Модели продуктивности современных яблоневых садов в средней полосе России

Размещено на http://www.allbest.ru

Модели продуктивности современных яблоневых садов в средней полосе России

Юрий Викторович Труновш

Александр Валерьевич Соловьев

Илья Витальевич Куличихин

Аннотация

Исследования проводиті на базе Мичуринского государственного аграрного университета в течение 30 лет (1990-2020 гг.) в лучших специализированных садоводческих хозяйствах средней полосы России (Липецкой, Тамбовской, Воронежской, Белгородской областей и др.). При моделировании использовались данные для экспериментальных схем посадки (предельной плотности посадки): 4,5x1,5 м (1481 дер./га, подвой 54-118); 4,0x1,0 м (2500 дер./га, подвой 62-396); 3,0x1,0 м (3333 дер./га, подвой Парадизка Будаговского, В9); 1,5x0,7 м (9524 дер./га). В соответствии с обсуждаемыми моделями в интенсивном безопорном среднерослом саду с плотностью посадки деревьев 1667 дер./га за 17 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 345 m/га, при средней урожайности плодов 20 m/га; в интенсивном полу- карликовом саду с плотностью посадки 2500 дер./га за 16 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 380 m/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений на 10%), при средней урожайности плодов 24 m/га; в интенсивном карликовом саду с плотностью посадки 3333 дер./га за 16 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай do 430 т/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений более, чем на 25%), при средней урожайности плодов 27 m/га; в суперинтенсивном карликовом саду с плотностью посадки более 9500 дер./га за 14 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 640 m/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений более, чем в 1,8раза), при средней урожайности плодов 45 m/га. Модели изменения продуктивности яблони в интенсивных насаждениях (без учета периодичности плодоношения и ежегодных колебаний урожайности) представляют собой кривую, состоящую из трех частей, соответствующих трем основным периодам (этапам) роста и развития деревьев.

Ключевые слова: садоводство, агротехнологии, яблоня, сортимент, кленовые подвои, продуктивность

PRODUCTIVITY MODELS OF MODERN APPLE GARDENS IN CENTRAL RUSSIA

Yury V. Trunov1, Alexander V. SolovievIlya V. Kulichikhin3

Abstract

Research M'as carried out on the basis of the Michurinsk State Agrarian University for 30 years (1990-2020) in the best specialized horticidtural farms in central Russia (Lipetsk, Tambov, Voronezh, Belgorod regions, etc.). When modeling, data were used for experimental planting patterns (maximum planting density): 4.5x1.5 m (1481 trees/ha, rootstock 54-118); 4.0x1.0 m (2500 trees/ha, rootstock 62-396); 3.Oxl.O m (3333 trees/ha, rootstock Paradizka Budagovslty, B9); 1.5x0.7 m (9524 trees/ha). In accordance with the discussed models, in an intensive unsupported medium-sized orchard with a tree planting density of1667 trees/ha for 17 years offruiting, a total yield of up to 345 t/ha can be obtained, with an average fruit yield of 20 t/ha; in an intensive sertti- dwarf orchard with a planting density of2500 trees/ha for 16 years offruiting, a total yield of up to 380 t/ha can be obtained (an increase in the total productivity ofplantings by 10%), with an average fruit yield of 24 t/ha; in an intensive dwarf orchard with a planting density of 3333 trees/ha for 16 years of fruiting, a total yield of up to 430 t/ha can be obtained (an increase in the total productivity ofplantings by more than 25%), with an average fruit yield of 27 t/ha; in a super-intensive dwarfgarden with a planting density> of more than 9,500 trees/ha for 14 years offruiting, a total yield of up to 640 t/ha can be obtained (an increase in the total productivity> of plantings by more than 1.8 times), with an average fruit yield of 45 t/ha. Models of changes in the productivity> of apple trees in intensive plantations (without taking into account the frequency offmiting and annual fluctuations in yield) are a curve consisting of three parts corresponding to three main periods (stages) of growth and development of trees.

