Комплексная оценка садопригодности почв Тамбовской равнины на основе их устойчивости к садовой агротехнике
Покупка
Издательство:
ФЛИНТА
Автор:
Захаров Вячеслав Леонидович
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 332
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-9765-4852-7
Артикул: 781452.01.99
Монография посвящена проблеме выбора участка под закладку яблоневых промышленных насаждений. Рассматриваются традиционные подходы к оценке садопригодности почв и предлагается новая комплексная оценка с учётом устойчивости (буферности) почв к воздействию садовой агротехники. Очень подробно изучены особенности почвоутомления в яблоневых садах и влияние типа почвы северной части ЦЧР на рост, урожайность и качество плодов сортов яблони. Показаны оптимальные параметры почв Тамбовской равнины в слое 1 м для посадки яблони на семечковых и клоновых подвоях. Даны рекомендации по выбору типа почвы для закладки яблоневых садов в зависимости от силы роста подвоя.
Книга будет полезной для широкого круга специалистов, предпринимателей, а также для научных сотрудников, аспирантов и студентов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 06.04.01: Биология
- 06.04.02: Почвоведение
- 35.04.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.04.04: Агрономия
- 35.04.05: Садоводство
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В.Л. Захаров КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА САДОПРИГОДНОСТИ ПОЧВ ТАМБОВСКОЙ РАВНИНЫ НА ОСНОВЕ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ К САДОВОЙ АГРОТЕХНИКЕ Монография 2-е издание, стереотипное Москва Издательство «ФЛИНТА» 2022
УДК 631.4 ББК 40.3 З-38 Рецензенты: А.В. Дедов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры земледелия, растениеводства и защиты растений (ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I»), Л.В. Степанцова, доктор биологических наук, профессор кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии (ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет») Захаров В.Л. З-38 Комплексная оценка садопригодности почв Тамбовской равнины на основе их устойчивости к садовой агротехнике: монография / В.Л. Захаров. – 2-е изд., стер. – Москва : ФЛИНТА, 2022. – 332 с. – ISBN 978-5-9765-4852-7. – Текст : электронный. Монография посвящена проблеме выбора участка под закладку яблоневых промышленных насаждений. Рассматриваются традиционные подходы к оценке садопригодности почв и предлагается новая комплексная оценка с учётом устойчивости (буферности) почв к воздействию садовой агротехники. Очень подробно изучены особенности почвоутомления в яблоневых садах и влияние типа почвы северной части ЦЧР на рост, урожайность и качество плодов сортов яблони. Показаны оптимальные параметры почв Тамбовской равнины в слое 1 м для посадки яблони на семечковых и клоновых подвоях. Даны рекомендации по выбору типа почвы для закладки яблоневых садов в зависимости от силы роста подвоя. Книга будет полезной для широкого круга специалистов, предпри нимателей, а также для научных сотрудников, аспирантов и студентов. УДК 631.4 ББК 40.3 ISBN 978-5-9765-4852-7 © Захаров В.Л., 2022 © Издательство «ФЛИНТА», 2022
ВВЕДЕНИЕ Среди плодовых насаждений стран умеренной зоны яблоня занимает, бесспорно, первое место [37]. Это самая распространённая плодовая культура в нашей стране. Огромное разнообразие видов и сортов позволяет возделывать её почти во всех зонах нашей страны [113, 201, 202, 216]. В отдельных областях (краях) она занимает до 80% всех плодовых насаждений [141]. В мировом производстве она даёт половину продукции листопадных пород с ежегодным валовым сбором около 23 миллионов тонн. В России под яблоней занято около 2,5 миллионов гектаров, валовой сбор – 6-8 миллионов тонн [410]. Такое распространение яблони обусловлено ценностью плодов в питании человека, широким применением, достаточно хорошей транспортабельностью и лёжкостью. Между тем, человеку в сутки требуется 50 мг Р-активных веществ [119], К – 3 г, Са – 1 г, Мg – 0,3-0,5 г, Fe – 15 г [409] и йода – 0,1 мг [75], а профилактическое и лечебное действие яблок несомненно [68, 88, 357, 437, 440, 441]. Известно, что на 1 человека в год требуется 60 кг яблок (при валовом сборе 8213 тысяч тонн), однако фактически в России валовой сбор в товарных хозяйствах составлял около 585 тысяч тонн [144] и на душу населения приходилось около 4 