Актуальность. Садоводство — приоритетная отрасль агропромышленного комплекса Российской Федерации, где главной продукцией являются плоды, ягоды, орехи, чай и продукты их переработки, в результате потребления которых человек получает необходимые витамины, минеральные вещества, незаменимые органические кислоты.
Однако, садоводство — это сложная система возделывания плодовых растений, которая основана на комплексном использовании природных, материальных, финансовых и трудовых ресурсов (Куликов, 2006). К сожалению, современное состояние садоводства не отвечает ни потребностям населения Российской Федерации в плодовой продукции, ни возможности удовлетворения этих потребностей за счёт собственной продукции — мы закупаем ежегодно до 3,5 млн. тонн фруктов. При этом среднестатистический россиянин потребляет от 30 кг (в регионах) до 60 кг (в Москве) в год, в то время как медицинская норма потребления фруктов составляет 120 кг в год, т. е. потребление в 2−3 раза меньше, чем в западных странах (Савельев, 2006).
По В. И. Кашину (1995), анализ основных природных условий показывает, что регулирование развития сельскохозяйственного производства в масштабах России невозможно без глубокой комплексной экологической оценки различных регионов её территории. Особенно это касается чувствительной к колебаниям природных и экологических условий отрасли садоводства.
Влажно-субтропическая зона России уникальна по своим природно-климатическим условиямчто позволяет в" этой части' страны возделывать чай, субтропические, южные плодовые, орехоплодные и цветочно-декоративные культуры. Разработка теоретических и практических основ системы ведения этих культур и оптимизация их устойчивой продуктивности способствовала успешному развитию садоводства в субтропиках России к концу 20-го века.
С 90-х годов прошлого столетия, в связи с изменением облика страны и её экономики, садоводство зоны переживает кризис. Площади многолетних насаждений сократились на 21%, при этом 43% площади садов в общественном секторе производства подлежат списанию и раскорчёвке. Кроме того, изменяющийся климат планеты усиливает воздействие системно повторяющихся стресс-факторов на культуры, родиной которых являлись типичные субтропики и тропики, а климатические параметры региона создают оптимальные условия для развития фитопатогенов. Борьба с ними осложняется в связи с находящимся рядом бальнеологическим сектором зоны и акваторией моря.
Острой проблемой в практике сельского хозяйства остаётся задача уменьшения потерь продукции в период её производства. Даже в странах, где имеет место высокий уровень агротехники в садоводстве, прямые потери урожая плодовых культур оцениваются в 11−24%, в том числе 2,5−10% от вредителей и 6−11,5% от болезней. В странах с менее интенсивным садоводством эти потери возрастают в 1,5−2,5 раза (Брежнев и др., 1982).
Плодоводство на юге России имеет глубокие исторические корни и обобщённый опыт. Однако, используемые в настоящее время технологии и системы не отвечают требованиям адаптивности сельскохозяйственного производства. По данным А. А. Жученко (1994), в производстве реализуется лишь 10−20% потенциальной продуктивности культур. Основная причина этого состояния в несоответствииусловий внешней среды адаптивному потенциалу растений и, прежде всего, их экологической устойчивости.
По И. А. Драгавцевой (1995), повышение экологической устойчивости сортов плодовых культур предполагает выявление закономерностей размещения видов и сортов на основе учёта эволюционно-генетического механизма адаптации, определение системных показателей потенциальной продуктивности.
С самого начала организации Сочинской садовой и сельскохозйствен-ной опытной станции (сейчас Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт цветоводства и субтропических культур Российской академии сельскохозяйственных наук) в г. Сочи были поставлены задачи: изучение климата и почв, привлечение и испытание новых, в том числе редких видов и пород плодовых, технических и субтропических культур, разработка технологических приёмов возделывания применительно к каждой изучаемой культуре в условиях субтропической зоны юга Краснодарского края. Сегодня, как и прежде, решение этих задач по основным направлениям исследований продолжается.
