Увеличение урожайности сортов груши за счет биологических и средовых ресурсов

ВВЕДЕНИЕ

За последнюю тысячу лет по данным А.В. Гордеева (2007) Россия пережила более 350 голодных лет. И это, как правило, были годы, неблагоприятные для занятий сельским хозяйством по причине резких климатических перемен. Несмотря на процесс селекции, агротехники и других новшеств аграрного свойства, природа оказывалась сильнее, а знание и умение земледельцев - недостаточны для противодействия ее причудам.

Все, что веками грозит сельскохозяйственному делу и, в том числе, плодоводству - морозы, экстремальные температурные перепады, заморозки, засухи и другие показатели, следует предвидеть, типизировать и использовать для прогноза во времени с целью стабилизации урожаев плодовых культур. С другой стороны, следует знать реакцию растения на эти экстремальные условия, его природный потенциал, который позволяет переносить экстремумы условий с минимальным дискомфортом для растения.

Растению для своего нормального развития и завершения репродуктивной фазы нужна определенная смена окружающих его условий в каждый из моментов своего развития.

Прежде чем изучать природно-исторические закономерные связи между этапами развития растений, необходимо отметить, что очень часто вместо среды употребляют термин «условия существования». Однако Т.И. Поплавская (1948) пишет, что между этими понятиями существует большая разница в том, что не все условия среды необходимы для жизни растения, т.е. не всякое из них может быть условием существования в буквальном смысле слова. Под ними следует понимать те, которые являются решающими для жизнеобеспечения того или иного растения.

Краснодарский край является одной из основных зон промышленного производства плодов. Благодаря большому разнообразию климата и почв здесь можно найти территории для возделывания любых плодовых культур.

Общая площадь под семечковыми здесь на 2008 год составляет 21,4 тыс. га. Груша - одна из основных семечковых культур.

За период 1990 - 2001г. произошло сокращение объемов производства плодов в связи с тем, что на продуктивность насаждений оказали значительное влияние стрессовые метеорологические и гидрогеологические факторы. Так, например, ранние осенние морозы в первой декаде декабря 1993 года (до -25С⁰) погубили в Краснодарском крае 11,6 тыс.га. садов. Морозы в феврале 1994 и засуха летом, подтопление в 1996 году, поздневесенние заморозки до -10С⁰ в1998 году и до -14С⁰ в 1999году погубили еще 6000 га. садов.

Система землепользования под садами на юге России не имеет достаточного соответствия между биологическим потенциалом культуры, сорта и ресурсным потенциалом занимаемой территории (Драгавцева И.А., Савин И.Ю., Овечкин, 2005). Дальнейшее развитие садоводства нуждается в системной оценке ресурсного потенциала земель, основанной, в первую очередь, на изученности влияния климатических факторов на эффективность выращивания плодовых культур и сортов и оптимальном их размещении на территории края (Драгавцева И.А., 2001).

Пришедшие в культуру края растения «сохранили в своем генетическом фонде адаптивную реакцию к первоначальной среде, с которыми когда-то составляли оптимальное почвенно-экологическое единство» (Неговелов С.В., Вальков, 1985). Но культура плодовых ведется не только в ареале диких предков, но и далеко за этим пределами. И чем больше отличаются экологические условия от условий естественного местообитания, тем выше требования растений к условиям среды, там больше усилий необходимо для получения требуемого урожая. Современный этап развития плодоводства нуждается в развитии научных исследований и переходе к технологиям, гармонично сочетающим воздействие основных факторов интенсификации (в первую очередь природных и биологических).

В нашей стране более 2/3 площадей всех земельных ресурсов находятся в зонах с очень сухими или очень холодными климатическими условиями (Жученко А.А., 2004). Поэтому необходимо обеспечить основные адаптационные потребности сортов плодовых на максимальном уровне, чтобы высокие продуктивность и качество плодов как можно меньше зависели от капризов природы. В полной мере это относится и к культуре груши, выращиваемой в плавневой подзоне Прикубанской зоны Краснодарского края.

Из-за резких температурных колебаний в зимне-весенний период здесь имеют место подмерзания её сортов, почвы отличаются значительной мозаикой и также не всегда удовлетворяют требования изучаемой культуры.

Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве будет происходить за счет снижения отрицательного влияния экологических условий на продуктивность сельскохозяйственных культур, в том числе плодовых. Поэтому оптимизация размещения их сортов позволит уточнить агроклиматическое районирование культур, решить вопросы сортовой политики.

Цель работы - повышение продуктивности культуры груши и её сортов за счет наиболее полного использования биологических и средовых ресурсов в плавневой подзоне Прикубанской зоны Краснодарского края.

Поставленная цель достигалась путём решения следующих задач:

Изучить адаптивный потенциал сортов груши в условиях плавневой подзоны Прикубанской зоны Краснодарского края.

Определить ресурсный потенциал среды места проведения исследований;

Оценить и спрогнозировать соответствие экологических условий требованиям сортов груши.

Провести инвентаризацию изучаемых сортов груши по адаптивности к условиям выращивания.

Построить компьютерные карты оптимального размещения изучаемых сортов груши в плавневой подзоне Прикубанской зоне Краснодарского края.

Построить компьютерную карту почвенных условий Славянского района Краснодарского края.

Разработать компьютерную программу для поиска комфортных условий выращивания плодовых культур в Краснодарском крае.

Расширить компьютерный банк биологических и метеорологических данных по результатам сортоизучения груши.

