«Мичуринский государственный аграрный университет» дубовик владимир Анатольевич продуктивность яблони в условиях возрастающего техногенного загрязнения почв тамбовской равнины

На правах рукописиФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»ДУБОВИК Владимир АнатольевичПРОДУКТИВНОСТЬ ЯБЛОНИ В УСЛОВИЯХ ВОЗРАСТАЮЩЕГО ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТАМБОВСКОЙ РАВНИНЫСпециальности: 06.01.07 – плодоводство, виноградарствоАвторефератдиссертации на соискание учёной степени докторасельскохозяйственных наук Москва 2009 Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет» и ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет»Научный консультант доктор сельскохозяйственных наук, профессор ^ Трунов Игорь Андреевич Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наукВоробьев Вячеслав Филиппович ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии; доктор сельскохозяйственных наук, профессор^ Лебедев Валентин Михайлович ФГОУ ВПО Нижегородская сельскохозяйственная академия; доктор биологических наук Замана Светлана Павловна НИИ сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны РФВедущая организация: ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»Защита состоится «…..»…………2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 006.035.01 при ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии по адресу: 115598, г. Москва, ул. Загорьевская, 4,e-mail: vstisp@vstisp.orgС диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии.Автореферат разослан и выставлен на сайте ВАК РФ «…..»………….2009 г.Ученый секретарьдиссертационного советадоктор сельскохозяйственных наук Л. А. Принева^ Актуальность работы. Современное состояние садоводства, как отрасли сельского хозяйства в России в целом, так и по основным показателям урожайности, валовому производству всех плодовых и ягодных культур в промышленном производ­стве, далеко не соответствует научному потенциалу российской садоводче­ской науки, что отмечается многими исследователями (Потапов и др., 1999). В конце прошлого столетия под садами и ягодниками в России было занято 853 тыс. га, в том числе под семечковыми - 518 тыс. га. К настоящему времени общая площадь плодовых и ягодных насаждений снизилась почти в 1,5 раза, то­гда как площадь насаждений в плодоносящем возрасте практически не изме­нилась. У семечковых она составляет 478 тыс. га. Это свидетельствует о том, что за по­следние десятилетия площади закладываемых плодовых насаждений посто­янно уменьшаются, т.е. не происходит обновления основных средств производства, и они стареют. По возрастному составу более 50% насаждений яблони и груши имеют возраст до 20 и 35% свыше 30 лет. Доля плодоносящих садов семечковых культур составляет более 70%. Изреженность насаждений колеблется в пределах 10 до 20%, а в некоторых регионах и хозяйствах достигает 80%. Высокая изреженность насаждений является фактором низкой продуктивности садов, что указывает на необходимость периодических бонитировок на основе таксации. Несмотря на общеизвестные преимущества интенсивных садов на клоновых подвоях, яблоневые сады в России на них занимают около 10 % от общей площади в ЦЧР. В Тамбовской области их примерно в 3 раза больше. Большинство слаборослых садов в Тамбовской области заложено на районированном полукарликовом подвое 54-118, а также имеются сады на перспективном карликовом подвое 62-396. В условиях изменения антропогенных нагрузок на агроэкосистемы, связанных с усилением техногенных выбросов, сокращения поставок минеральных удобрений сельскому товаропроизводителю, уменьшения поголовья скота, с чем сопряжено сокращение органических удобрений, происходит прогрессирующее падение почвенного плодородия. Все это отражается на усилении отрицательного баланса основных и других химических элементов питания для яблонь, снижает реализацию ими генотипического потенциала. По указанным причинам садоводство становится всё менее эффективным не только в связи с увеличением затрат на производство плодово-ягодной продукции и её удорожанием, но и со снижением устойчивости плодовых растений к комплексам биотических и абиотических стрессов. Немаловажное значение имеет осознание населением опасности техногенного загрязнения продукции плодоводства. В сложившейся эколого-экономической ситуации актуальным является теоретическое и экспериментальное обоснование формирования интенсивных яблоневых насаждений при производстве нормативно экологически безопасной продукции.