В повышении устойчивости и природоохранности садоводства на юге России одно из важнейших мест занимает адаптивная система садоводства, направленная на эффективное использование биологического потенциала садовых растений. Известно, что ещё в начале текущего столетия в селекционных программах США, Канады, Западной Европы ставилась задача получения высокоустойчивых и иммунных к основным болезням сортов яблони. Созданы первые сорта яблони, обладающие моногенной устойчивостью к парше и высокоустойчивые к мучнистой росе. Эти сорта испытываются на Северном Кавказе и проявляют хорошие хозяйственные и природоохранные качества.
На основе использования источников иммунитета к парше, в том числе сорта Прима, в России-успешно проводится работа по селекции иммунных к парше сортов яблони.
Во ВНИИЦиСК в >2009 году получен устойчивый к болезням сорт яблони Черноморское Инденко. В'- Северокавказском регионе также получен ряд высокоустойчивых сортов груши, которые широко внедряются в производство и считаются источниками устойчивости груши к парше (Москаленко, 1994).
Культура чая уже в первые десятилетия прошлого века завоевала широкую популярность. Быстро развивающаяся отрасль стала ведущей в зоне субтропиков России и была высокодоходной до 1993 г., уровень рентабельности превышал 65%. После 1995 г., в силу начавшихся экономических преобразований, отрасль из прибыльной превратилась в убыточную. В планах научного обеспечения отрасли чаеводства, наряду с новыми разработками, направленными на улучшение сортов и технологических приёмов, необходимо предусмотреть совершенствование и внедрение имеющихся разработок, которые и на сегодняшний день не утратили своей значимости.
Культура фундука до 1990 г. занимала второе место в структуре производства и реализации продукции субтропического растениеводства Черноморского побережья края. К 2004 году площадь насаждений в общественном секторе производства сократилась на 18%, валовой сбор уменьшился почти в 3' раза. Для решения задач значительного увеличения* производства орехов фундука необходим набор новых сортов1 и форм, современные технологии производства посадочного материала и товарной продукции ореха, разработка основных направлений выхода из сложившейся ситуации.
Для успешного возделывания' на побережье субтропических культур (хурмы, фейхоа) и цитрусовых, с учётом перехода на адаптивное садоводство, необходимо дальнейшее совершенствование и разработка ресурсосберегающих технологий и отдельных их элементов, а также продолжение и углубление селекционной работы.
Важной народно-хозяйственной проблемой, которой институт начал заниматься-с 1967 года, является’развитие промышленного* цветоводства^ на юге страны. Исследования' в этом направлении позволили заложить основу промышленного цветоводства, новой на побережье сельскохозяйственной отрасли (Васильев, 1969).
В настоящее время повсеместно произошло резкое сокращение площадей и производства цветочной продукции, и даже самоликвидация некоторых цветоводческих хозяйств как в стране, так и в Краснодарском крае. Однако, потребность в цветочной продукции не только не сократилась, но продолжает возрастать, о чём свидетельствует увеличение цветочных рынков, заполненных, в основном, импортной цветочной продукцией.
В связи с этим основными задачами отрасли промышленного цветоводства являются: расширение и обновление используемого сегодня промышленного ассортимента цветочно-декоративных культур с учётом современных требований и подбора сортовсоздание прочного фундамента отрасли на основе расширения, постоянного пополнения и сохранения коллекций геноресурсов цветочно-декоративных культур, с привлечением новых видов и сортов дальнего и ближнего зарубежья.
Особое место в растениеводстве занимает проблема адаптивной интенсификации садоводства в горных и предгорных районах. Горные районы в Краснодарском крае занимают 2,7 млн. га, в том числе 760 тыс. га приходится на долю Черноморской’зоны. Однако, освоено из них под пашню и сады всего лишь 3,2% территории.
