Содержание к диссертации
Введение
1.Современное состояние вопроса
1.1.Классификация, происхождение, значение, распространение и особенности биологии цитрусовых растений 6
1 2 Закономерности роста корневых систем 11
1.3. Взаимоотношение корней с надземной частью и почвенной средой, микрофлора и возбудители болезней в почве 18
2.Экспериментальная часть
2.1.Объекты исследований 23
2.2.Почвенные, климатические и погодные условия 32
2.3.Методика исследований 35
2.4.Цель и задачи исследований 38
2.5. Технология выращивания цитрусовых на опытном участке ...39
3.Результаты исследований
3.1. Архитектоника корневой системы трифолиаты в зависимости от привоя..43
3.2.Динамика роста корней цитрусовых .58
3.3.Фракционный состав корней цитрусовых 67
3.4.Грибы возбудители болезней корней цитрусовых в оранжереях 76
3.5.Микориза и микрофлора цитрусовых культур в закрытом грунте 80
3.6. Взаимосвязь между корневой и надземной систем цитрусовых культур 89
3.6.1.Рост надземной части и количество корней цитрусовых 89
3.6.2.Рост в толщину подвоя и привоя 98
3.6.3.Число корней и побегов цитрусовых культур 104
3.6.4,Продуктивиость цитрусовых культур 106
3.6.5. Экономическая эффективность цитрусовых культур в оранжереях 108
Выводы и предложения 109
Список использованной литературы 112
Приложение 128
- Взаимоотношение корней с надземной частью и почвенной средой, микрофлора и возбудители болезней в почве
- Технология выращивания цитрусовых на опытном участке
- Взаимосвязь между корневой и надземной систем цитрусовых культур
- Экономическая эффективность цитрусовых культур в оранжереях
Введение к работе
Цитрусоводство является одной из ведущих отраслей мирового плодоводства, особенно в тропических и субтропических областях по обе стороны от экватора, достигая 38-44 северной и южной широт В Л. Витковский,(2003): на юго-востоке Азии, в странах Средиземноморья, в Америке, Африке и Австралии.
В укреплении здоровья человека важную роль играют плоды, которые богаты биологически активными веществами, улучшающими жизнедеятельность организма.
Производство цитрусовые плодов в мире составляет более 100 млн т Т.В. Ларина,(2002). Важнейшими цитрусовыми культурами являются апельсин сладкий, мандарин, лимон, помпельмус из рода цитрус (Citrus L.) подсемейства померанцевые (Aurantioideae Engl.) семейства рутовые (Rutaceae juss) надпорядок (Rutanae) П.М. ЖуковскийД1971).
В России цитрусовые выращивают в субтропической зоне Краснодарского края, а также в оранжереях и в зимних садах. В условиях сложной экологической обстановки в питании человека большое профилактическое, лечебное и диетическое значение имеют плоды. Увеличение их производства и повышение урожайности невозможно без знания всего растения, особенностей его корневой системы, рационального использования отдельных приемов агротехники (внесение удобрений, обработка почв и др.) и водных ресурсов, без учета знаний биологии и максимальной реализации генотипических особенностей выращиваемых культур. В связи с этим изучение корневой системы цитрусовых культур через которую осуществляются обменные процессы является актуальным.
Цитрусодоводство является ценной и доходной отраслью сельского хозяйства и в экономике Анголы занимает важное место. Часть продукции потребляется в местных условиях, а часть ее идет на экспорт. В.А. Радченко, И.Н. Олейников, (1975)
Плоды цитрусовых имеют большое пищевое, диетическое, профилактическое и лечебное значение. Они служат сырьем для получения соков, компотов, варенья, эфирных масел и др.
Во всех тропических и субтропических странах мира выращиваются цитру
совые, в том числе и в Анголе. Однако, несмотря на то, что имеются
благоприятные почвенно-климатические условия для выращивания цитрусовых в
Щ моей стране, пока мало проведено исследований по цитрусовым культурам.