Научная новизна работы:

- впервые дана оценка ресурсного потенциала среды Славянского района Краснодарского края в зимне-весенний период для выращивания сортов груши;

- впервые изучена морозостойкость сортов груши в связи с развитием цветковых почек в зимне-весенний период;

- проведена оценка изучаемых сортов груши по их адаптивности к условиям выращивания;

- впервые разработаны математические модели урожайности сортов груши в зависимости от климатических условий среды;

- впервые разработана компьютерная программа «Плод-Комфорт» и на её основе определены комфортные условия для прохождения фаз развития сортов груши в летне-осенний период в плавневой подзоне Прикубанской зоны Краснодарского края;

- впервые разработана компьютерная карта почв Славянского района Краснодарского края;

- впервые разработаны экологические карты размещения сортов груши в плавневой подзоне Прикубанской зоны;

Практическая значимость работы. Оценка степени благоприятности условий конкретного местообитания для конкретного генотипа (сорта) является важным шагом на пути повышения реализации продуктивного потенциала сельскохозяйственной культуры. Научные результаты позволили:

- оптимизировать поиск комфортных условий изучаемой территории для возделывания районированных и перспективных сортов груши как в зимне-весенний, так и в летне-осенний периоды;

- дать рекомендации ареала распространения сортов груши в связи с их экологической пластичностью в условиях Славянского района;

- дать оценку сортов груши по их зимостойкости, теплолюбию, потребности к уровню агротехнических мероприятий.

адаптивный потенциал сорт груша

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1 Хозяйственная ценность культуры груши

Груша, как известно, среди семечковых культур занимает второе место в России (после яблони) по занятым площадям (от 5% до 30% площади в зависимости от зоны возделывания).

Многие исследователи называют грушу «интеллигентной» культурой, имея в виду её повышенные требования к почвенным и климатическим факторам.

Популярность плодов груши так высока, что ее пытаются выращивать в самых разнообразных, и даже не подходящих для нее почвенно-климатических условиях. Например, в Российской Федерации ареал возделывания груши простирается от западных границ до Дальнего Востока, хотя, конечно, не все территории комфортны для её возделывания.

Плоды груши отличаются высокой пищевой ценностью и диетическими свойствами. По данным профессора Ф.В. Церевитинова, у груши главную часть плода составляет мякоть, достигающая 97% от его веса. На долю кожицы приходится около 2,5% и семян 0,5%. Количество сока в грушах доходит до 95% от веса плодов.

Биохимический состав плодов груши достаточно полно изучен. Он представлен в работах Рубцова Г.А, (1931), Седова Е.Н., Красовой Н.Г, (1979), Плешкова В.П, (1980), Туза А.С, (1983), Лещенко В.Н, (1997), Седова Е.Н, (2003) и других. По данным указанных авторов углеводы, содержащиеся в плодах груши, представлены фруктозой, глюкозой и сахарозой. Содержание их изменяется от сорта и условий произрастания. В кожице плодов обнаружены дубильные вещества (до 0,12%). В плодах груши содержатся также аскорбиновая кислота (3.0-17,5мг/100гр), пектиновые вещества (до 9,19% на сухое вещество), Р-активные вещества (до 300мг/100гр), арбутин (до 8,3%), хлорогеновая кислота (до 70мг/100гр), различные микроэлементы.

Большинство сортов груши богаты микроэлементами, особенно йодом (до 20 мг %). Весьма важно для здоровья человека присутствие в плодах груши таких биологически активных соединений, как арбутин и хлорогеновая кислота, которые являются лечебно-профилактическими средствами при заболеваниях почек и печени (Яковлев С.П., 1992; Седов Е.Н., Долматов А.Г., 1997).

У значительной части сортов мякоть плодов имеет мускатный аромат. У некоторых сортов мякоть плодов имеет аромат, напоминающий запах розы (Туз А.С., 1983; Бандурко И.А., 1998)

Плоды груши повсеместно употребляются в свежем, вареном и сушеном виде (Колесников В.А., 1951). Они используются в кондитерской и консервной промышленности. В свежем виде употребляются главным образом плоды столовых сортов, обладающие нежной мякотью и приятным вкусом. Груша является незаменимым сырьем для получения сухофруктов высокого качества и одним из основных компонентов фруктовой смеси для приготовления компотов. Из плодов груши производят безалкогольные напитки, соки, квас, уксус, особые вина, спирт. Из них приготавливают также варенье, джем, повидло, пастилу, мармелад и цукаты.

Помимо ценных потребительских свойств, плоды груши обладают способностью выводить из организма человека вредные соединения. В связи с загрязнением воздушного и водного бассейнов промышленными выбросами, а в ряде регионов наличием повышенного радиоактивного фона, эта особенность плодов груши принимает еще более актуальное значение (Попов А.С., Белоусов М.К.,1992).

Грушу используют в противоэрозионных насаждениях, в защитных полосах, сажают у железных и шоссейных дорог. С каждым годом увеличивается удельный вес ее (декоративные формы и сорта) при закладке парков, а также при озеленении населенных пунктов и жилых массивов. Древесина груши широко применяется в столярном, токарном, резном и граверном производствах, идет на изготовление измерительных инструментов. Из коры и листьев готовят краски. Малоценные отходы древесины используют для получения древесного угля.

1.2 История культуры груши

Время, место и обстоятельства введения груши в культуру теряются в доисторическом периоде. Ископаемые остатки плодов груши найдены в свайных постройках Швейцарии и Италии. Изображение сортов имеются на фресках Помпеи и Геркуланума. Названия груши и садовых операций, прививки, обрезки и др. в простейших языках первобытных народов (басков, эребов) свидетельствуют о седой древности культуры.

По имеющимся данным, дикими грушами питались древние обитатели Греции, Италии, Франции, Швейцарии и, вероятно, ряда других стран. Можно сказать поэтому, что груша вскормила значительную часть рода человеческого, и притом самую культурную, населяющую Европу (Рубцов Г.А., 1931).

Самое раннее письменное упоминание о культуре груши в Европе принадлежит Гомеру, который еще в I тысячелетии до н.э. называл её одним из «подарков богов» (Принева Л.А., 2005). Во времена Теофраста (300 лет до н.э.) груша была хорошо известна в Греции, а сорта размножались путем прививки и отводков. Катон Старший (235-150гг. до н.э.) описал 6 сортов груши, и уже Плиний (23-79гг. н.э.) описал 35 сортов груши, растущих в Риме (Седов Е.Н., 2003). В дальнейшем римляне внесли свой вклад в сокровищницу знаний о культуре груши.

От греков и римлян культура груши перешла к западноевропейским народам.

