Агробиологические особенности формирования качества плодов в насаждениях Северного Кавказа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Агробиологические особенности формирования качества плодов в насаждениях Северного Кавказа

Специальность 06.01.07 - плодоводство, виноградарство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Остапенко Василий Иванович

Краснодар - 2009



Работа выполнена на кафедре плодоводств ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный консультант - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дорошенко Татьяна Николаевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Чукуриди Сусанна Степановна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Трунов Юрий Викторович

доктор биологических наук, доцент Щеглов Сергей Николаевич

Ведущая организация - Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «25 » сентября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.04 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, главный учебный корпус, ауд. 209

E-mail: inform@kubagro.ru Fax ( 8612) 21-58-85

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан « » 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор с. - х. наук,

профессор Н.В. Матузок



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из основных задач садоводства в различных регионах Российской Федерации (в частности, на Северном Кавказе) по-прежнему остается разработка мероприятий, гарантирующих получение достаточно высоких и регулярных урожаев плодов (Гудковский, 1999; Кашин, 2003 и др.) Это стремление базируется на необходимости обеспечения всех слоев населения рекомендуемыми объемами плодовой продукции, богатой витаминами, фенолами и другими жизненно важными веществами. Однако и в настоящее время количество фруктов, ежегодно потребляемых россиянами, значительно уступает медицински обоснованной норме: 85 кг (Витковский, 2003; Метлицкий, 2003). Более того, производимая продукция в большинстве своем мало конкурентоспособна. По оценке специалистов (Кашин, 2003), требованиям высшего и первого товарных сортов удовлетворяет не более 30% получаемых плодов. Очевидно, необходимо сделать соответствующие поправки в стратегии развития отрасли. В ближайшей перспективе предстоит решить две относительно самостоятельные задачи - повысить продуктивность насаждений универсального назначения и качество производимой продукции. Причем речь должна идти не только о товарности плодов, но и о содержании в них биологически активных веществ, а также о некоторых химико-технологических признаках, определяющих уровень качества продуктов переработки. Одновременно, в связи с увеличением техногенной нагрузки на окружающую среду, следует уделять особое внимание формированию гигиенического качества плодов. Выполнение этой задачи продиктовано Федеральными законами № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (02.01.2000) и № 178-ФЗ «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» (27.10. 2008), обеспечивающими продовольственную безопасность населения страны. Решение обозначенных проблем весьма актуально в условиях всевозрастающих потребностей рынка и конкуренции среди производителей продукции садоводства.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - определить влияние совокупности внутренних и внешних факторов на отдельные показатели качества плодов в насаждениях Северного Кавказа и разработать на этой основе технологическую систему его формирования и регулирования.

В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи: подвой плод техногенный насаждение

- установить роль помологического сорта и подвоя в формировании качества плодов;

- определить влияние климатических и почвенных условий на некоторые показатели качества плодов;

- определить оптимальные территории Северного Кавказа для закладки многолетних насаждений в связи с повышением качества плодовой продукции;

- оценить роль техногенных факторов в формировании качества плодов;

- разработать научную концепцию организации и функционирования системы формирования плодов с запланированными параметрами качества;

- подобрать сорта и подвои для адаптивных насаждений универсального назначения в связи с устойчивым производством плодов высокого качества;

- обосновать элементы технологии выращивания яблони, обеспечивающей получение высококачественных и безопасных плодов для универсального использования;

- оценить экономическую эффективность производства плодов с улучшенными показателями качества в насаждениях универсального назначения.

Научная новизна результатов исследований. Представлен системный анализ данных о характере влияния на отдельные показатели качества плодов трех групп факторов: генотипических, абиотических и техногенных.

Для условий южного региона России подобраны сорта яблони, сочетающие в одном генотипе улучшенные технологические свойства плодов и абсолютную (или высокую) устойчивость к основному грибному заболеванию - парше.

Раскрыт механизм влияния подвоя на формирование биохимического состава и товарные качества плодов привитого сорта. Доказана перспективность использования сортов, привитых на среднерослых (или полукарликовых) подвоях для получения плодов с характерным гармоничным сочетанием питательных веществ (сахаров) и аскорбиновой кислоты.

Определены особенности биохимического состава плодов иммунных к парше сортов яблони в связи с широтной и вертикальной зональностью.

Установлено влияние некоторых почвенных факторов (содержание гумуса, почвенная кислотность и т.д.) на различные качественные показатели плодов яблони.

Впервые на Северном Кавказе сформулирована концепция оптимизации размещения садов, обеспечивающая возможность производства плодов с определенными качественными параметрами. Показано, что лучшие условия для эффективного функционирования универсальных насаждений при производстве высококачественных свежих фруктов и сырья для переработки складываются в предгорьях и нижнем поясе гор Северного Кавказа (до 500-600 м над уровнем моря).

Обоснована возможность применения отдельных агроприемов для регулирования формирования разных составляющих качества плодов в процессе эксплуатации многолетних насаждений.

Впервые для южного региона России предложена концептуальная модель системы формирования плодов с заданными параметрами качества: товарного, биохимического или технологического.

Практическая значимость работы. Хозяйствам Северного Кавказа, располагающим многолетними насаждениями, предложена концепция производства плодов с запланированными показателями качества (в том числе гигиенического), которая предусматривает:

1)специализацию территорий региона на производстве плодов определенного назначения;

2) размещение насаждений, ориентированных на производство плодов повышенного товарного качества для длительного хранения и реализации в свежем виде, на равнинных участках (предпочтительно на почвах, отличающихся высокими баллами бонитета);

3) закладку садов универсального назначения для получения плодов, характеризующихся совокупностью превосходных качественных показателей: товарных, биохимических и технологических преимущественно в предгорных районах и нижнем поясе гор Северного Кавказа;

4) корректировку сортового состава (внедрение сортов, устойчивых к грибным болезням) и выбор подвоев с учетом назначения создаваемых садов;

5) регулирование процесса формирования качества плодов яблони в течение периода вегетации растений.