В целях успешной реализации намеченной программы развития сельского
хозяйства в Анголе предусматривается создание крупных механизированных
хозяйств. Это будет способствовать обеспечению некоторых предпосылок для
более успешного применения современной сельскохозяйственной техники с учетом
специфики местных условий. Д. Думнов, В. Люсов,(1977),
Ф Изучение корневой системы цитрусовых через которую проходит обменные
процессы растений с почвой является актуальным.
Цель работы - изучение корневой системы важнейших цитрусовых
культур для обоснования отдельных приемов агротехники (внесения удобрений,
обработка почвы и т.д.).
ф В задачи исследования входило изучение:
архитектоники корней трифолиаты;
динамики роста корней;
фракционного состава корней;
видового состава возбудителей болезней корней в оранжереях;
наличия и типа микоризы (класс и род гриба);
ризосферной микрофлоры в оранжереях;
взаимосвязи корневой и надземной систем цитрусовых культур;
продуктивность цитрусовых культур;
экономической эффективности цитрусовьіх культур в оранжереях.
Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам факультета плодоовощеводства и виноградарства, кафедр фитопатологии, микробиологии и вирусологии КубГАУ, сотрудникам лаборатории реабилитации почв ВНИИ биологической защиты растений. Диссертант выражает особую признательность научному руководителю профессору В.В. Коблякову, а также профессору В.А. Сокирко, доценту Л.А. Коростелевой, аспиранту О.А. Дуди к.
Взаимоотношение корней с надземной частью и почвенной средой, микрофлора и возбудители болезней в почве
Управление ростом и плодоношением надземной части плодовых растений невозможно без управления жизнедеятельностью корневой системы. Для управления жизнедеятельностью корней необходимо знать фазы роста, время, продолжительность и условия роста, размещение в иочвогрунтах горизонтальных и вертикальных скелетных корней, местонахождение основной массы корневых мочек и другие биологические особенности корневой системы {И.И.Курьшдин, В.В. Малинковский, А.Н. Вельяминов, И.В. Белохонов, І1954). Особенности корневых систем цитрусовых растений имеют значительный научный и практический интерес, так как эти растения вечнозеленые, резко отличаются по своей природе от континентальных листопадных деревьев. Надземная (крона) и подземная (корни) части растений являются разными по биологическим, морфологическим, а также функциональным признакам. Несмотря на это, растения следует рассматривать как один единый организм, так как хорошо развитой кроне сопутствует хорошо развитая корневая система и, наоборот, хорошо развитая корневая система всегда может хорошо обеспечивать крону (Т.Д. Джинчарадзс, Р.Х. Джабнидзе,(1985). Корне- листовую функциональную связь рассматривают сейчас как главнейшую из всех существующих коррелятивных связей, обусловливающих целостность высшего автотрофного растения В.О. Казаряи и Н.В. Балгазян, (1955). Поэтому функциональная активность этих полярно расположенных систем определяется мощностью противоположной системы. В корне- листовой коррелятивной связи решающую роль В.О. Казарян (1955) отводит корневой системе, поскольку усиленный рост растений начинается с интенсификации корневой деятельности, а старение с возникновения корневой 11 едостаточ и ости, Т.К. Кварацхелия (1937) отмечает, что основными органами, осуществляющими питание и создание высоких урожаев, являются не только листья, но и корни растения. Д.Т. Патарапа (1968) и Н. Aono, L. Lanase, Sh. Tanaka (1981) установили прямую зависимость между развитием корневой системы и надземной частью растения. П.Г. Шитт (1952), рассматривает процесс роста и развития плодовых древесных и кустарниковых растений, как процесс их индивидуального развития, охватывающий период от посева или посадки до момента их полного отмирания. Ю.А. Белавип (1956) считает, что определенная связь между отдельными ветками и соответствующими им корнями существует у яблонь семенного происхождения, а у привитых деревьев четкой связи установлено не было.
