На правах рукописи
МИНАЕВА
НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА
ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЗИМОСТОЙКОСТЬ
ПРИВОЙНО-ПОДВОЙНЫХ КОМБИНАЦИЙ СЛИВЫ
В НЕЧЕРНОЗЕМЬЕ
Специальность: 06. 01. 01 – общее земледелие
Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук
Москва - 2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии)
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук Упадышева Галина Юрьевна ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шарафутдинов Хасян Вагизович Российский Государственный Аграрный Университет – Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева;
кандидат биологических наук Крамаренко Лариса Андреевна Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН
Ведущая организация: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений имени И.В. Мичурина Россельхозакадемии
Защита состоится « 3 » апреля 2012 г. в 14час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.043.01 при Российском государственном аграрном университете – Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, тел/факс 8 (495) 976-24-92, e-mail [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева Автореферат разослан, размещён на сайте университета www.timacad.ru и Министерства образования и науки РФ [email protected] «1» марта 2012 г.
Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные и скрепленные гербовой печатью, просим направлять учёному секретарю диссертационного совета Учёный секретарь диссертационного совета, Е.Л. Маланкина доктор сельскохозяйственных наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Слива является второй по значению после вишни косточковой культурой Центрального региона России. Отличаясь хорошей урожайностью, ценными технологическими, диетическими и лечебными качествами плодов, слива пользуется большой популярностью у населения и имеет перспективы для промышленного возделывания в центральных и южных областях Нечерноземной зоны России (Михеев А.М., Евстратов А.И., 1986;
Симонов В.С., 2001). Однако в настоящее время на её долю в структуре плодовых насаждений приходится всего около 7% (Минаков И.А., 2008). Одним из путей увеличения площадей под сливой является подбор и выращивание оптимальных привойно-подвойных комбинаций с высокой продуктивностью и зимостойкостью.
Применение клоновых подвоев позволяет существенно ускорить начало товарного плодоношения привитых деревьев, а также продуктивность молодых садов (Крамаренко Л.А., 2001; Упадышева Г.Ю, Ревякина Н.Т., 2001).
На этапе размножения в питомнике показана перспективность использования клоновых подвоев отечественной селекции для косточковых культур (Самощенков Е.Г.,2000; Шарафутдинов Х.В.,2005). Однако комплексного изучения современных привойно-подвойных комбинаций сливы в садах не проводилось. Поэтому актуальным является всестороннее изучение привойноподвойных комбинаций сливы для последующего создания высокопродуктивных, устойчивых к действию неблагоприятных факторов зимы насаждений.
Цель исследований - выделить привойно-подвойные комбинации сливы, характеризующиеся высокой продуктивностью и достаточным адаптивным потенциалом.
Задачи исследований.
1. Изучить особенности ростовых процессов у различных привойноподвойных комбинаций сливы.
2. Изучить продуктивность и качество плодов сливы при выращивании на клоновых подвоях.
3. Исследовать повреждения почек и тканей привойно-подвойных комбинаций сливы при искусственном промораживании.
4. Дать оценку зимостойкости почек и тканей деревьев сливы, привитых на клоновых подвоях, в полевых условиях.
5. Изучить особенности строения корневой системы деревьев сливы в зависимости от подвоя.
6. Дать экономическую оценку выращивания сливы на клоновых подвоях.
Научная новизна результатов исследований. Впервые в условиях Нечернозёмной зоны России изучены хозяйственные и биологические особенности 18-ти привойно-подвойных комбинаций сливы с применением 5 клоновых подвоев. Исследованы ростовые процессы, протекающие у привойноподвойных комбинаций. Установлено влияние подвоя на силу роста привитого сорта. Выявлено воздействие подвоя на эффективность работы листового аппарата и зимостойкость привойно-подвойных комбинаций. Изучены особенности роста корневой системы деревьев сливы. В результате исследований рекомендованы производству оптимальные привойно-подвойные комбинации.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Для создания интенсивных садов в Нечернозёмной зоне России и получения высокой экономической эффективности при производстве плодов сливы выделены лучшие привойно-подвойные комбинации: Утро на Новинке, Яичная синяя на ОПА-15-2, Скороплодная на ОП-23-23. Их урожайность при схеме посадки 5 x 2 м превышала 200 ц/га.
