Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности садоводства в условиях склонового ландшафта 7
1.1. Состояние горного садоводства 7
1.2. Перспективы развития ландшафтного садоводства 17
2. Условия проведения исследований, объекты и методики 21
2.1. Рельеф и почвенные условия 21
2.2. Климатические условия 23
2.3. Объекты и методики исследований 28
3. Результаты исследований 39
3.1. Структура ландшафта территории КСП «Светлогорское» 39
3.2. Свойства почв в ландшафтах склонов в условиях хозяйства 51
3.3. Основные принципы и методы формирования мелиоративного ландшафта в условиях склонов с участием плодовых культур 58
3.4. Микроклимат склоновых ландшафтов 65
3.5. Продуктивность яблони на склоновых землях агроландшафтов 76
3.5.1. Влияние ориентации и вертикальной зональности склонов на рост и продуктивность яблони 76
3.5.1.1. Особенности роста 76
3.5.1.2. Урожайность и качество плодов 89
3.5.2. Продуктивность яблони на северо-западных склонах 99
3.5.2.1. Особенности роста 100
3.5.2.2. Особенности плодоношения 108
4. Экономическая эффективность 115
Выводы 119
Рекомендации производству 122
Список использованной литературы 124
Приложение 143
- Перспективы развития ландшафтного садоводства
- Климатические условия
- Свойства почв в ландшафтах склонов в условиях хозяйства
- Влияние ориентации и вертикальной зональности склонов на рост и продуктивность яблони
Введение к работе
Садоводство - одна из основных отраслей сельского хозяйства Российской Федерации. Развитие этой отрасли неразрывно связано с увеличением среднегодового производства плодов и обеспечения населения витаминизированными продуктами питания.
Фрукты - незаменимый продукт питания. Они способствуют профилактике заболеваний, обладают лечебными и диетическими свойствами. Поэтому садоводству уделяется большое и постоянное внимание.
Промышленное садоводство, как равнинное, так и на склонах, получило широкое распространение в Российской Федерации. Плодовые насаждения на склонах при надлежащем уходе дают высокие урожаи, среди которых культура яблони занимает доминирующее положение.
Крупнейшим производителем плодов является Краснодарский край. На его долю приходится около 14 % сбора плодов и ягод по Российской Федерации. Однако в настоящее время состояние отрасли оценивается, как сложное. Природные катаклизмы в климате, резкий упадок экономики привели к заметному уменьшению площадей, а так же снижению валового производства плодов.
Создание новых и повышение продуктивности существующих садов на склоновых землях, внедрение передовых технологий ухода за насаждениями, замена старых малопродуктивных новыми интенсивными насаждениями, внесет заметный вклад в увеличение производства высококачественных плодов.
В целом перспективы реконструкции садоводства в Российской Федерации на склоновом рельефе большие. Прежде всего, его необходимо развивать в зонах с наиболее оптимальными почвеннс— климатическими условиями. Здесь целесообразно осваивать склоновые земли на строгой научной основе и достаточной технической ба-
зе. В первую очередь подлежат освоению склоны, не требующие больших капитальных затрат в районах с благоприятными природными условиями и наличием в достаточной степени трудовых резервов.
С развитием интенсивного садоводства, основанного на уплотненном размещении плодовых деревьев на единице площади ландшафтной системы плодоводства, введении в промышленные сады новых сортов и подвоев, требуются дополнительные исследования их в новых условиях выращивания, изучения соответствия ритма и развития жизни растений почвенным и климатическим условиям агроландшафта.
При сложном рельефе, разной ориентации и крутизне склонов относительно сторон света, в склоновых агроландшафтах предгорий создаются зоны и микрозоны, резко отличающиеся климатическими условиями, которые могут оказывать существенное влияние на продуктивность и долговечность деревьев.
На изучение продуктивности яблони в агроландшафтах предгорий направлена данная работа; исследования проводились в 2001-2004 годах на склонах Западного Предкавказья, где климатические условия оптимальны для садоводства, что подтверждает полувековой период становления и развития КСП «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края. Работа выполнена в соответствии с планом НИР СКЗНИИСиВ, номер государственной регистрации 01200309465.