Во взаимосвязи растений с почвенной средой большое значение имеет ризосфера (масса микроорганизмов вокруг корней). Корневые выделения обогащают почву около корней многочисленными соединениями (фосфор) Д.М. Хейфец, (1956) и способствуют активной деятельности бактерий И.А. Красильииков, (1957) и грибов. За пределами ризосферы содержание бактерий и грибов резко снижается. Проблема снижения почвенного плодородия в различных агроценозах стала актуальной в связи с ухудшением агрофизических свойств почвы, потерей органического вещества (Д.Г. Звягинцев,(1987). В теплицах, микроклимат которых удовлетворяет потребностям многих тропических и субтропических культур, в том числе цитрусовых, как и в плодовых садах экологическое равновесие смещено в сторону доминирующего компонента плодового растения.
Отсутствие нижнего яруса растений приводит к разрыву связей в системе растение-почва-почвенная биота. Процессы деградации почвенных ресурсов во многом зависят и от технологии выращивания цитрусовых культур, их селекционных характеристик и ряда других факторов. Переход на биоценологическис принципы возделывание биоценозов указанного типа позволит получать стабильные урожаи экологически безопасной продукции с сохранением почвенного плодородия О.В. Енкина, Н.Ф. Коробской,0996). Изучение биологической активности почвы включает исследование состава микробоценозов, количественных и качественных характеристик. Болезни садовых растений приводят к замедленному росту, частичному или полному отмиранию коры, ветвей, корней и даже к гибели всего растения. Болезни растений могут быть: паразитарного характера их вызывают грибы, бактерии, вирусы и непаразитарного, вызываемые нсблогоприятными условиями (морозом, засухой, солнечным перегревом, недостатком отдельных элементов питания в почве, механическими повреждениями и т.д., И.Л. Чекулаев,(0981). Цитрусовые поражаются многими грибными, бактериальными и вирусными болезнями. Развитие некоторых из них, в первую очередь, определяется особенностями применяемого подвое. Правильный подбор подвоев часто является главным, а в ряде случаев даже единственным средством борьбы с этими заболеваниями ;S. Morcira,(l964). Грибы являются самой большой группой растительных организмов. Их роль в природе и жизни человека очень велика. Так, грибы могут являться причиной болезней человека, животных и культурных растений. Между грибами и другими членами биотического сообщества в экосистеме складываются разнообразные связи как трофические, так и метабиотические (средством продуктов обмена веществ, выделяемых во внешнюю среду), строгое разделение между которыми у микроорганизмов, в том, числе грибов, трудно установить. Такие связи существуют у грибов с высшими растениями, животными и другими микроорганизмами (бактериями, актиномицетами и грибами) М.И. Дементева,(1985).
Технология выращивания цитрусовых на опытном участке
Одним из решающих факторов повышения экономической эффективности плодоводства следует считать повышение урожайности возделываемых культур. Интенсификация возделывания цитрусовых культур имеет свои особенности и означает концентрацию производства плодов на той же площади путем совершенствования техники, технологий, организации производства, внедрения лучших сортов, достижений науки и передового опыта. Схема размещения деревьев в оранжерее 2x2 м. Основные агротехнические мероприятия направлены, как известно, на улучшение почвенного питания растений, создание условий для более эффективной работы их корневой системы. Степень развития, характер распределения корневой системы в значительной степень определяют уровень минерального питания и водоснабжения растений, а также устойчивость к воздействиям неблагоприятных условий окружающей среды ,П.Г. Шиїт, В.П. Самсонова,(1936). Уход за деревьями состоял в обработке почвы, орошении, особенно когда температура поднималась выше 25С, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями, подкормке удобрениями, обрезке, побелке стволов и др. В теплице почва находится под черным паром. Черный пар активизирует микробиологическую деятельность, однако длительное применение его ведет к ухудшению физических свойств почв, поэтому в оранжерее ежегодно вносятся органические удобрения под каждое дерево 40 кг. Обработка почвы в оранжереях отличается от ухода за почвой в открытом фунте по срокам. Перекопку почвы и внесение удобрений производят обычно с декабря по февраль. Азот вносят в зависимости от фаз развития деревьев. В нашем опыте проводили обработку почвы на расстоянии до 50 см от штамбов на глубину до 10 см, для того чтобы не повредить значительную часть корней, а на расстоянии 100 см на глубину до 30 см. В междурядьях цитрусового сада удобрения желательно вносить в скважины на глубину более 30 см. Сроки внесения удобрений следует согласовывать с динамикой роста активных корней, а именно на январь, апрель и август.