Проведено внедрение рекомендаций по использованию привойноподвойных комбинаций сливы на клоновых подвоях Новинка, ОПА-15-2 и ОПв интенсивных насаждениях СПК «Зелёный Гай» Тамбовской области.
Основные положения, выносимые на защиту:
- повышение продуктивности насаждений сливы при использовании выделенных привойно-подвойных комбинаций;
- влияние подвоя на ростовые процессы и зимостойкость деревьев сливы.
Предметом научных исследований является выделение лучших по урожайности и зимостойкости привойно-подвойных комбинаций для условий Нечерноземья.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения» (Орел, 2005), «Совершенствование сортимента и технологий возделывания плодовых и ягодных культур»
(Орел, 2010), «Сады будущего» (Мичуринск, 2011), «Реализация биологического потенциала плодовых и ягодных растений в нестабильных условиях внешней среды» (Москва, 2011), заседаниях секции плодовых культур и Учёного совета ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 6 – в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, 28 приложений. В тексте имеется 35 таблиц и рисунков. Список использованных источников состоит из 220 наименований, в том числе 25 - на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение. Представлено обоснование актуальности работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость работы, а также положения, выносимые на защиту.
На основе анализа мировой и отечественной литературы детально рассмотрены вопросы использования клоновых подвоев для косточковых культур в современном садоводстве. Обобщены сведения по влиянию подвоя на ростовые и продукционные процессы у привитых плодовых деревьев. Показана зависимость биохимического состава плодов и зимостойкости сливы от вида применяемых подвоев.
Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Работа выполнена в ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии в период с по 2008 гг. Опытный сад расположен на лабораторном участке п. Измайлово Московской области.Сад был заложен в 2000 году по схеме 5 x 2 м, система содержания почвы в междурядьях сада – чёрный пар, уход за насаждением – общепринятый.
Опыт двухфакторный. В нем представлены сорта Скороплодная, Утро и Яичная синяя на пяти клоновых подвоях(140-1, Новинка, ОП-23-23, ОПА-15-2, Скороспелка красная) и семенном подвое Скороспелка красная (контроль).
Схема опыта включала 18 привойно-подвойных комбинаций сливы. Повторность трёхкратная, дерево – делянка.
Основные учёты и наблюдения проводились согласно «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Орёл, 1999).
В конце вегетационного периода учитывались: высота дерева, высота кроны, ширина кроны вдоль и поперёк ряда, диаметр штамба на высоте 10 см, суммарный прирост текущего года, средняя длина побега продолжения – на 3-х учётных деревьях. Наблюдения за динамикой роста побегов проводились с конца мая до окончания роста (обособление верхушечной почки побега). При этом еженедельно измерялась длина побегов в 10-кратной повторности.
Учет завязываемости плодов проведен после первой волны опадения завязи на трёх учётных деревьях каждой привойно-подвойной комбинации.
Урожайность определена методом подсчета плодов с последующим умножением на среднюю массу плода в год исследований.
Для определения чистой продуктивности фотосинтеза использовалась методика А.С. Овсянникова (1985) в модификации В.В. Хроменко (2002). После первого опадения завязи в 10-кратной повторности проводили кольцевание и нормирование площади листьев.
Площадь листьев определяли весовым методом (Фулга И.Г., 1975).
Изучение зимостойкости тканей и почек сливы проводили в полевых и контролируемых условиях при искусственном промораживании согласно «Методическим указаниям по определению устойчивости плодовых и ягодных культур к стрессорам холодного времени года в полевых и контролируемых условиях» (Тюрина М.М., Гоголева Г.А. и др., 2002). Морозоустойчивость однолетних ветвей и плодовых образований двухлетней древесины оценивали в полевых условиях после зим 2005/2006 гг. и 2006/2007 гг. Весной были взяты образцы сливы и после отращивания определено подмерзание тканей, в баллах, и сохранность живых цветковых зачатков, в % от общего их числа в цветковой почке. Максимальная величина морозостойкости (II компонент) определялась при промораживании t= - 33, -35, -38С после стандартной закалки. Реакция цветковых почек и тканей на оттепели с последующим нарастанием мороза (III компонент) исследовали путём промораживания при t= - 20, -23С. Устойчивость к повторным морозам после оттепелей (IV компонент) оценивали после промораживания при t= - 29 и -32С.
