Содержание к диссертации
Введение
1. Значение обновления функций и критериев методов оценки садопригодности земельных участков для размещения промышленных насаждений яблони (обзор литературы) 19
1.1. Требования к научному и методическому обеспечению оценки оптимального территориального размещения промышленных садов с насаждениями яблони
1.2. Проблемы современного промышленного плодоводства, связанные с недостатками методологии проведения оценки садопригодности земель и оптимального территориального размещения насаждений яблони 32
1.3. Перспективы обновления критериев методики оценки садо пригодности земель для насаждений яблони с учтом принципов агроэко
логии, геоэкологии и ландшафтного зонирования территорий 48
2. Характеристика места проведения научных исследований, методология и методика выполнения аналитических работ по оценке са допригодности земельных участков для насаждений яблони 58
2.1. Обоснование выбора территории Окско-Донской равнины местом проведения научно-исследовательской работы 58
2.2. Субрегиональные особенности природных ресурсов на территории Окско-Донской равнины и их оценка для размещения промышленных садоводческих хозяйств 60
2.3. Принципы отбора для научно-исследовательской работы ключевых садоводческих хозяйств, расположенных на Окско-Донской равнине 70
2.4. Методические особенности поэтапного проведения научных
исследований в промышленных садах яблони и на опытных участках 73
3. Методика и результаты оценки садопригодности «контрастных» земельных участков для насаждений яблони по программе агро-почвенно-биологического обследования плодовых насаждений 91
3.1. Производственная бонитировка насаждений яблони в садоводческих хозяйствах Тамбовской и Липецкой областей, проведнная по методике А.С. Девятова 91
3.2. Производственная бонитировка насаждений яблони в хозяйствах Тамбовской и Липецкой областей, выполненная по методике А.С Девятова с новой классификацией природного рельефа для дополнительного анализа мозаики территориального расположения садопригодных и непригодных земельных участков
3.2.1. Оценка состояний и качества производственных насаждений яблони на разных элементах рельефа водосборов гидрографической сети 93
3.2.2. Оценка состояния и качества производственных насаждений яблони в зависимости от расположения деревьев в блюдцах и около них 105
3.2.3. Дополнительные преимущества оценки рельефа эрозионного ландшафта территорий с разным состоянием группировок насаждений яблони для анализа причин неодинаковой садопригодности земель
3.3. Продуктивность промышленных насаждений яблони, расположенных на экологически неоднородных склонах водосборов балок 123
3.4. Экономическая эффективность производства плодов в садах яблони на агроэкологически неоднородных и неодинаково садопригодных микроучастках в составе первичных подразделений территориальной структуры садового ландшафта
4. Методика и примеры анализа садопригодности неоднородных земельных участков для насаждений яблони при совместном применении критериев агропочвенно-биологического, экологического и ландшафтного научных подходов 131
4.1. Достоинства и недостатки метода агропочвенно биологического обследования плодовых насаждений при проведении аналитических работ, связанных с оценкой садопригодности земель садового ландшафта 131
4.2. Перспективы объединения принципов метода агропочвенно – биологического обследования плодовых насаждений с методами эколого – ландшафтных поисковых исследований расположения садопригодных земель для насаждений яблони 133
4.3. Применение эколого-ландшафного подхода для обоснования рационального размещения производственных насаждений яблони на аг-роэкологически однородных участках 148
4.4. Методика диагностики разновидностей биосистем и проведения анализа их размещения на агроэкологически однородных участках в промышленных садах яблони 155
4.4.1. Анализ ресурсов местности и идентификации биологических систем на агроэкологически однородных участках в промышленных садах яблони 160
4.4.2. Критерии классификации природного рельефа для оценки пространственного размещения садовых биологических систем на экологически однородных участках 162
4.4.3. Принципы идентификации разновидностей садовых биологических систем надорганизменных уровней сложности по ранжиру, структурно-логическим связям и расположению на природном рельефе 164
4.5. Причины контрастного состояния интенсивных насаждений яблони, размещнных на пологих микросклонах эрозионного ландшафта 168
4.5.1. Состояние насаждений яблони на краях пологих микросклонов в приграничных зонах с ложбинами и микрозападинами 168
4.5.2. Причины и механизм проявления «краевого эффекта» заболачивания чернозмных почв в интенсивном саду яблони 173
4.5.3. Состояние насаждений яблони в глубине пологих микросклонов 184
4.5.4. Причины и механизм проявления «очагового эффекта» заболачивания чернозмных почв в интенсивном саду яблони 189
4.6. Методика диагностики парцеллярного деления фаций и агро биогеоценозов в садах для выявления агроэкологически неоднородных
участков и проведения анализа продуктивности насаждений яблони 199
4.6.1. Парцеллярное деление садовых фаций и показатели продуктивности насаждений яблони 199
4.6.2. Парцеллярное деление садовых агробиогеоценозов и показатели продуктивности деревьев яблони в насаждениях 207
4.7. Метод, основанный на проведении дифференцированной оценки влагомкости и накапливаемых запасов продуктивной влаги в почвах, для выявления на разных элементах микрорельефа парцелл, отличаю
щихся условиями благоприятного водоснабжения насаждений яблони 213
4.7.1. Воздействия, оказываемые горизонтами-перемычками в почвах на доступность воды для корней возделываемых деревьев яблони 214
4.7.2. Влияние трав со стержневой корневой системой на вла-гомкость почв, накапливаемые в них запасы продуктивной влаги и на продуктивность возделываемых насаждений яблони 2 4.8. Обобщение причин и классификация мест локального заболачивания почв на пологих склонах и микросклонах в промышленных садах яблони 223
4.9. Экономическая эффективность производства плодов в интенсивном саду яблони на пологих склонах и микросклонах 230
5. Методика диагностики негативного влияния рельефных образов агрогеогенеза на садопригодность агроэкологически неоднородных земельных участков, продуктивность возделываемых насаждений яблони и экономическую эффективность производства плодов 239
5.1. Значение проявления рельефных образов агрогеогенеза в интенсивных промышленных садах яблони и целесообразность учта данного 239
явления для плодоводства .