Как уже было отмечено, в современных условиях хозяйствования, при переходе к адаптивному растениеводству, с учётом краевой целевой программы «Многолетние насаждения» на 2006;2010 гг., несмотря на сложности и проблемы текущего времени, необходимо продолжить поиски путей интенсификации производства чая, субтропических, высокоценных южных плодовых и цветочно-декоративных культур во влажных субтропиках России, за счёт совершенствования сортимента и управления агроприёмами возделывания. Ограниченность земельных ресурсов ставит также задачу рационального их использования.
По мнению В!.И. Кашина (1995), потенциал территории — один-из главных блоков, лежащих в основе всей пирамиды адаптивности, а биологические ресурсы сортов — вершина этой пирамиды. В этой связи следует подчеркнуть, что наиболее крупные массивы горных земель размещены в тёплых и благоприятных для южного плодоводства регионах страны и занимают почти одну треть всей территории.
Существующие рекомендации по размещению плодовых культур не всегда обеспечивают достаточный уровень адаптивности и продуктивности насаждений, так как не учитывают влияние многих природных факторов мест размещения сада (Куликов, Утков, Принева, 2006). Необходимо построить систему управления садовым агроландшафтом, использование которой обеспечит условия для расширенного воспроизводства плодородия почв и устойчивого ведения отрасли.
Специфика хозяйствования во влажно-субтропической зоне России требует изучения адаптивного потенциала садовых экосистем зоны и разработки технологии их регулирования. Решение обозначенной проблемы весьма актуально для реализации устойчивого производства конкурентоспособной плодовой и цветочной продукции* высокого качества.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в определении комплекса внешних и внутренних факторов, обеспечивающих устойчивое ведение садоводства во влажных субтропиках России, и разработке способов управления данным процессом.
В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
— провести анализ ресурсного потенциала региона;
— установить критерии агроэкологических требований основных садовых культур в изменяющихся климатических условиях субтропиков;
— определить способы управления продукционным потенциалом садовых экосистем, включающие новую сортовую политику, оптимизацию минерального питания1 и его диагностику, совершенствование конструкций садовых насаждений, эффективные приёмы производства посадочного материала и интегрированную систему защиты от болезней и вредителей;
— обосновать принцип оптимизации размещения садов в горных условиях региона;
— дать экономическую оценку технологическим приёмам выращивания основных культур зоны;
— разработать научно-обоснованную концепцию системы ведения адаптивного садоводства в современных условиях во влажно-субтропической зоне России.
Научная новизна результатов исследований. Впервые представлен системный анализ природных ресурсов зоны в целом и в связи с изменениями климатических факторов.
Установлены агроэкологические требования основных субтропических культур в условиях «северных» субтропиков.
Раскрыты способы управления продукционным потенциалом растений субтропических и южных плодовых культур (чая, фундука, хурма, фейхоа, груши, персика) на основе адаптированных к условиям региона новых сортов и разработанных систем культивирования — оптимизации минерального питания, формировок и других конструкционных решений.
Установлены физиологические показатели, диагностирующие степень воздействия стресс-факторов и некорневых подкормок, влияющих на урожайность растений чая и качество готовой чайной продукции.
Обоснован принцип оптимального размещения плантаций чая в целях восстановления и развития чаеводческой отрасли в зоне.
Определены параметры почвенной' и листовойдиагностики при использовании минеральных удобрений.
Сформирована концептуальная' модель. организации, и ведения садоводства в горных условиях влажных субтропиков.
Практическая значимость работы. Представлены методические рекомендации по почвенной и листовой диагностике чая, фундука, а также рекомендуемые оптимальные дозы минеральных удобрений для культивируемых растений чая, фундука и хурмы восточной в специализированных хозяйствах зоны (Солохаульский чай, Мацестинский чай, Хоста-чай, Дагомыс-чай, Шапсугский чай), а также на агрохимической станции «Черноморская».
На совещаниях с сельхозпроизводителями обоснованы способы управления продукционным потенциалом основных культур чая, хурмы, фундука и др.