При биохимической оценке плодов общая кислотность определялась титрованием 0,1н раствором NaOH, растворимые сухие вещества – рефрактометрическим методом, сумма сахаров по Бертрану, аскорбиновая кислота – на хроматографе.
Архитектонику корневой системы сливы изучали по методике дуговых срезов (Колесников В.А., 1972).
Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась методом дисперсионного анализа с использованием Microsoft Excel и Stat New.
Экономическая оценка выполнена с помощью типовых технологических карт и в соответствии с «Методическими рекомендациями по определению экономической эффективности научных достижений в садоводстве»(2005).
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Особенности ростовых процессов. Высота деревьев изучаемых привойно-подвойных комбинаций сливы существенно зависела от силы роста сорта и подвоя. Деревья сортов Утро и Скороплодная в среднем по подвоям имели высоту 3,0 м и 3,1 м, а Яичная синяя – 3,5 м. Установлено специфичное влияние подвоя на линейный рост различных сортов. Так, подвой 140-1 снижал на 11 % высоту деревьев сорта Скороплодная по сравнению с контролем, в то время как по сорту Яичная синяя увеличивал этот показатель на 9 % (таблица 1).Таблица 1 - Высота деревьев сливы в зависимости от сорта и подвоя, м, в среднем за 2006-2008 гг.
Скороспелка кр. (клоновый) Скороспелка кр. (семенной) *здесь и далее (к) – контроль.
**здесь и далее одинаковыми буквами обозначены величины, существенно не различающиеся между собой при 5% уровне значимости.
Клоновый подвой 140-1 можно отнести к среднерослым подвоям. Подвои Новинка, ОПА-15-2 и ОП-23-23 относятся к группе сильнорослых, поскольку высота привитых на них деревьев выше или на уровне контроля.
Наибольший радиальный рост привитых сортов обусловили клоновые подвои ОПА-15-2 и ОП-23-23, и диаметр штамба привитых на них деревьев составил соответственно 11,1 и 10,4 см. Минимальным этот показатель был у деревьев Скороплодной, привитых на подвоях 140-1 (7,4 см) и Новинка (7,7см).
Объём кроны у изучаемых привойно-подвойных комбинаций варьировал от 11 до 16 м3. Компактными были кроны у деревьев Яичной синей на Новинке (11,8 м3) и семенном подвое (11,5 м3) и у Скороплодной на 140-1(11,0 м3).
На ритм и интенсивность роста побегов деревьев сливы влияли сорт, подвой и условия года. В течение двух лет максимальным недельный прирост побегов был у деревьев, привитых на клоновых подвоях 140-1 и Скороспелка красная (рисунок 1).
Побеги у сорта Скороплодная имели две волны роста (в первой и третьей декаде июня), в результате чего средняя длина однолетних ветвей у этого сорта оказалась наибольшей в опыте и составила 38,9 см. Существенно меньшим этот показатель был у сортов Утро и Яичная синяя (14,0 и 20,7 см). Вместе с тем сорта домашней сливы отличались лучшим ветвлением и более интенсивным суммарным нарастанием побегов. Установлено, что клоновые подвои ОПА-15и ОП-23-23 повышали интенсивность роста однолетних ветвей у привитых деревьев (таблица 2).
Таблица 2- Суммарный годовой прирост у деревьев сливы в зависимости от сорта и подвоя, м, в среднем за 2006-2007 гг.
Скороспелка кр.
(клоновый) Скороспелка кр.
(семенной) (к) полога. Чистая продуктивность фотосинтеза была различной у изучаемых сортов сливы, но в значительной мере она зависела и от применяемого подвоя. В среднем за годы исследований ЧПФ у сорта Утро составила 20,0 г/м2 в сутки (по сырой массе), а у сорта Яичная синяя – 22,5 г/м2 в сутки. У сорта Скороплодная этот показатель был определен только в 2008 г. и составил 32,8 г/м2 в сутки. Наибольшее накопление биомассы отмечено у деревьев всех сортов, привитых на клоновых подвоях 140-1, Новинка и ОП-23-23. Их использование позволило увеличить ЧПФ на 33,0- 48,0% по сравнению с семенным подвоем (таблица 3).