Key words: sweet pepper, hot pepper, assortment, productivity, biochemical composition, vitamin value

Введение

Главная тенденция развития современного мирового садоводства - создание интенсивных и суперинтенсивных садов. В современном понимании, степень интенсивности сада возрастает с увеличением количества деревьев на единице площади (уплотнение схемы размещения деревьев). Условно сад считается интенсивным с плотностью посадки деревьев от 1400-1500 до 2500 дер./га, суперинтенсивным - более 2500 дер./га. Наиболее распространены в мире схемы размещения деревьев в суперинтенсивных яблоневых садах на карликовых подвоях - 3,0-4,0x0,7-1,0 м (2500-4760 дер./га) [6, 14, 18].

В России на современном этапе садоводство претерпевает сложный период в силу как объективных, так и субъективных причин [10], в частности:

неблагоприятные природно-климатические условия на значительной территории России и способность многолетних растений накапливать негативные последствия воздействия стрессоров;

устаревшая и сильно изношенная материально-техническая база большинства прежних садоводческих хозяйств [8, 9];

устаревшие технологии возделывания существующих многолетних насаждений.

Основная задача уплотнения интенсивных насаждений - увеличение продуктивности с единицы площади, ускорение начала товарного плодоношения, окупаемости капитальных затрат, снижение себестоимости производства продукции [15].

Подвой 54-118 - среднерослый подвой селекции Мичуринского государственного аграрного университета, отличается высокой морозостойкостью корневой системы [7].

Подвой 62-396 - полукарликовый подвой селекции Мичуринского государственного аграрного университета, отличается высокой морозостойкостью корневой системы [7].

Подвой Парадизка Будашвского - карликовый подвой селекции Мичуринского государственного аграрного университета, по силе роста близкий к М9, отличается достаточно высокой для средней полосы морозостойкостью [7].

В результате многолетних исследований авторов в области интенсивного садоводства [1, 3, 10, 13, 15], светового режима и обрезки кроны [9, 13], минерального и водного режимов [2, 4, 5, 11, 16, 19], оценки садопригодности территорий [8, 10, 12], оценки промышленного сортимента яблони [7, 8, 11, 12] получены экспериментальные данные по динамике продуктивности яблони в течение онтогенеза в интенсивных садах с различной плотностью посадки (от 1500 до 3500 деревьев на 1 га).

Цель исследований - хозяйственно-биологическая оценка интенсивных насаждений яблони в садах различной плотности посадки и разработка моделей продуктивности интенсивных яблоневых садов.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили в течение 30 лет (1990-2020 гг.) в лучших специализированных садоводческих хозяйствах средней полосы России: ЗАО «Агрофирма имени 15 лет Октября», ОАО «Агроном» (ООО «Агроном-сад») Липецкой области, АО «Дубовое», АО «Учхоз-племзавод «Комсомолец» Тамбовской области, ООО «Красинское», ООО СХП «Донские сады» Воронежской области, ООО «Вейделевское» Белгородской области и др.

Моделирование продуктивности насаждений проводилось в рамках следующих ограничений и допущений:

использовались данные для экспериментальных схем посадки (предельной плотности посадки): 4,5x1,5 м (1481 дер./га, подвой 54-118); 4,0» 1,0 м (2500 дер./га, подвой 62-396); 3,0х 1,0 м (3333 дер./га, подвой Парадизка Бу- даговского, В9); 1,5x0,7 м (9524 дер./га);

для всех схем посадки используются однотипные технологии возделывания;

периоды коммерческого плодоношения приняты с уровня урожайности более 10 т/га;

периоды стабильного (наибольшего) плодоношения приняты более 85% от максимально возможного.

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ статистических данных и собственных прогнозных

исследований позволил провести математическое моделирование развития и урожайности промышленных яблоневых садов интенсивного и суперинтенсивного типа на протяжении их жизненного цикла [1, 3, 8, 9, 10, 11, 12].

Результаты моделирования представлены в таблице 1, определяющей матрицу урожайности с выделением периодов жизненного цикла насаждений.

Таблица 1 Модели продуктивности интенсивного яблоневого сада на различных типах клоновых подвоев в течение жизненного цикла в средней зоне садоводства РФ (в среднем по 12 основным промышленным сортам, в среднем по пятилеткам, без учета ежегодных колебаний)

По интенсивному безопорному саду на среднерослом подвое 54-118 со схемой посадки 4,5» 1,5 м продуктивный период составил 17 лет. Суммарный урожай за весь период плодоношения составил 345,7 т/га, средняя урожайность за 1 год плодоношения - 20,3 т/га. Наиболее высокая урожайность плодов формируется в период максимального плодоношения - на 11-15 годы жизни сада (до 30 т/га).