Сельхозпроизводителям, осуществляющим закладку адаптивных насаждений универсального назначения, рекомендована совокупность технологических элементов, обеспечивающая получение регулярных урожаев плодов высокого качества при одновременном ресурсосбережении, в том числе:

1) подбор лучших сортов и подвоев;

2) использование оптимальной конструкции насаждений (системы формирования кроны, схемы размещения деревьев), обеспечивающей стабильное плодоношение и повышение качества плодов яблони;

3) применение в междурядьях неорошаемого молодого сада яблони естественно растущих многолетних трав, обеспечивающих ускорение вступления в плодоношение и оптимизацию биохимического состава плодов;

4) дифференцированный подход к внесению удобрений в плодоносящих садах яблони с учетом генотипических особенностей используемого сорта, ограничивающий возможность загрязнения окружающей среды и формирующихся плодов.

Основные положения, выносимые на защиту

1.Формирование плодов с заданными показателями и уровнем качества как результат целенаправленного регулирования характера и степени влияния на обменные процессы растения различных групп факторов: генотипических, абиотических и техногенных.

2. Возделывание плодовых культур с учетом принципов «адаптивного садоводства» - гарантия получения экологически безопасной продукции.

3. Подбор и использование лучших сортов и подвоев, отвечающих требованиям адаптивного садоводства, - важное условие эффективного функционирования универсальных насаждений, обеспечивающих получение плодов с запланированными параметрами качества для потребления в свежем виде и переработки.

4. Перспективность применения совокупности биологически обоснованных технологических элементов выращивания яблони (системы формирования кроны деревьев, содержания почвы; удобрение), гарантирующей эффективное производство безопасных и высококачественных плодов при одновременном ресурсосбережении.

Апробация и реализация результатов исследований. Результаты исследований представлены на международных симпозиумах и конференциях: «Проблемы экологизации современного садоводства и пути их решения» (Краснодар, 2004); «Современное плодоводство: состояние и перспективы развития» (Беларусь,2005); «Методическое обеспечение устойчивого развития современного плодоводства» (Беларусь,2006); «Fruit tree rootstocks for temperate zone biological, ecological, and technological» (Литва, 2006); «Realizari si perspective in horticultura, viticulture, vinificatie si silvicultura” consacrat aniversarii a 100 ani de la nasterea profesorului universitar G.Rudi» (Кишинев, 2007); «Совершенствование сортимента плодовых, ягодных, орехоплодных культур и винограда в современных условиях хозяйствования»(Беларусь, 2007); «Инновационное направление в питомниководстве плодовых культур» (Москва, 2007); «Инновационные подходы к обеспечению стабильной продуктивности косточковых культур» (Москва, 2008); «Научное обеспечение устойчивого развития агропромышленного комплекса горных и предгорных территорий» (Владикавказ, 2008); Всероссийских научно-практических конференциях: «Повышение эффективности садоводства в современных условиях (Мичуринск,2005); «Агроэкологические основы устойчивого развития садоводства на Северном Кавказе» (Краснодар, 2005); «Новация и эффективность производственных процессов в плодоводстве» (Краснодар, 2005); «Состояние и перспективы развития агропромышленного комплекса Южного Федерального округа» (Ставрополь, 2007); «Перспективы селекции яблони и других культур для промышленных насаждений» (Мичуринск, 2007); «Проблемы агроэкологии и адаптивность сортов в современном садоводстве России» (Орел, 2008); «Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем (Краснодар,. 2008); «Инновационное обеспечение развития плодоовощного комплекса юга России» (п.Персиановка, 2008); на ежегодных научных конференциях Кубанского государственного аграрного университета (2005, 2006, 2007, 2008, 2009).

Результаты исследований по мере поэтапного выполнения внедрены в хозяйствах Краснодарского края: КСП «Светлогорское» (Абинского района), ЗАО КСП «Дружба» (Гулькевичского района), а также в Северо-Кавказском НИИ горного и предгорного садоводства Кабардино-Балкарской республики (г.Нальчик).

Публикации результатов исследований.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в монографии, книге, двух учебных пособиях (с грифом УМО), 35 статьях (в том числе 11 в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ).

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 314 страницах машинописного текста, содержит 86 таблиц, 45 рисунков и состоит из введения, 9 глав, выводов, рекомендаций по использованию результатов исследований, списка использованной литературы и приложений. Список литературы включает 384 источника, в том числе 44 - на иностранных языках.

Автор выражает искреннюю благодарность за оказанную консультативную помощь в выполнении данной работы доктору сельскохозяйственных наук, профессору Т.Н.Дорошенко, а также коллегам из различных научных учреждений и высших учебных заведений Северного Кавказа: Северо-Кавказского научно-исследовательского института горного и предгорного садоводства, Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии, Майкопской опытной станции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства, любезно предоставившим для анализа образцы плодов, полученных в соответствующих опытных и учебных хозяйствах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Производство высококачественной и безопасной плодовой продукции на Северном Кавказе: проблемы и пути их решения

Показано (Верзилин, Трунов. 2004; Седов, и др. 2004 и др.), что решающую роль в питании человека играют естественные источники витаминов и других биологически активных веществ, к которым в первую очередь следует отнести плодовые культуры. Именно поэтому особое внимание должно уделяться повышению качества и безопасности плодов. По литературным данным (Жученко. 1994; Кашин, 1995; Дорошенко, и др., 2005), реализация такой идеи предпочтительна в рамках адаптивного (интегрированного) садоводства и прежде всего в насаждениях универсального назначения. Принцип их функционирования (рисунок 1) - целенаправленное производство плодов разных товарных сортов, используемых для потребления в свежем виде и снабжения перерабатывающей промышленности высококачественным сырьем (Остапенко. 2004).

В настоящее время выделены породы, перспективные для создания универсальных насаждений. Определено влияние отдельных внутренних и внешних факторов на формирование различных качественных показателей плодовой продукции (Вигоров, 1976; Еремин, 2000; Донченко, Надыкта, 2001; Причко, 2002; Киртбая, Щеглов, 2003; Савельев и др., 2004). Вместе с тем обоснована необходимость разработки эффективной технологической системы производства высококачественных свежих фруктов (ягод) и сырья для переработки, соответствующих установленным органолептическим, общегигиеническим, техническим и токсикологическим нормативам.