5.1.1. Причины и условия для проявления агрогеогенеза в интенсивных промышленных садах яблони 239
5.1.2. Классификация проявлений агрогенного рельефа в интенсивных промышленных садах яблони 243
5.1.3. Классификация топографического фона земельных поверхностей для идентификации подразделений садового ландшафта и проявлений агрогенного рельефа в интенсивных промышленных садах яблони 246
5.2. Воздействие двух главных и одной промежуточной систем содержания почвы в интенсивных промышленных садах на продуктивность насаждений яблони в связи с проявлениями агрогенного рельефа 248
5.2.1. Классификация систем содержания почвы в интенсивных промышленных садах яблони и создаваемых под их влиянием разных агрономических фонов для проявлений агрогенного рельефа 248
5.2.2. Классификация разновидностей агрогенного рельефа,
характерных на агрофонах двух главных и одной промежуточной систем ухода за почвой в интенсивных промышленных садах яблони 250
5.2.3. Влияние содержания почвы по системе чрный пар на проявление эрозий почв (водной и механической), агрогенного рельефа и на продуктивность насаждений яблони 252
5.2.4. Влияние переменного сочетания через междурядье дерново – перегнойной и паровой систем содержания почвы в саду на прояв
ление агрогенного рельефа и продуктивность насаждений яблони 257
5.2.5. Влияние содержания всех междурядий в саду яблони по дерново-перегнойной системе на изменение рельефа и продуктивность на- 262 саждений яблони
5.3. Экономическая эффективность производства плодов на агро-экологически однородных и садопригодных участках с разными системами содержания почвы в интенсивном саду яблони 271
Заключение 274
Рекомендации производству 278
Список терминов 280
Список литературы .
- Проблемы современного промышленного плодоводства, связанные с недостатками методологии проведения оценки садопригодности земель и оптимального территориального размещения насаждений яблони
- Принципы отбора для научно-исследовательской работы ключевых садоводческих хозяйств, расположенных на Окско-Донской равнине
- Дополнительные преимущества оценки рельефа эрозионного ландшафта территорий с разным состоянием группировок насаждений яблони для анализа причин неодинаковой садопригодности земель
- Причины контрастного состояния интенсивных насаждений яблони, размещнных на пологих микросклонах эрозионного ландшафта
Введение к работе
Актуальность темы. В условиях радикально проводимых реформ в отрасли плодоводства России проблемой является низкая конкурентоспособность продукции, выращенной в отечественных специализированных хозяйствах. Предпринимаемая инновационная перестройка агротехники плодовых культур, отличается копированием передового опыта производителей плодов из стран Западной Европы. Такая перестройка пока не оправдывает надежды на быстрое создание долговечных и высокоурожайных плодовых насаждений (Куликов И.М., 2011; Макаров В.Н. и др., 2011; Жученко А.А. и др., 2013; Егоров Е.А. и др., 2014; Муханин И.В., 2014).
Альтернативой этому выступает иная концепция перестройки. Она основывается на первостепенном учте экологических факторов и ресурсов среды обитания для возделываемых плодовых культур в формируемых садовых ландшафтах (Трунов Ю.В., 2009; Драгавцева И.А., Лопатина Л.М., 2002; Драгавцева И.А., 2010; Гудковский В.А., Кладь А.А., 2012; Драгавцева И.А. и др., 2013).
Главным объектом такого обсуждения являются насаждения культуры яблони, которыми в промышленных садах занято свыше 80-90% производственных площадей, учитывая предрасположенность населения РФ к потреблению плодов именно этой культуры (Система ведения садоводства, 2007). Для обоснования тренда предсказуемой эффективности производства плодов необходим мониторинг режима экологии сада для проведения необходимой корректировки условий произрастания насаждений (Гудковский В.А., 2011).
Исходя из нашего участия в решении этой проблемы, была сформулирована цель наших исследований. Цель исследований - совершенствование методики оптимального территориального размещения насаждений яблони для промышленного возделывания по интенсивной технологии путм осуществления непрерывного контроля над агроэкологической однородностью и пригодностью земельных участков в процессе формирования садового ландшафта.
Задачи исследования:
-
Анализ преимуществ и недостатков концепций разных методов, разработанных для оценки садопригодности земельных участков и оптимального размещения производственных насаждений деревьев яблони.
-
Обоснование преимуществ методики оценки садопригодности земельных участков для интенсивных насаждений яблони с опорой на новые для плодоводства критерии анализа условий среды обитания, использующиеся в биоэкогенезе, ландшафтогенезе и агрогеогенезе.
-
Доказательство необходимости применения новой методики анализа са-допригодности земельных участков на территориях, отличающихся эрозионным ландшафтом с неоднородной средой обитания для интенсивных насаждений яблони.
4. Оценка совместного применения критериев агропочвенно - биологиче
ского, экологического и ландшафтного научных подходов для рассмотрения при
чин образования в садах интенсивного типа разных биосистем на агроэкологиче-
ски неоднородных земельных участках с насаждениями яблони неодинаковой
продуктивности.