Таблица 3 - Чистая продуктивность фотосинтеза в зависимости от сорта и подвоя, г/м2 сутки сырой массы, 2007 - 2008гг.
(клоновый) (семенной) (к) Площадь листовой поверхности у опытных деревьев сливы составила 12,0 - 36,2 м2/дер. В зависимости от подвоя этот показатель варьировал от 21, м2/дер. на подвое 140-1 до 31,5 м2/дер. на подвое ОПА-15-2. У деревьев, привитых на семенном подвое, величина листового полога была 22,3 м2/дер. Более высокие показатели, близкие к физиологическому оптимуму (более 30 м2/дер.), отмечены у привойно-подвойных комбинаций Утро и Яичная синяя на подвоях ОПА-15-2 и ОП-23-23.
Содержание хлорофилла в листьях варьировало от 7,43 (Скороплодная на семенном подвое) до 10,15 мг/г сырой массы (Яичная синяя на ОПА-15-2). Более высоким уровнем накопления хлорофилла в листьях по сравнению с контрольным вариантом (8,23 мг/г) отличались привойно-подвойные комбинации с использованием подвоев Новинка (9,00 мг/г), ОПА-15-2 (9,55 мг/г) и ОП-23- (9,19 мг/г).
3.3. Продуктивность деревьев привойно-подвойных комбинаций сливы Завязываемость плодов в среднем за 2 года у сорта Утро составила 52,5%, у сорта Яичная синяя – 29,1%, у сорта Скороплодная – 35,6%. В наибольшей степени этот показатель варьировал по годам у самобесплодного сорта Скороплодная от 5,9% (2007 г.) до 65,4% (2008 г.). У самоплодных сортов сливы домашней различия по годам не превышали 5%. В значительной мере завязываемость плодов зависела от подвоя. Применение клоновых подвоев ОПА-15-2 и Новинка позволило увеличить завязываемость плодов в 1,3-1,4 раза по сравнению с контролем (43,4 и 44,9% соответственно). Несколько ниже процент образования завязи отмечен при прививке сортов на подвоях 140-1 (37,1%), ОП-23и Скороспелка красная (клоновый) (37,1%).
Продуктивность деревьев сливы сорта Утро в среднем за 3 года составила 20,7 кг/дер. и в зависимости от условий года варьировала от 17,4 кг/дер. ( г.) до 24,6 кг/дер. (2008 г.). Сорт Яичная синяя характеризовался стабильным плодоношением в годы исследований, и подеревный урожай у него был на уровне 17 кг/дер. У сорта Скороплодная отмечен средний уровень продуктивности в 2005 и 2008 гг. (12,0 и 16,6 кг/дер. соответственно) и резкое её снижение до 1,0 кг/дер. в 2007 г. из-за зимнего подмерзания цветковых почек и тканей подпочечного узла (таблица 4).
Таблица 4 – Продуктивность сливы в зависимости от сорта и подвоя, кг/дер., 2005, 2007-2008гг.
Скороспелка кр.
(клоновый) Скороспелка кр.
(семенной) (к) Установлено существенное влияние подвоев на продуктивность привитых деревьев. Стабильно высокую продуктивность, достоверно превышающую контроль, имели привойно-подвойные комбинации Утро на Новинке и Утро на ОПА-15-2 (26,5 кг/дер.). Клоновые подвои Новинка, ОПА-15-2 и ОП-23- обеспечили изучаемым сортам продуктивность в 1,6 – 1,8 раза выше, чем семенной подвой. Урожайность сорта Утро в пересчете на га в среднем за годы исследований составила 207,0 ц/га, сорта Яичная синяя – 171,0 ц/га, сорта Скороплодная – 98,0 ц/га. На подвоях Новинка, ОПА-15-2 и ОП-23-23 отмечено повышение урожайности деревьев сливы на 60-90% по сравнению с контрольным подвоем.
Удельная продуктивность была наибольшей у деревьев, привитых на подвоях Новинка (1,3 кг/м3), ОПА-15-2 (1,5 кг/м3) и ОП-23-23 (1,3 кг/м3). Максимального значения этот показатель достигал у привойно-подвойных комбинаций Утро на Новинке и ОПА-15-2 - 2,1 кг/м3, а в контроле он составил 1, кг/м3.