По интенсивному шпалерному саду на полукарликовом подвое 62-396 со схемой посадки 4,0» 1,0 м продуктивный период составил 16 лет. Суммарный урожай за весь период плодоношения составил 379,0 т/га, средняя урожайность за 1 год плодоношения - 23,7 т/га. Наиболее высокая урожайность плодов формируется в период максимального плодоношения - на 11-15 годы жизни сада (около 30 т/га).

По интенсивному шпалерному саду на карликовом подвое Парадизка Будаговского (В9) со схемой посадки 3,0х 1,0 м продуктивный период составил 16 лет. Суммарный урожай за весь период плодоношения составил 433,0 т/га, средняя урожайность за 1 год плодоношения - 27,1 т/га. Наиболее высокая урожайность плодов формируется в период максимального плодоношения - на 6-15 годы жизни сада (более 33 т/га).

По суперинтенсивному экспериментальному шпалерному саду на карликовом подвое Парадизка Будаговского (В9) со схемой посадки 1,5x0,7 м продуктивный период планируется 14 лет. Суммарный модельный урожай за весь период плодоношения составит 638,3 т/га, средняя урожайность за 1 год плодоношения - 45,6 т/га. Наиболее высокая урожайность плодов планируется в период максимального плодоношения - на 5-10 годы жизни сада (более 65 т/га).

Модели изменения продуктивности яблони в интенсивных насаждениях (без учета периодичности плодоношения и ежегодных колебаний урожайности) представляют собой кривую, состоящую из трех частей, соответствующих трем основным периодам (этапам) роста и развития деревьев [17] (рисунок 1).

Рисунок 1. Модель изменения продуктивности яблони в интенсивных насаждениях различной плотности

Этапы роста и развития деревьев яблони в саду.

Период начала плодоношения. Продолжительность этапа от 3 до 5 лет. Отсчет начинается от начала получения первых коммерческих урожаев. Растения интенсивно растут, осваивают отведенную площадь питания, увеличивают объем кроны. Нарастает плодовая древесина, увеличивается количество пунктов плодоношения.

Продуктивность деревьев возрастает экспоненциально. Световой режим кроны (освещенность) приближается к освещенности открытой площадки.

Период полного плодоношения. Продолжительность этапа от 8 до 12 лет в зависимости от типа сада и генотипа сорта. Растения достигают максимальных размеров в проекции кроны, заполняют площадь питания, но продолжают расти в высоту и достигают максимально возможных размеров для данного типа сада и генотипа сорта. Образуется максимально возможный объем плодовой древесины и количество пунктов плодоношения. Устанавливается максимально возможный объем плодовой древесины и количество пунктов плодоношения.

Продуктивность деревьев стабилизируется на грани максимальных возможностей генотипа в конкретных экологических условиях. Освещенность кроны снижается в процессе загущения крон, особенно сильно внутри кроны, в нижней части кроны и с ее северной стороны. Освещенность снижается сильнее, если крона дерева затеняется кронами других деревьев при более плотных схемах размещения.

Период старения и снижения продуктивности. Продолжительность этапа может быть различной в зависимости от типа сада и генотипа сорта, а также от состояния деревьев. Растения имеют свои максимальные размеры по высоте, ширине и объему. Плодовой древесины и пунктов плодоношения слишком много, поэтому размер и качество плодов резко снижается.

Наблюдается прогрессирующее уменьшение количества пунктов плодоношения в нижней части и центре кроны из-за старения и отмирания плодовой древесины и снижения интенсивности фотосинтеза в условиях недостаточного освещения. Общая продуктивность дерева постепенно снижается до уровня экономического порога эффективности, после чего сад завершает свой эксплуатационный период.

Плодоношение деревьев на этом этапе можно продлить и увеличить, если оптимизировать лимитирующие факторы, в частности, освещенность кроны.

Заключение. В соответствии с обсуждаемыми моделями в интенсивном безопорном среднерослом саду с плотностью посадки деревьев 1667 дер./га за 17 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 345 т/га, при средней урожайности плодов 20 т/га; в интенсивном полукарликовом саду с плотностью посадки 2500 дер./га за 16 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 380 т/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений на 10%), при средней урожайности плодов 24 т/га; в интенсивном карликовом саду с плотностью посадки 3333 дер./га за 16 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 430 т/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений более, чем на 25%), при средней урожайности плодов 27 т/га; в суперинтенсивном карликовом саду с плотностью посадки более 9500 дер./га за 14 лет плодоношения может быть получен суммарный урожай до 640 т/га (увеличение суммарной продуктивности насаждений более, чем в 1,8 раза), при средней урожайности плодов 45 т/га.