5. Испытание способов контроля над экологической однородностью и садо-
пригодностью земельных участков для производства плодов в интенсивных наса
ждениях яблони.
Научная новизна исследований заключается в анализе аграрногеогенеза (образования садовых ландшафтов), происходящего в промышленных садах, для коррекции влияния агрогеогенеза (земледельческой человеческой деятельности) на агроэкологическую однородность и садопригодность земельных участков для насаждений яблони в процессе их возделывания по интенсивной технологии на пологих склонах.
Нами усовершенствованы концепция и методология оценки пространственного размещения насаждений яблони в промышленных садах. Обсуждены новые принципы анализа садопригодности земельных участков до закладки и в процессе возделывания интенсивных насаждений яблони. При помощи методов эколого-
5 ландшафтного подхода выявлена закономерность территориального расчленения формируемого садового ландшафта на многочисленные экологически неоднородные участки. Предложена обновлнная классификация рельефа, пригодная для идентификации на местности подразделений морфологической структуры садового ландшафта с экологически неоднородными и по-разному садопригодными участками для насаждений яблони. Выявлены и рекомендованы к использованию два новых критерия оценки садопригодности: 1) почв на разных элементах природного рельефа с первичными элементами морфологической структуры формируемого ландшафта; 2) агроэкологически неоднородных микроучастков по признакам аг-рогенного рельефа, физическим свойствам почв и различным состояниям растительности в составе «садовых» биосистем.
Усовершенствованы требования методик диагностики садопригодности земель для производственных насаждений яблони. Методика агропочвенно-биологического обследования плодовых насаждений на «контрастных» участках преобразована в универсальную методику эколого-ландшафтного обследования земель с экспертной оценкой размещения плодовых насаждений на экологически неоднородных участках. Разработана методика учта основных экологических факторов, лимитирующих режим среды обитания насаждений яблони в создаваемом ландшафте до и после закладки промышленного сада. Разработана методика бонитировки промышленных насаждений яблони в формируемом садовом ландшафте.
Для корректировки технологических регламентов ухода за почвой в промышленных садах яблони предложены способы оценки внешнего проявления аг-рогеогенеза и оказываемого им неоднозначного воздействия: а) на изменение топографии поверхности почвы агрогенным рельефом; б) проявление парцеллярной неоднородности садовых фаций и агробиогеоценозов, формирующихся в садовом ландшафте; в) ухудшение качества и снижение продуктивности деревьев яблони.
Теоретическая значимость проведнных исследований заключается в научном обосновании проявлений механизмов двух эффектов заболачивания почв («краевого - центростремительного» и «очагового - центробежного»), негативно
6 влияющие на их садопригодность, отражающие обратимые трансформации в почвообразовании, которые происходят на эрозионном ландшафте и отрицательно воздействуют на состояние и продуктивность насаждений яблони в интенсивных промышленных садах под влиянием агрогеогенеза.
Практическая значимость выполненной работы отражает перспективу применения принципиально нового пути защиты почв от эрозии и заболачивания, происходящих в интенсивных промышленных садах яблони на пологих склонах и микросклонах. Он заключается в оперативном применении специальных почвозащитных агротехнических примов, осуществляющихся сразу после идентификации спонтанно образующегося при уходе за почвой в садах агрогенного рельефа, которым провоцируется эрозия и заболачивание почв, а также оказывается влияние на экологическую неоднородность земельных микроучастков с их неоднозначной пригодностью для насаждений яблони.
С учтом разработанной нами классификации происхождения форм агро-генного рельефа, предложены практические рекомендации недопустимости его проявления на садовых участках с интенсивными насаждениями яблони, заблаговременно создавая экологически безопасные агрофоны с выровненными поверхностями. Их рекомендовано закреплять в таком виде на постоянной основе, применяя дерновое покрытие из многолетних трав в междурядьях и содержанием почвы в приствольных полосах по системе занятого пара.
Методология и методы исследования. При выполнении научно - исследовательских работ нами были использованы научные достижения отечественной методологии размещения промышленных садов яблони и впервые предложена классификация совокупности е методов, применявшихся для анализа садопри-годности земель и агротехнологий.
Для проведения исследовательской работы в статусе основных нами применялись 2 научных метода: агропочвенно-биологического обследования плодовых насаждений (АПБО) и бонитировки плодовых насаждений на основе таксации, разработанные А.С. Девятовым (1985).
7 Как второстепенные были использованы общедоступные методы из руководств (Методика выбора и оценки земельных участков, 1981; Программа и методика исследований по вопросам почвенной агротехники в интенсивном садоводстве, 1976; Методические указания по диагностике питания яблони и других садовых культур, 1980; Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользования, 1973; Методические указания по ландшафтным исследованиям для сельскохозяйственных целей, 1990; Программа и методика сортоизучения, 1973; Методика полевого опыта, 1979; Учты, наблюдения, анализы, обработка учтных данных в опытах с плодовыми и ягодными растениями, 1987). Математическая обработка результатов проведнной работы осуществлялась на персональном компьютере при помощи методов электронной программы «Excel» из Microsoft Office.
Положения, выносимые на защиту:
-
Современное обновление методологии оценки земель, пригодных для оптимального размещения производственных насаждений яблони, состоит в обосновании принципов оценки агроэкологического микрозонирования территории будущего садового ландшафта с учтом типа планируемого сада, биологии и агротехники возделывания в нм насаждений указанной плодовой культуры, системы ухода за почвой и способов защиты от нежелательных форм агрогенного рельефа.