2. Условия, объекты и методы исследований

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Кубанского государственного аграрного университета (номер государственной регистрации 01.2.006 06838).

Исследования проводили в - 2009 гг. в различных районах и агроэкологических условиях Северного Кавказа: Краснодарском крае (прикубанская и предгорная зоны садоводства); Республике Адыгея и Республике Дагестан (предгорная зона садоводства); Кабардино-Балкарской республике (горно-лесная зона).

В указанном регионе при общем благоприятном сочетании климатических факторов довольно часто отмечаются отрицательные погодные явления. Анализ метеорологических условий за годы исследования



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Концептуальная модель эффективно функционирующего сада яблони универсального назначения в прикубанской зоне садоводства (Остапенко, 2004; Дорошенко, Остапенко, Бардин, 2005).

показывает, что наибольший ущерб отрасли был нанесен такими абиотическими стресс-факторами, как низкие отрицательные температуры в начале (декабрь 2002, 2008 гг.) и в середине зимы (январь 2006,2009 гг), весенние заморозки (2004, 2007гг.); засухи (2001,2003,2005,2007,2008 гг.). Опыты проводили на почвах разного типа: черноземах, аллювиальных луговых, серых лесных и бурых лесных.

Объектами исследований являлись районированные и перспективные сорта яблони, груши разных сроков потребления, а также айвы, сливы домашней и земляники. В изучение были включены подвои для яблони: сеянцы сортов яблони и клоновые М9, М26, ММ102, ММ106 (зарубежной селекции), СК2 (отечественной селекции - СКЗНИИСиВ), и для сливы - Кубань-86 и Эврика 99 (селекции Крымской ОСС ВИР).

Для решения поставленных задач применяли лабораторный, вегетационный и полевой методы исследований.

Схемы полевых опытов представлены в соответствующих разделах диссертации. Повторность опытов шестикратная. За однократную повторность принято «дерево-делянка». Варианты и повторности размещены рендомизированно.

Полевые опыты проводили в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (1999). Анализ почв проводили по методике, описанной Ю.А.Штомпелем (Штомпель и др., 2003). В условиях полевого опыта определяли биометрические характеристики растений, учитывали продуктивность, качество плодов. Восприимчивость сортов к болезням определяли по методике, описанной в работе В.М.Смольяковой (2000). Освещенность листового полога измеряли люксметром. Степень подмерзания органов и тканей растений в полевых условиях и после искусственного промораживания до критических температур в различные сроки холодного периода года оценивали по методу М.А.Соловьевой (1988). При составлении программы промораживания учитывали характер изменения температуры в естественных условиях и физиологическое состояние растений в данный момент.

При проведении исследований были использованы общепринятые физиологические методы. Засухоустойчивость растений определяли по методу М.Д.Кушниренко (Кушниренко, Курчатова, 1984); жаростойкость - по Мацкову (Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур,1999).

Потенциальную продуктивность сорто-подвойных комбинаций диагностировали методами Т.Н.Дорошенко и др. (Дорошенко, Ивашкова, 1989; Дорошенко, 2000). Адсорбирующую поверхность корневой системы определяли по методу Сабинина и Колосова (Баславская, Трубецкова, 1964), площадь листьев - по методу Сардаряна (1984); чистую продуктивность фотосинтеза - по методу Овсянникова (Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур,1999); содержание растворимых углеводов в листьях и плодах - по методу Воробьева (1985), содержание растворимых сухих веществ и сахаров в плодах - рефрактометрическим методом (ГОСТ 28562-90); витамина С (аскорбиновой кислоты) - по методике описанной в «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур,1999); пектиновых веществ - титрометрическим методом (ГОСТ 29059-9); титруемую кислотность - потенциометрическим методом (ГОСТ 25553.0-82). Одновременно из плодов изучаемых сортов вырабатывали пюре (ОСТ 10-33-87) и оценивали его качество. Повторность опытов двух- трехкратная.

Математический анализ результатов исследований осуществляли стандартными методами (Серебряковский,1970; Моисейченко, 1999).

Для математической обработки данных на компьютере были использованы: пакеты прикладных программ «Statistika-99», программы подсчета корреляции (Волков,2005).

Для создания графических объектов и рисунков применялись пакеты прикладных программ работы с графикой: Photo Shop, Microsoft Photo Editor, HP Precision Scan LT.

Для освещения состояния исследуемой проблемы использованы литературные источники, а также сеть Internet, поисковые программы Rambler, Aport, сайты по плодоводству.

Экономическую оценку результатов исследований рассчитывали на основе фактических затрат и денежной выручки от реализации плодов.

3. Генотипические аспекты формирования качества плодов

Определена ведущая роль помологического сорта в формировании товарных качеств плодов (около 80%). Сложилось, однако, мнение (Sansavini, 2004), что высокой товарностью плодов отличается, в первую очередь, сортимент, рекомендуемый для возделывания по традиционным (интенсивным) технологиям. К таким сортам яблони относятся, например, Голден Делишес, Фуджи, Гала, Бребурн и Пинк леди. В то же время иммунные и высокоустойчивые к грибным заболеваниям сорта, оптимальные для интегрированных (и даже органических) садов, характеризуются меньшими привлекательностью и размерами плодов, что сдерживает возможность их успешной реализации на рынке. Между тем в ходе экспериментов, проведенных на выщелоченных черноземах (система содержания почвы - черный пар) прикубанской зоны садоводства Краснодарского края с интродуцированными сортами яблони, абсолютно устойчивыми к парше, получены весьма неожиданные результаты (таблица 1). У сортов Имрус (селекции ВНИИСПК) и Флорина (Франция) 88-93% плодов относится к высшему и первому товарным сортам. Кроме того, в этих вариантах опыта яблоки по массе соответствуют градации «выше среднего» (Седов и др., 1999). Заметим также, что плоды указанных сортов весьма привлекательны и характеризуются отличным вкусом. К сожалению, у сортов яблони раннезимнего срока созревания Либерти (США) и Свежесть (ВНИИСПК), несмотря на наличие других положительных качеств, масса плодов не превышает средних размеров. Однако после применения соответствующих некорневых подкормок этот показатель может быть значительно увеличен (Дорошенко, Остапенко, Рязанова, 2005). К числу иммунных или высокоустойчивых к грибным заболеваниям сортов яблони, выгодно отличающихся своими товарными и потребительскими качествами плодов, относятся перспективный летний сорт Афродита (селекции -ВНИИСПК), позднезимний Гренни Смит (Австралия) и районированный раннезимний сорт Персиковое (селекции - СКЗНИИСиВ). В отмеченных агроэкологических условиях средняя масса плодов у первого достигает 165 г, у второго -200 г, а у третьего - превышает 210г. И это еще не полный список сортов нового поколения с высококачественными плодами, созданных отечественными и зарубежными селекционерами. Мы полагаем, что представленный сортимент вполне отвечает повышенным требованиям современного рынка.