Цель работы - выявить зависимости, определяющие продуктивность яблони в условиях агроландшафтов предгорий Западного Предкавказья.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
- изучить особенности структуры ландшафта склонов и разработать методику ее оценки для закладки садов;
изучить особенности климата на основных типах склонов;
выявить особенности роста и продуктивности деревьев в разных садовых агроландшафтах;
дать экономическую оценку выращивания яблони в условиях склонов.
*' Научная новизна работы. Впервые в предгорной зоне Крас-
нодарского края
- уточнены методические приемы оценки территории для
конкретного хозяйства с учетом требований агроланд
шафтного земледелия;
- определены составляющие территории на ландшафтном
^ уровне применительно к садоводству;
определены элементы и параметры показателей климатических условий склонов под плодовыми насаждениями;
- определены количественные показатели прироста деревь
ев яблони за 34-40-летний период в условиях разных
склоновых агроландшафтов.
Практическая значимость работы. Составлена дифференцированная схема потенциальной продуктивности территории хозяйства с вертикальным и горизонтальным расчленением ландшафта, выделены все типы, подтипы и разновидности почв по каждому отдельному участку. Определены составляющие территории хозяйства с почвами агроландшафтного земледелия применительно к садоводству. Составлена графическая модель экосистемы с участием сада в условиях элементарного ландшафта.
Основные положения, выносимые на защиту:
Результаты оценки территории склонов на ландшафтной основе для размещения яблони.
Особенности элементов климата склонов разных экспози-
ции.
Размещение яблони на склонах с учетом факторов внешней среды.
Методы оценки роста деревьев и урожайность насаждений яблони на склонах.
1. ОСОБЕННОСТИ САДОВОДСТВА В УСЛОВИЯХ СКЛОНОВОГО ЛАНДШАФТА
Перспективы развития ландшафтного садоводства
Многолетний опыт ведения садоводства на склонах показал, что во многих случаях здесь к настоящему времени сформировался ущербный ландшафт, в котором создавались новые экологические ниши, которые заполнялись сорняками, фитопатогенами и насекомыми - вредителями (Шомахов, 2001). В результате интенсивного использования и негативного антропогенного воздействия на ландшафт значительная часть угодий трансформировалась из лучших в худшие, или в так называемые «бросовые земли», непригодные для сельскохозяйственного использования.
Главной причиной такого положения, по мнению автора, является шаблонный подход к проектированию, освоению склонов и их эксплуатации без достаточного учета природных особенностей горных склонов и наличия материально-технических, экономических и финансовых возможностей конкретных хозяйств. Горное садоводство, по его мнению, необходимо рассматривать как единую, целостную биотехническую систему, обеспечивающую нормальное протекание естественных процессов и круговорота веществ на землях горных и предгорных территорий, что дает воз- можность полностью использовать генетический потенциал возделы- ваемых на них плодовых культур. При этом основная цель при но- вом подходе к проблеме - получение оптимальной урожайности при максимально сбалансированном использовании естественного ресурсного потенциала местности без нанесения ущерба окружающей среде. Это мнение можно считать генеральным в оценке состояния горного садоводства и путях совершенствования отрасли. Аналогичное положение отмечается и в растениеводстве страны вообще. Академик А.А. Жученко (2000) считает, что «в стране недостаточная фундаментальная база и естественнонаучная обоснованность развития сельского хозяйства в XX столетии, низкая их востребованность в системе преимущественно химико-техногенной интенсификации сельскохозяйственного производства. Это главные причины его глобального кризиса на рубеже XX и XXI веков. Базируясь на использовании широкого комплекса достижений современной науки, адаптивная стратегия ставит своей главной целью превратить растениеводство, основанное на все возрастающем использовании неисчерпаемых ресурсов в подлинную «индустрию жизни», позволяющую удовлетворять потребности человечества в продуктах питания и сырье для промышленности благодаря неограниченной возможности Природы и ее законов».