^ Цель исследований - теоретическое и экспериментальное обоснование формирования интенсивных яблоневых насаждений при производстве нормативно безопасной продукции. В связи с поставленной целью определены задачи исследований: 1. Обобщить состояние интенсивных насаждений яблони, роль защитных насаждений в садоводстве, агроэкологическое состояние почв и задачи стабилизации плодородия. 2. На основе почвенно-климатических условий дать агроэкологическую оценку размещения интенсивных насаждений на территории Тамбовской равнины. 3. Выявить роль почвенных условий, садозащитных полос на свойства почвы, рост и развитие, особенности продуктивности сортов разного возраста в связи с задачами производства экологически нормативных плодов. 4. Оценить экологические аспекты использования средств химизации. 5. Показать особенности аккумуляции биогенных элементов и тяжелых металлов, их содержание и роль в системе «почва-растение». 6. Наметить особенности совершенствования нормативных требований к почвам при выращивании экологически безопасных плодов яблони. 7. Провести анализ загрязнителей почв и растений. 8. Установить связь химических элементов почвы с заболеваемостью населения. 9. Обосновать экономическую эффективность возделывания интенсивных насаждений яблони в условиях Тамбовской равнины. 10. Разработать проект требований к почвам с учетом производства яблок для детского и лечебно-профилактического питания взрослого населения.^ Научная новизна работы. Установлено, что урожайность яблони зависит от подтипа почв и активности аккумуляции поллютантов (преимущественно свинца и мышьяка) яблоками. Показано, что на территории Тамбовской равнины преобладающими материнскими породами являются карбонатные лессовидные глины и суглинки. Наличие кальция способствует накоплению гумусовых веществ в почвах и препятствует вымыванию органических соединений в нижележащие горизонты. Доказано, что к наиболее садопригодным относится чернозем выщелоченный, чернозем типичный и темно-серые лесные почвы. Содержание гумуса в черноземах Тамбовской равнины снижается от 7,6 до 4,2% в корнеобитаемом слое почвы плодовых насаждений при продвижении с юга на север, а реакция почвенного раствора изменяется от близко к нейтральной до сильнокислой. Уточнена экологическая роль садозащитных лесных полос. Показано, что они способствуют оптимизации температуры и водного режима сада, но снижают продолжительность освещения в первых рядах яблонь от смежных с ними рядов на северной стороне квартала в среднем до 77,6%, на южной - до 22.4%, на западной - до 46,5%. Установлено, что коэффициент корреляции между активностью корневой системы и продуктивностью фотосинтеза варьирует в пределах от 0,25 до 0,89. Он выше у слаборослых подвоев, чем у сильнорослых. Зависимость между активностью корней и продуктивностью фотосинтеза в значительной степени определяется привитым сортом. Для яблони сорта Мелба характерна нелинейная связь, для сорта Корично­е полосатое - линейная. По форме связи Антоновка обыкновенная бли­же к Коричному полосатому, Оранжевое - к Мелбе. Более высокая степень подмерзания отмечается на серых лесных почвах, меньше - на черноземе выщелоченном. Большинство сортов яблони на полукарликовом подвое 54-118 за 20 лет плодоношения характеризуются как регулярно плодоносящие, имеющие индекс периодичности – 0,27. Радиационная ситуация в пределах Тамбовской равнины находится на безопасном уровне, но некоторые подтипы почв отличаются высокой загрязненностью тяжелыми металлами и мышьяком. Поллютанты и эссенциальные элементы в почвах северной части региона располагаются в следующей возрастающей последовательности: Cd Количество опасных элементов в почве и растениях отличается в зависимости от типа, подтипа, гранулометрического состава почв, а даже сортовых особенностей яблони. Впервые установлено, что на всех подтипах черноземов содержание тяжелых металлов и мышьяка в листьях яблони