которых проходят фе-нофазы сливы в нестабильных условиях среды и сумма положительных температур, необходимых для наступления каждой фазы. Установлено, что растения сливы наиболее чувствительны к фактору «тепло» в фазы: «цветение», «завязывание плодов» и «дифференциация цветковых почек» в сравнении с другими фенологическими фазами развития, что подтверждается коэффициентом корреляции (табл. 3.2).
Установлен нижний предел выносливости или пессимум выживания генеративных и вегетативных органов сливы в период глубокого покоя, соответствующий -32С для сортов с коротким периодом покоя, -37С для сортов с длительным периодом покоя. Для фазы «набухание почек» лимитирующей является температура - 15С, для распускающихся почек - 10С, в период появления лепестков - 5,5С (табл. 3.2).
Критическими для основных фенологических фаз «цветение» и «завязывание плодов», определяющих будущий урожай сливы, являются температуры -ЗДС и-1,5С соответственно (табл. 3.3); их летальное воздействие зависит от периода начала или конца цветения, биологических особенностей сорта и зоны воздействия заморозков по отношению к дереву (нижняя или верхняя часть).
Наиболее чувствительны к низким температурам генеративные органы цветка сливы - пестик и семяпочка. Известно, что в период опыления пыльцевое зерно прорастает на ткани рыльца пестика в течение полутора -двух часов [112, 147, 198], поэтому понижение температура воздуха именно в этот период для цветков сливы является наиболее критическим или летальным.
По полученным результатам, пестик и семяпочка сливы гибнут при понижении температуры воздуха до - 3,2С, которая характеризуется как нижний порог выживания в фенологической фазе «цветение» (табл. 3.3).
Для определения зависимости урожая сливы от фактора «тепло» в период цветения, проведен сравнительный анализ урожайности сорта Стенлей в годы с резкими перепадами температур в период формирования урожая. Так, в 1998г, когда в период массового цветения сортов сливы температуры воздуха резко повысилась до +32...+36С, процесс цветения «прошел» за 2-3 дня, завязывание плодов было минимальным, в результате был получен урожай около 6 т/га (рис. 3.4).
При средних температурах воздуха +16...+21 С в период массового цветения, отмечавшихся в 1997г., 1999г., 2001гг. урожайность сорта Стен-лей в. среднем составила 16-18 т/га. При температуре воздуха + 10С в период цветения (2000г.) урожайность составила менее 4 т/га (рис. 3.4). Снижение урожайности сливы в результате термического стресса в период цветения составило в среднем 10-14 т/га. Это говорит о том, что резкие колебания температуры воздуха в одну или другую сторону в период цветения, ведут к нарушению процесса опыления или о существенном влиянии температурного режима на формирование урожая сливы (рис. 3 4). Таким образом, изменения оптимальных параметров фактора «тепло» в процессе развития растений ведут к изменению физиологических процессов, соответственно и процесса опыления.
Длительность продуктивного периода сливы
Одной из основных причин снижения урожайности сливы на юге является повреждение цветковых почек низкими отрицательными температурами. Резкие изменения термического режима в период вегетации, также сказываются на урожае (рис. 3.10). Так, урожайность сорта Стенлей после воздействия морозов -25С в имевших место в 1993-1994гг. составила 23 кг/дер.
В 1998г., когда в период цветения температура резко повысилась до +32С, урожай составил 18,5 кг/дер. В 2004г., при понижении температуры до -23С урожай составил 30,1 кг/дер. В 2006г. при температуре -37С в период глубокого покоя все сорта сливы остались без урожая (рис. 3.11).
Таким образом, в годы с оптимальными условиями вегетационного периода урожайность сорта Стенлей составляет в среднем 45 - 48кг/дер. Установлена прямая зависимость урожая от температуры воздуха (г=0,81, уравнение регрессии: У=1,58Х—3,16; где х -температура воздуха
Обобщение результатов исследований позволило установить основные причины повреждения сливы низкими температурами, имевшие место в период проведения исследований. Это: вступление в период глубокого покоя, когда еще не закончился процесс закаливания (лимитирующие температуры -30С.. ..-32С ); диапазон температур намного ниже уровня, который могут перенести почки (-27С....-32С); и когда отмечаются резкие перепады температур в начале зимы и весны (-10С).
Из вышеизложенного следует, что зимостойкость сливы определяется её морозоустойчивостью, способностью переносить низкие отрицательные температуры на разных этапах глубокого покоя и весеннего развития.
В результате изучения особенностей сливы в процессе прохождения периода покоя установлено, что в условиях южных зим ей присущи все известные компоненты зимостойкости [83, 85,153,154]: первый - устойчивость сортов сливы к ранним морозам; второй - устойчивость сортов сливы к морозам в период покоя; третий - устойчивость сортов сливы к морозам во время оттепели; четвертый - устойчивость сортов сливы к возвратным морозам после оттепелей.
Основными повреждениями сливы, вызываемыми низкими отрицательными температурами являются повреждения плодовых почек и однолетних побегов, в меньшей степени многолетней древесины и побегов.
Таким образом, воздействие низких температур, на растение сливы, как в период зимнего покоя, так и в период начала вегетации является фактором, ограничивающим возможность развития в данных условиях, несмотря на оптимальное сочетание других факторов среды.
Нестабильность погодных условий в годы проведения исследований (морозы, резкие перепады отрицательных и положительных температур в период вегетации) позволила определить биологические особенности сор 104 тов, проявившиеся в разных типах ответных реакций на термические стрессы. А также оценить сорта по устойчивости к этим стрессам и выделить при этом три основные группы (табл. 3.10).
Зимостойкие - сорта, которые переносят критические морозы и перепады положительной и отрицательной температуры воздуха в зимний и ранневесенний периоды.
Среднезимостойкие - сорта, у которых в годы с минимальной критической температурой скелетные ветви и штамб дерева повреждаются незначительно, а при перепадах положительных и отрицательных температур существенно подмерзают плодовые почки.
Слабозимостойкие - сорта, у которых в годы с минимальной критической температурой сильно подмерзают скелетные ветви и штаб, а в годы с перепадами почти полностью вымерзают плодовые почки и вегетативные побеги.
К морозостойким отнесены сорта сливы отечественной селекции: Кубанская Легенда, Кабардинская ранняя, Венгерка кавказская и интроду-цированный сорт Стенлей.
К зимостойким отнесены сорта: Кубанская легенда, Кубанский карлик, Синяя птица, Стенлей, Венгерка кавказская; к среднезимостойким -Кабардинская ранняя, Венгерка кубанская, Краснодарская, Прикубанская, Анна Шпет (табл. 3.10).
По результатам исследований установлено, что концепция лимитирующих факторов дает возможность выделения основных факторов среды, которые являются критическими (лимитирующими) в определенной фазе развития растения сливы.
Поэтому, зная факторы среды и их параметры, ограничивающие жизнедеятельность растений сливы, а также биологические особенности сортов, можно управлять продуктивностью насаждений сливы посредством сортовой технологии.
