Оценка влияния агрометеорологических факторов влажных субтропиков России на урожай сортов персика методом математического моделирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур»

Оценка влияния агрометеорологических факторов влажных субтропиков России на урожай сортов персика методом математического моделирования

Беседина Тина Давидовна

д. с.-х. н

Смагин Николай Егорович

к. с.-х. н.

Добежина Светлана Владимировна

к. б. н.

Промышленное производство персика в 18 странах (Китай, ЕС-27, США, Турция, Аргентина, Бразилия и т.д.), достигшее в 2014 году 19,9 млн.т., обусловлено качествами его плодов, широким использованием как в свежем виде, так и в переработке. Скороплодность культуры позволяет за короткий период окупить затраты на закладку сада, что достаточно важно в условиях бездотационного сельскохозяйственного производства.

Многолетнее изучение культуры с помощью геоинформационных систем анализа ресурсов среды в Краснодарском и Ставропольских краях, а также на Северном Кавказе показало, что по сумме показателей на 75 % пригодны отдельные микрозоны Черноморской плодовой зоны [3,4]. Большинство земель ограниченно пригодны для культивирования персика. Лимитирующим фактором в основном является температура в зимний и поздне-весенний периоды.

В условиях влажных субтропиков России большинству изучаемых сортов недостает «определенного количества» пониженных температур в зимний период [2, 5, 7, 8].

Для интенсификации производства плодов персика и оптимального размещения культуры на агротерриториях поставлена цель: установить фактор лимитирующий продуктивность сортов во влажных субтропиках в количественном и временном значении.

Методика исследований.

Объектами изучения служили сорта персика коллекции ФГБНУ «ВНИИ цветоводства и субтропических культур». Года посадки 1994 и 1996, подвой АП-1, схема посадки 5 х 3 м.

Сорта сверхраннего срока созревания: Харбинджер, Майфловер, Сприн Голд, Мадлен Пуйе.

Ранние сорта: Саммерсет, Майнред, Коллинз, Старк Эрли Глоу, Украинский, Кардинал, Мария Серена, Янги.

Среднеспелые сорта: Редхавен, Кандидатский, Память Симиренко, Лоадел.

Сорта позднего срока созревания: Ветеран, Восток-3, Золотистый, Рот-Фронт, А. Чехов, Бэбиголд 5.

Учеты и наблюдения проведены в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур», 1999 г.

Оценка влияния агроклиматических условий влажных субтропиков на продуктивность сортов персика состояла в следующем:

1. проведении фенологических наблюдений в «критические» периоды онтогенеза;

2. определении степени влияния факторов погодных условий на величину урожая сортов в многолетнем цикле развития плодоносящего сада;

3. изучении влияния «единиц охлаждения» на урожай сортов персика в количественном и временном значении;

4. определении наиболее адаптивных сортов к условиям субтропиков на основе количественных моделей «урожай-погода».

Для живых организмов, в том числе и растений, развивающихся под воздействием биотических и абиотических факторов среды, урожай сельскохозяйственных культур является интегральным показателем их взаимовлияния. Чтобы выяснить влияние погодно-климатических условий 2007-2011 годов на урожай сортов персика, возделываемых во влажно-субтропических условиях, измерены теснота и форма их связи статистическими методами: корреляцией и множественной регрессией. Корреляционный анализ устанавливает существующие закономерности во взаимодействии каждого вида в окружающей среде.

Более прямым и непосредственным способом выражения зависимости между урожаем и множественными факторами считается коэффициент детерминации (dyx или D), который показывает вариацию урожая в среднем в % за счет изменений погодных условий (среднесуточной температуры и влажности воздуха, осадков и сумм «единиц охлаждения»).

Агрометеорологические сведения взяты по данным Сочинской АМС с 1975 по 2015 гг. Экспериментальные данные обработаны по программе Statistika 6.

Результаты исследований

Персик южное плодовое листопадное растение. Вынужденный покой, наблюдаемый на юге России (Кубань, Ставрополье и Северный Кавказ) в январе - феврале, сопровождается температурами -25…-30 °С, достигающих критического уровня. Местности, где они проявляются в 40 % лет, для персика не пригодны [5]. Цветение здесь начинается во второй половине апреля, когда также возможны весенние заморозки (-4…-8°С). Однако, график абсолютных минимальных температур в предгорном ландшафте влажных субтропиков с 1940 г. по настоящее время показал, что абсолютный минимум для растений персика здесь не наблюдался [9].

Растение персика отличается продолжительным периодом формирования цветковых почек. Закладываются они через 15-20 дней после начала весеннего роста побегов, но формируются в осеннее, зимнее и ранневесеннее время, включая февраль-март. Биологический покой завершается только при воздействии на растение персика определенного количества температур около 7,2 °С и ниже, которые принято называть «единицами охлаждения» [11]. Если в течение 8-9 наиболее холодных недель средняя температура была около 7,2° и ниже, морфогенез у цветковых почек завершается успешно [10].