Во Франции письменные сведения о груше появляются, начиная с IX века. В «Капитуляриях» (законах) Карла Великого предписывается разводить «сладкие, кухонные и поздние» её сорта. В XVII веке начинается «золотой век» французской помологии, и груша занимает почетное место в садах, и уже в 60-х годах XIX столетия во Франции культивировалось до 900 сортов.

По мнению Рубцова Г.А. (1931) ни одна страна не имеет столько заслуг в создании сортов груши, как Бельгия. Начало выведения новых сортов в Бельгии положено в XVIII аббатом Арданпоном. В XIX веке открывается блестящая эра в истории груши, выведено 400 сортов, из них 40 до настоящего времени в культуре. За одно столетие в Бельгии достигнуты большие результаты в смысле улучшения культуры груши, чем за предыдущие 19 столетий во всем мире.

В Англии точные данные о ней восходят к XII столетию. В XIX под влиянием Бельгии интерес к груше резко возрастает, и уже в 1826 году в каталоге королевского общества садоводства значатся 622 сорта.

Исторические сведения о груше в Германии начинаются с IX века. Ревностным распространителем культуры, как и во Франции, был Карл Великий. В XVI веке посадок груши было больше чем яблонь, и к 1515 году описано 50 сортов. По части сортов в новейшее время Германия не дала ничего выдающегося, а лучшие из разводимых сортов позаимствованы из Франции и Бельгии.

В Америке до прихода европейцев груш не было. Они занесены туда англичанами - в восточные штаты Северной Америки, французами в Канаду. В 1771 году в Нью-йоркском питомнике насчитывалось 42 сорта груши, и уже в 1859 году перечень составлял 854 сорта из которых, 868 - европейского происхождения и 168- американских.

В колониальные страны культура груши проникла в XIX веке. В Восточную Африку и Южную Америку - в начале столетия, в Алжир и Тунис - в сороковых годах, в Австралию - в конце столетия.

В Китае и Японии с очень древних пор культивируется другой вид груши - китайская (Pirus serotina). Достоверные указания о культуре груши в этих странах встречаются в VIII веке. С XIX века сюда начали проникать европейские сорта, но они плохо удавались в новых условиях.

А какова история груши на территории нашей страны? В древних государствах на территории СССР - Согдиане, Фергане (Средняя Азия), Урарту (Закавказье) плодовые деревья возделывали 3 тысячи лет назад. Результаты исследований позволяют считать среднеазиатский очаг садоводства одним из самых древних. Еще до нашей эры садоводство было известно и на территории России. Им занимались, в частности, проживавшие в средней части Дона скифы.

Культура груши в Древней Руси началась с юго-западных областей. Ее высаживали в княжеских и монастырских садах Киева. Здесь получили начало такие известные сорта народной селекции, как Ильинка, Бессемянка и др.

Литературным памятником Руси является первое пособие по плодоводству, овощеводству и земледелию "Назиратель" (XVI в.). В нем даны практические советы по выращиванию полевых, садовых, овощных культур, по возделыванию пашни, огорода, сада, виноградника, описаны тонкости размножения плодовых растений путем прививки.

Большое развитие садоводство получило при Петре I. Для содействия развитию садоводства по приказу царя появились образцовые сады в Петербурге (нынешний Ботанический сад), в Москве (Ботанический сад Московского университета), в Чугуеве, Киеве, Воронеже, Дербенте и некоторых других городах.

Петр I поощрял всех, кто желал заниматься садоводством, отводом земель. Везде, где останавливался царь во время поездок по России, он собственноручно сажал плодовые деревья. Петр I знал и ценил сад Киево-Печерской лавры, иноки которой исстари занимались садоводством. Накопленные ими знания, собранные и записанные, вошли в книгу "Общеполезное руководство древнего упражнения блаженных иноков". Это было первое пособие по садоводству, написанное в России. В приложении к книге описаны способы лечения разных болезней плодовых деревьев, садовый календарь и календарь изменения погоды, есть там правила огородничества и разведения душистых растений. Этот важный памятник отечественной садоводческой литературы интересен не только с точки зрения истории, но и как практическое наставление, не утратившее своего значения до первой русской помологии А.Т. Болотова (1738-1833) под названием "Изображение и описание разных пород яблок и груш, родящихся в дворяниновских, а отчасти и в других садах". Там описано 622 сорта яблони и 39 сортов груш. Описание каждого сорта сопровождается оригинальным акварельным рисунком плода в натуральную величину, сделанным автором с натуры. И сейчас рисунки А.Т. Болотова вызывают восхищение у специалистов своей изумительной точностью. Каждый образец имеет название, синонимы, сведения, в каком саду и под каким номером описано дерево и само описание сорта. К сожалению, его классический труд не был полностью напечатан. По своему объему и количеству описаний сортов эта работа не имела в свое время себе равных за границей.

В середине XIX столетия большая коллекция груш была собрана в Никитском ботаническом саду. Многие европейские сорта пошли именно оттуда.

Большую роль в распространении сортов плодовых культур сыграл впервые созданный в нечерноземной полосе профессором А.С. Гребницким (1857-1941) помологический сад на хуторе Станишки (ныне Дукштасский район Литовской Республики), где на площади 15 га собрана коллекция 1197 сортов плодовых культур: 629 - яблони, 223 - груши, 105 -вишни и черешни.

Исходя из многочисленных исследований ряда ученых, (Шмит О.А., 1809; Декайдоль А., 1885; Пашкевич В.В, 1930--1933; Жуковский П.М, 1950 и др.), устанавливающих происхождение диких и культурных плодовых растений на Северном Кавказе, можно предположить, что садоводство Краснодарского края имеет свою историческую давность. По историческим материалам садоводство на Кубани стало развиваться с IV--III вв. до н. э. Основными районами развития садоводства того времени были Таманский полуостров и Черноморское побережье края. В период греческой колонизации Таманского полуострова и Боспорского царства эта местность славилась цветущими садами и виноградниками. Греческий ботаник Теофраст, живший в 370-- 285 гг. до н. э. писал, что в Боспорском царстве «...груш и яблонь очень много и притом самых разнообразных и хороших сортов». Арабский географ XII века Мухамед Идргиси, описывая Матарху-Таматарху (Тамань), отмечал, что она окружена хорошо возделываемыми садами, полями и виноградниками. Последующие войны и нашествия половцев, татаро-монгольских орд, турок привели в упадок бывшую высокую культуру садоводства Черноморских районов края.