Таблица 1 - Товарные и потребительские качества плодов иммунных к парше сортов яблони (сад учхоза «Кубань» закладки 2000г., схема посадки 4 х 2 м, в среднем за 2004-2005гг.)

Помологический сорт	Средняя масса плода, г	Товарный сорт, %	Привлекательность внешнего вида, балл	Дегустационная оценка вкуса, балл
		высший	первый	второй	третий
Либерти	148	35	28	24	13	4,5	4,5
Имрус	175	15	78	7	0	4,5	4,6
Свежесть	140	0	69	31	0	4,3	4,2
Флорина	164	23	65	12	0	4,7	4,6

Примечания: 1.Сорта привиты на подвое М9

2. Кроны сформированы по системе « русское веретено»

Как известно, вкус и питательная ценность плодов в значительной степени определяются химическим составом, который также, как и их масса, является сортовым свойством и передается по наследству (Седов, 2005). По результатам исследований, проведенных в 2002-2007гг. на выщелоченных черноземах прикубанской зоны садоводства с использованием общепринятых методик (Седов и др., 1999), у выращиваемых на одном агрофоне двадцати сортов яблони разного срока созревания содержание растворимых сухих веществ в плодах неодинаково и колеблется от 11,1 до 17,0% (таблица 2).

Исходя из полученных данных, в условиях южного региона России среди сортов яблони домашней по содержанию в плодах сухих веществ выделяются Слава Победителям, Уэлси, Персиковое, Присцилла, Топаз, Голден Делишес, Прикубанское, Дин Арт. Как показал эксперимент, сорта с повышенным содержанием растворимых сухих веществ характеризуются и более высокой сахаристостью.

Уместно, однако, заметить, что вкус плодов определяется содержанием в них не только сахаров, но и органических кислот (в яблоках преимущественно яблочной кислоты). Рассматриваемые сорта яблони существенно различаются по этому показателю. В нашем опыте он варьирует от 0,30 (Присцилла) до 1,00% (Гренни Смит). Высоким содержанием титруемых кислот в плодах характеризуются различные по срокам созревания сорта Грив Ред, Прима, Ламбурне и Гренни Смит.

Химический состав плодов во многом определяет перспективность применения сырья для того или иного вида переработки. Результаты анализа приведенных материалов свидетельствуют о том, что плоды только некоторых из изучаемых сортов яблони могут быть использованы для производства пюреобразных продуктов. К ним относятся Грив Ред (позднелетнего срока созревания), Ламбурне, Либерти, Персиковое, Имрус (раннезимнего срока созревания), Голден Делишес, Флорина, Гренни Смит, Интерпрайз (позднезимние). В плодах перечисленных сортов содержание растворимых сухих веществ превышает 12,0%, а их кислотность изменяется в диапазоне 0,50-1,00%. Эти показатели полностью соответствуют рекомендуемым для сырья хорошего качества (Касьянов и др., 2001). Кроме того, в плодах указанных сортов яблони довольно велико содержание пектиновых веществ (0,6 - 1,1%), имеющих важное значение в профилактическом и лечебном питании.

О возможности использования плодов этих помологических сортов для определенного вида технической переработки свидетельствуют и результаты дегустационной оценки приготовленного яблочного пюре. Причем самая высокая оценка дана пюре, выработанному из плодов сортов Персиковое, Имрус, Гренни Смит и Интерпрайз. Отрадно отметить,



Таблица 2 - Показатели химического состава* яблок и оценка яблочного пюре в зависимости от помологического сорта (сады учхоз «Кубань» КубГАУ закладки 1998-2000гг., схема посадки 4 х 2 м, в среднем за 2002-2007 гг.)

Сорт	Срок созревания	Растворимые сухие вещества	Общая кислотность	Пектиновые вещества	Органолептическая оценка пюре, балл
Слава Победителям	П-Л	14,0	0,72	0,5	4,0
Грив Ред	П-Л	12,5	0,81	0,9	4,8
Редфри	П-Л	11,1	0,43	0,8	4,1
Прима	П-Л	12,0	0,81	0,4	3,8
Уэлси	Р- З	14,0	0,62	0,8	4,3
Ламбурне	Р- З	12,5	0,90	0,7	4,7
Либерти	Р- З	12,4	0,62	0,7	4,7
Персиковое	Р- З	14,0	0,60	0,8	5,0
Присцилла	Р- З	15,0	0,30	0,8	4,2
Имрус	Р- З	12,3	0,50	0,7	5,0
Свежесть	Р- З	11,2	0,44	0,5	4,8
ГолдРаш	Р-З	12,4	0,45	0,7	4,8
Топаз	Р-З	14,7	0,45	0,5	4,1
Голден Делишес	П - З	16,6	0,53	0,6	4,6
Дин Арт	П - З	17,0	0,42	0,8	4,4
Прикубанское	П - З	17,0	0,60	0,5	4,2
Флорина	П - З	12,5	0,50	1,0	4,8
Гренни Смит	П - З	12,8	1,00	1,1	5,0
Джонафри	П - З	12,8	0,52	0,5	4,0
Интерпрайз	П-З	13,2	0,47	1,1	5,0

Примечания; 1. Сорта яблони привиты на подвое М9

2.Сроки созревания: ПЛ-позднелетний; Р-З-раннезимний; П-З -позднезимний

3. * S x% < 3

что эти сорта яблони с улучшенными технологическими свойствами плодов одновременно характеризуются абсолютной или высокой устойчивостью к основному грибному заболеванию - парше (Остапенко, 2004). Перечисленные сорта имеют большое будущее, так как позволяют уменьшить фунгицидную нагрузку в саду по крайней мере на 80% (Седов, 2005). Таким образом, внедрение сортов, сочетающих в одном генотипе оба хозяйственно-ценных признака (свойства), открывает перспективы производства безопасной консервной продукции, в том числе детского питания.