Продолжительность периода накопления пониженных температур зависит от вида и сорта, а также от места произрастания.

По И.М. Рядновой, формирование археспориальной ткани в цветковых почках персика на Северном Кавказе наступает в ноябре-декабре, заканчивается в феврале - начале марта [6].

В Крыму биологический покой наступает в октябре и завершается в январе [11].

Условия формирования генеративных органов персика во влажных субтропиках представлены в табл. 1.

Таблица 1. Наличие дней с температурой 7,2 °С и ниже во влажных субтропиках в холодный период 1975-2015 гг.

Данные табл.1 свидетельствуют об устойчивом проявлении «единиц охлаждения» для культуры с декабря по март.

Изучены две системы взаимодействия сортов с окружающей средой в фазу «начало цветения».

Первая система включала влияние на средний урожай сортов следующих показателей погодных условий: среднесуточной температуры и влажности воздуха с суммой осадков с января по дату начала цветения (вторая и третья декады марта).

Вторая система воздействия окружающей среды на урожай персика состояла из следующих факторных признаков: среднесуточной температуры воздуха, суммы осадков с января до начала цветения и суммы единиц охлаждения. Различия представленных систем заключаются в третьем факторе (Х3).

В таблице 2 представлены коэффициенты детерминации в %, показывающие долю участия факторных признаков, включенных в модели.

Сумма «единиц охлаждения» внесла различный вклад в урожай сортов: Кандидатский ? (81,9%), Сприн Голд ? (58,5%), Майнред ? (47,4%), Золотистый ? (42,4%), Старк Эрли Глоу ? (39,1%), Лоадел ? (38,5%).

Таблица 2. Влияние фактора «единицы охлаждения» на урожай сортов персика во влажных субтропиках России, 2007-2011 гг.

Примечание: 1* система факторов: среднесуточная температура (°С) и влажность воздуха (%), сумма осадков с 1-го января до начала цветения (III,IV) в мм; 2*система факторов: среднесуточная температура (°С) и влажность воздуха (%), сумма осадков с 1-го января до начала цветения (III,IV) в мм, сумма единиц охлаждения в часах.

Математическая обработка показателей погодных факторов (среднесуточной температуры воздуха, суммы осадков и суммы температур 7,2 °С и ниже) с урожаем определила их потребность в пониженных температурах по срокам в условиях влажных субтропиков (табл. 3). Сумма пониженных температур необходимая для сорта определена по наибольшему коэффициенту детерминации урожая в зависимости от температуры воздуха, суммы осадков и «единиц охлаждения».

Таблица 3. Определение продолжительности действия температур 7,2 ° и ниже на урожай сортов персика по показателю коэффициента детерминации, 2007-2011 гг.

В табл. 4 представлены средние многолетние данные погодных факторов, влияющих на цветение персика в сортовом разрезе.

В условиях влажных субтропиков к сортам с коротким периодом охлаждения можно отнести Майфловер, Мадлен Пуйе, Саммерсет, Майнред, Украинский, Кардинал, Кандидатский, Память Симиренко, А. Чехов. Потребность в «единицах охлаждения» данных сортов составила 264-788 ч.

Средняя продолжительность зимнего развития генеративных почек (1142-1227 ч) наблюдается у сортов: Сприн Голд, Старк Эрли Глоу, Коллинз, Золотистый.

Длинный период зимнего развития цветковых почек (1402-1556 ч) у сортов: Харбинджер, Мария Серена, Ветеран, Янги.

Таблица 4. Погодные условия влажных субтропиков в начале цветения сортов персика, 2007-2011 гг.

В табл. 5 представлены парные коэффициенты корреляции урожая сортов с погодными факторами в условиях зоны.

Данные табл. 5 свидетельствуют о тесной связи урожая культуры с погодными факторами. Из 22 изучаемых сортов, только у 2 сортов (Редхавена и Лоадела) наблюдается положительное влияние осадков на их продуктивность. У остальных сортов данный погодный фактор относится к лимитирующим. Многим сортам недостаточно тепла в период цветения.

Урожай сортов Майфловер, Коллинз, Старк Эрли Глоу, Кардинал, Янги, Восток - 3, Рот-Фронт, А. Чехов существенно лимитируют осадки, выпадающие в холодный период года.

Таблица 5. Теснота взаимосвязи урожая сортов персика с погодными показателями 2007-2011 гг.

Показатель «единиц охлаждения» для культуры несет положительное значение, за исключением сортов Лоадел (r = ? 0,773), Ветеран (r = ? 0,254) и Золотистый (r = ? 0,249).