Развитие товарного садоводства в Кубанской области можно отнести к началу XVIII века, задолго до заселения Кубанской земли черноморскими казаками. Как указывает история (Попко И., 1858; Короленко П.П., 1899; Щербина Ф.А., 1910), еще задолго до поселения казаками, садоводство было знакомо различным народностям, проживающим на Кубани. Оставшиеся фруктовые и виноградные сады после изгнания турок на Таманском полуострове давали возможность разводить на Кубани плодовые деревья и виноградники.

После завоевания Кавказа одним из инициаторов развития садоводства Кубани был наместник Кавказа граф М.С. Воронцов (Принева Л.А., 2005). Обозрев территорию, занятую черноморским войском в 1840 году, М.С. Воронцов дал указание войсковому командованию заложить в г. Екатеринодаре плодовый сад, который был бы рассадником садоводства на Кубани. Сад был посажен в 1848г. Плодовые саженцы и виноградные чубуки были присланы М.С. Воронцовым из Крыма. Первые культурные сады закладывались вокруг города, по берегам озера Карасун, по берегам правого берега реки Кубани и в ближайших станицах. В 1890г. на Кубани насчитывалось 10900 га садов.

Развитию садов немало способствовал закон, по которому переселенцам позволялось покупать земельные участки для разведения садов и виноградников. Из Центральной России на богатые черноземы Кубани устремилась масса крестьян.

В 1882 году в Екатеринодаре был организован ряд частных плодовых питомников. В 1900г. на Кубани уже насчитывалось 13170 га плодовых насаждений. Приказы Кубанского казачьего войска, охраняющие сады, и запреты вырубки деревьев и виноградных лоз, а также льготы при закладке садов послужили стимулом образования широкого садового полукольца вокруг правого берега города Екатеринодара. Наглядным примером значительно развитого садоводства на левом берегу Кубани, в предгорных и Черноморских районах служат и до сих пор имеющиеся участки одичавших садов в бывших черкесских селениях. Они встречаются по горным склонам, в широких ущельях и балках, на береговой полосе Черного моря, на полянах Михайловского и Джубгинского перевалов, в районах г. Геленджика, г. Туапсе, пос. Лазаревское и т. д. Агротехника в садах была на низком уровне, а поэтому были низки и урожаи. Только некоторые помещичьи имения (барона Шейнгеня) имели сады, в которых плодоводство было на уровне стран Западной Европы. В дореволюционный период на Кубани плодов больше завозилось извне, чем вывозилось за пределы области.

К 1914г. основная часть плодовых насаждений края была сосредоточена в Лабинском, Таманском, Ейском и Баталпашинском отделах, на долю которых приходилось 75% валового производства плодов. В период гражданской войны и первые годы становления Советской власти на Кубани, имевшиеся насаждения садов были частично вырублены, а оставшиеся были запущены. По сравнению с 1914 годом общая площадь под садами к 1920 году сократилась на 32% и составила 18941 десятину. Она была представлена 83 798 отдельными участками садов и принадлежала различным категориям хозяйств. В среднем на хозяйство приходилось по 0,23га.

Более крупные сады -- площадью от 5 до 10га, встречались в Геленджикском, Славянском и Крымском районах, наиболее благоприятных для произрастания плодовых насаждений. Это были участки помещиков, попов, царские уделы. В своей массе сады были приусадебные, имели случайный набор пород и сортов, низкий агротехнический уровень и отличались, как уже отмечалось выше, небольшой урожайностью. Однако плоды Кубани, особенно яблоки и груши Геленджика, Сочинский чернослив и земляника Абинского района, даже в те времена были известны за пределами края и вывозились не только в крупные города России, но и за границу. Реальные предпосылки развития товарного садоводства на Кубани принесла Великая Октябрьская социалистическая революция, позволившая на базе мелких казачьих и помещичьих садов организовать крупное колхозно-совхозное садоводство.

В годы первых пятилеток, вместе с подъемом всего сельского хозяйства, стали восстанавливать оставшиеся помещичьи, поповские, кулацкие сады. Затем молодые колхозы и совхозы Кубани стали закладывать крупные насаждения. Так, в 1928 г. был организован совхоз «Красное» Кущевского района -- крупное плодопитомническое хозяйство страны. В 1929 году заложены промышленные сады в специализированных плодовых совхозах «Сад-Гигант» Славянского района и «Aгроном» Динского, которые в настоящее время являются ведущими плодоводческими хозяйствами России. Если до Октябрьской социалистической революции, общая площадь под садами была около 20 тыс. га и состояла из мелких, разрозненных участков индивидуального пользования, то к началу Великой Отечественной войны --1941 --1945 годы, в Краснодарском крае в колхозах было 29,4 тыс. га садов, в совхозах и других государственных предприятиях -- 7,0 тыс.га, на приусадебных участках рабочих и колхозников 15,6 тыс. га.

К этому времени старые плодоносящие насаждения, благодаря значительно возросшей агротехнике, давали урожаи в размере 100--120 и выше центнеров с 1 гектара. Краснодарский край стал зоной товарного садоводства Северного Кавказа. Валовой сбор фруктов достигал 100 тысяч центнеров, из них более 30% вывозилось за пределы края и направлялось в промышленные города Советского Союза.

Вероломное нападение немецких захватчиков и временная оккупация территории Кубани приостановили дальнейшее развитие садоводства. Война нанесла огромный и непоправимый ущерб садам. Нет ни одного хозяйства в крае, где вместе с другими отраслями не пострадали сады в той или иной степени. Особенно большие опустошения нанесла война в районах кровопролитных боев -- Анапском, Славянском, Крымском, Красноармейском и др., где садоводство играло важную роль в сельском хозяйстве. Более 10 тысяч га. садов погибло в годы войны. По данным переписи насаждений в крае (1945г.), изреженность садов в колхозах составила 25,4%, в совхозах--17,6%.