Модели изменения продуктивности яблони в интенсивных насаждениях (без учета периодичности плодоношения и ежегодных колебаний урожайности) представляют собой кривую, состоящую из трех частей, соответствующих трем основным периодам (этапам) роста и развития деревьев.

Список источников

Активизация адаптационных механизмов растений яблони под влиянием специальных удобрений / Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, Е.Н. Ткачев, О.А. Грезнев, Н.Н. Сергеева // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2011. № 12 (6). С. 78-89.

Влияние удобрений на физиологическое состояние растений яблони в условиях средней и южной зон плодоводства/Ю.В. Трунов [и др.] //Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2010. № 2. С. 15-18.

Завражнов А.А., Завражнов А.И., Ланцев В.Ю. Индустриальные технологии интенсивного садоводства // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2013. № 5. С. 47-51.

Кузин А.И., Трунов Ю.В. Особенности почвенно-листовой диагностики калийного питания яблони // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2016. № 1. С. 16-17.

Кузин А.И., Трунов Ю.В. Распределение доступного фосфора в корнеобитаемом слое почвы под влиянием капельного орошения и фертигации в интенсивном яблоневом саду // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2015. № 34 (4). С. 72-85.

Муханин И.В. Научное обоснование системы производства посадочного материала для интенсивных насаждений яблони и модели садов: дис. ... Д-ра с.-х. наук. М.,2011. 451 с.

Перспективные клоновые подвои яблони для интенсивных садов / Ю.В. Трунов, А.В. Соловьев, Р.В. Папихин, М.Л. Дубровский, И.Н. Шамшин// Садоводство и виноградарство. 2020. № 2. С. 34-40.

Садовые культуры средней полосы России в экстремальных условиях 2010 года / Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, А.В. Соловьев [и др.]. Мичуринск. 2010. 16 с.

Температура воздуха - значимый критерий пригодности территории для возделывания яблони и груши / Ю.В. Трунов, Е.М. Цуканова, Е.Н. Ткачев, И.Ю. Савин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2014. № 5. С. 42-43.

Трунов Ю.В. Проблемы развития садоводства России как управляемой развивающейся системы // Плодоводство и ягодоводство России. 2015. Т. 42. С. 297-299.

Влияние минерального питания на фотосинтетическую активность листьев яблони в условиях Центрального Черноземья / Ю.В. Трунов, А.И. Кузин, Е.М. Цуканова, Н.С. Вязьмикина // Плодоводство и ягодоводство России. 2012. Т. 35. С. 187-193.

Трунов Ю.В. Эколого-генетические основы современных технологий возделывания яблони в России // Адаптивное кормопроизводство. 2017. № 1. С. 94-98.

Трунов Ю.В,, Завражнов А.А., Еремеев Д.Н. Повышение эффективности российского садоводства на основе использования интенсивных типов садов и машинных технологий их возделывания // Достижения науки и техники АПК. 2013. №4. С. 41-43.

Трунов Ю.В., Кузин А.И. Общая характеристика плодоводства Германии // Садоводство и виноградарство. 2009. №6. С. 45-48.

Трунов Ю.В., Медведев С.М. Состояние и перспективы развития садоводства в Центральном федеральном округе // Садоводство и виноградарство. 2009. № 5. С. 16-17.

Трунов Ю.В., Трунова Л.Б. Достижения и проблемы российской науки в области минерального питания садовых растений//Плодоводство и виноградарство Юга России. 2013. №23 (5). С. 121-130.

Шитт П.Г. Биологические основы агротехники плодоводства. М., 1952. 360 с.

High density planted apple orchards: effects on yield, performance and fruit quality / G. Costa, E. Beltrame, P. Zerbini and A. Pianezzola. Acta Horticulturae, 1997, no 451, pp. 505-512.