Высокие требования предъявляются к сортам будущего с точки зрения оптимального содержания в плодах необходимых биологически активных веществ, в частности витамина С, Р-активных соединений и т.д. Существует, однако, мнение (Козловская, 2003), что сорта южной зоны садоводства западноевропейского и американского происхождения бедны витамином С. В этом убеждают нас и результаты собственных экспериментов, проведенных в саду учхоза «Кубань» КубГАУ закладки 1997 г. (схема посадки деревьев 4 х2 м, кроны сформированы по системе - «русское веретено») на выщелоченных черноземах прикубанской зоны садоводства (Краснодарский край) в контрастные по погодным условиям 2004-2005 годы с интродуцированными, иммунными к парше сортами яблони на подвое М9.

В указанных природных условиях у абсолютно устойчивых к парше сортов яблони Либерти (США), Флорина (Франция), Интерпрайз (США), ГолдРаш (США) содержание витамина С в плодах сравнительно низкое и составляет только 4,5 - 6,7 мг/ 100 г. Примечательно, что содержание Р-активных веществ в плодах перечисленных сортов варьирует в широких пределах: от 121 (Флорина) до 212 мг/100г (Либерти). Однако, несмотря на существующие колебания по сортам, этот показатель у них достаточно высок. Для сравнения отметим, что, по данным Е.Н.Седова и др. (2004), среднее содержание Р-активных веществ в яблоках составляет только 96,6 мг/100 г.

Представленные аргументы дают основание для оптимистического прогноза: возможности организации на Северном Кавказе эффективного производства высоковитаминной (с улучшенным биохимическим составом) и одновременно безопасной плодовой продукции.

В пользу данного утверждения свидетельствуют и другие примеры. Исходя из полученных нами данных, в предгорной зоне Республики Адыгея (почвы серые лесные) сорта груши кавказского происхождения (деревья 24-25- летнего возраста) с групповой устойчивостью к основным заболеваниям из коллекции МОСВИРа (Барсукова, Туз, Бандурко, 2000) различаются между собой по содержанию в плодах хлорогеновой кислоты и арбутина с варьированием показателей от 0,8 (Легенда) до 3,8% сухого вещества (Нарт) по первому компоненту и от 3,4 (Нарт, Легенда) до 3,8 мг/100 г (Душистая) - по второму.

Заметную поправку в процесс формирования качества плодов вносят подвои. В наших экспериментах показатели средней массы плодов (выраженные в граммах сухого вещества) определенного помологического сорта на разных подвоях выстраиваются в ряд, точно соответствующий порядку расположения применяемых подвоев с учетом их силы роста. Причем в данном ряду минимальная масса плодов свойственна, привитым растениям на сильнорослом семенном подвое, а максимальная - деревьям на карликовом (или в опыте со сливой - на среднерослом) клоновом подвое (рисунки 2, 3). Отмечена тесная отрицательная связь между средней массой плодов прививочной комбинации и силой роста используемого подвоя (r = 0,90±0,14).Увеличение массы плодов при применении слаборослого подвоя сопряжено с повышением их товарных качеств (см. таблицу 1).

Полученные результаты вполне укладываются в рамки существующей теории о влиянии подвоя на характер распределения вновь синтезированной массы между различными частями и органами дерева. Слаборослые подвои способны повысить уровень обеспеченности генеративных органов пластическими веществами, синтезированными в листьях. В результате на слаборослых деревьях формируются плоды, отличающиеся, как правило, большой массой и соответственно высокими товарными качествами. Вместе с тем сильнорослые подвои, по - видимому, активизируют вегетативную функцию деревьев. При дефиците веществ для развития генеративной сферы на них образуются плоды меньших размеров и привлекательности. Промежуточное положение по указанным характеристикам занимают среднерослые привойно-подвойные комбинации. Для дальнейшего уточнения излагаемой концепции определено влияние подвоя на химический состав плодов.

Результаты специальных экспериментов, проведенных на базе учхоза «Кубань» КубГАУ в насаждениях яблони (закладка 1997г.) сорта Флорина, представлены в таблице 3.

Как видно из приведенных данных, в изменении химического состава плодов, происходящем под влиянием подвоя, прослеживается некоторая тенденция. Чем слабее интенсивность роста используемого подвоя, тем выше содержание в яблоках суммы сахаров (фруктозы, глюкозы и сахарозы) и ниже - витамина С. Вместе с тем содержание титруемых кислот в плодах яблони мало зависит от типа подвоя. Исключение составляют лишь яблоки, собранные с деревьев на карликовом подвое М9. В этом случае рассматриваемый показатель несколько меньше, чем в других вариантах опыта, что может быть связано с ослабленным дыханием созревающих плодов и соответственно сниженным расходом сахаров на образование органических кислот: яблочной, лимонной и др.

Подвои: 1-сеянцы культурной яблони; 2-ММ106(среднерослый); 3- М26(полукарлик); 4- М9 (карлик) Рисунок 2- Средняя масса плодов яблони сорта Флорина (г сухого вещества) в зависимости от типа повоя



Подвои: 1- сеянцы сливы; 2- Кубань-86(сильнорослый); 3- Эврика 99 (среднерослый)

Рисунок 3 - Средняя масса плодов сливы сорта Стенли (г сухого вещества) в зависимости от типа подвоя

Полученные результаты и имеющиеся в нашем распоряжении литературные данные позволили выстроить цепь логических рассуждений,

суть которых сводится к следующему.