-
Научные и методические основы анализа оптимальной структурированности садового ландшафта садопригодными участками для насаждений яблони заключаются в комплексной оценке аграрногеогенеза и влияния агрогеогенеза на спорадическое проявление экологически неоднородных и по-разному садопри-годных земельных микроучастков.
-
Эффективность производства плодов в промышленных садах яблони зависит от контроля над недопущением спонтанного появления агрогенного рельефа, провоцирующего эрозию и локальное заболачивание почв на пологих садо-пригодных участках микросклонов.
Степень достоверности и апробация результатов исследований. Научно-исследовательская работа выполнялась в соответствии с планом НИР и ОКР ВНИИС им. И.В. Мичурина в течение 27 лет. Собственные результаты проведн-ных исследований апробированы на экспериментальных садовых участках ВНИ-ИС им. И.В. Мичурина и в 12 промышленных садоводческих хозяйствах Тамбовской, Липецкой, Воронежской, Орловской, Нижегородской областей РФ, а также в хозяйствах республик Мордовия и Татарстан.
Результаты и предварительные выводы диссертационной работы были доложены: 1) на 11 областных, зональных и всероссийских научно - практических конференциях в городах: Орл (2000), Мичуринск (2000, 2003, 2010, 2011), Тамбов (2000), Воронеж (2004), Казань (2010), Краснодар (2010), Москва (2011, 2013); 2) и на 7 научно - теоретических конференциях в городах: Мичуринск (1981, 1992, 1994), Саратов (1991), Белгород (2004), Скривери (Латвия, 1990), Самохваловичи Минского р-на (Белоруссия, 1995).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 70 печатных работах, в том числе 5 монографиях, 2 методиках, 4 научно-практических рекомендациях производству, 31 статьях в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 441 страницах. Состоит из введения, 5 глав, заключения, рекомендаций производству, списка терминов, списка литературы и приложений. Текст иллюстрирован 135 рисунками и цифровыми данными, сгруппированными по графам в 22 таблицах. Список литературы включает 353 источников, из которых 31 на иностранных языках.
Проблемы современного промышленного плодоводства, связанные с недостатками методологии проведения оценки садопригодности земель и оптимального территориального размещения насаждений яблони
В 90-е годы прошлого столетия произошли два важных события, повлиявших на идеолого-экономический развал отрасли садоводства и его затяжное реформирование, которое продолжается и по настоящее время. Во-первых, смена ведущей роли биологизации производства на экологизацию. Принципы этой перестройки признаны и утверждены в международной Организации объединнных наций (ООН) в 1992 г. (Доклад на конференции ООН, 1993). В нашей стране они были признаны и утверждены в том же году Российской академией сельскохозяйственных наук (РАСХН). Опираясь на мировые тенденции перестройки, была сформирована новая экономическая политика в отечественном АПК (Научная сессия РАСХН, 1992; Основные итоги работы, 1996). В этой связи потребовалось обновление методологического обеспечения отраслей сельского хозяйства Российской Федерации, в том числе и отрасли промышленного садоводства в целях обоснования новых агротехнологий для ускорения темпов воспроизводимой качественной продукции.
Во-вторых, реформа экономики Российской Федерации, произошедшая в то же время и установившиеся приоритетными рыночные отношения между производителями и потребителями, вместо существовавших до этого авторитарных и плановых принципов ведения производства. В отрасли садоводства это повлекло за собой отказ от привычной системы специализированных садоводческих хо 20 зяйств, объединяемых областными «Плодопромами» при поддержке государства, изменение концепции их финансирования, предоставление права руководителям хозяйств самостоятельно решать вопросы, связанные с производством и реализацией плодов.
Стало очевидным переосмысление пути развития хозяйств и отрасли в целом. Для выработки новой стратегии, предназначенной для возрождения отечественного промышленного садоводства в изменившихся экономических условиях, потребовалось почти 15 лет. В 2007 г. по решению Министерства сельского хозяйства России на совещании в г. Воронеже представителями ведущих институтов по садоводству и других организаций, была впервые выработана концепция «систем ведения садоводства в сельскохозяйственных предприятиях» на примере Центрального федерального округа (Система ведения садоводства, 2007). В ней рассматривались перспективные пути решения проблем, связанных с обновлением промышленного садоводства России. Учитывалась сбалансированность ресурсного обеспечения отрасли, его адаптация к изменившимся условиям хозяйствования, были согласованы приоритетные конструкции промышленных садов с высокоинтенсивными насаждениями. Указывалось на решающее значение материализации научных разработок адаптивного садоводства, рассматриваемых на примерах моделей и проектов применительно к конкретным земельным участкам, характеризующимся особыми режимами проявления природных и почвенно-климатических факторов.
Данные прогрессивные устремления специалистов неодинаково выразились в методиках обоснования выбора места для размещения новых типов промышленных садов яблони. Например, в методиках Всероссийского селекционно-технологического института садоводства и питомниководства (ВСТИСП) (Перспективная ресурсосберегающая технология, 2008; Новые технологии и технические средства, 2012) основное внимание обращается: 1) на характеристику и выбор природного почвенно-климатического комплекса; 2) на почвенно - грунтовое обследование, проводимое на участках для освидетельствования влияния мест произрастания на продуктивность насаждений яблони. К сожалению, перестало признаваться актуальным фитобиологическое обследование существующих производственных насаждений с целью контроля над технологиями с учтом условий среды обитания на конкретной местности. Признавая известные агроэкологиче-ские характеристики местностей, уточняемые оперативно проводимыми почвен-но-грунтовыми обследованиями в местах непосредственной закладки насаждений, методики ВСТИСП носят рекомендательный характер по внедрению готовых технологических разработок с гарантией заявляемого уровня эффективности производства продукции.