Рекомендованы оптимальные параметры почвенной диагностики при закладке насаждений чая, фундука и хурмы восточной, а также наиболее устойчивые сорта субтропических, южных плодовых и цветочно-декоративных культур для успешного ведения садоводства в зоне влажных субтропиков.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Перспективы использования природных ресурсов зоны влажных субтропиков для возделывания южных садовых культур.
2. Способы управления продукционным потенциалом садовых культур в регионе на основе адаптивности сортов, диагностики минерального питания, усовершенствованных конструкций насаждений, высококачественного посадочного материала, интегрированной защиты культурных растений от вредителей и болезней.
3. Основные принципы оптимизации размещения насаждений чая для рационального использования природно-экологических ресурсов зоны.
4. Концептуальная модель адаптивного садоводства во влажно-субтропической зоне России.
Апробация и реализация результатов исследований. Результаты исследований представлены: на заседании Совета по вопросам агропромышленного комплекса России при Председательстве Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации (Москва, 2006) — сессии секции садоводства и виноградарства отделения растениеводства Российской Академии Сельскохозяйственных Наук, (Москва, 2005, 2006, 2007, 2008) — годичном собрании Отделения растениеводства Россельхозакадемии (Москва, 2009) — международных конференциях и симпозиумах: «Редкие и малораспространенные культуры» (Пущино, 2007) — «Биоресурсы, биотехнологии, экологически безопасное развитие регионов Юга России» (Сочи, Астрахань, 2007) — «Оптимизация технолого-экономических параметров структуры агроценозов и регламентов возделывания плодовых культур и винограда», (Краснодар, 2008) — «Субтропическое растениеводство и южное садоводство России» (Сочи, 2009) — научно-практических конференциях и симпозиумах: «Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных субтропических и плодовых культур» (Сочи, 2005) — «Нетрадиционные и редкие растения, природные соединения и перспективы их использования» (Белгород, 2006) — «Состояние и перспективы развития агрохимических исследований в Северо-Кавказском регионе» (Ставрополь, 2007) — «Декоративное садоводство России» (Сочи, 2008).
Публикации результатов исследований.
Основные положения диссертационной работы опубликованы в 49 статьях (в том числе 15 в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ).
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 380 страницах машинописного текста, содержит 93 таблицы, 26 рисунков и состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций по использованию результатов исследований, списка использованной литературы.
Список литературы
включает 415 источников, в том числе 25 на иностранных языках.
выводы
1. На основе многолетних исследований, анализа и обобщения экспериментальных данных разработана концепция современной системы ведения адаптивного садоводства в условиях влажных субтропиках России.
2. Оценка природных ресурсов зоны показала, что климатические условия региона формируют два вегетационных периода: холодный — с ноября по март и теплый — с апреля по октябрь, что дает возможность выращивания культур умеренного и субтропического климата. Выделенные термические режимы отличаются интенсивностью выпадающих осадков ливневого характера. Потепление климата в данном регионе выразилось увеличением годовой суммы осадков с 1534 до 1635 мм в последние 30 лет. Чрезвычайная изменчивость количества осадков, их ливневый характер при высоком физическом испарении всё чаще приводят к засухам. Почвенные условия, обусловленные в том числе геоморфологией и орографией территории, характеризуются низким плодородием, эрозионными процессами и расчлененностью.
3. Агроэкологические требования садовых культур зависят от их биологических свойств и потребительских качеств производимой продукции. Так, чай как листосборная культура в условиях «северных» субтропиков, рано весной требователен к температурному режиму, а летом — к условиям увлажнения, успешно развивается на кислых оподзоленных мощных почвах. Хурма восточная, одно из морозостойких интродуцированных растений, требует мощных почв (не менее 80 см). Фейхоа менее морозостойка, чем хурма, но произрастает на среднемощных почвах. Для фундука как климатические, так и почвенные условия вполне приемлемы. Семечковые плодовые культуры требуют мощных и плодородных почв. Косточковые плодовые породы, особенно персик, повреждаются ранневесенними заморозками. Луковичные цветочные культуры требуют легких водопроницаемых почв.