Основная масса формирующихся плодов состоит из углеводов, поступающих из листьев и образованных в процессе фотосинтеза. Вместе с тем по мере развития генеративных органов продукты фотосинтеза претерпевают серию сложных биохимических превращений. Причем одни из них приводят к образованию крахмала, а в дальнейшем - сахаров: фруктозы, глюкозы, сахарозы и т.д. (Усков, 1967; Потапов и др.,2000). Другие же обеспечивают одновременный синтез аскорбиновой кислоты (Плешков, 1969).

Таблица 3 - Химический состав* плодов яблони сорта Флорина в зависимости от силы роста используемого подвоя (в среднем за 2004-2005 гг.)

Подвой	Сила роста	Сумма сахаров %	Общая кислотность	Аскорбиновая кислота, мг/100 г	Сахаро-витаминный индекс 10-3
Сеянцы яблони культурной	Сильнорослый	10,0	0,5	5,7	1,8
ММ106	Среднерослый	10,3	0,5	4,2	2,4
М26	Полукарликовый	10,8	0,5	4,0	2,7
М9	Карликовый	10,9	0,4	3,7	3,0

* S x% < 3

По-видимому, под влиянием подвоя, изменяющего (в соответствии с силой роста) гормональное поле растения в плодах активизируется определенная цепь биохимических реакций с участием углеводов в ущерб другим процессам их обмена. В пользу этой гипотезы свидетельствуют результаты наших исследований. Исходя из приведенных в таблице 2 данных, при использовании карликового подвоя в плодах яблони усиливается образование суммы сахаров и ослабляется синтез аскорбиновой кислоты. Такая направленность биохимических превращений в генеративных органах слаборослых деревьев сопряжена, как мы убедились, с повышенным накоплением в них сухих веществ и увеличением размеров (см. рисунок 2). Напротив, в случае применения сильнорослого семенного подвоя равновесие в обмене углеводов сдвигается в сторону образования витамина С. При этом в плодах ослабляется накопление пластических веществ, что неминуемо ведет к уменьшению их массы.

Отмеченные закономерности находятся в полном соответствии с характером изменения предложенного нами сахаро-витаминного индекса (СВИ): отношения содержания в плодах суммы сахаров к содержанию в них витамина С (см. таблицу 3). Как показал эксперимент, чем больше интенсивность роста применяемого подвоя, тем ниже СВИ привитого на нем сорта.

Вместе с тем, по полученным данным, гармоничное сочетание в плодах питательных веществ (сахаров) и аскорбиновой кислоты может быть достигнуто только при прививке сорта на среднерослый (или, по крайней мере, полукарликовый) подвой. Именно такие плоды характеризуются средними размерами и предпочтительны для универсального использования: в свежем виде и выработки высококачественной консервной продукции.

Таким образом, правильный выбор определенного по силе роста подвоя обеспечит после вступления дерева в плодоношение соответствующую корректировку процессов обмена углеводов в нужном направлении и, в конечном счете, формирование плодов с запланированными параметрами качества.

4. Влияние абиотических факторов на формирование качества плодов

Качество плодов зависит от различных абиотических факторов. Важнейшие из них - климатические. Вместе с тем на климат отдельного региона заметное влияние оказывают широта и высота местности над уровнем моря. Очевидно, эти же факторы воздействуют и на ход формирования качества плодов. В пользу данного утверждения свидетельствуют, например, результаты сравнения, биохимической характеристики плодов двух иммунных к парше сортов яблони селекции ВНИИСПК, возделываемых в средней полосе (между 55° и 50° северной широты) и на юге России (южнее 50° северной широты).

Примечательно, что у сортов яблони Имрус и Свежесть в Краснодарском крае содержание в плодах сахаров на 11-12% больше, кислот приблизительно на 40% меньше, а витамина С - на 50-58% ниже соответствующих показателей у этих же сортов в Орловской области. При размещении изучаемых сортов яблони на юге России плоды имеют и менее кислый, чем в средней зоне садоводства, вкус. Подобные явления некоторые авторы (Широков, 1988) связывают с изменением сроков созревания сортов при их перемещении из средней полосы в более южные районы Российской Федерации. Так, зимний (Имрус) и позднезимний (Свежесть) сорта яблони в Орловской области (Седов, 2005) проявляют себя как раннезимние в Краснодарском крае.

Вместе с тем, говоря об особенностях формирования качества плодовой продукции в зависимости от широты местности, следует обратить должное внимание на весь спектр климатических характеристик, свойственных данной территории: температуры и количество осадков в период роста и созревания плодов, продолжительность светового дня и т.д.

При определении показателей качества плодовой продукции необходимо учитывать и вертикальную зональность. По мере увеличения высоты над уровнем моря на соответствующих территориях зафиксировано закономерное снижение суммы активных температур, а также повышение годового количества осадков и гидротермического коэффициента (ГТК).

Такие изменения климата создают особые условия для роста растений и оказывают существенное влияние на метаболизм, обеспечивая специфическую корректировку биохимического состава плодов, а следовательно, и их качества. В этом мы смогли убедиться, проанализировав некоторые биохимические показатели плодов яблони сорта Флорина (подвой ММ106), завезенных из разных зон садоводства Северного Кавказа (таблица 4). Действительно, в предгорьях Краснодарского края содержание в плодах суммы сахаров на 40%, а аскорбиновой кислоты на 20-26% выше аналогичных показателей в прикубанской зоне садоводства. Продвижение сорта Флорина в горно-лесную зону Кабардино-Балкарии приводит к еще большему повышению содержания в плодах витамина С. Однако, несмотря на довольно значительное накопление сахаров, их концентрация в яблоках из данного района заметно ниже, чем в плодах из предгорной зоны Краснодарского края В то же время с увеличением высоты местности над уровнем моря кислотность плодов сорта Флорина возрастает, что может быть связано с усилением интенсивности дыхания органов растений.

Анализ приведенных данных позволяет сделать еще один важный вывод. Наиболее качественная плодовая продукция, характеризующаяся оптимальным соотношением питательных веществ и аскорбиновой кислоты, может быть произведена ни в равнинных и ни в горных условиях, а в предгорьях. Вместе с тем перемещение культуры яблони в горы открывает перспективы производства плодов с повышенным содержанием биологически активных веществ, например витамина С. Примечательно, что плоды из садов на равнинных участках (8-40 м над уровнем моря).Таблица 4 - Климатические характеристики и биохимические показатели плодов яблони сорта Флорина на подвое ММ106 в связи с вертикальной зональностью на Северном Кавказе (в среднем за 2004-2005 гг.)