Таким образом, принципиальные различия между стратегиями интенсификации растениеводства и АПК связаны с отношением к использованию исчерпаемых и неисчерпаемых мировых ресурсов и сохранения экологического равновесия биосферы (Жученко, 2000). Решение этой проблемы идет путем перехода на ландшафтное земледелие. Генеральным направлением развития ландшафтного земледелия является интенсификация продукционных процессов фитокомпонента агроландшафтов при одновременной мелиорации самого фитокомпонента (генетическое и технологическое совершен- ствование растений и фитоценозов), а также почв и климата (Лыков, 1997). Основное свойство ландшафтных систем земледелия, по мнению Н. Г. Ковалева и др. (1999), многовариантность, позволяющая максимально полно учитывать характер окружающей среды. В за-висимости от существующей специализации отрасли их следует существенно уточнять на макро-, мезо- и микроуровне, для более полного использования лимитирующих производство природных факторов. По данным имеющегося опыта мелиорации ландшафтов A.M. Степанов, А.В. Комаров (2001), разработали классическую схе му решения задач мелиорации ландшафтов, которая включает сле дующие этапы: - выбор критериев оптимизации мелиоративного режима; - характеристика переменных ландшафтного режима; д - выделение элементов системы и процессов, определяющих мелиоративный режим; - определение качественно-количественных связей между элементами; - прогноз составляющих мелиоративного баланса. Из выше сказанного следует, что восстановление плодородия земель и их эффективное использование требует проведения их ландшафтной типизации. В равнинных условиях достаточно четко проходят границы ландшафтов, а в горных условиях эта работа значительно затруднена в связи с наличием склонов, их характером и ориентацией.
Климатические условия
Многолетний опыт ведения садоводства на склонах показал, что во многих случаях здесь к настоящему времени сформировался ущербный ландшафт, в котором создавались новые экологические ниши, которые заполнялись сорняками, фитопатогенами и насекомыми - вредителями (Шомахов, 2001). В результате интенсивного использования и негативного антропогенного воздействия на ландшафт значительная часть угодий трансформировалась из лучших в худшие, или в так называемые «бросовые земли», непригодные для сельскохозяйственного использования.
Главной причиной такого положения, по мнению автора, является шаблонный подход к проектированию, освоению склонов и их эксплуатации без достаточного учета природных особенностей горных склонов и наличия материально-технических, экономических и финансовых возможностей конкретных хозяйств. Горное садоводство, по его мнению, необходимо рассматривать как единую, целостную биотехническую систему, обеспечивающую нормальное протекание естественных процессов и круговорота веществ на землях горных и предгорных территорий, что дает воз- можность полностью использовать генетический потенциал возделы- ваемых на них плодовых культур. При этом основная цель при но- вом подходе к проблеме - получение оптимальной урожайности при максимально сбалансированном использовании естественного ресурсного потенциала местности без нанесения ущерба окружающей среде. Это мнение можно считать генеральным в оценке состояния горного садоводства и путях совершенствования отрасли. Аналогичное положение отмечается и в растениеводстве страны вообще. Академик А.А. Жученко (2000) считает, что «в стране недостаточная фундаментальная база и естественнонаучная обоснованность развития сельского хозяйства в XX столетии, низкая их востребованность в системе преимущественно химико-техногенной интенсификации сельскохозяйственного производства. Это главные причины его глобального кризиса на рубеже XX и XXI веков. Базируясь на использовании широкого комплекса достижений современной науки, адаптивная стратегия ставит своей главной целью превратить растениеводство, основанное на все возрастающем использовании неисчерпаемых ресурсов в подлинную «индустрию жизни», позволяющую удовлетворять потребности человечества в продуктах питания и сырье для промышленности благодаря неограниченной возможности Природы и ее законов».
