Введение к работе
Актуальность проблемы. Черноморское побережье Краснодарского края -единственный субтропический регион Российской Федерации, где возможно про-мышленно-товарное возделывание цитрусовых. Развитие цитрусоводства, как отрасли в самом северном регионе лимитируется климатическими условиями в большей степени, чем в субтропической зоне Грузии. Из мировой практики (Корсика, Техас) известно, что возделывание цитрусовых культур эффективно даже в условиях жестких термических стрессов растений. Товарное производство экологически безопасной продукции для курортной зоны Черноморского побережья России экономически оправдано, но требует дополнительного научного обеспечения. Среди приоритетных вопросов исследований следует отметить рациональное использование уникальных природных условий, сравнительное изучение отдельных генотипов цитрусовых культур, клоновый отбор хозяйственно-ценных видов, совершенствование технологий и элементов их возделывания, а также защиты от интенсивных стрессовых воздействий на цитрусовые растения любой природы, с учетом специфики природных и социальных условий.
Цель и задачи исследований. Цель работы - агроэкологобиологическое обоснование возделывания цитрусовых в лимитирующих климатических условиях субтропиков Черноморского побережья России и выявление факторов, обусловливающих их максимальную продуктивность.
В задачу исследований входило: анализ климатических условий зоны выращивания основных промышленных и перспективных видов цитрусовых с учетом их биологических особенностей; изучение физиолого-биохимических процессов, водообмена и минерального питания, аминокислотного обмена, ростовых и генеративных процессов (включая анатомию почек и развитие корневой системы), а также разработку и совершенствование методик; выявление адаптивной приспособленности растений и агроклиматических резервов повышения их урожайности и качества плодов: разработка и усовершенствование технологических приемов выращивания, обеспечивающих оптимальное использование природных и земельных ресурсов, последовательную интенсификацию производства и наиболее полную реализацию потенциальной продуктивности цитрусовых растений.
Научная новизна. На основании изучения опыта возделывания цитрусовых на Черноморском побережье Кавказа и в других регионах, в том числе зарубежных, со
сходными климатическими условиями, сделан анализ современного состояния цитрусоводства и сформулированы основные тенденции развития отрасли в лимитирующих климатических условиях субтропической зоны России. Впервые дано объёмное агро-экологическое обоснование возделывания основных видов и сортов цитрусовых, выделены перспективные их виды для условий Черноморского побережья России, уточнены климатические, метеорологические и экологические показатели размещения этих культур, а также предложены пути оптимизации экологических условий, обеспечивающих высокую продуктивность. Рассмотрена жизненная значимость таких показателей реакции цитрусовых растений на условия среды, как параметры надземных и корневых систем, морозостойкость, потенциальная и фактическая продуктивность.
Экспериментально подтверждено, что значение отдельных механизмов поддержания жизнедеятельности растений меняется в зависимости от культуры и уровня агротехники. Для защиты от интенсивных стрессовых воздействий климата (сильный ветер, низкие температуры, ее перепады ночью и днем, зимой, а также в переходный период) разработана и усовершенствована энергосберегающая технология защиты цитрусовых, гарантирующая получение ежегодных урожаев. Математически выражены связи солнечного сияния и облачности, радиационного режима и их составляющих при возделывании цитрусовых.
Подтверждена адаптационная способность цитрусовых к пониженным температурам. Установлено, что при адаптации светолюбивых растений лимона к низкой интенсивности света в условиях защищенного грунта увеличивается квантовая эффективность использования слабых потоков ФАР. Это явление может использоваться для продвижения культур лимона в северные районы. Биологические особенности роста побегов, цветения и плодоношения у цитрусовых определяют повышенную потребность в элементах питания, поэтому для гарантированного урожая плодов необходим высокий агротехнический фон, включая орошение и удобрение. Разработана принципиально новая технология выращивания карликовой формы мандарина типа Васэ в загущенных и сверхзагущенных посадках.
Практическая значимость. Полученные результаты представляют новые возможности расширения ареала цитрусовых в лимитирующих климатических условиях произрастания. Проведенные исследования позволяют сделать заключение о значительных резервах пластичности и потенциальной продуктивности цитрусовых растений. Внедрение полученных результатов будет способствовать рациональному размещению цитрусовых, целесообразному использованию ограниченных земельных ресурсов субтропической зоны.