кг отечественных плодов яблони [131]. В России расширение площадей под садами на слаборослых клоновых подвоях сдерживается недостаточной изученностью подвоев в конкретных плодовых зонах. Сокращение площадей семечковых вызвано в основном повреждениями деревьев в стрессовых погодных условиях в зимы 1968/69, 1978/79, 1984/85 и 1993/94 годов [93]. В конце прошлого столетия под садами и ягодниками в России было занято 853 тыс. га пашни, в том числе под семечковыми – 518 тыс. га, косточковыми – 189 тыс. га и ягодниками – 147 тыс. га. Это значительно меньше показателей конца 1960-х годов: семечковых осталось 53,2%, косточковых – 80% и ягодников – 63,5% [144]. Вымерзание плодоносящих садов в возрасте 12-18 лет часто является следствием неблагоприятных почвенных условий [80, 146], поскольку глубина промерзания разных почв неодинакова [389]. Малые сады (в несколько десятков гектаров), как правило, посажены без достаточно глубокого обоснования, часто в неблагоприятных почвенных условиях, без учёта особенностей сортов. Поэтому в этих садах низкая урожайность и высокая изреженность, доходящая в ряде стран до 20 и более % [377]. Оценивая почвенные условия для закладки садов, необходимо помнить, что у яблони на слаборослых подвоях по сравнению с сильнорослыми корневая система размещается более поверхностно [182] и нормально развивается при гораздо меньшей объёмной массе почвы [451].
Резюмируя вышеизложенное, следует заключить, что одним из главнейших факторов, снижающих урожайность яблок в средней полосе Российской Федерации, в том числе в Тамбовской области является эдафический. То есть отрицательное воздействие на плодовое растение идёт через почву: путём дефицита влаги и подмерзания. Вымерзание корневой системы происходит не только в зимние бесснежные периоды, но и в начале вегетации, где причиной является излишне высокая влажность почвы. Последнее обстоятельство возможно лишь при сочетании двух явлений: поверхностное залегание корней и очень низкая водопроницаемость почвы. Причина обеих явлений – уплотнение почвы, появление плужной подошвы. Это в меньшей степени, но также проявляется в передовых хозяйствах с более высоким уровнем агротехники. Последние 25-30 лет в развитии мирового садоводства показали, что наиболее продуктивным типом яблоневого сада сейчас является интенсивный на слаборослых клоновых подвоях. Урожайность их в 1,5-2 раза выше по сравнению с садами на сильнорослых подвоях. В России площадь таких садов составляет более 6 тыс. га. В Тамбовской области слаборослые сады на подвоях кафедры плодоводства МГАУ занимают 35% от общей площади [280]. В условиях прогрессирующей деградации почвенного покрова [27, 25, 211, 309], изменения климата [397, 398] и снижения продуктивности яблони актуален поиск путей поддержания почвенного плодородия в саду и оценка зависимости роста и плодоношения слаборослых деревьев яблони от разных типов почв. Однако, описанные выше проблемы садоводства возможно полностью устранить лишь изучая и понимая яблоневый сад не как организм, зависящий от окружающей среды, а как агроценоз, находящийся в неотрывном взаимовлиянии и взаимодействии с почвой, где протекают 2 противоположных процесса – почвообразование и почвоутомление. От того, как правильно и научно обоснованно выбрано место под каждый квартал зависит реализация потенциала плодовых растений. От того как долго почва сможет удовлетворять не только жизненные потребности яблони, но и садовой агротехники зависит долговечность, состояние, общий выход продукции, затраты и рентабельность сада. Поэтому садопригодность участков должна базироваться не просто на традиционном подходе, то есть выборе удобного места для роста деревьев и ведения технологии возделывания, а также на способности (своего рода буферности) различных типов почв к влиянию яблоневого агроценоза. Актуальность исследований обусловлена исключительно сильным влиянием почвенных условий на рост и плодоношение различных сортов яблони, а также её монокультурных агроценозов на агрохимические и физические свойства и плодородие почв. Такое взаимовлияние характерно и