Возрождение садоводства началось вместе с планомерным восстановлением всего народного хозяйства страны. В соответствии с этим в период с 1945 по 1954 гг., в крае во всех категориях хозяйств было заложено более 20 тыс. га новых садов, свыше 6 тыс. га виноградников. В 1954 г. в крае было уже 73,8 тыс. га садов, ягодников, виноградников, из них 57,8 тыс. га в колхозах.

За 50 лет Советской власти Кубань превратилась в крупный район промышленного садоводства Российской Федерации.

В настоящее время ведущее место в России по производству плодов занимает Краснодарский край, где общая площадь садов составляет 83тыс.га.

С 1998 г. отмечается некоторый подъем в сфере производства плодов и ягод с учетом продукции, получаемой населением в личных подсобных хозяйствах. Однако сокращение производства плодовой продукции, низкое ее качество способствовали заполнению емкости рынка России, в т. ч. и Кубани, импортной продукцией. Доля импорта плодов в регионе составляет около 5 - 8% реализуемой плодовой продукции. В основном это яблоки (90%) и груши.

В настоящий период садоводство юга России находится под влиянием экономических реформ и неблагоприятных экологических изменений. Природные ресурсы России и почвенно-климатический потенциал Северного Кавказа, Центрально-Черноморского и Центрального экономических районов вполне достаточны для эффективного развития садоводства. Однако анализ сортового состава садов свидетельствует о выращивании в основном старых сортов, не отвечающих требованиям современного производства. Молодые насаждения сельхозпредприятий, не вступившие в плодоношение, составляют 16%, Закладка новых насаждений в значительной мере производится сортами, не обладающими достаточно высокой продуктивностью и качеством плодов, необходимой устойчивостью к экстремальным факторам среды, не адаптированными к реальным местным экологическим условиям. Существенную отрицательную роль играет использование технологий и систем защиты без учета нарастания экологической напряженности. Наблюдается рост стоимости техногенной составляющей существующих технологий.

В настоящее время применяют более эффективные промышленные технологии производства плодов, основанные на уплотненных схемах посадки, соответствующих подвойно-привойных комбинациях, интенсивном характере эксплуатации насаждений и использовании ресурсов. Однако усиливающаяся интенсификация все чаще входит в противоречие с всё ужесточающимися требованиями охраны окружающей среды.

1.3 Экологические условия для выращивания груши

Жизнь и нормальное развитие растений зависят от благоприятности экологических условий (почвы, воды, света, воздуха, тепла). Без них существование растений было бы невозможным. При этом свет, вода, количество тепла должны быть в достаточном количестве, отсутствие или недостаток хотя бы одного из них вызывает ослабление, а затем и гибель растения (Волкова Н.К., 1988).

Полного проявления потенциальной продуктивности растений можно достичь только при условии комплексного воздействия всеми факторами на их жизнедеятельность. Это указывает на равнозначность факторов среды, хотя их влияние на продуктивность растений может быть неодинаковым (Колесников В.А. и др.1979).

Высокая эффективность садоводства зависит от того, насколько полно при размещении садов учитывается влияние климата, почвы, рельефа на рост и продуктивность плодовых деревьев, каков риск потери урожая от морозной зимы, холодного или сухого лета и других факторов среды обитания (Кондратьев К.Н., 1992).

Известно, что различные культуры и сорта сельскохозяйственных растений в силу своих генотипических особенностей, предъявляют неодинаковые требования к условиям внешней среды, поэтому они должны высаживаться в комфортных условиях или быть приспособленными к прохождению неблагоприятных условий настолько, чтобы это существенно не затронуло его репродуктивную фазу (Драгавцев В.А., Драгавцева И.А., Лопатина Л.М., 2003). В России и странах СНГ отрасль грушеводства развита недостаточно (Седов Е.Н., Долматов Е.А., 1997). Области распространения культуры груши ограничены регионами с теплым климатом, длинным летним периодом и находятся южнее линии Киев-Ростов-на-Дону-Астрахань и в Северной Азии (Жаворонков П.А, 1956). Севернее груша занимает всего 2 % от общего числа садов в средней полосе страны и возделывается главным образом в частном секторе (Кашин В.И., Ефимова Н.В., Сидоров А.В., 2001)

Эффективность возделывания сортов груши определяется их приспособленностью к условиям окружающей среды.

Плодовые растения вследствие стрессового воздействия внешней среды могут реализовать всего 15-30 % потенциальной продуктивности (Жученко А.А., 1988; Weiser C.J., 1982). В последнее время особо актуальными становятся проблемы воздействия на состояние растений низких температур в зимний период после оттепелей, заморозков и летних засух (Кушниренко М.Д., 1968, 1975; Кичина В.В., 1993, 1999; Баскакова В.Л., 1997; Савельев Н.И., 1998; Леонченко В.Г., 1999).

Поэтому для груши, как для культуры с высокими требованиями к условиям обитания, важной проблемой является изучение устойчивости к данным негативным абиотическим воздействиям.

В повышении продуктивности плодовых насаждений решающее значение принадлежит подбору адаптивных к контрастным природно-климатическим условиям пород и сортов. По оценке К.Ф. Костиной (1972) в садоводстве сорт представляет собой основное биологическое средство производства продукции (Dragavtseva I.A., 1965, 1980; Manzo P., Barbera G., Bassi D., 1987; Rahovic D., 2002). Об исключительно важном значении сорта для эффективности садоводства говорил также И.В.Мичурин (1948).

1.4 Отношение груши к абиотическим факторам окружающей среды

Определение территорий с оптимальными условиями среды для жизнедеятельности культуры груши - важная задача. Но для ее решения необходимо тщательно изучить и оценить требования данной культуры к окружающей среде. Только при совпадении её экологических требований с климатическими и почвенными условиями района возделывания можно рассчитывать на полную реализацию продуктивного потенциала плодовых насаждений груши и, соответственно, стабильное получение конкурентно способной продукции высокого качества.