больше, чем в плодах. Абсолютное содержание этих элементов в почве всегда больше, чем в листьях и плодах. Доказано, что плоды, выращенные на типичном и выщелоченном черноземах Тамбовской равнины, по содержанию тяжелых металлов и мышьяка относятся к экологически безопасной продукции сада. ^ Практическое значение работы и реализация ее результатов. Разработанные новые теоретические и практические положения и выявленные закономерности позволяют на научной основе проводить выбор почв под закладку новых интенсивных яблоневых насаждений с целью производства экологически безопасных плодов яблонь. Показано, что районированные сорта яблони в сочетании со слаборослыми подвоями обеспечивают высокую экономическую и экологическую эффективность в условиях Тамбовской равнины. Обоснована возможность использования листьев яблони в качестве тест-объекта для контроля техногенного загрязнения почв и плодов. Для блокирования в почве подвижности тяжелых металлов и насыщения почв кальцием рекомендуется применение кальцийсодержащих соединений (карбонат кальция, дефекат, фосфогипс, внесенные по 5 т/га). Для увеличения емкости поглощения целесообразно внесение в почву цеолита – клиноптилолита в дозе 15 т/га. Разработан проект нормативных требований по содержанию тяжелых металлов и мышьяка в черноземных почвах при производстве экологически безопасной продукции в интенсивных яблоневых насаждениях. Рекомендации по технологии выращивания слаборослого интенсивного сада в средней зоне садоводства Российской Федерации позволили СПК «Дубовое», ЗАО «Агрофирма 15 лет Октября» на 10-й год получать 250-300 ц/га и более товарных, экологически нормативных плодов яблони. В 1994 году Указом Президента РФ от 10 января за № 1187 сотрудникам Мичуринского ГАУ за селекцию зимостойких слаборослых подвоев яблони, их размножение и технологии возделывания интенсивных садов присуждена Государственная премия Российской Федерации. Разработки, внедренные в производство, неоднократно отмечались медалями и дипломами ВВЦ России (ВДНХ СССР). ^ Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и публиковались в материалах Международных конференций по проблемам: «Потенциал продуктивности сортов и насаждений яблони» (Москва, 1998), «Слаборослое садоводство» (Мичуринск, 1999), «Научные основы устойчивого садоводства России» (Мичуринск, 1999), «Новые сорта и технологии возделывания плодовых и ягодных для садов интенсивного типа» (Орел, 2000), «Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции» (Мичуринск, 2007), «Realizări şi perspective în horticultură, viticultură, vinificaţie şi silvicultură”consacrat aniversării a 100 ani de la naşterea profesorului universitar Gherasim RUDI (1907-1982) 1-2 martie 2007» (Кишинев, 2007), «Реалии 21 века в свете учения В.И. Вернадского» (Тамбов, 2007), на научно-практической конференции РАН «Здоровье для здорового человека» (Мичуринск, 2007), на межрегиональных научно-практических конференциях: «Современные проблемы отрасли растениеводства и их практическое решение» (Мичуринск, 2006, 2007), «Вопросы современной науки и практики» (Тамбов, 2008),”Agricultura modernă-realizări şi perspective”(Кишинев, 2008), «Климат, экология, сельское хозяйство Евразии» (Иркутск, 2009).Публикации. По теме диссертации опубликовано 42 работы в форме монографий, научных статей, рекомендаций производству, учебных пособий с грифом УМО, в том числе 9 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на изобретения.^ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, выводов и рекомендаций, изложена на 370 страницах текста, содержит 52 таблицы, 31 рисунок. Список литературных источников включает 475, из них 50 на иностранных языках.^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ^ ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1. Роль насаждений яблони на клоновых подвоях в создании садов интенсивного типа В этом разделе рассматривается история проблемы, анализируются формы карликовых подвоев, различающиеся между собой по производственно- биологическим особенностям. Показано, что возрастные изменения, происходящие в плодовых деревьях, затра­гивают множество различных биологических и биохимических процессов, протекающих в растениях. Анализируются зимостойкость, причины зимних повреждений яблонь и факторы, влияющие на плодоношение.