Таким образом, принципиальные различия между стратегиями интенсификации растениеводства и АПК связаны с отношением к использованию исчерпаемых и неисчерпаемых мировых ресурсов и сохранения экологического равновесия биосферы (Жученко, 2000). Решение этой проблемы идет путем перехода на ландшафтное земледелие. Генеральным направлением развития ландшафтного земледелия является интенсификация продукционных процессов фитокомпонента агроландшафтов при одновременной мелиорации самого фитокомпонента (генетическое и технологическое совершен- ствование растений и фитоценозов), а также почв и климата (Лыков, 1997). Основное свойство ландшафтных систем земледелия, по мнению Н. Г. Ковалева и др. (1999), многовариантность, позволяющая максимально полно учитывать характер окружающей среды. В за-висимости от существующей специализации отрасли их следует существенно уточнять на макро-, мезо- и микроуровне, для более полного использования лимитирующих производство природных факторов. По данным имеющегося опыта мелиорации ландшафтов A.M. Степанов, А.В. Комаров (2001), разработали классическую схе му решения задач мелиорации ландшафтов, которая включает сле дующие этапы: - выбор критериев оптимизации мелиоративного режима; - характеристика переменных ландшафтного режима; д - выделение элементов системы и процессов, определяющих мелиоративный режим; - определение качественно-количественных связей между элементами; - прогноз составляющих мелиоративного баланса. Из выше сказанного следует, что восстановление плодородия земель и их эффективное использование требует проведения их ландшафтной типизации. В равнинных условиях достаточно четко проходят границы ландшафтов, а в горных условиях эта работа значительно затруднена в связи с наличием склонов, их характером и ориентацией.
Свойства почв в ландшафтах склонов в условиях хозяйства
Известно, что определяющую роль в формировании почв отво дится ландшафту. Изучались свойства почв на пяти ландшафтах. Рассмотрим некоторые особенности сложения почв основных ландшафтов на территории хозяйства по данным наших обследований (табл. 6). Участок 1. 1. Местность - очень пологие и покатые склоны, почвы серые лесные, глинистые, плантажированные. 1.1. Урочище - склон - западный, 1-5. 1.2. Подурочище 1.2.1. Содержание гумуса в почве на плоской вершине склона изменяется от 2,75 в слое 0-20 см до 1,0 % в слое до 100 см. Содержание подвижного фосфора соответственно 2,3 и 0,1мг в 100 г почвы. Содержание обменного калия, соответственно 14,5 и 3,1 мг в 100 г почвы. Реакция почвенной среды соответственно 5,9-5,6. 1.2.2. На этом же участке, но в средней части содержание гу муса низкое и составило в гумусировании 2,0 %, в слое 0-18 см и 2,4 % в слое 25-35 см. Содержание подвижного фосфора соответственно 1,5 и 1,1 мг в 100 г почвы. 1.3. Фации (элементарный ландшафт) - важным определяющим садопригодности земель является гранулометрический состав почвы, плотность ее сложения и мощность рыхлого слоя (корнеоби-таемого слоя). В конкретном примере при глинистом гранулометрическом со ставе мощность рыхлого слоя на вершине склона 100 см, на склоне около 80 см.
Согласно рекомендациям С.Ф. Неговелова (1970) и Г.Н. Терень-ко (2001), верхнюю часть склона для получения высоких урожаев следует использовать под яблоню зимних сортов, а на склоне, где почвы бедные, следует разместить алычу или сливу. Эти культуры дадут здесь максимальные урожаи. Посадка деревьев рекомендуется контурная. Участок 2. 2. Местность - пологие и слабопокатые склоны. Почвы светлосерые лесные слабосреднесмытые. 2.1. Урочище - склон, восточный, углы наклона - 1-3; 5-7. 2.2.1. Подурочище - в верхней части склона (водоразделе) со держание гумуса в верхнем 0-20 см - 1,7 %, на глубине 50-60 см - 0,7 %. Наличие подвижного фосфора соответственно 3,5 и 10,1 мг в 100 г почвы. Обменного калия соответственно 13,4 и 17,1 мг в 100 г почвы. Реакция почвенной среды 5,4-5,7. 2.2.2. В нижней части склона - в верхнем 0-16 см гумуса со держится - 0,4 % на глубине 36-40 см - 0,3 %. Содержание подвижного фосфора соответственно - 1,4 и 0,6 мг в 100 г почвы. Содержание обменного калия соответственно - 3,3-2,4 мг в 100 г почвы. Реакция среды соответственно - 4,0-4,4. 2.3. Фации - почвы имеют глинистый гранулометрический состав.