По мнению В.Ф. Иванова, (1998) к элементам климата, лимитирующим рост и продуктивность садов груши, относятся: недостаток сумм эффективных температур (особенно для сортов позднего созревания), низкие температуры и их резкие колебания в зимний период (от оттепелей до морозов), поздние весенние и ранние осенние заморозки, избыточно высокие температуры летом, повышенная засушливость в период вегетации растений.

Выращивание целого ряда культур (в том числе южных сортов груши) определяется на юге России в основном температурным режимом перезимовки. В результате воздействия низких температур в фазе вынужденного покоя и в последующих фазах развития (набухание, распускание, цветение) происходит частичное или полное повреждение цветковых почек, что сказывается на продуктивности насаждений. Поэтому для агроэкологического обоснования размещения посадок южных плодовых культур необходима количественная оценка факторов, лимитирующих их урожайность, в данном случае величина мороза и заморозков, губительных для цветковых почек (Егоров Е.А., Ильина И.А. и др., 2006). При наступлении этих лимитов гибнут отдельные органы или все растение. При отклонении режима от оптимума растение может испытывать состояние дискомфорта различной степени. Чаще всего неблагоприятное сочетание метеорологических факторов в зимне-весенний период (резкие колебания положительных и отрицательных температур) может ограничивать возможности успешного выращивания отдельных культур и сортов в том или ином регионе. Основными факторами, лимитирующими успешное произрастание груши, являются:

Низкие температуры зимне-весеннего периода. По степени морозостойкости груша занимает третье место после яблони и вишни. Относительный покой растения наступает после перехода среднесуточной температуры воздуха через +5?С. Почки груши в состоянии покоя повреждаются морозами при температуре -25…-28?С (сорта средних широт) и -23…-26?С (южные сорта).Значения критических отрицательных температур для груши (таблица 1) (И.А. Драгавцева, 2005);

Таблица 1

Критическая минимальная температура для груши по фенофазам развития, t°С. (И.А.Драгавцева, 2005).

Фенофазы развития	Груша
1. Вынужденный покой	Январь I, II, III; Февраль I -26° C
2. Набухание цветковых почек	Февраль II -20°C; Февраль III -18° C
3. Распускание цветковых почек	Март I-15°C; II-12° C; III-6° C;
4. Появление лепестков	Апрель I -3° C
5. Цветение	Апрель II -2° C
6. Завязь	Апрель III -1,9° С

Количество тепла. Е.Н.Седов, (2003) считает, что для роста и развития культуры груши необходимо большее количество тепла, для летних сортов необходима сумма температур (выше +10°С) 2200-2400°С, при продолжительности безморозного периода - 135 дней и теплового периода со среднесуточной температурой более +15 °С - 85 дней; для осенних сортов - 2400-2600°С, 150 и 115 дней; для зимних сортов - 2600 -3000°С, 185 и 120 дней соответственно. С изменением высоты участка нал уровнем моря сдвигаются сроки созревания плодов одного и того же сорта в связи с тем, что на каждые 100м высоты температура в летнее время снижается на 0,5°С, а зимой, наоборот, повышается.

Свет. Грушу относят к светолюбивым растениям, поэтому при недостаточном освещении деревья плохо развиваются и снижают свой урожай. В связи с этим при посадке их следует размещать в условиях хорошей освещённости. О повышенном требовании груши к условиям освещения свидетельствует резко выраженная ярусность и сравнительно редкое строение кроны.

В горных районах Северного Кавказа плоды интенсивно окрашены, содержат больше сахаров и экстрактивных веществ. Это связано с интенсивностью освещения, и особенно с наличием ультрафиолетовых лучей. Особенно высокие требования к свету деревья груши предъявляют в период цветения и формирования плодов. Недостаток освещения вызывает недоразвитость плодовых почек (Рубцов Г.А., 1937).

Влажность воздуха и почвы. К влажности воздуха груша предъявляет повышенные требования. Наиболее благоприятными для груши являются районы, где в летний период относительная влажность воздуха удерживается на уровне 65 - 70% и в вегетационный период выпадает не менее 350 - 400мм, а в течение года - 700 - 900мм осадков (Ахматов К.А., 1976). Важную роль играют сроки их выпадения. Не менее 200мм осадков должно приходиться на период цветения, роста завязей и закладки цветочных почек. При росте и созревании плодов растения требуют 100-120мм осадков. Когда влажность воздуха поднимается выше 80%, груша поражается мучнистой росой и другими грибными болезнями. Кроме того, груша отличается наиболее широким интервалом допустимого количества осадков - от 300 до 2100мм в год (Иванов В.Ф., 1998).

Часто определяющим продуктивность плодовой культуры могут быть не отдельные факторы, а их сочетание, например влажность воздуха выше 80% плюс высокая температура повышает вероятность появления грибных болезней (Драгавцев В.А., Драгавцева И.А., Лопатина Л.М., 2003).

Почвы. Рост плодовых деревьев во многом определяется почвенными условиями, которые можно разделить на более стабильные физические свойства почв, менее стабильные химические свойства, и наиболее динамичные - условия почвенного увлажнения. Плодовые культуры обладают разной толерантностью к различным почвенным свойствам. Но практически все плодовые культуры не выносят почвы с маломощным профилем, низкой гумусностью, высоким содержанием в корнеобитаемом слое растворимых солей, ионов натрия (особенно в форме карбонатов натрия), а также избыточно влажные почвы (Драгавцева И.А., 2005).

Грушевое дерево предпочитает песчано-глинистые и известково-глинистые, плодородные и глубокие почвы потому, что корни этого дерева внедряются на большую глубину, чем корни яблони. Груша, в сравнении с яблоней, более устойчива к колебаниям влажности почвы и засухи.

По мнению Г.А. Лобанова (1960) груша мирится с любыми почвами, в которых возможен нормальный рост корней. Исключение составляют лишь песчаные щебенистые почвы. Однако консистенция мякоти, вкус и аромат плодов у груши зависят от свойств почвы в большей степени, чем у других плодовых пород. На бедных почвах плоды у груши часто бывают кислые, с сухой горькой гранулированной мякотью. Песчанисто-черноземные сухие почвы ухудшают вкус плодов и сокращают сроки их хранения в свежем виде.