Однако в методиках, разработанных во Всероссийском научно-исследовательском институте садоводства имени И.В. Мичурина (ВНИИС им. И.В. Мичурина), рекомендации осуществления выбора и оценки земельных участков для промышленных насаждений яблони иные (Слаборослый интенсивный сад, 1991; Система производства плодов яблони, 2011; Методика выбора и оценки земельных участков, 2012). Предварительное обследование существующих производственных насаждений яблони перед выбором участков под новые сады продолжает признаваться специалистами данного учреждения одним из основных критериев садопригодности участков. Приоритетным считается дифференцированный учт факторов среды обитания, неодинаково формирующейся на разных типах местностей ландшафтов, отбираемых для размещения промышленных садов.
Такие мнения специалистов ведущих институтов по садоводству указывают на активный творческий поиск, направленный на обновление критериев оценки пригодности земель для современных садов яблони, в местах отличающихся региональными особенностями окружающей среды, режимами проявления экологических факторов, особенностями применения новых технологий.
К настоящему времени для безопасного промышленного возделывания насаждений яблони отечественными учными разработана система критериев, предусматривающих вероятности неблагоприятных изменений климата и учт других факторов внешней среды в почвенно-климатических зонах средней полосы России. Методологией размещения насаждений уже выработаны принципы выбора критериев в зависимости от построения существовавших укладов экономики нашего отечества, определяющих степень востребованности государства к объмам и качеству производимой продукции в разных регионах. Например, известны требования, необходимые для обоснования эффективности возделывания экстенсивных (Груздев Г.И., 1956; Сухенко С.Д., 1962) и интенсивных промышленных садов с сильнорослыми деревьями (Методика выбора и оценки, 1981; Рекомендации по технологии возделывания, 1983). Требования для интенсивных садов яблони с насаждениями деревьев на слаборослых подвоях (Технология возделывания, 1987; Технология выращивания, 1996; Технология закладки и возделывания, 2007). Однако для рассмотрения проблем, связанных с современной экологической обстановкой и оценкой пригодности земель для новых типов промышленных садов этих знаний недостаточно.
Разобраться с проблемами садопригодности земель для промышленных насаждений яблони можно, если знать идеи, применявшиеся изначально и в последующем для проведения такой работы.
Например, для теоретического обоснования агротехники промышленного плодоводства П.Г. Шиттом в 1930 году был разработан метод биологического обследования плодовых насаждений, который предназначался для сортоизучения и обоснования мест, благоприятных для произрастания лучших сортов в промышленных садах (Шитт П.Г., 1930; 1952). В 30-е гг. прошлого столетия проводилась коллективизация, предусматривающая объединение мелких землепользований и многочисленных частных хозяйств - в крупные хозяйства, обеспеченные средствами механизации и государственным финансированием. При организации садоводческих хозяйств с землепользованием в несколько тысяч гектаров сотрудниками разных государственных организаций, причастных к сельскому хозяйству, разрабатывались рекомендации по выбору оптимальных мест для планируемых к возделыванию культур (не только плодовых деревьев, но и ягодных, зерновых и других разновидностей растений с введением и применением в междурядьях севооборотов). Для координации таких рекомендаций было организовано Центральное бюро почвенно-биологических обследований (ЦБО) при Народном комиссариате земледелия (НКЗ) СССР. Руководителем ЦБО был назначен профессор П.Г. Шитт. Под его руководством был собран материал о качестве садов в разных регионах страны: Северном Кавказе, Украине, Центральном Черноземье, Нечерноземье. Деятельность ЦБО была направлена на оценку местоположений и почвог-рунтов для разных плодовых культур с целью разработки рекомендации для территориального размещения вновь организуемых специализированных садоводческих хозяйств. Проводились предварительные учты биологических особенностей произрастающих плодовых культур, сортов, факторов внешней среды в разных местностях: климат, склоновый рельеф, почвы, геологическое строение, естественная растительность, строение эрозионного ландшафта.
Сотрудником ЦБО Г.И. Груздевым (1931, 1937, 1942), выполнявшим обязанности ведущего специалиста по почвоведению и землеустройству, была сформулирована и обоснована идея совмещения в одной методике принципов оценки места произрастания и выбора земельных участков для производственных насаждений плодовых культур. На основании материалов проведнных исследований в экспедициях с другими сотрудниками ЦБО НКЗ СССР им была издана монография, в которой он изложил научно-обоснованные рекомендации о наиболее выгодном расположении разных пород и сортов плодовых деревьев на местностях, отличающихся неодинаковыми сочетаниями почв и выраженностью рельефа (Груздев Г.И., 1956).
Принципы отбора для научно-исследовательской работы ключевых садоводческих хозяйств, расположенных на Окско-Донской равнине
На втором фрагменте рисунка (позиция 2)(Приложение 23) изображено продолжение взаимосвязей водосборов, составляющих склоны с руслами гидрографической сети. В частности, на схеме показана вероятность передачи стока к руслам стока водосборов разных ранжиров: от меньших к большему.
Однако может быть иная закономерность внеочередных передач стока показана на примере связей, изображенных на третьем фрагменте рисунка (позиция 3)(Приложение 23) с изображением тенденций в передаче стока, отличающегося от изображенной на предыдущей схеме. Причина такого явления связана с формируемыми водосборными площадями между соседними водосборами гидрографической сети. Как видно на схеме, в верхних промежутках (1), образующихся между расположенными рядом водосборами сети, формируются водосборы замкнутых впадин. В нижних промежутках образуются младшие по ранжиру водосборы сети и водосборы западин. На этой же схеме изображено строение водораздельных площадей, состоящих из водосборов микроложбин. На ней видно направление стока с их площадей, в соответствующие по ранжиру русла гидрографической сети.