Поливали деревья в оранжереях по мере надобности, в зависимости от времени года, погодных условий и влажности почвы. Необходимо помнить, что пересушка почвы влечёт осыпание бутонов и завязей и задерживает развитие плодов. В зимние месяцы, когда деревья находятся в периоде ростового покоя, для уменьшения влажности воздуха и предотвращения грибных заболеваний почву надо подсушивать А.И. Атаманова,(1940 и 1941). Кроны у деревьев должны быть низкие, но такие, чтобы они не мешали обработке почвы. Мы вели обрезку, удаляли усыхающие ветви, а также волчки и побеги, которые препятствуют хорошему освещению растений. Особое внимание уделяли ограничению размеров деревьев, чтобы сохранить стеклянные покрытие оранжерей. Сроки обрезки деревьев решающего значения не имеет, поскольку нет заморозков А.Д. Александров,(1947). Мы проводили обрезку деревьев в декабре после съема урожая плодов и в период вегетации по мере необходимости. Особое внимание надо обращать на борьбу с вредителями (рис. 8, 9). В оранжереях вредители развиваются в необычные сроки. Многие из них, как красный клеши к, щитовки и червецы, при повышенной температуре продолжают размножаться и в зимний период, нанося большой вред деревьям. Поэтому в оранжереях надо регулярно вести биофенологические наблюдения. Как только будет отмечено отрожденис нового поколения вредителя, следует немедленно проводить те или иные мероприятия по его уничтожению В.П. Екимов,(1959). Борьбу с различными заболеваниями деревьев цитрусовых в зимние месяцы проводят на фоне подсушивания почвы и усиленной вентиляции помещения, так как избыток влаги в воздухе и почве является основной причиной заболевания растений. Летом, когда деревья пользуются открытым воздухом, борьба с болезнями ограничивается опрыскиванием 1-процентным раствором бордоской жидкости или другими препаратами. В летний период микроклимат в оранжереях резко отличается от открытого грунта. При возделевании лимона, помпельмуса, апельсина, мандарина, и кинкана в закрытом грунте надо в совершенстве владеть методом регулирования температуры, влажности и освещения.
Овладеть ими легче, если знаешь требования растений к факторам окружающей среды. При резком изменении температуры, например, можно погубить урожай всего года в течение дня. Эта опасность возникает весной, когда при холодной, ещё непрогретой почве температура воздуха в оранжерее из-за отсутствия нормальной вентиляции будет избыточно высокой. Для регулирования температуры используют все способы вентиляции и проветривания помещения: открывают рамы, окна и двери. С момента открытия оранжереи регулировать температуру уже трудно. Но необходимые меры борьбы с перегревом надо всё же проводить. В этом случае особо эффективно постоянное сквозное проветривание помещения А.Д. Александров! 935). Основной причиной осыпания бутонов, цветков, завязей, и листьев лимона, 4, помпельмуса, апельсина, мандарина и кинкана в оранжерее является дефицит влаги в листьях. В связи с этим нельзя допускать снижения влажности воздуха, переохлаждения, пересушки, и перегрева почвы, а также обеспечивать правильный воздушный дренаж в помещении. Для предупреждения перегрева листьев, кроме притенения не обходимо орошение. Полезно также углубить зону распространения корневой системы деревьев. Последнее заметно уменьшит амплитуду колебаний температуры и влажности почвы. В зимние месяцы основной задачей также были регулирование температуры оранжереи. С повышением влажности воздуха сильнее распространяются грибные болезни цитрусовых. Чем выше температура воздуха, тем больше нарушается ход физиологических процессов и обостряется дефицит влаги в листьях. В период сильных морозов (или заморозков) температура воздуха в оранжерее не должна превышать +13-15С, так как почва в это время холодная и физиологически сухая В.А. Веляев, (1938). В 2001 году провели четыре опрыскивания: в мае, июне, июле и августе препаратами карбофос, антио. В 2002 году было тоже четыре опрыскивания, но использовали препарат 30 и антио. В 2003 году в мае, июне и июле один раз, а в августе два раза использовали сумитиои и препарат 30.