для условий Тамбовской равнины, где оно носит специфические особенности в связи со слабой изученностью почвенного покрова, его изменением и варьированием морфологических, агрофизических, химических и водно-физических свойств почв. Данная работа призвана решить описанную научную проблему путём оценки садопригодности участков не только с позиции потребительского отношения к земле (по выходу урожая), но и учитывая трансформацию разных типов почв под влиянием садовой агротехники. Поэтому целью данной работы являтся оценка садопригодности почв по изменению их агрохимических и физических параметров и плодородия под влиянием яблоневых садов Тамбовской равнины. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи: изучить продуктивность яблоневых насаждений в зависимости от почвенных условий Тамбовской равнины, выявить степень и характер воздействия почвенных условий на физиологическое состояние и продуктивность разных сортов яблони, выявить наилучшие типы почв для сортов яблони на карликовом, полукарликовом и семечковом подвоях, установить характер воздействия яблоневого сада на свойства различных почв, оценить величину изменения свойств, бонитета и плодородия почв в садах, выявить категории, виды, степень и обратимость деградации почв, оценить роль известкования кислых почв в повышении стабильности и продуктивности яблоневого агроценоза, изучить роль систем содержания почвы в саду в сохранении и поддержании их плодородия, дать экономическую оценку возделывания сортов яблони на карликовом, полукарликовом и семечковом подвоях в зависимости от типов почв Тамбовской равнины, а также мероприятий по сохранению и поддержанию плодородия почв в яблоневых агроценозах. Научная новизна заключается том, что впервые садопригодность почв Тамбовской равнины рассматривается с позиции устойчивости их агрохимических, физических параметров и плодородия к негативному влиянию садового агроценоза. Оценка садопригодности почв проводится с позиции почвенной экологии. Детально рассматривается почвоутомление и почвообразование в садах в разрезе типов почв. Практическая ценность полученных результатов в том, что выявлены наиболее подходящие типы почв для сортов яблони на карликовом, полукарликовом и семечковом подвоях, изучено расположение корневых систем деревьев яблони на указанных подвоях в разрезе садопригодных типов почв, что позволит скорректировать глубину почвенных обработок, обозначены наиболее оптимальные агрохимические и физические параметры почвы для слаборослых яблоневых садов, показан почвовосстанавливающий эффект доступных способов поддержания плодородия почв при эксплуатации садов.
ГЛАВА 1. ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЧВЕННЫХ УСЛОВИЙ С РОСТОМ И ПРОДУКТИВНОСТЬЮ ЯБЛОНИ 1.1. Значение почвенно-климатических условий для роста и плодоношения яблони В связи с неодинаковым отношением растений к почвам, в том числе и плодовых культур целесообразна оценка садопригодности почв [242]. 1.1.1. Климатические условия Воздействие климата на яблоню общеизвестно [121, 399]. Он оказывает влияние на фотосинтез [255] и качество плодов яблони [35, 110, 445]. Продуктивность фотосинтеза яблони находится под влиянием температуры, осадков [265, 367, 371] и влажности воздуха [402]. Температура может выступать как стрессовый фактор [148], обусловливает активность корневой системы [367], её развитие [184] и отражается на качестве плодов яблони [204, 452, 453]. По М.М. Амрахову [15], для роста активных корней яблони более благоприятна температура почвы на глубине 20 см 10-200С. По мнению П.Г. Шитта и З.А. Метлицкого (1940), в более северных конкретных районах с коротким вегетативным периодом предпочтение следует отдавать более лёгким водопроницаемым почвам, а в условиях климата с продолжительным вегетационным периодом, где орошение затруднено, достаточно влагоёмкие почвы среднесуглинистого состава будут более ценными. Воздействие климатических факторов на рост яблони следует рассматривать не только в отдельности, что было сделано выше, но и в сочетании с почвенными условиями. В литературе имеются сведения о произрастании и продуктивности яблони в конкретных регионах и почвенноклиматических зонах [136, 140, 163, 208, 229, 240, 257, 258, 299, 310, 360, 375, 425, 432]. Биологическая продуктивность плодовых фитоценозов находится под постоянным воздействием почвенной среды [100, 190], которая складывается из рельефа, гидрологических условий, физических и физикохимических свойств, типа и подтипа почвы. 1.1.2. Рельеф Давно замечено, что яблоня предпочитает определённые элементы рельефа [125, 421]. Не выносит яблоня западины и понижения [284].