На четвртом фрагменте рисунка (позиция 4)(Приложение 23) изображены водосборы (сети и западин), которые расположены на элементах рельефа речной долины.
В связи с распределением поверхностных стоковых вод на водосборах гидрографической сети убедительными выглядят места с вероятными проявлениями водной эрозии и заболачивания почв в промышленных садах при условии ухода за почвой по системе чрный пар. Вследствие этого учты закономерностей распределения стока в садах дали возможность для выделения группировок деревьев яблони на «контрастных» участках с системой ухода за почвой по системе чрный пар.
В методике агропочвенно-биологического обследования плодовых насаждений (Девятов А.С., 1985), к сожалению, не указывалась общность водно - эро 97 зионного происхождения рельефа и принадлежность его элементов к конкретным водосборам. Отсутствие этих знаний затруднило проведение идентификации «контрастных» участков для обоснования мозаичного проявления качества деревьев яблони в обследуемых насаждениях.
Если бы учт классификации рельефа водосборов гидрографической сети и западин был сделан А.С. Девятовым ранее при создании методик АПБО и бонитировки, то можно было бы без особых проблем проанализировать сопоставления водосборов сети с соразмерностью разных садовых участков. Например, промышленные насаждения в государственных садоводческих хозяйствах до середины 90-хх гг. прошлого столетия занимали 400…1000-1500 га в виде компактных массивов (Дуброва П.Ф., 1971, 1981) и на 80-85% были представлены культурой деревьев яблони. Если сопоставлять эти компактные массивы с земельными участками, расположенными на отдельных водосборах гидрографической сети, то окажется, что по классификациям А.С. Козменко (1954) и С.И. Сильвестрова (1955), они соответствовали площадям, занимаемым отдельными водосборами (бассейнами) малых рек (1500…3000-5000 га). А отдельные части садов (отделения или бригады) - площадям водосборов суходолов (500…1000-1500 га) и лощин (50…300-500 га).
При этом нужно было учитывать три главные элемента рельефа всех водосборов гидрографической сети (водоразделы, склоны, и русло) для оценки садо-пригодности земель. Как правило, промышленные сады располагались на площадях междуречий (водораздельных площадях и склонах) и межбалочий. Русла рек и суходолов, не использовались под сады. На склонах междуречий и межбалочий важно было правильно применять знания закономерностей формирования стока, вычленяя непригодные для садов, русла стока водосборов сети младших по ранжиру.
Известно, что младшими по ранжиру водосборами сети должны формироваться склоны водосборов той же сети, но старших по ранжиру (Сильвестров С.И., 1955). Поэтому проводить оценку качества плодовых насаждений и идентификацию садопригодности земель на таких «сложных» склонах следовало бы в следующей последовательности: сначала на водосборах микро- и макроложбин (выявляя их русла), а дальше на склонах водосборов лощин (выявляя русла), суходолов и бассейнов малых рек.
Эти принципы оценки рельефа и расположения потенциально садопригод-ных земель оказались для нас более привлекательными, так как были основаны на конкретных классификациях природного эрозионного рельефа (точнее, древнего рельефа эрозионного ландшафта). Они не противоречили принципам программы метода агропочвенно-биологического обследования плодовых насаждений (АП-БО) и метода бонитировки тех же насаждений, разработанных А.С. Девятовым (1985), и разделения «контрастных» участков на водосборах сети на три категории: макро-, мезо- и микрорельеф.
Состояние деревьев и бонитет насаждений яблони на «контрастных» участках, обнаруживаемых на склонах водосборов гидрографической сети и западин. В качестве объектов обследования с опорой на классификационные подразделения рельефа водосборов гидрографической сети и западин на садовых участках нами были взяты производственные насаждения яблони, относящиеся к разным типам садов: 1) широкорядному разреженному; 2) широкорядному уплот-ннному; 3) узкорядному уплотннному. Предметом изучения в этих садах были выбраны особенности пространственного распределения особей сильнорослых деревьев яблони (подвои сеянцы культурных сортов) в составе промышленных насаждений. Необходимая диагностика объектов и предметов обследований производилась в зависимости от строения местности (пространства) и особенностей биологии вида (породы) культуры яблони по методикам, упомянутым в параграфе 2.4 настоящей диссертации.
Дополнительные преимущества оценки рельефа эрозионного ландшафта территорий с разным состоянием группировок насаждений яблони для анализа причин неодинаковой садопригодности земель
Характеристика влияний, оказываемых на состояние и продуктивность насаждений яблони, путм анализа ценопопуляций на «контрастных» участках в составе садовых фаций, по нашему мнению, не должна рассматриваться конечным результатом парцеллярного анализа.
Если признатся ассоциативный переход между фациями и агробиогеоцено-зами, то мы предлагаем различать наличие дополняющих парцелл на небольших экологически однородных участках в саду и пути их размещения в садовых агро-погенных фациях и садовых агробиогеоценозах (садовых экосистемах).
Как видно на рисунке 4.21, главным объектом для такого рода анализов становятся «садовые» биосистемы: ценопопуляции и биогеоценотические синузии в том же плодовом насаждении.
Это возможно сделать сначала через анализ состояния насаждений и цено-популяций в «парцеллах-1», располагающихся на экологически однородных участках, затем анализом состояния и продуктивности плодовых деревьев в «парцеллах-2», в связи с обнаруживаемой в садах «очаговой» неоднородностью возделываемых насаждений на пологих микросклонах.