Взаимосвязь между корневой и надземной систем цитрусовых культур
Согласно исследованиям Г.И.Груздева (1966) в соответствии с развитием корневой системы идет и развитие надземной части плодовых культур. П.Г.Шитт (1958) вскрыл важные закономерности в построении крон плодовых деревьев и кустарников и он установил, что внешний облик, как растения в целом, так и отдельных его частей, складывается в результате взаимодействия наследственных свойств данного растения и условий его произрастания. Чем благоприятнее внешние условия, тем больше продолжительность жизненного цикла данного растения. Вегетативный рост оказывает большое влияние па урожай цитрусовых. Чрезмерно сильный и слабый рост снижают продуктивность деревьев. На высоту деревьев влияние оказывают и размеры теплицы, так как при обрезке, чтобысохранить стеклянное покрытие оранжерей, приходится ограничивать растения по высоте (табл. 26). Изучая размеры крон деревьев цитрусовых мы установили, что они вытянуты вдоль ряда и сужены в сторону междурядий. СП. Потанов (1963) установил наличие влияния привоя на количество корней, подвоя. С.С. Рубин (1949) указывал, что на степень ветвления корней подвоя влияет привой. В 2000 году длина кроны вдоль ряда составила 155.4 см, а поперёк ряда 139,2 см т.е. в последнем случае она была на 16.2 см меньше. Различия в размерах кроны изучаемых культур были небольшими и составляли в 2000 году вдоль ряда максимально 7 см, а поперёк ряда 9 см. Результаты математической обработки показывают, что размеры крон изучаемых цитрусовых культур существенно отличаются друг от друга (прил.4, 5). В 2000 году (табл. 27, 28) растения имеют большую высоту и кроны деревьев также были большими в плоскости ряда и меньше поперёк ряда, чем в 2001 году. Как мы отмечали выше, корни трифолиаты больше размешены в междурядьях, по сравнению с плоскостью ряда.
Ограничения параметров кроны деревьев необходимы для лучшего освещения нижней и средней частей растений, для их лучшего плодоношения. Сила роста отдельных культур оказывают влияние на их размеры, т.е. чем сильнее рост, тем больше, как правило, размеры крон. В.Н.Попов (1962) нашел, что между мощностью корневой системы и ростом надземной части деревьев наблюдается определенная взаимозависимость. В нашим опыте (табл. 28) больший объем кроны имеет лимон и помпельмус, а меньшей мандарин и апельсин, что соответствует числу выходов корней, т.е. чем больше корней тем и лучше развивается надземная часть. В нашем опыте различия в размерах деревьев вдоль ряда у цитрусовых культур были существенными а поперек ряда несущественными. Как показали результаты математической обработки апельсин, мандарин и кинкаи имели большую высоту штамбов в сравнении с лимоном и помпельмусом.
У мандарина и апельсина оказалась меньшей высота дерева в сравнении с лимоном, кинканом и помпельмусом, однако объемы крон изучаемых цитрусовых были неодинаков. Нами не выявлено наличие четкой связи между размещением ветвей и корней т.к. больше ветвей размешено в плоскости ряда, а корней больше в междурядьях сада. Число выходов корней у изучаемых культур не одинаково их больше у лимона, помпельмуса и кинкана, объемов их крон математически существенно. На рисунках (28, 29, 30) показаны объем кроны и число корней 1-лимона, 2-помпельмуса, 3-апельсина, 4-мандарина и 5-кинкана. Из этих рисунков видно, что размеры крон деревьев зависят от количества корней. У лимона больше корней и размеры крон превышают мандарин с меньшим числом корней.
Экономическая эффективность цитрусовых культур в оранжереях
В плодоводстве, как и в других отраслях сельского хозяйства, где земля является главным средством производства необходимо учитывать эффективность её использования. Поэтому при экономической оценке различных цитрусовых культур необходимо применять комплекс показателей, таких как выход продукции с единицы площади, урожайность в кг с м2 площади, стоимость валовой продукции, себестоимость, чистый доход, уровень рентабельности, производственные затраты.