Kuzin A.I., Tiunov Y.V., Solovyev A.V. Effect of fertigation on yield and fruit quality of apple (Mains domestica Borkh.) In high-density orchards on chernozems in central Russia. Acta Horticulturae, 2018, vol. 1217, pp. 343-349.

References

T Trunov, Yu. V., EM. Tsukanova, E.N. Tkachev, O.A. GreznevandN.N. Sergeeva. Activation of adaptive mechanisms of apple plants under the influence of special fertilizers. Fruit growing and viticulture of the South of Russia, 2011, no. 12 (6), pp. 78-89.

Trunov, Yu.V. et al. Influence of fertilizers on the physiological state of apple plants in the middle and southern fruit growing zones. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2010. no. 2, pp. 15-18.

Zavrazlmov, A.A., A.I. Zavrazlmov and V.Yu. Lantsev. Industrial technologies of intensive horticulture. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University,2013, no. 5, pp. 47-51.

Kuzin, A.I. and Yu.V. Trunov. Peculiarities of soil-leaf diagnostics of potassium nutrition of apple trees. Bulletin of Russian Agricultural Science, 2016, no. l,pp. 16-17.

Kuzin, A.I. and Yu.V. Trunov. Distribution of available phosphorus in the root layer of the soil under the influence of drip irrigation and fertigation in an intensive apple orchard. Fruit growing and viticulture of the South ofRussia, 2015, no. 34 (4), pp. 72-85.

Mukhanin, I. V. Scientific substantiation of the system for the production of planting material for intensive apple plantations and orchard models. Doctoral Thesis. M., 2011. 451 p.

Trunov, Yu.V., A.V. Solovyov, R.V. Papikhin, M.L. Dubrovsky and I.N. Shamshin. Promising clone apple rootstocks for intensive orchards. Horticulture and viticulture, 2020, no. 2, pp. 34-40.

Trunov, Yu.V., E.M. Tsukanova, A.V. Solovyov et al. Orchard cultures of central Russia in extreme conditions in 2010. Michurinsk, 2010. 16 p.

Trunov, Yu.V., E,M. Tsukanova, E.N. Tkachev and I.Yu. Savin. Air temperature is a significant criterion for the suitability of the territory for the cultivation of apple and pear. Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences, 2014, no. 5, pp. 4243.

Trunov, Yu.V. Problems of development of horticulture in Russia as a controlled developing system. Fruit growing and berry growing in Russia, 2015, vol. 42, pp. 297-299.

Trunov, Yu.V., A.I. Kuzin, E.M. Tsukanova, N.S. Vyazmikina. Influence of mineral nutrition on the photo synthetic activity of apple leaves in the conditions of the Central Chernozem region. Fruit growing and berry growing in Russia, 2012, vol. 35, pp. 187-193.

Tiunov, Yu.V. Ecological and genetic foundations of modem technologies for apple cultivation in Russia. Adaptive feed production, 2017, no. 1, pp. 94-98.

Trunov, Yu.V., A. A. Zavrazlmov andD.N. Eremeev. Improving the efficiency of Russian horticulture based on the use of intensive types of orchards and machine technologies for their cultivation. Achievements of science and technology of the APK, 2013,no. 4, pp. 41-43.

Trunov, Yu.V. and A.I. Kuzin. General characteristics of fruit growing in Germany. Elorticulture and viticulture, 2009, no. 6, pp. 45-48.

Trunov, Yu.V. and S.M. Medvedev. Status and prospects for the development of horticulture in the Central Federal District. Elorticulture and viticulture, 2009, no. 5, pp. 16-17.

Trunov, Yu.V. and L.B. Tiunova. Achievements and problems of Russian science in the field of mineral nutrition of garden plants. Fruit growing and viticulture of the South of Russia, 2013, no. 23 (5), pp. 121-130.

Shift, P.G. Biological bases of agricultural technology of truit growing. M., 1952. 360 p.

Costa, G.,E. Beltrame, P. Zerbiniand A. Pianezzola. Eligh density planted apple orchards: effects on yield, performance and fruit quality. Acta Elorticulturae, 1997, no. 451, pp. 505-512.

Kuzin, A.I., Y.V. Trunov and A.V. Solovyev. Effect of fertigation on yield and fruit quality of apple (Maliis domestica Вогкії.) In high-density orchards on chernozems in central Russia. Acta Elorticulturae, 2018, vol. 1217, pp. 343-349.

Размещено на Allbest.ru