Величина плодов определялась генетическими особенностями сорта и влиянием подвоя. Достоверно крупнее контроля (29,5 г) были плоды у сорта Скороплодная на Новинке (32,2 г), ОПА-15-2 (33,3 г) и ОП-23-23 (33,5 г), а у сорта Утро – на ОП-23-23 (31,8 г) и клоновой Скороспелке красной (30,7 г).
Обильное плодоношение сорта Яичная синяя на подвоях ОПА-15-2 и Новинке не приводило к мельчанию плодов по сравнению с контрольным подвоем.
3.4. Биохимическая оценка плодов. Установлено, что клоновые подвои Новинка, ОПА-15-2 и ОП-23-23 существенно повышают содержание растворимых сухих веществ в плодах сливы (таблица 5).
Таблица 5 – Содержание сухих веществ в плодах сливы в зависимости от сорта и подвоя, %.
Скороспелка кр.
(клоновый) Скороспелка кр.
(семенной) (к) Наибольшее содержание сахаров было в плодах Яичной синей (9,2%), наименьшее – в плодах Утро (в среднем 8,3%). По сорту Скороплодная этот показатель в зависимости от подвоя варьировал от 8,0 до 10,5%. Увеличение содержания сахаров отмечено при прививке на ОПА-15-2 и Новинке (до 9,0%).
Общая кислотность плодов у изучаемых привойно-подвойных комбинаций варьировала от 1,9 до 2,2%. Сахарокислотный индекс (СКИ) находился в пределах 3,5–5,25. Наиболее гармоничное сочетание сахаров и кислот было у сортов Яичная синяя и Скороплодная на ОПА-15-2 и ОП-23-23 (СКИ 4,8-5,25).
Резкое снижение этого показателя до 3,5 ед. наблюдалось у сорта Утро на семенном подвое. Максимальное накопление аскорбиновой кислоты отмечено в плодах Утро на подвоях 140-1 (19,4 мг %) и ОПА-15-2 (18,6 мг %), что в 1, раза выше, чем в контрольном варианте.
3.5. Зимостойкость сливы в полевых условиях и при искусственном промораживании. За период исследований (2005/2008 гг.) неблагоприятные условия для перезимовки сливы наблюдались в зимы 2005-2006 гг. и 2006- гг. Вследствие резкого понижения температуры воздуха (до -34,7С) после температур, близких к нулю, и длительного воздействия тридцатиградусных морозов в середине зимы 2005-2006 гг. произошло полное вымерзание цветковых зачатков у сортов сливы домашней. Сорт Скороплодная сохранил от 5,0 до 16,0% живых цветковых зачатков, при этом более высокая сохранность цветковых зачатков отмечена на подвоях 140-1 и ОПА-15-2 (15,9 и 16,6 %).
Причиной повреждения генеративных почек у всех сортов сливы и тканей у сорта Скороплодная в зиму 2006-2007 гг. стали февральские морозы после длительной оттепели. У сорта Скороплодная максимальной сохранность цветковых зачатков (75,4%) была на однолетнем приросте, на двухлетней древесине сохранилось всего 13,2% жизнеспособных зачатков. Значительное увеличение степени сохранности цветковых зачатков до 79,8% и 52,2%, соответственно, отмечали у деревьев, привитых на Новинке. Вегетативные почки и ткани однолетних ветвей у сорта Скороплодная повреждались в пределах 1,0 б., а подпочечный узел – до 2,0 б.
Устойчивость цветковых почек к максимальным морозам в середине зимы при искусственном промораживании была различной у сортов сливы, но также зависела от условий года и подвоя. В оба года исследований при снижении температуры до -33 С сорт Скороплодная характеризовался более высоким процентом живых цветковых зачатков, чем сорта сливы домашней. Максимальное повреждение генеративных почек на однолетних ветвях отмечено у деревьев сорта Утро. Среднюю степень повреждения эта температура вызвала у деревьев сорта Яичная синяя. Деревья, привитые на клоновые подвои 140-1 и Новинка, имели сохранность цветковых зачатков выше на 16 – 25 % выше контроля (таблица 6).
«