Наиболее подходящим местом для закладки промышленного яблоневого сада является пологий склон или почти плоская равнина (при условии её хорошей дренированности и отсутствия заморозков). Для яблоневых садов предпочтительны склоны северной, северо-восточной и восточной экспозиции с глубиной грунтовых вод не ближе 2,5-3 м [351]. В Беларуси для яблони предпочтительны юго-западные, западные и южные пологие склоны. Лучшими являются средние и нижние части склонов крутизной 1-3о [313]. Лучшими местами для яблоневых садов в Приволжской и лесостепных зонах Заволжья являются пологие склоны (до 8о, предпочтительно западной, северо-западной и северной экспозиций), размещённые на водоразделах и высоких коренных берегах рек. Благоприятными местами в Приволжской зоне являются и древневолжские террасы, особенно более высокие (рисская и миндельская) с отметками более 50-60 м над уровнем моря, при условии хорошей защиты ажурно-продуваемыми лесополосами. Закладку садов здесь на склонах южной, юго-западной и юго-восточной экспозиции следует избегать [330]. В южных районах России, а также в Нижнем Поволжье более благоприятными считаются северные и северозападные, а в более северных областях средней полосы России и в Нечернозёмной зоне – южные и юго-восточные склоны [317]. В.Х. и К.Х. Ибрагимовыми (1997) установлено, что с увеличением высоты над уровнем моря происходит запаздывание сроков прохождения фенофаз, торможение ростовых процессов и снижение продуктивности яблони. На участках, расположенных на высоте 200 м над уровнем моря, опасность действия туманов (препятствуют лёту пчёл и благоприятствуют развитию грибных болезней, поражающих цветки и молодую завязь) уменьшается [317]. На юге Украины критическими параметрами неблагоприятных свойств почв для яблони считаются величины, при которых 70% деревьев растёт хорошо, а 30% – удовлетворительно и плохо: урожайность в 2 раза меньше, чем у хороших деревьев. На склонах крутизной до 10о непременным условием пригодности почв под яблоневые сады является залегание плотных горных пород не выше 3 м от поверхности, наличие гумусового горизонта и общая мощность рыхлого слоя не менее 120 см. Допустимое содержание почвенного скелета в слое 0-50 см для яблони составляет 25%. Чем меньше щебенчатость почв, тем выше их влагоёмкость, содержание азота, фосфора и калия. Критическое содержание поглощённого натрия в почве юга Украины для яблони на всех подвоях 10%. Для корней яблони привитой на дикой лесной яблоне минерализация грунтовых вод более 5-7 г/л токсична. В этом регионе при однородном по профилю гранулометрическом составе оценка садопригодности почв проводится по их
плотности. Для оценки слоистых почв необходим учёт их гранулометрического состава на глубину 2 м, а также знание архитектоники и мощности средне- и тяжелосуглинистых слоёв. Если гранулометрический состав тяжелосуглинистых почв до глубины 1 м не изменяется на более лёгкий, то они непригодны для яблони. Критическими параметрами тяжелосуглинистых слоёв считается мощность каждого в отдельности менее 30 см, а в сумме – менее 40 см в 2-метровом профиле. Если тяжёлые по гранулометрическому составу слои распределены по профилю равномерно и преобладают средне- и тяжелосуглинистые, то критическая мощность суглинистых и легкосуглинистых прослоек – 74 см, а их залегание должно быть не ниже 60 см от поверхности. При лёгком механическом составе слоя почв или тяжелосуглинистого механического состава более 