Интегральным показателем физических свойств почв считается их гранулометрический состав. Для груши (а также для черешни, яблони, винограда, мандарина и др.) оптимальным является средне- и легкосуглинистый состав.

Величина pH, отражающая концентрацию ионов водорода в почвенном растворе, является одним из интегральных показателей благоприятности почв для развития плодовых культур. Наилучшая для плодовых культур реакция близкая к нейтральной (показатель pH от 6,8 до 8,0). Груша является наиболее устойчивой к щелочной реакции среды (до pH 8,3). А наиболее оптимальными для нее являются значения pH от 5,7 до 6,5.

При оценке пригодности почв под сады необходимо учитывать косвенные показатели: произрастание широколиственных лесных пород (дуб, клен, ясень). Эти породы свидетельствуют о благоприятных косвенных условиях для садов. Наличие мелколиственных пород (береза, осина, липа) свидетельствует о менее благоприятных условиях для садов. Произрастание хвойных пород (сосна, ель) указывает о недостаточной пригодности почв под закладку садов.

На юге России груши, привитые на сеянцах обыкновенной груши, лучше всего развиваются на мощных глинистых и тяжелоглинистых почвах, подстилаемых легкими суглинками. Плохо мирится груша как с тяжелыми глинистыми сырыми с признаками оглиения почвами, так и с легкими песчаными сухими. На сухих почвах особенно плохо произрастает груша, привитая на айве.

Груша по сравнению с яблоней более требовательна к мощности корнеобитаемого слоя, лучше переносит переувлажнение, засоление и хуже - высокую карбонатность почв. Повышенное содержание в почве карбонатов вызывает у деревьев груши хлороз листьев. Такие деревья хуже растут, а их продуктивность снижается. Во многом устойчивость к содержанию в почве карбонатов зависит от подвоя. При выращивании груши на Айве - А допустимо не более 7% карбоната кальция в почве, тогда как на груше лохолистной - до 30% и на сеянцах груши обыкновенной - более 30% (Иванов В.Ф., 1998).

Корневая система груши разветвляется в глубине и слабее - в верхних горизонтах почвы. Основная масса корней расположена на глубине 1,5 - 2 м, поэтому для груши оптимальны сравнительно рыхлые почвы с повышенным содержанием глинистых частиц (суглинистые), но и достаточно проницаемые для развития корневой системы подпочвы. Корневая система груши может выдерживать затопление проточными водами 1 - 1,5 месяца (Бисти Е.Г., 1986).

В засушливых местах грушу не рекомендуется размещать, если мощность корнеобитаемого слоя менее 200см, а при умеренном влажном климате сорта летнего и осеннего сроков созревания нормально растут и плодоносят на почвах с мощностью корнеобитаемого слоя 100-150см. Уровень содержания питательных элементов в почвах также важен для плодовых культур, хотя и не в той степени, что для однолетних. У плодовых деревьев наблюдается два периода интенсивного усвоения элементов питания: весной при распускании цветковых почек, цветении, образовании листового аппарата; и осенью, во время осеннего роста корней и закладкой плодовых почек. Обобщенным показателем содержания питательных элементов в почвах является содержание гумуса в корнеобитаемом слое почв (Седов Е.Н., 2003).

1.5 Фенологические фазы культуры груши и условия их прохождения

Деревья груши в своём индивидуальном развитии проходят определенные фазы онтогенеза, сроки и продолжительность которых зависят от биологических особенностей видов и сортов, а также от условий произрастания. Основными периодами сезонного её развития являются период покоя и период вегетации.

Начало вегетации - важная фенологическая фаза, в значительной мере определяющая степень адаптивности сорта к конкретным экологическим условиям. Вегетация груши начинается после накопления сумм эффективных температур выше +8°С в количестве 45 - 60°С. При среднесуточной температуре воздуха +11°С наступает фаза «начало распускания почек». В южной зоне плодоводства вегетация груши начинается в конце марта - начале апреля, о чём свидетельствуют наблюдения И.А. Бандурко (1986, 1998), А.И. Терещенковой, (1988), Р.Д. Бабиной, (1995). Для груши, начинающей вегетацию раньше других семечковых пород, хозяйственно-ценным признаком является позднее начало вегетации, предохраняющее деревья от повреждения весенними морозами (Layne R.E., Quamme H.A., 1981).

В жизни плодового дерева одной из основных фаз, очень важной для производства является цветение, так как от условий его прохождения во многом зависит урожайность. Многие исследователи: К.К. Душутина, 1964; А.С. Туз, 1971, 1983; И.А. Бандурко, 1988; В.Н. Куренной, 1992 и др. отмечали тесную связь этой фазы с температурным фактором. Также существует прямая корреляция между сроками начала вегетации и цветения, более раннее начало вегетации обычно связано с ранним началом цветения.

По мнению профессора В.А. Колесникова (1951), одно и то же дерево может цвести от 6 до 15 дней, так как продолжительность цветения сильно изменяется под влиянием климатических условий, но порядок цветения между отдельными культурами и сортами всегда сохраняется. Е.Н. Седов (2003) в своих исследованиях утверждает, что у груши цветение начинается, когда сумма эффективных температур от начала вегетации достигнет 135°С при среднесуточной температуре +12°С. В южной зоне это примерно во второй декаде апреля - первой декаде мая, а в средней - второй - третьей декаде мая. В сухое и жаркое время цветение продолжается 3 - 5 дней, а в прохладное время цветение груши может продолжаться более 2 недель. Если же весна сопровождается быстрым и устойчивым потеплением, то период цветения сильно сокращается (Колесников В.А., 1951).