^ 1.2. Роль защитных насаждений в садоводстве Анализируются литературные сведения о роли защитных насаждений. Показано, что истоки изучения этого вопроса уходят в глубокую древность. Рассматривается вклад И.И. Шатилова, К.А. Тимирязева, В.В. Докучаева и других ученых в развитие проблемы садозащитных насаждений. Их роль анализируется в географическом аспекте. Отмечается сравнительно невысокая площадь плодовых культур, находящихся под защитой лесных деревьев. Показаны противоречия в представлениях об оптимальном размещении ветроломных лесных полос, их влиянии на микроклимат сада и урожай.^ 1.3. Агроэкологическое состояние почв и задачи стабилизации их плодородия Отмечается, что основной экологической функцией почв является способность их в текущее время и в обозримом будущем без отрица­тельных последствий обеспечивать формирование полноценных, ус­тойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Если в недалеком прошлом, черноземные почвы, составляя около 7% всей площади России, производили более половины всей продукции растениеводства, в настоящее время они снизили свой потенциал почти в два раза. Это связано с воздействием на почву массированных современных антропогенных и техногенных нагрузок, что приводит к высокой степени их деградации. Одним из опаснейших, негативных результатов взаимодействия человека с природой является глобальное загрязнение окружающей среды. На основе проведенного анализа обосновывается необходимость обследования земель сельскохозяйственного назначения с целью выявления степени заражения радионуклидами и тяжелыми металлами. ^ 1.4. Урожайность яблони в связи с почвенно-климатическими условиями и задачами производства экологически безопасных плодов яблони В этом разделе дается обоснование целесообразности изучения садопригодности почв, ее влияния на архитектонику корней. Анализируются последствия дефицита воды, как одного из факторов, угнетающих фотосинтез, и влияния грунтовых вод на развитие корневой системы. Рассматриваются связи между загрязнением почв, урожайностью и качеством сельскохозяйственной продукции. ^ ГЛАВА 2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, МЕТОДОЛОГИЯ, МЕТОДИКА, ПРЕДМЕТ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Почвенно-климатические условия региона исследований В этом разделе дана природно-климатическая характеристика Тамбовской равнины. Наибольшее внимание отводится Тамбовской области. Приводятся сведения о климате, водонасыщенности почвенного профиля, запасах воды в снеге и др. ^ 2.2. Происхождение и гранулометрический состав основных почв Рассматриваются гипотезы происхождения черноземов (их морская, болотная и растительно-наземная природа), материнские породы и почвенный покров Тамбовской области. Показано, что в Тамбовской области преобладают чернозёмные почвы. На их долю приходится 96,1 % общей площади сельскохозяйственных угодий, в том числе типичных чернозёмов - 28,6 %, выщелоченных - 62,8 %. Генетический профиль черноземов характеризуется мощным гумусово-аккумулятивным горизонтом, отсутствием перераспределения ила и гидроксидов железа и алюминия по профилю почвы, постепенным снижением гумусированности к материнской породе и неизменной почвообразующей породой. ^ 2.3. Геоморфологические районы и природные комплексы В Тамбовской области выделяется семь геоморфологических районов: 1) долинно-балочного рельефа, занимающий западную часть области; 2) балочно-овражного рельефа водораздела Цна-Дон, занимающий водораздельные плато и верхние части водораздельного склона, обращенного к реке Цна и рекам Ворона и Савала (бассейна реки Дона); 3) овражно-балочного рельефа бассейна реки Серп (левого притока реки Цны), расположенный севернее устья реки Челновой; 4) овражного рельефа средней части бассейна рек Кашмы, Савалы и правобережья Вороны, расположенный на склонах наиболее приподнятой в пределах области части водораздела Ока–Дон; 5) балочно–долинного рельефа верхней части бассейна реки Вороны, расположенный на востоке области; 6) балочного рельефа крайнего юго-востока области, расположенный южнее предыдущего района по левобережью реки Вороны (к югу от реки Карай); 7) район слегка всхолмленного малоовражного рельефа аллювиальной равнины правобережья реки Цны, расположенный к северу от реки Лесной Тамбов. Область располагается в пределах лесостепной зоны умеренного пояса. Для неё характерно широкое распространение эрозионных форм рельефа, почти равное количество выпадающих осадков и влаги, которая может испаряться с поверхности открытых водоёмов (нейтральное увлажнение), совместное произрастание лесов и степей по водоразделам на серых лесных почвах, чернозёмах выщелоченных и типичных.