В ценах 2003 года рентабельность (табл. 38) лимона, помпельмуса и кинкана Цитрусовые культуры выгодно выращивать в оранжереях т.к. рентабельность составляет 22-54%. Наиболее выгодно выращивать лимон, помпельмус и кинкан. 1. Корневая система трифолиаты лучше развивается в междурядьях, где находятся ветви меньшей длины, по сравнению с плоскостью ряда, что необходимо учитывать при использовании удобрений, орошении и обработке почвы. При обработке почвы вдоль ряда на расстоянии 50 см от стволов для того, чтобы не повредить основную массу корней, следует ограничивать глубину до 10-20 см, где залегает 11,5-18,0 % корней. Заглубление при обработке более 20 см приведет к значительному повреждению корневой системы, особенно активных т. к. в слое 20-30 см размещено 25,1-28,4 % корней. Нами не выявлено наличие четкой зависимости между размещением ветвей и корней. 2. Корни помпельмуса, лимона и апельсина, на трифолиатс проникают на большую глубину, чем при прививке мандарина. Корневая система трифолиаты лучше развивается в оранжереях Прикубанья в междурядьях чем вдоль ряда, т. к. здесь формируется больше корней (797,5 -1029,5 шт.). Следовательно, поперек ряда, т. е. в междурядьях, где находится больше корней, удобрения необходимо вносить в скважины, чтобы меньше повреждать корневую систему. По мере удаления от стволов деревьев уменьшается количество выходов корней. 3.
Кроны деревьев вытянуты вдоль ряда и образуют сплошную стену, а поперек ряда между кронами остается свободное пространство, необходимое для обработки почвы и проведения ухода за растениями. 4. Рост активных корней в течение года проходит неравномерно, волнами. Первая волна роста, самая сильная, отмечена в мае, вторая волна проходит в сентябре. В течение года корни трифолиаты слабее росли в январе. Из изучаемых культур сильнее развиваются корни при прививке лимона, а слабее при прививке мандарина за исключением сентября, когда корней меньше у помпельмуса. Удобрения в оранжереях лучше вносить в январе и под волну роста активных корней, т. е. в апреле и в августе. 5. В структурном составе корней цитрусовых преобладают тонкие активные корешки диаметром до I мм, процентное содержание которых возрастает по мере удаления от штамбов с 50 до 100 см. Самую немногочисленную фракцию составляют корни диаметром более 3 мм. При прививке на P. Trifoliata L. лимон и помпельмус имеют больше корней диаметром до I мм по сравнению с кинканом, апельсином и мандарином, и, следовательно, эти культуры могут лучше поглощать вносимые питательные вещества. 6. У всех изучаемых цитрусовых культур выявлены фибы - возбудители болезней Penicillium glaucum Fr. В корнях лимона, помпельмуса и мандарина найден гриб Bacterium Sp.
Гриб Fusarium oxysporum Schl. обнаружен только у лимона. Грибов - возбудителей болезней меньше всего выявлено у лимона (2) и кинкана (2). 7. В условиях оранжерей нами обнаружена эктотрофная микориза грибов только класса Basidiomycctcs рода Boletus и корней у всех изучаемых цитрусовых культур. В ризосфере микрофлора лимона богаче, чем у апельсина, а на контроле она беднее, чем у цитрусовых культур. Содержание актиномицетов в осенний период выше под апельсином, чем под лимоном и на контроле, а в весенний период под цитрусовыми культурами — значительно беднее, чем осенью. 8. Установлено, что чем больше цитрусовые имеют корней, тем больше у них объем кроны. В нашем опыте объем кроны лимона и помпельмуса был больше, а мандарина и апельсина - меньше. Количество корней на 1 м3 объема кроны и на 1 см площади сечения привоя и подвоя больше у помпельмуса и лимона, меньше у апельсина и мандарина.
Похожие диссертации на Корневая система цитрусовых культур в связи с обоснованием отдельных приемов агротехники в Прикубанской зоне садоводства