Объемная масса 1,30-1,40 г/см3. Мощность рыхлого слоя составляет в верхней части 0-60 см, в нижней - 0-40 см. Согласно рекомендациям, верхняя часть (подурочище 2.2.1.) пригодна под посадку сливы, алычи, нижняя часть склона (подуро чище 2.2.2.) не пригодна под сады из-за низкой реакции почвенной среды. В качестве мелиоранта необходимо внести известь для под нятия рН почвы. Посадка деревьев рекомендуется контурная. Участок 3. 3. Местность - плоские вершины увалов, покатые склоны, почвы серые лесостепные остаточнс—карбонатные. 3.1. Урочище - склон, западный, уклоны склонов 10-15. 3.2. Подурочище. 3.2.1. Верхняя часть увала содержание гумуса в слое 0-20 см - 2,1, на глубине 116-126 - 0,8 %. Содержание подвижного фосфора соответственно - 0,1-0,05 мг в 100 г почвы. Наличие обменного калия соответственно - 25 и 10 мг в 100 г почвы. Реакция почвенной среды - 5,5-8,2. Объемная масса, соответственно 1,28 и 1,48 г/ см3. 3.2.2. Средняя часть склона. Содержание гумуса в слое 0-15 см - 3,0 %, на глубине 65 см -2,7 %. Содержание подвижного фосфора, соответственно 2,1 и 1,5 мг в 100 г почвы. Содержание обменного калия -26,4и 10,8 мг в 100 г почвы. Реакция почвенной среды, соответственно 7,3 и 8,0. Фации: почвы имеют легкоглинистый гранулометрический состав. Объемная масса - 1,25 и 1,38 г/см3. Согласно рекомендациям этот склон можно использовать под яблоню зимних сортов как верхнюю, так и нижнюю часть склона. Участок 4. 4. Местность - склоны очень пологие, пологие и покатые. Почвы дерново-карбонатные типичные среднегумусные мощные, средне- и маломощные. 4.1. Урочище - склон - западный, уклоны 1-7. 4.2. Подурочище 4.2.1.Верхняя пологая часть склона характеризуется содержанием гумуса в слое 0-20 см - 3,6 %, на глубине 70-80 - 1,2 %. Количество подвижного фосфора соответственно - 1,6 и 0,7 мг в 100 г почвы. Количество обменного калия соответственно - 31,1 и 19,6 мг в 100 г почвы. Реакция почвенной среды 7,9-8,2. Объемная масса 1,25-47 г/см3. 4.2.2. Средняя часть склона очень пологая. Содержание гумуса в слое 0-15 см - 3,0 %, на глубине 50-60 см - 1,5 %. Содержание подвижного фосфора соответственно - 1,4 и 0,8 мг в 100 г почвы, обменного калия соответственно - 29,1 и 23,1. Реакция почвенной среды, соответственно - 8,0-8,4. Фации. Почвы тяжелосуглинистый гранулометрический состав. Объемная масса почвы 1,25-1,47 г/см3. Верхнюю часть можно использовать под грушу, яблоню летних сортов, нижнюю часть - сливу, алычу.