Место исследований	Зона	Высота над уровнем моря, м	Климатические характеристики	Биохимические показатели**
			Годовое количество осадков, мм	Сумма активных температур, С°	ГТК	Сумма сахаров	Общая кислотность	Аскорбиновая кислота, мг/100 г
						%
Краснодарский край:
Славянский район	Прикубанская	8	589	3450	0,9	10,0	0,44	4,3
Краснодар (учхоз «Кубань» КубГАУ)	Прикубанская	35	643	3450	1,0	10,2	0,50	4,5
Динской район	Прикубанская	40	643	3450	1,0	10,0	0,50	4,5
Абинский район	Предгорная	150	700	3200	1,5	14.2	0,55	5,4
Кабардино-Балкарская Республика
Нальчик (ОПХ СКНИИГПС, Долинский участок)	Горно-лесная	600	750	2800	1,7	13,5	0,60	6,8

* Климатические характеристики приведены в соответствии с литературными данными: Агроклиматические ресурсы Краснодарского края, 1975; Шидаков, 1991; Лучков и др., 2004; ** S x% < 3

характеризуются более бедным биохимическим составом (относительно низким содержанием сахаров, кислот, витамина С).

При определении размеров плодов яблони сорта Флорина (подвой ММ106) в различных зонах садоводства Северного Кавказа со специфическими климатическими особенностями прослеживается несколько иная закономерность. Оказывается большей массой отличаются плоды из насаждений, расположенных на равнине (прикубанская зона садоводства - 40 м над уровнем моря). На этой территории отмечается повышенная сумма активных температур и пониженный ГТК, равный единице. Меньшая масса присуща плодам, собранным в горных условиях (600 м над уровнем моря), где ГТК повышается до 1,7. Среднее положение в таком ряду занимают яблоки из предгорной зоны садоводства Краснодарского края (150 м над уровнем моря, ГТК равен 1,5). Однако и в этом варианте опыта их масса достаточно велика.

Исходя из представленных материалов и результатов анализа литературных данных (Широков, 1991; Ибрагимов, 1995; Причко, 2002), предгорья Северного Кавказа - «идеальные» районы для закладки садов универсального назначения, обеспечивающих производство высококачественных плодов для потребления в свежем виде и выработки консервов.

Определена роль некоторых почвенных факторов в формировании качества плодовой продукции.

Показано, например, что на почвах прикубанской равнины (черноземы, аллювиальные луговые), отличающихся от серых и бурых лесных почв предгорий более высоким содержанием гумуса и гуминовых кислот (Бритько, 1967; Ткачев, 1971; Живчиков, 2001), как правило, формируются довольно крупные плоды яблони с одновременно сниженным содержанием в них аскорбиновой кислоты.

В результате проведенных экспериментов отмечена следующая тенденция. При снижении почвенной кислотности содержание витамина С в яблоках увеличивается (активизируется определенная ветвь биохимических превращений углеводов). Наиболее высокая концентрация аскорбиновой кислоты в плодах яблони сорта Флорина зафиксирована при выращивании его на серых лесных почвах, отличающихся сильнокислой реакцией среды (рН 5,2), в горно-лесной зоне Кабардино-Балкарии (см. таблицу 4).

По ряду качественных показателей выделяются плоды яблони сорта Флорина, возделываемого на слабокислых (рН 6,2) почвах (бурых лесных) предгорной зоны садоводства Краснодарского края. Они отличаются особой привлекательностью, значительной массой и, кроме того, гармоничным сочетанием содержащихся в довольно большом количестве сахаров и аскорбиновой кислоты. Заметим, что при такой почвенной кислотности создаются оптимальные условия и для жизнедеятельности различных семечковых культур, в том числе яблони (Куренной, Колтунов, Черепахин, 1985).

Очевидно, еще задолго до закладки сада, располагая результатами почвенного обследования, мы в состоянии предсказать ход формирования отдельных составляющих качества плодовой продукции в будущем.

Отмечено, что «качество плодов» - весьма емкое понятие, включающее целый ряд составляющих: товарное, биохимическое, технологическое и т.д. Причем проявление одной из них отнюдь не означает наличие другой. Более того, для эффективного формирования каждого компонента качества требуются специфические почвенно-климатические условия. В этой связи возникает необходимость более дифференцированного подхода к подбору территорий, обеспечивающих возможность производства плодов с определенными качественными показателями.

На основе обобщения имеющихся в нашем распоряжении материалов и результатов собственных экспериментов удалось сформулировать концепцию оптимизации размещения многолетних насаждений, гарантирующую повышение качества плодовой продукции. Суть этой концепции сводится к следующему.

Насаждения, ориентированные главным образом на производство плодов повышенного товарного качества для длительного хранения и применения в свежем виде, целесообразно размещать на равнинных участках, особенно, если почвы отличаются высокими баллами бонитета. Отмеченным требованиям отвечают, например, территории прикубанской равнины: пригород Краснодара; Динской, Славянский районы и др. Указанные природные условия вполне приемлемы и для садов универсального назначения. Однако, по вполне понятным причинам, плоды из этих насаждений не отличаются слишком высоким содержанием растворимых сухих веществ (сахаров) и, тем более - витамина С.

Лучшие условия для эффективного функционирования универсальных садов складываются в предгорьях и нижнем поясе гор Северного Кавказа (до 550-600 м над уровнем моря; почвы бурые лесные или серые лесные), например в предгорьях Краснодарского края ( Северский, Абинский районы и т.д.), Республик Адыгея и Дагестан, а также в горно-лесной зоне Кабардино-Балкарии и др. Именно в этих районах, благодаря особому сочетанию различных абиотических факторов и их положительному влиянию на жизнедеятельность растений, формируются плоды отменного товарного качества с повышенным содержанием основных питательных и биологически активных веществ. В этом убеждают нас результаты многочисленных экспериментов, проведенных с различными сортами яблони и других плодовых культур.