30 см оценку садопригодности земель проводят на основе критических параметров глубины залегания плотных почвообразующих пород. Плотность почвы для яблони в слое 0-60 см не должна превышать 1,45 г/см3 и в минимально допустимом корнеобитаемом слое – не более 1,5. Когда рН карбонатных почв не выше 8,2, а карбонаты представлены СаСО3, то содержание извести в слое 0-80 см для яблони на всех сравнительно слабохлорозоустойчивых подвоях не должно превышать 30 % от абсолютно сухой почвы. Критические параметры содержания карбонатов кальция глубже 80 см будет на 1/5 выше. При допустимом количестве карбонатов критическая мощность гумусового горизонта составляет 70 см. При содержании солей 0-0,5 мг-экв/100 г почвы она является пригодной для яблони, при 1,5-2,5 – ограниченно пригодной и при 2,5 и более непригодной. Содержание гумуса в этом горизонте должно быть не менее 2% [219]. На тяжелосуглинистых чернозёмах выщелоченных, луговочернозёмных и чернозёмно-луговых почвах ВНИИС им. И.В. Мичурина Тамбовской области глубина залегания скелетных и обрастающих корней яблони зависела от рельефа: на микроложбинах водосборов ложбин большая часть корней толще 2 мм располагалась до глубины горизонтов ВС и С (88-94 см), в руслах микроложбин до горизонтов В2 (67-73 см), а в руслах макроложбин до горизонта В1 (35-40 см). Гибель яблонь в руслах микроложбин зафиксирована на 5-6 год после посадки саженцев в сад и уже на 2-4 год в макроложбинах [283]. 1.1.3. Грунтовые воды Известно, что грунтовые воды препятствуют проникновению корневой системы в глубь почвы [433]. Соприкасаясь с поверхностью воды, корневая система яблони перестаёт нормально функционировать, постепенно отмирает и дерево гибнет [313]. Между тем, основная масса корней
яблони в зоне проекции кроны располагается на глубине от 25 до 80 см, а вертикальные – проникают в отдельных случаях на глубину до 20 м [113]. Основная масса корней яблони на слаборослых подвоях занимает слой почвы 20-50 см, а вертикальные опускаются до глубины 4-5,5 м [157]. По Ю.В. Крысанову [181], вертикальные корни яблони на слаборослых подвоях на чернозёмах выщелоченных Тамбовской области проникают в глубь почвы до 4 м. Поэтому яблоня чувствительна к глубине залегания грунтовых вод [420]. Это отражается, в частности, на корневой системе, водном режиме листьев и качестве плодов. Корни яблони способны выносить затопление корнеобитаемого слоя проточными грунтовыми водами в течение 5-6 недель. Летом они меньше страдают от переувлажнения, чем весной, до формирования листьев. Застойные грунтовые воды вызывают отравление и последующую гибель корней [184]. Особенно опасно затопление корнеобитаемого слоя в начале лета, когда идёт активный рост корней и побегов [313]. Угнетающее действие грнтовых вод на корни яблони усугубляется наличием в воде солей [45]. Некоторые учёные считали, что яблоня способна выносить уровень грунтовых вод до 0,7 м от поверхности почвы [113]. Многие авторы утверждали, что для нормального развития корневой системы яблони требуется глубина грунтовых вод не выше 2-2,5 м [38, 358, 410, 421]. С.