Влияние ориентации и вертикальной зональности склонов на рост и продуктивность яблони
С развитием агроландшафтного садоводства первостепенное значение приобретает вопрос изучения особенностей роста деревьев на протяжении всего жизненного цикла, определяемого сроками амортизации насаждения. Выбранный нами способ определения ростовых процессов по интенсивности ежегодного нарастания годичных колец, от посадки растения, позволил выявить некоторый ритм роста деревьев в различных условиях выращивания. Изучение было проведено на резко контрастных участках: вершина водораздела на высоте 187 м над уровнем моря, склоны восточной и западной экспозиций на высоте 170 м, основание северного склона на высоте 60 м. Почвы серые лесостепные остаточно-карбонатные, объемная масса 1,24-1,48 г/см3. Мощность рыхлого слоя соответственно 60-90 см. На 6 поперечных срезах стволов в зоне штамба у 34-летних деревьев сорта Джонатан, в каждом варианте проведен анализ площадей годичных колец с учетом ориентации их к сторонам света (рис. 19). Особенности роста деревьев на протяжении жизненного цикла, произрастающих в различных условиях, показаны на рис. 20-23, отражающих прирост штамба ежегодный и по скользящим средним за 4 года. Характер кривых (рис. 20), отображающих особенности роста деревьев яблони в связи с вертикальной зональностью агроланд-шафтов, свидетельствует о том, что в нижней части склона и на вершине водораздела просматриваются три волны активизации ростовых процессов, свойственных возрастным периодам, выделенным Г.Г. Шитом, и характеризующих этапы роста и плодоношения деревьев.
Однако наиболее интенсивный рост наблюдался у растений, произрастающих у основания склона. Уже в первые годы после посадки и до 14-летнего возраста ежегодный годичный прирост у них был значительно больше, чем у деревьев на вершине водораздела. Отставание во времени по идентичным показателям годичного прироста у деревьев сравниваемых вариантов в этот же период составило 5-6 лет. у деревьев на водоразделе величина этого показателя наблюдалась только на 15-й год. С 14 до 17 лет годичные приросты штамбов в обоих вариантах выравнивались, а затем на протяжении второй половины жизненного цикла вновь становились ниже у деревьев на водоразделе. Резкое снижение годичного прироста у деревьев, расположенных у основания склона в 9-10-летнем, а на вершине водораздела - в 11-12-летнем возрасте можно, очевидно, связать с началом плодоношения. Отмечен различный характер роста деревьев на склонах восточной и западной экспозиций (рис. 23). До 5-6-летнего возраста на восточном и западном склонах деревья растут примерно одинаково. Однако уже с 7 лет ежегодный прирост штамба у деревьев на восточном склоне начинает отставать по времени на 2-3 года от деревьев западного склона, и это продолжается до 18 лет, после чего более активный рост наблюдается уже на восточном склоне.
С чем это связано, нам установить не удалось. Некоторое снижение активного роста у деревьев с 7-8-летнего возраста на восточном склоне, по нашему предположению, может быть связано с микроклиматом, закладкой цветковых почек и с на- чалом плодоношения. На западном склоне у деревьев до 10-летнего возраста наблюдался активный рост, затем - его спад, также очевидно связанный с наступлением плодоношения, и вновь усиление до максимума в 14-17 лет. Резкие подъемы и спады годичных приростов могут характе- ризовать выраженную периодичность плодоношения. В процессе исследований было замечено, что в формировании годичных колец наблюдалась асимметрия. У деревьев на восточном склоне суммарная ширина колец с западной стороны была в среднем на 8,4 % больше, чем с восточной; на западном склоне с восточной стороны соответственно на 8,6 % больше, чем с западной. Раз- мах варьирования находился в пределах от 2,2 до 12, у отдельных деревьев до 20,3 %. В условиях сравнительно ровного рельефа основания склона и вершины водораздела суммарная ширина колец была на 7,0-9,5 % больше с западной стороны деревьев. Формированию годичных колец соответствовало формирование ц габитуса деревьев, произрастающих в разных условиях (табл. 14). На восточном склоне наиболее мощные ветви развивались с западной стороны крон, а на западном - с восточной. Эта тенденция отмечена как у деревьев Джонатана, так и у более сильнорослого Кальвиля снежного. Различия в асимметрии могут достигать соотношения 2:3-3,5 (рис. 24, 25). Крона при этом как бы вытягивается к вершине водораздела. Высота дерева при чашеобразной кроне, от почвы до верхней границы ветвей, при этом достигает 3,5-3,8 м.