4. Создание адаптивного садоводства в регионе основано на использовании: комплекса способов управления продукционным потенциалом приспособившихся к местным почвенно-климатическим условиям культурэффективного применения элементов питания и фотосинтетической деятельности растений, оптимизации подбора сорто-подвойных комбинаций, рационального размещения культур.
5. Роль сортимента в повышении продукционного потенциала садовых систем является базовой в биологизации плодоводства. В условиях субтропиков продолжается совершенствование сортимента ведущих культур. Выведены высокоурожайные сорта чая Каратум и Сочи, устойчивые при дефиците влаги в почвенных условиях региона. Для хурмы восточной рекомендованы интродуцированные сорта, акклиматизация которых прошла с успехом. Выведен отечественный сорт Хостинский, урожайность которого выше сорта Хиакуме. При культивировании фейхоа в промышленных насаждениях выведены 3 раннеспелые формы. Созданы сорта фундука нового поколения с урожайностью до 15,7−18,3 ц/га, превосходящие сорт Черкесский-2 не только по продуктивности, но и по качеству орехов.
6. В стратегии управления продукционным потенциалом садовых ценозов система минерального питания особенно актуальна. Установлены оптимальные нормы удобрений: для молодой плантации сорта Колхида N210 К104 кг/га д. в, для полновозрастной — N442 Р180К150. Для всех вышеназванных культур в минеральном питании превалирующее значение имеет азот. Определены параметры свойств почв, обеспечивающие потенциальную продуктивность насаждений чая и оперативный контроль за уровнем плодородия с помощью листовой диагностики. Апробирована методика внесения некорневых подкормок микроэлементами, существенно увеличивающих урожайность растений чая, не снижая. при этом качество. Разработаны экономически и экологически целесообразные дозы минеральных удобрений длякультуры фундука, хурмы восточной, некоторых цветочно-декоративных культур. Установлены критерии обеспеченности бурой лесной почвы для этих культур, позволяющие оценить её продуктивность уже при закладке садов. В целях оперативного контроля за уровнем продуктивности культур разработаны сроки и критерии растительной диагностики.
7. Совершенствуются конструкции садовых насаждений. Переход на механизированный сбор чайного листа потребовал изменить ширину и плоскость шпалеры чая. В культивировании фундука разработаны штамбовые формы растений в зависимости от рельефа. Для возделывания хурмы разработана омолаживающая подрезка и пальметтная формировка. Разработаны параметры размещения деревьев в саду.
8. Разработаны эффективные приёмы производства посадочного материала для культуры чая, фундука и цветочно-декоративных растений.
9. Интегрированная система защиты многолетних насаждений состоит из фитосанитарного мониторинга, точной и своевременной сигнализация с учетом погодных условий и химической защиты с использованием экологически безопасных препаратов.
10. На основе комплексной оценки природно-климатических факторов зоны и агроэкологических требований культуры чая установлены микрозоны его оптимального размещения.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Для управления продукционным потенциалом субтропических и южных плодовых культур на основе разработанной концептуальной модели предлагается использовать:
— высокопродуктивные и адаптированные к местным условиям произрастания интродуцированные и отечественные сорта;
— внесение удобрений в дозах, экспериментально установленных применительно к каждой культуре на основе почвенной и листовой диагностики;
— чистосортный и высококачественный посадочный материал при закладках новых насаждений;
— основные принципы оптимального размещения плодовых растений с учетом рельефных и почвенных условий, площадей питания и новых конструкционных решений;
— комплекс мероприятий по защите растений от болезней и вредителей на основе мониторинга насаждений, точной сигнализации с учетом погодных условий и применения экологически безопасных препаратов.
2. В целях повышения квалификации специалистов сельскохозяйственной зоны возобновить их учебу.