С. Рубин (1983) считал, что оптимальная глубина залегания грунтовых вод для яблони на песчаных почвах составляет 2-2,5 м, а на супесчаных – 2-5 м. В условиях юго-восточной Степи Украины наиболее благоприятными для закладки яблоневых садов являются почвы с уровнем минерализованных грунтовых вод ниже 2-2,5 м и уровнем пресных грунтовых вод ниже 1,5 м [355]. В Беларуси пригодны участки для яблони с уровнем грунтовых вод не ближе 1,5-2 м к поверхности почвы [313]. На юге Украины для легко- и тяжелосуглинистых почв критическим уровнем залегания пресных грунтовых вод для яблони на всех подвоях считается 1,5 м. Причём, если почвы более лёгкие, то критический уровень на 10-15% меньше, а при наличии в почвах среднеглинистых слоёв допустимые уровни повышаются на 15-20%. Указанные критические уровни даны для самого засушливого периода года, когда грунтовые воды залегают наиболее глубоко. Весной при более высоком уровне грунтовых вод критические величины уменьшаются по сравнению с указанными на 50-60 см [219]. Однозначно ответить на вопрос о допустимом уровне грунтовых вод для яблони непросто. При уровне 1-3 м деревья могут быть как в хорошем, так и в угнетённом состоянии или полностью выпадать. Если грунтовые воды пресные, но не содержат кислорода, то есть застойные, то деревья угнетаются. Если грунтовые воды минерализованы, имеет значение
степень минерализации, состав солей, глубина залегания. При залегании вод выше 1 м, независимо от химического состава и свойств, деревья плохо растут, за исключением почв песчаного гранулометрического состава. Грунтовые воды, залегающие глубже 3,5 м, оказывают очень слабое влияние на рост и плодоношение яблони. Если воды пресные, то для яблони допустима глубина их залегания 1,5-2 м, а минерализованные грунтовые воды (в засушливых регионах страны) должны залегать глубже [132]. Уровень незасолённых грунтовых вод должен быть не выше 2 м, а засолённых хлористыми и сернокислыми солями – ниже 3,5 м [317]. Допустимый уровень грунтовых вод для яблони зависит от гранулометрического состава почвы. В условиях Краснодарского края уровень грунтовых вод застойного характера для яблони здесь не должен превышать 2,5 м при глинистом, 1,8 м при тяжелосуглинистом и 1,5 м при песчаном гранулометрическом составе почвы [245]. На юге Украины чем тяжелее гранулометрический состав почвы, тем грунтовые воды более застойные и, поэтому меньше содержится кислорода в почвенном воздухе; при содержании кислорода в почвенном воздухе 0,1-0,3% корни яблони только сохраняют жизнеспособность, но не растут; при 5-10% О2 растут кончики корней; при 10-12% корни начинают поглощать воду и только при 12% образуются новые корни. Чем меньше минерализация, тем выше допустимый уровень грунтовых вод для яблони [219]. 1.1.4. Влажность почвы Яблоня наиболее требовательна из плодовых к почвенной влаге [38]. Продуктивность фотосинтеза яблони зависит не только от сорта, но и от наличия влаги в почве [371]. Влияние влагообеспеченности почвенной среды на деревья яблони бесспорно [148]. Влажность почвы во многом определяет размещение корней яблони [374], их активность [292], транспирацию, оводнённость листьев, их водоудерживаюжую способность, водный дефицит листьев, время и процент полезного цветения [426]. В исследованиях И.А. Муромцева (1969) рост корней и надземных частей начинал замедляться при постепенном нарастании засушливых условий за 7-11 суток до начала увядания листьев. Поглощающие корни чувствительнее к недостатку влаги, чем проводящие: при длительной засухе они прекращали рост за 1-3 суток до начала увядания листьев. Прекращение роста этих корней сопровождается быстрой их суберинизацией, и вслед за этим одновременно начинается увядание листьев. При недостатке влаги в почве возрастает отношение веса корней яблони к весу надземной части [96].