^ 2.4. Таксация и бонитировка яблоневых насаждений Устойчивость садоводства зависит от устойчивости сада, первичного элемента в нём - квартала и участков, занятых конкретными сортами на определённых подвоях. Многолетняя урожайность зависит от подвоев, сортов, сорто-подвойных комбинаций, их генотипических особенностей, а также сохранности здоровых, нормально развитых деревьев под влиянием комплексов условий внешней среды, в том числе в стрессовые годы и периоды. В этой связи оценка садов на состояние деревьев разных сортов в них к определённому возрасту имеет и научное, и практическое значения. ^ Таблица 1. Бонитировка сортов яблони на основе таксации № п/п Сорт Возраст деревьев, лет Схема посадки, м Всего посадоч­ных мест, шт. Нормально развитых деревьев, шт. Бонитет сорта, баллов Класс бонитета Наиме­нование класса бонитет ^ Осенние сорта 1 Коричное полосатое 27 6x4 1160 1026 88 I высокий 2 Боровинка ананасная 26 6x4 1055 907 86 I высокий 3 Тамбовское 18-27 6x3-4 2481 2164 87 I высокий 4 Спартак 16 6x3 349 284 86 I высокий 5 Пепин шафранный 17-22 6x3-4 1603 1247 78 II хороший 6 Жигулёвское 18-27 6x3-4 2740 2249 82 II хороший 7 Антоновка обыкновенная 22-27 6x4 8880 7668 86 I высокий Средние и суммы 16-27 6x3-4 2=18268 2=15545 85 II хороший ^ Зимние сорта 8 Северный синап 16-27 6x3-4 10520 9020 86 I высокий 9 Уэлси 16-27 6x3 8072 5446 67 III удовлетв 10 Ренет Черненко 26-27 6x4 2417 2128 88 I высокий 11 Богатырь 16 6x3 648 580 89 I высокий 12 Витязь 17 6x3 640 543 85 II хороший 13 Лобо 17 6x3 638 453 71 II хороший 14 Победа 27 6x4 352 326 93 I высокий 15 Спартан 17 6x3 336 260 77 II хороший 16 Оранжевое 26-27 6x4 3025 2631 87 I высокий Средние и суммы 16-27 6x3-4 1=27432 2=22303 81 II хороший Нами проведена оценка ряда сортов зимних и осенних сроков созревания плодов, достаточно широко распространённых в промышленном садоводстве средней полосы России. Всего таксационно-бонитировочной оценке подвергнуто более 50 тысяч деревьев разных сортов на площади более 150 гектаров садов в учхозе «Комсомолец», СПК «Дубовое» Петровского района, «Кочетовское» и «Зелёный Гай» Мичуринского района Тамбовской области. В табл. 1 приведены данные о таксационно-бонитировочной оценке 16 сортов яблони на полукарликовом подвое 54-118, в т.ч. 9 сортов зимнего сорта созревания и 7 сортов - осеннего. Эти данные свидетельствуют о том, что наиболее высоким бонитетом отличались сорта Победа - 93 балла, Богатырь - 89, Коричное полосатое - 88, Ренет Черненко - 88, Оранжевое и Тамбовское - 87, Антоновка обыкновенная и Северный синап - 86. Они оцениваются I классом бонитета - «высокий». Сорт Лобо (71 балл) скорее может быть отнесён к III классу бонитета с удовлетворительной оценкой, чем ко II, как показано в таблице, поскольку он по таксационной оценке стоит ближе к III классу, а сорт Уэлси имеет средний бонитировочный балл 67 и относится к III классу бонитета с оценкой «удовлетворительно».^ 2.5. Методология и методы исследований Методология исследований процессов в агроэкосистеме сада основана на системном и комплексном подходе, который заключается в изучении объекта как системы с многообразными связями, объединенными в единое целое. Комплексная оценка биотических и абиотических составляющих агроэкосистему сада позволяет объективно и надежно разработать ряд теоретических и практических положений, определяющих более полную реализацию насаждений сада в количестве и качестве продукции. В агроэкосистеме сада изучались: экотип, включающий подсистемы - тип и подтип почвы, климатические условия, микроклимат сада, аккумуляция биогенных