Этапы и значение оценки прохождения адаптаций к среде обитания насаждениями деревьев яблони в составе «парцеллы-1» на экологически однородных участках. С учтом базы знаний общей экологии (Шилов, 2003, Понома-рва и др., 2005) и познаний из собственных исследований (М.В. Придорогин, В.К. Придорогин, 2014-в) сначала анализ неоднородности производственных насаждений яблони должен проводиться на садовых ландшафтных полосах, учитывая видовой состав и деление садового фитоценоза среди парцелл (на уровне анализа «парцеллы-1»).
Анализ состояния деревьев яблони проводится изучением характера распределения ценопопуляционных локусов и ярусного распределения элементов структуры ценопопуляций (возделываемых насаждений), выделяемых для обсле 208 дования в составе садового фитоценоза. Адаптационные возможности ценопопу-ляций яблонь анализируются по известным из экологии правилам популяционно-го гомеостаза: 1) поддержание адаптивной пространственной структуры; 2) генетическая структура; 3) регулирование плотности особей; 4) учт правила двух уровней адаптации (Шилов И.А., 2003).
Пути горизонтальной и вертикальной неравномерности в сложении (мозаичности) растительностью парцелл и значение характеристик их фитомассы в разных «садовых системах» (по М.В. Придорогину и В.К. Придорогину, 2014-в). В промышленном саду яблони принципы популяционного гомеостаза могут зависеть от устойчивости группировок возделываемых деревьев яблони (ценопо-пуляций) к средним и периодически повторяющимся условиям среды обитания. Гомеостаз возделываемых яблонь может также зависеть от стрессов, проявляю 209 щихся у них под влиянием нарушений жизненных ритмов и отражаться на моменте прохождения лабильных функциональных адаптаций популяционного уровня (Придорогин М.В., Придорогин В.К., Жиронкин В.М., 2014-б).
Учитывая это, адаптации яблонь в садах должны рассматриваться по принципу обратной связи в виде ответных реакций возделываемых растений на внешние и внутрипопуляционные «раздражители». Нормальное прохождение адапта-ций подразумевается до «уравновешенных отношений» между ценопопуляциями и благоприятным для жизнедеятельности режимом среды обитания, создаваемым в саду. Эти лабильные авторегуляторные процессы отражают устойчивость цено-популяций на фоне динамичных изменений в режимах проявлений среды в садах.
Этапы и значение проведения оценки деревьев яблони в составе «парцеллы-2» на экологически неоднородных участках. Кроме знания адаптаций ценопопуляций, для практических целей плодоводства в определении фитомассы возделываемой растительности важным видится знание адаптаций деревьев яблони к внезапным изменениям условий произрастания в связи с перерождением среды обитания на экологически однородных участках, и неожиданным появлением на их месте небольших, но многочисленных агроэкологически неоднородных участков. Результатом этого является проявление в промышленных садах яблони мозаичной неоднородности в возделываемых насаждениях, представленной разными вариациями соотношений погибших деревьев и нормально развивающихся деревьев.
Происхождение этого «необычного» явления пока мало изучено, но знание механизма его проявления становится необходимым и важным этапом для выработки обновленного формата экологической оценки реализации биологического потенциала новых продуктивных сортов, а также для корректировки применения современных интенсивных технологий производства плодов в промышленных садах яблони.
Как видно на рисунке 4.21, для понимания этого формата знаний нужен перевод анализа характеристик парцеллярного деления садовых фаций - на садовые агробиогеоценозы. Этим переводом предполагается иное обсуждение объекта ис 210 следования: переход с формата проведения анализа «парцеллы-1» на формат анализа «парцеллы-2». Дальнейшее обсуждение состояния и продуктивности деревьев яблони в «парцеллах-2» проводится с учтом рассмотрения в садах агробиоге-оценотических синузий в составе агробиогеогоризонтов.
Например, синузии (биогеоценотические) пространственно могут совпадать с горизонтом, пологом, слоем и ярусом биогеоценоза (Реймерс Н.Ф., Яблоков А.В., 1982). При применении этого критерия к агроценозам в промышленных садах яблони, под горизонтом может пониматься часть полога с горизонтально обособленной и вертикально неделимой частью садового фитоценоза (в составе садового агроценоза). Пологом считается горизонтальная часть яруса растительности, состоящего из однотипных морфологических образований: крон деревьев яблони, или пологом их крон. Слоем называется толща растительности, состоящая из одной растительной экобиоморфы (породы деревьев, сорто-подвойной комбинации). Под понятием ярус подразумевается надземная часть одной экобиоморфы (деревьев яблони). Все эти категории понятий необходимы для изучения фито-массы экобиоморфы, зависящей от состояния здоровья и продуктивности возделываемых в саду деревьев яблони. Данные различия можно определить путм выявления у деревьев яблони морфологических адаптаций, например, при проведении таксации.
В последующем по полученным материалам проведения такой таксации можно анализировать особенности структурных изменений в построениях органов деревьев яблони. По состоянию этих же деревьев следует анализировать обратную связь - их функциональные ответы на внешние воздействия экологических факторов среды обитания в саду. Таким образом, можно получать информацию о физиологической адаптации деревьев яблони по конечному результату от воздействия внешних факторов на их состояние, формулировать выводы о формировании и проявлении их продуктивности, и, наконец, различать экологически неоднородные участки, сопоставимые по занимаемой площади с парцеллами (фоновыми и дополняющими) агробиогеоценозов. Они могут проявляться в промышленных садах даже в местах с одинаковыми экотопами (местообитаниями со 211 обществ). В свою очередь, неоднородность экотопов может быть вызвана изменением среды формами агрогенного рельефа, воспроизводимого в саду в связи с неправильными (или нерегламентированными) способами ухода за почвой.