Все погодные факторы, влияющие в различной степени на продуктивность культуры в период цветения, относятся к нерегулируемым и у большинства сортов отрицательно сказываются на величине урожая, в следствие чего фаза «начало цветения» характеризуется как критическая.

В табл. 6 представлены модели множественной регрессионной связи урожая наиболее продуктивных сортов с погодными условиями предгорий влажно-субтропической зоны России.

Таблица 6. Множественные регрессионные модели связи величины урожая сортов персика с погодными показателями в фазу «начало цветения»

Примечание: У - урожай с дерева в кг; Х1 - среднесуточная температура воздуха, °С; Х2 - сумма осадков (в мм) с января по даты начала цветения; Х3 - сумма единиц охлаждения в часах.

Урожай сортов персика в среднем на 86 ? 98 % зависит от вариации факториальных признаков, включенных в модель: температуры воздуха, осадков, «единиц охлаждения». Следовательно, урожайность сортов персика тесно зависит от погодных условий в зимне-весенний период до начала цветения.

Выводы

При изучении влияния агроклиматических условий влажных субтропиков России на продуктивность персика установлено:

1. Действие температур в пределах 7,2°С и ниже (единиц охлаждения) на развитие генеративных почек охватывает период с декабря по март.

2. Сорта существенно различаются по продолжительности действия «единиц охлаждения» и условно разделены на группы:

? с очень коротким периодом (XII) зимнего развития генеративных почек (264-269 единиц) - Майфловер, Майнред, Саммерсет, Кардинал, Кандидатский, А. Чехов, Бебиголд 5;

? с коротким периодом зимнего развития генеративных почек (XII ? I) и потребностью от 723 до 754 «единиц охлаждения» - Мадлен Пуйе, Украинский, Память Симиренко, Рот-Фронт;

? со средней продолжительностью периода охлаждения (XII ? II) и потребностью 1180-1216 «единиц охлаждения» - Харбинджер, Сприн Голд, Редхавен, Лоадел, Восток - 3, Золотистый;

? с длинным периодом развития генеративных почек (XII ? III) и потребностью 1386-1459 «единиц охлаждения» - Коллинз, Старк Эрли Глоу, Янги, Ветеран.

3. Урожай сортов персика в условиях влажных субтропиков в среднем на 90,3 - 99,9 % объясняется за счет факториальных признаков, включенных в модели (температура, осадки, влажность воздуха, «единицы охлаждения»), за исключением сортов: Мария Серена ? 84,7%, Редхавен ? 86,2%, Лоадел ? 68 %.

4. Продуктивность сортов персика лимитируют осадки, выпадающие до начала цветения, и у большинства сортов отмечается недостаточность тепла во время цветения.

5. Поскольку погодные условия в период цветения не регулируются, то от их колебаний зависит величина урожая, и поэтому фенологическую фазу «начало цветения» можно считать критической.

Список литературы

персик урожай сорт

1. Витковский В.Л. Плодовые растения мира. ? СПб: Изд-во «Лань», 2003. - 592 с.

2. Глущенко К.С. Важная биологическая особенность персика. Науч. труды. - Сочи: НИИГСиЦ, 1978. ? Вып.25. - С.94-97.

3. Драгавцева И.А. Якуба Г.В., Марченко Н.Н. Методические рекомендации по возделыванию персика в Краснодарском крае. ? Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2008. ? 25 с.

4. Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Доможирова В.В., Моренец А.С., Ахматова З.П., Загиров Н.Г. Адаптация культуры персика к условиям выращивания на юге России // Садоводство и виноградарство, 2014. ? № 6. - С. 35-40.

5. Рындин А.В., Драгавцева И.А., Мохно В.С. Соответствие требований культьуры персика условиям среды влажных субтропиков России // Садоводство и виноградарство, 2014. ? № 6. - С. 35-40.

6. Ряднова И.М. Персик Северного Кавказа. - Краснодарское кн. из-во, 1974.?125 с.

7. Смагин Н.Е., Абильфазова Ю.С. Продуктивность сортов персика в субтропиках России // Вестник РАСХН, 2014. ? № 6. - С. 38-39.

8. Смагин Н.Е., Абильфазова Ю.С. К вопросу оценки недостатка холода для персика в субтропиках России // Садоводство и виноградарство, 2015. ? № 1. - С. 24-29.

9. Тутберидзе Ц.В., Беседина Т.Д., Добежина С.В. Оценка адаптивного потенциала сортов Actinidia deliciosa (киви) в субтропиках России [Электронный ресурс] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - 2012. - № 80 (06). - С. 47-58. - URL: http://ej.kubagro.ru.

10. Чендлер У. Плодовый сад. Листопадные и плодовые культуры: пер. с анг./ под. ред. З.А. Метлицкого. - М.: Сельхозгиз, 1960. ? 624 с.

Размещено на Allbest.ru