элементов, тяжелых металлов и других загрязнителей почв, биоценоз с подсистемой – плодовые растения, садозащитные насаждения. Через их взаимодействие определена хозяйственная продуктивность и степень экологической безопасности выращиваемых плодов. При возрастающем техногенном загрязнении агроценозов яблони и снижении ее продуктивности, методология создания высокопродуктивных насаждений путем определения оптимальных условий реализации биологического потенциала сорта предусматривает и определяет: роль природно-климатических условий в обеспечении стабильности плодоношения яблони в условиях отсутствия стрессоров, связанных с естественными оптимальными температурными режимами погодных условий (низких температур в зимний период, возвратных поздневесенних морозов и засухи в период вегетации); почвенное плодородие и его особенности (мощность гумусового горизонта, физические свойства почвы, обеспечение почв основными элементами питания); использование высокопродуктивных, зимостойких районированных и перспективных сортов; наличие подвоев (в первую очередь клоновых подвоев) для яблони, совместимых с сортом и способствующих раннему вступлению в пору плодоношения, реализации биологического потенциала сорта по продуктивности и качеству плодов; формирование кроны в период роста и обрезки деревьев в период плодоношения и роста с целью поддержания их оптимальной продуктивности; установление оптимальных схем посадки деревьев; размещение садов по склону с учетом его продуктивного использования; поддержание садов с оптимальной численностью посаженных раннее деревьев; рациональное размещение садозащитных лесных полос и ветроломных линий; система содержания почв в саду с учетом почвенно-климатических условий: способы содержания почвы в саду и обеспечение стабильного питания деревьев яблони для реализации биологического потенциала сорта; повышение качества плодов (снижение загрязнения плодов тяжелыми металлами) в условиях техногенного загрязнения окружающей среды; регулирование водного режима почвы в саду (снегозадержание, противоэрозионные мероприятия, в засушливый период организация полива); контроль численности вредных организмов в садах и организация защитных мероприятий; при угрозе поздних весенних заморозков организация мероприятий для снижения их отрицательного воздействия на дерево. Данная методология предусматривает учет возраста насаждений (периодов: роста, роста и плодоношения, плодоношения, плодоношения и роста) и состояние насаждений (ликвидация сада при непродуктивном его содержании или восстановление продуктивности с обеспечением экономической эффективности его использования). Такое ведение яблоневых садов в условиях Тамбовской равнины может обеспечить получение стабильного урожая более 30 т/га. Исследования выполнены в основном на слаборослых насаждениях яблони, включая районированные и перспективные сорта для Тамбовской равнины. Основные полевые опыты проведены в северо-западной части Тамбовской равнины, в остальных частях ее дополнены с использованием экспедиционных, полевых и лабораторных методов исследований. Статистический метод использован при установлении корреляционных связей между содержанием химических элементов почвы и заболеваемостью населения. Наблюдения за состоянием, ростом и плодоношением яблони проводили в полевых опытах на районированном сортименте, привитом на клоновых и семенных подвоях в соответствии с программно-методическими указаниями Всероссийского НИИ садоводства им. И.В. Мичурина (1979, 1980), программно-методическими рекомендациями по рациональному использованию земельных ресурсов и разработки систем почвозащитных мероприятий в садоводстве (1980), рекомендациями НИЗИСПН (Принева, 1979) и др. В основу работы по оценке почв под яблоневые насаждения были положены рекомендации Почвенного института им. В.В. Докучаева (1984), работы Л.А. Гришиной (1986). При агроэкологической оценке почв сада использовали рекомендации В.А. Кирюшина, А.