Парцеллы-2 и их влияние на образование по-разному садопригодных участков и на снижение урожайности насаждений яблони. Для аргументации негативного влияния, оказываемого разными способами обработки почвы на пологих микросклонах и воспроизводимого агрогенного рельефа на продуктивность насаждений яблони, нами был заложен стационарный опыт № 10. Цель, задачи, схема опыта и методика изложены в параграфе 2.4 настоящей диссертации.
Схемой опыта предусматривались разные способы обработки почвы по системе чрный пар. В качестве контроля был выбран вариант обработки почвы с выровненной (горизонтальной) поверхностью и без образования выпукло-вогнутого агрогенного рельефа.
Причины контрастного состояния интенсивных насаждений яблони, размещнных на пологих микросклонах эрозионного ландшафта
Для изучения воздействия ходовых систем МТА на почву с разными агрофонами в междурядьях нами были проведены работы по определению объмной массы почвы на разных глубинах в приствольных полосах и междурядьях в четы-рх подзонах: 1) на участках с повышенным воздействием МТА на почву (первая подзона - с 1 по 6 дерево, третья - с 10 по 13); 2) на участках с пониженным воздействием МТА на почву (вторая подзона – с 7 по 9 дерево, четвртая подзона - с 14 по 20).
Как видно на рисунке (Приложение 91-А), на части сада (с паровой системой содержания почвы) повышенная плотность скелета почвы неблагоприятная для корней яблони, прослеживалась в междурядьях на глубину до 40 см. При этом экстремальная плотность скелета почвы распространялась от междурядий в зону приствольных полос. Сужалась ширина защитных зон с благоприятной плотностью для корней яблонь в этих полосах: в первой подзоне до 60 см, в третьей - до 100 см, во второй и четвертой не слишком сильно - до 150 см.
Как видно на рисунке (Приложение 91-Б), на другой части сада с залужени-ем почвы в междурядьях чрезмерное е уплотнение было меньше и всего лишь на глубину до 20 см. Ширина приствольных полос с благоприятной плотностью скелета почвы в первой подзоне достигала 100 см, в остальных подзонах - до 150 см.
Таким образом, «краевой эффект» у защитной лесополосы со снижением продуктивности яблоневых деревьев был связан не с повышенным обводнением почвы, охарактеризованным нами в параграфах 4.5.1 и 4.5.2 настоящей диссертации, а с уплотняющим воздействием МТА на почву в междурядьях и около защитной лесной полосы. Это влияние сильнее было выражено на участках с содержанием почвы по паровой системе (без защиты почвы дерновым покрытием). Залужением почвы в междурядьях и дерновым покрытием сеяных трав, наоборот, создавалась защита от резких перепадов давления, оказываемых массой и вибра 268 циями МТА на почву, что не отражалось негативно, как на участках с паровой системой содержания, на почве и продуктивности яблоневых насаждений.
В связи с различным уровнем продуктивности яблонь на делянках с разными системами содержания почвы, для нас представляли интерес знания о развитии и характере распределения в почве корней яблонь. Представление о характере подземного горизонтального и вертикального размещения корней нам было необходимо для оценки технологических особенностей разных систем содержания почвы применяемых в экспериментах.
Перед раскорчевкой обсуждаемого экспериментального сада яблони в 2009 году проводили раскопки корней яблонь. Методика проведения работ охарактеризовано в параграфе 2.4 настоящей диссертации.
Как видно на рисунках (Приложения 92, 93, 94) по результатам исследований было установлено следующее. Освоение корнями пространства почвы в приствольных полосах по линии рядов у одиннадцати летних деревьев было однообразным: с формированием корневых систем в четыре яруса и освоением скелетными корнями пространства почвенных горизонтов лугово-чернозмной почвы: АО (от 0 до 7-12 см), А1, В1 и В2, обрастающими корнями горизонтов АО, А1, В1, В2, ВС и частично С.
Лучшее освоение почвы в саду было при залужении почвы в междурядьях бобовыми травами, худшее - при содержании почвы по паровой системе.
Технологические регламенты разных способов содержания почвы в интенсивном саду яблони. Варианты закладки дернового покрытия почвы, изученные нами в экспериментальном саду яблони ВНИИС им. И.В. Мичурина в период 1999 - 2009 гг., по-разному отличались эффектностью исполнения. В начальный период перехода от паровой системы к залужению проявлялся агрогенный рельеф в виде почвенных гряд. Потом гряды пропадали, но эффект положительного влияния дерново-перегнойной системы на продуктивность насаждений карликовых яблонь был очевиден. Он зависел от сроков залужения почвы и применяемых для этого разновидностей сеяных трав.
Как видно из таблицы 5.3, уровни урожайности насаждений яблони на делянках с дерново-перегнойной системой содержания почвы были существенно выше по сравнению с урожайностью насаждений деревьев той же силы роста (подвой Р-60) на делянках с паровой системой содержания почвы и задернением.
Средние уровни урожайности учтных насаждений яблони на делянках с дерново-перегнойной системой зависели от сроков залужения почвы и от применяемых разновидностей трав. Продуктивность яблонь была выше при формировании дернового покрытия в междурядьях из мятликовых сеяных трав до и на момент закладки сада, а при применении бобовых сеяных трав - на момент закладки сада и на третий год после не. При проведении экспериментов нами также были выявлены варианты травосмесей, приспособленные к выживанию в условиях среды, формирующейся в интенсивном саду яблони.