Примечательно, что продукты, полученные из плодов с повышенным содержанием питательных и биологически активных веществ, также отличаются богатым химическим составом.

Очевидно, оптимизация размещения садов различного назначения - реальный рычаг повышения конкурентоспособности отечественной плодовой продукции.

5. Роль техногенных факторов в формировании качества плодов

Если принять почвенно-климатические условия конкретного района как практически неизменный фон, оказывающий вполне определенное воздействие на обмен веществ в растении, возникают закономерные вопросы. Может ли человек ослаблять отрицательное влияние неуправляемых факторов внешней среды на формирование качества плодов и, наоборот, усиливать их положительное действие, а если может, то какими способами? По - видимому, решение этой проблемы должно основываться на использовании соответствующих технологических элементов или агроприемов, обеспечивающих получение качественного урожая плодов

Качество плодов во многом зависит от особенностей размещения деревьев. Эту точку зрения подтверждают результаты экспериментов, проведенных в прикубанской зоне садоводства (почвы - черноземы выщелоченные, система содержания - черный пар) в 6-7-летних неорошаемых насаждениях яблони на подвое ММ106 (ширина междурядий 5 м, система формирования кроны - разреженно-ярусная).

Однако оптимальные схемы посадки растений одного и того же сорта, обеспечивающие получение максимальных урожаев и формирование высококачественных плодов, не идентичны.

По нашим данным, лучшие условия для проявления потенциальной продуктивности сильнорослого сорта Флорина (урожайность 22,9 т/га) складываются при размещении деревьев в ряду через 3 м. Вместе с тем увеличение этого расстояния до 4 м приводит к некоторому снижению (на 20%) урожая плодов и одновременному повышению их товарных качеств. Причем выход плодов высшего и первого товарных сортов возрастает на 56%, а их масса увеличивается - на 7%, достигая 159 г.

По всей видимости, несмотря на возможные потери будущего урожая, при закладке адаптивных садов, нацеленных на производство вы-сококачественной плодовой продукции, площадь питания деревьев следует увеличивать (конечно, до рекомендуемых пределов).

Снижение высоты деревьев, формирование уплощенных и веретеновидных крон (свободно растущая пальметта, шпиндель, русское веретено и др.) способствуют уменьшению непродуктивных зон и одновременно увеличению массы плодов яблони.

В то же время, исходя из полученных результатов, выбрав оптимальную для определенного сорта формировку, можно повысить содержание в плодах некоторых биологически активных веществ, например, витамина С.

В связи с обсуждаемой проблемой особенно привлекательна идея регулирования различных показателей качества генеративных органов плодовых культур (в частности яблони) в процессе их выращивания. Ранее (Дорошенко, Остапенко, Рязанова,2006) доказана возможность ее реализации при использовании некорневого питания деревьев различными макроэлементами, в том числе калием. По результатам фитомониторинга, проводимого в орошаемом саду прикубанской зоны на протяжении 40 дней, предшествующих сбору урожая, среднесуточный прирост плодов яблони сорта Ренет Симиренко с середины августа до конца сентября составляет 0,2 мм. Использование же сернокислого калия увеличивает этот показатель в 2,5 раза (Дорошенко, Остапенко, Рязанова, Дубравина, Чумаков, 2005). Именно поэтому применение некорневой подкормки калийным удобрением даже в неорошаемом саду (почвы - черноземы выщелоченные) обеспечивает увеличение выхода плодов высшего и первого товарных сортов на 10-30% (таблица 5). При этом сводится к минимуму наличие нежелательных плодов третьего товарного сорта, непригодных для дальнейшего эффективного использования. На фоне орошения отмеченный эффект выражен сильнее.

Среди факторов, оказывающих определенное влияние на различные показатели качества плодов, важное место занимает система содержания почвы.

По результатам исследований, проведенных в прикубанской зоне садоводства, систематическая обработка почвы (черноземы выщелоченные) в междурядьях 13-14- летних насаждениях яблони (сады неорошаемые) оказывает положительное влияние на размеры плодов. Так, при использовании черного пара масса плодов у сортов Айдаред и Ренет Симиренко на 7-10% больше, чем в варианте, где почву содержали под задернением (естественно растущие травы). Кроме того, выход плодов высшего и первого товарных сортов также больше при содержании почвы под черным паром.

Таблица 5 - Влияние некорневой подкормки сернокислым калием на товарные качества плодов яблони

Сорт	Обработка	Товарный сорт, %
		высший	первый	второй	третий
Неорошаемый сад (закладка 1997 г., в среднем за 2003 - 2004 гг.)
Ламбурне	Контроль	16,4	42,5	37,3	3,8
Ламбурне	Сернокислый калий	20,8	53,4	25,6	0,2
Флорина	Контроль	27,0	57,6	13,0	2,4
Флорина	Сернокислый калий	30,6	62,4	7,0	0
Орошаемый сад (закладка, 1999 г., 2004 г.)
Ренет Симиренко	Контроль	20,0	65,0	15,0	0
Ренет Симиренко	Сернокислый калий	27,0	69,0	4,0	0

По-прежнему дискуссионным остается вопрос о влиянии орошения на качество плодовой продукции. По всей видимости, следует уточнить о каком качественном показателе идет речь в каждом конкретном случае. Большинство авторов (Куренной, Колтунов, Черепахин,1985; Жулид, 1989; Переверзев и др., 1990; Позднякова, Водяницкий, 2004 и др.) склонны считать, что орошение способствует улучшению товарных качеств плодов. Вместе с тем даже при оптимальном увлажнении может отмечаться ухудшение биохимического состава плодов. По результатам эксперимента (прикубанская зона садоводства; почвы - черноземы выщелоченные; использовано капельное орошение), содержание в яблоках сорта Флорина растворимых сухих и пектиновых веществ в условиях орошения на 7-27% ниже, чем в контрольном варианте - без полива. В этой связи следует серьезно задуматься о перспективах его применения в универсальных садах, где значительная часть получаемых плодов предназначена для производства высококачественных консервов.

Таким образом, рациональное применение в процессе эксплуатации сада описанных технологических элементов позволит достаточно эффективно корректировать ход формирования плодов с заданными показателями и уровнем качества.

...