Г. Иванова (2005). Анализы почв и растений выполнены по общепринятым стандартным методикам, изложенным в ГОСТах, сборниках «Агрохимические методы исследования почв» (1975), «Методы оценки качества растительной продукции» (1983). Эколого-токсикологическое обследование почв проведено в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв, земель сельскохозяйственного назначения» (2003). Отбор почвенных образцов проведен согласно ГОСТу №28168-89. «Почвы. Отбор проб». Тяжелые металлы определяли в соответствии с «Методическими указаниями по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий» (М.,ЦИНАО, 1992-1993). Показатели по оценке радиологического состояния почв определялись в соответствии с «Методическим указанием по проведению локального мониторинга на реперных участках» (1993). Определение содержания Cs-137 в почвенных образцах проводилось по «Методике экспрессного радиометрического определения по гамма-излучению объемной и удельной активности радионуклидов цезия в воде, почве, продуктах питания, продукции животноводства и растениеводства» (1990), ОСТ 10 071-95. Кальциевый режим рассмотрен в системе “почва-растение”. Содержание обменного кальция в почве определяли тригонометрическим методом. Активность кальция определяли потенциометрическим методом с использованием ионоселективного электрода “ЭКОМ-Са”. Измерения проводились в почвенной пасте при разведении почвы водой 1:0,5 (Крупский, Александрова, Губарева, 1975). Для анализов применяли рН-метр-иономер ЭКОТЕСТ-120.В работе были использованы методы “анализа прядей корней” (Муромцев, 1969, Трунов, 1998). Химический анализ растительного материала проводили методом атомно-абсорбционной спектроскопии (Ермакова, Арасимович, Ярош и др., 1987). Водный дефицит листьев и корней определяли методом насыщения растительных образцов, водоудерживающую способность - методом “искусственного завядания” (Слейчер,1970), влажность почвы и расчёты поливных норм – по методике Ю.А. Маркова (Марков, 1985).^ ГЛАВА 3. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ЧЕРНОЗЕМЬЯ ДЛЯ РАЦИОНАЛЬНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ САДОВОДСТВА3.1. Районирование садоводства России На территории России выделено три региона: 1. Регион промышленного плодоводства, виноградарства и чаеводства, а также возделывания цитрусовых культур. 2. Регион промышленного ягодоводства и ограниченного плодоводства. 3. Регион дикорастущих ягодных форм, культурного ягодоводства и рискованного плодоводства. Территория ЦЧР лежит в пределах двух крупных форм микрорельефа: Среднерусской возвышенности и Тамбовской равнины. Условия рельефа сказываются на распределении влаги, тепла, что отражается на формировании различных классификационных разновидностей черноземов. На ровных платообразных частях водораздела образуются черноземы всех подтипов, на склонах – смытые их разновидности, а в пониженных элементах рельефа – черноземы выщелоченные, осолоделые, глубоковскипающие, на повышенных местах – черноземы карбонатные. Всю северную по­ловину Тамбовской области занимают выщелоченные и слабовыщелоченные черноземы с хорошими физическими свойствами и при осуществлении соответствующего комплекса агромероприятий могут обладать высоким эффективным плодородием. В южной части Тамбовской и северной части Воронежской и Белгородской областей наибольшее распространение получили типичные мощные, среднемощные, а также выщелоченные черноземы, которые богаты гумусом (7-8%). В Центрально-Черноземных областях широко распространены лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы. Характерный признак этих почв – близость к поверхности грунтовых вод. Черноземные почвы в зоне занимают более 10 млн. га или 70,7% общей площади земель, в том числе 9,3 млн. га пашни (84,3%). Прослеживается четкая дифференциация расположения определенных подтипов черноземов по мере нарастания континентальности климата с северо-запада на юго-восток. Среди черноземных почв наибольшим потенциальным плодородием обладают типичные, которые по ЦЧЗ занимают свыше 5 млн. га (Система управления плодородием почв…, 1996). Следовательно, черноземы ЦЧР России в современных экологических условиях, несмотря на их деградацию, приемлемы для большинства сельскохозяйственных культур, в том числе и для интенсивных яблоневых насаждений.