Рекомендуемые сорта цитрусовых с широким диапазоном адаптипной спосо-ности позволят увеличить валовое производство плодов, а разработанные технологи для мандаринов карликовой формы типа Васэ - существенно увеличить урожайності По результатам исследований разработаны и внедрены рекомендации по вочделыв» нию мандарина и хранению плодов.
Апробация работы. Основные результаты исследований в течение 1971-1995 гг докладывались на всесоюзных и Всероссийских конференциях и совещаниях по субтропическому сельскому хозяйству и плодоводству (гг. Москва, Мичуринск, Сочи Краснодар, Ялта), на Ученых советах Научно-исследовательского института цветоводства и субтропических культур (г. Сочи), в Институте чая и субтропических культур (г. Анасеули, Грузия), Российском университете дружбы народов (г. Москва), Московской сельскохозяйственной академии имени К.А.Тимирязева, на Научно-технических советах Министерства сельского хозяйства. Выставке достижений народного хозяйства (отмечены Золотой и Бронзовой медалями), на региональных совещаниях по плодоводству и др.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 29 научных статьях и двух рекомендациях.
Структура и об-ьем диссертации. Диссертационная работа изложена на Lty страницах машинописного текста, включая Зо таблиц и 'fit рисунков. Состоит из: введения, 6 глав, выводов, практической реализации результатов и списка литературы, включающего 371 наименование, в том числе 66 иностранных работ.
Благодарности. Автор выражает признательность научному консультанту про
фессору Д.Н.Дурманову и коллегам по Всероссийскому научно-исследовательскому
институту цветоводства и субтропических культур, а также Т.Н.Лях, А.И.Бирюковой.
Л.А.Лепиловой, Л.Н.Вишневецкой, В.Н.Бисерову, А.М.Комурджиевон,
Л.В.Рыжковой, С.Хусайни (Афганистан), Б.Траоре (Республика Мали), которые под руководством автора принимали участие в выполнении отдельных разделов работы.
Объекты и методы исследования. Исследования охватывают период с 1971 по 1995 г., которые проводились на базе опытных и производственных участков цитрусовых ВНИИ цветоводства и субтропических культур (г. Сочи) ( табл. 1), а также цит-русоводческих хозяйств зоны. Учеты, наблюдения и анализы выполнялись общепринятыми методами: метеорологические и климатические условия - по методике ЕГМС; фенология основных фаз развития цитрусовых и биометрические измерения по мето-
дике ГСИ с.-х. культур, 1970. Вегетативный и продуктивный рост растений прослеживался по показателям: общая длина первого прироста, общее количество листьев на приросте, количество растущих побегов на учетном дереве, средняя длина побега и средняя длина междоузлия (Т.Г.Карпенчук и др., 1987). При обследовании генеративных процессов в основу была положена методика Е.И.Гусевой (1951. 1955) и П.Г.Шитта (1952, 1958). Учитывались плодоносящие образования: одно-, двух-, трех-и более плодные ветви; проводились также анатомические исследования структур почек двухростовых побегов одинаковой топографии в кроне (Н.И.Зактрегер, 1949; В.И.Юрцев и др., 1968: Г.И.Роскнн, 1951; Ф.М.Купермаи, 1968; А.Халим, 1982); физиологические исследования (А.И.Ермаков и др., 1952; В.Л.Вознесенский и др., 1971).
Распределение корневой системы по горизонтам почвы изучалось методом монолита (В.А.Колесников, 1962); агрохимические свойства отдельных таксонов бурых лесных почв в слоях 0-20 и 20-40 см стандартными методами для этих почв (Ф.А.Юдин, 1971). Статистическая обработка основных результатов исследований проводилась методом дисперсионного анализа (Б.А.Доспехов, 1973; А.В.Мельник, 1985; Ю.И.Иванов и др., 1990); биоэнергетическая (экономическая) оценка технологии производства цитрусовых по методике энергоемкости производства в сельском хозяйстве (Е.И.Базаров и др.. 1983: В.А.Грязев, 1985).