^ 3.2. Краткая морфологическая характеристика почв Тамбовской области Черноземы типичные. Они преобладают в южной зоне (66 %) и в центральной зоне (19,8 %); отличаются четко выраженными морфологическими признаками чернозёмообразования. Это накопление гумуса, биофильных элементов в верхней полуметровой толще, неглубокое залегание карбонатов, отсутствие перераспределения коллоидов по профилю. В пахотном слое содержится азота легкогидролизуемого от 60 до 80 мг/кг почвы. Здесь фосфора, извлекаемого 0,5Н раствором уксусной кислоты - от 10 до 20 мг на 100 г почвы, обменного калия - от 10 до 30 мг/100г почвы, что свидетельствует о хорошей обеспеченности почв основными питательными веществами для зерновых культур. Обеспеченность обменными основаниями в пахотном слое почвы составляет 35-45 мг-экв. на 100 г почвы. Поглощенные катионы представлены от 85 до 90 % кальцием и магнием, их отношение в ППК составляет от 10 : 1 до 8 : 1. Все это благотворно влияет на формирование зернистой структуры почв. Типичные чернозёмы считаются лучшими почвами по их плодородию, поэтому на них возделываются все сельскохозяйственные культуры, включая и требовательные к высокому уровню содержания питательных веществ.^ Чернозёмы выщелоченные. Они занимают в северной зоне 72,9 % площади пашни, центральной – 65,9 % и южной – 24,1 %. Чернозёмы выщелоченные характеризуются отсутствием в гумусовом горизонте карбонатов, поэтому главным их диагностическим признаком является глубина вскипания карбонатов от HCl в материнской породе. Ёмкость поглощенных оснований 33-43 мг-экв. на 100 г почвы вверху и 25-30 мг-экв. на 100 г почвы в подгумусовых горизонтах. В поглощенных катионах преобладает, в основном, кальций, содержание которого вниз по профилю, также как и гумуса, уменьшается, реакция почв слабокислая. ^ Черноземы оподзоленные. Эти почвы локально распространены, преимущественно в северной зоне. Они характеризуются значительной аккумуляцией органического вещества, с большей степенью проявления дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу, слабокислой реакцией почвенного раствора. В них появляется кремнезёмистая присыпка, в нижней части гумусово-аккумулятивного горизонта отмечаются затёки глины, ила, гидроокиси железа. Для данного подтипа чернозёмов характерно наличие не вскипающей прослойки в 50-70 см между нижней границей гумусового горизонта и карбонатным горизонтом, а также белесоватой присыпки по граням структурных отдельностей. Чернозёмы оподзоленные в Тамбовской области занимают небольшие площади и распространены мелкими участками в северной подзоне среди чернозёмов выщелоченных. Профиль чернозёма оподзоленного имеет следы интенсивной жизнедеятельности почвенной биоты. Сумма обменных оснований достигает 25-30 мг-экв. на 100 г почвы в пахотном слое и постепенно снижается до 22-24 мг-экв. на 100 г почвы на глубине 80-90 см. Чернозёмы оподзоленные легкосуглинистого гранулометрического состава беднее поглощенными основаниями. Надкарбонатная часть профиля имеет кислую или слабокислую реакцию при степени насыщенности основаниями 80-85 %. С глубины 90-100 см реакция становится нейтральной. Чернозёмы оподзоленные, как правило, средне обеспечены подвижными формами азота, фосфора и калия. Лугово-чернозёмные почвы. Эти почвы расположены преимущественно в южной и центральной зонах. Формируются они при постоянном воздействии почвенно-грунтовых вод, залегающих на глубине 2-4 м и периодическом поверхностном дополнительном увлажнении. Значительные площади их сосредоточены в Токаревском, Жердевском, Мордовском и Петровском районах Тамбовской области. Морфологически они сходны с чернозёмами. Лугово-чернозёмные солончаковые почвы южных районов Тамбовской области содержат легкорастворимые соли бикарбонатов кальция, магния и натрия, а также хлориды и сульфаты. Степень насыщенности основаниями высокая. Обеспеченность растений подвижными формами азота, фосфора и калия от средней до высокой. Реакция почвенной среды от нейтральной до щелочной. Важной особенностью лугово-чернозёмных почв является хорошее увлажнение за счет грунтовых вод, в связи с этим урожайность сельскохозяйственных культур в засушливые годы на этих почвах выше, чем на чернозёмных, расположенных на водоразделах. Лучший водный режим обеспечивает лугово-чернозёмным почвам повышенное плодородие.^ Лугово-черн