Сорта с ранним началом цветения больше подвержены риску повреждения цветков поздними весенними заморозками. Изучение сроков цветения и его продолжительности у различных сортов также важно по причине выяснения возможности их взаимоопыления, так как только одновременно и длительно цветущие сорта могут хорошо переопыляться. Опыления не происходит при низких температурах, дождливой нелетной для пчёл и насекомых погоде. Оплодотворение не наступает при медленном росте пыльцевых трубок, при холодной погоде (Куренной В.Н., 1992). Поэтому позднее цветение способствует более устойчивому и успешному перекрестному опылению, так как сорта «уходят» от низких температур, осадков и туманов, свойственных ранней весне в Краснодарском крае.

Одним из важнейших биологических и хозяйственных свойств сортов груши является срок созревания плодов. Этим в значительной степени определяется возможность распространения сортов и использования плодов (В.Н. Куренной, 1992).

Для созревания плодов необходима среднесуточная температура воздуха +20+22⁰С (Егоров Е.А., Ильина И.А., Драгавцева И.А. и др., 2006).

Срок созревания плодов груши зависит от географического местоположения и от высоты над уровнем моря. С продвижением на север или в горы сроки наступления съемной зрелости у одних и тех же сортов отодвигаются. На это существенно влияют погодно-климатические условия года и подвой.

Наступление съёмной зрелости плодов можно определить по ряду признаков: изменению основной окраски кожицы, уменьшению плотности мякоти и прочности отрыва плодоножки, изменению биохимического состава и др. (Чендлер У., 1960).

Время осеннего листопада у груши начинается при среднесуточной температуре 8 - 9°С и продолжается около месяца, а иногда и дольше.

Листья у грушевого дерева живут один год, их видимый рост начинается ранней весной, а опадают поздней осенью. Перед опадением из листьев в ветви переходит большая часть подвижных органических и минеральных веществ. Листья из зеленых становятся багряными и желтыми, у основания черешка образуется отделительный слой, и они опадают. Раннее окончание вегетации свидетельствует, по мнению Н.Г. Жучкова, (1960), И.И. Туманова, (1979) о повышении морозостойкости растений. Вегетационный период (от набухания почек до листопада) у груши в южной зоне садоводства продолжается 220 - 225 дней (Иванов В.Ф., 1998). Молодые деревья, как правило, имеют более продолжительный период вегетации, чем взрослые, а сорта, недостаточно приспособленные к условиям роста, могут уходить в зиму даже в облиственном состоянии (Шитт П.Г., 1968; Левин Г.М., 1967).

1.6 Потребность культуры груши в зимнем покое

Много лет учёные считали, что плодовые деревья имеют период полного покоя в осеннее (после листопада) и зимнее время года. Но в 1851 году русский ботаник Н.И. Железнов доказал, что в течение зимы деревья и кустарники проявляют скрытую жизнедеятельность не только во время оттепели, но даже во время холодов. К настоящему времени в значительной степени изучен вопрос об изменениях, идущих в плодовых растениях в течение зимнего периода.

Под зимним покоем листопадных понимается определённый промежуток времени холодного полугодия, когда в растении и его органах под влиянием внешних условий происходят морфофизиологические и биохимические процессы, без которых невозможно дальнейшее нормальное развитие дерева и его органов.

П.А. Генкель и Е.З. Окнина, (1948), Я.С. Нестеров, (1962), С.И. Елманов, (1959), И.М. Ряднова, (1950, 1951) и другие указывают, что период покоя является фенологической фазой, сложившейся под влиянием ежегодно повторяемого сезонного изменения климата. Это подтверждают исследования И.А. Коломийца, (1952) и Я.С. Нестерова, (1956), И.А. Драгавцевой, (1966). Изменения, связанные с прохождением периода покоя, не локализованы в точке роста, а проходят во всех частях растений. Я.С. Нестеров (1962), считает, что в период покоя взаимодействие растений с условиями окружающей среды не прекращается, а только видоизменяется.

В естественных условиях для прохождения периода покоя необходимо воздействие пониженными температурами зимнего периода. При их отсутствии нарушается исторически сложившийся ритм роста растений, сроки дифференциации цветковых почек и образование археспориальной ткани (пыльцы и зародышевого мешка). У растений, находящихся всю зиму в теплице, отсутствует процесс дифференциации цветковых почек, т.е. почки дегенерируют (Нестеров Я.С., 1962; Яблонский Е.А., 1969).

Начало периода покоя нужно отнести к последним фазам органообразования цветка, а развитие археспориальной ткани происходит именно в период покоя, замедляясь и приостанавливаясь при отрицательных температурах. И.М. Ряднова, (1960) отмечает, что период покоя у растения возник как защитная реакция на неблагоприятные погодные условия, поэтому его глубина связана с теми условиями, в которых создавался вид. На севере, в условиях ровной зимы, растение выработало свойства глубокого покоя, которые заключаются в превращении веществ до высокомолекулярных, труднорастворимых соединений (липоиды, жиры), обособлении протоплазмы от стенок клеток, длительным отсутствием плазмодесм. Такие превращения в растительной клетке обеспечивают её существование с пониженным обменом веществ. Но даже небольшие потепления вызывают быстрое разрушение защитного комплекса и быстрый рост растения.

У всех южных сортов груши, в связи с неустойчивостью зимних холодов, часто сменяемыми временными потеплениями, клетки лишь слабо реагируют на временные потепления. Разрушение защитного комплекса происходит медленно, а нарастание плазмодесм растягивается на большой срок. Это находит подтверждение в более ранних исследованиях Е.С. Мороза, (1948), что сорта яблони, груши и сливы из Краснодарского края имеют более длинный период покоя, чем сорта из Ленинградской области. В связи с этим автор делает такой общий вывод: «Чем южнее районы, в которых культивируются те или иные сорта, тем продолжительнее охлаждение, необходимое им для прохождения периода покоя, и, наоборот, сорта, культивируемые в более северных районах, сравнительно быстро заканчивают период покоя и требуют меньшего охлаждения».

И.М. Ряднова, Г.В. Ерёмин, (1964) период зимнего развития дерева делят на три большие фазы: закаливание и вхождение тканей в состояние зимнего покоя, глубокий покой, вынужденный покой и предростовое весеннее развитие.

И.М. Васильев, (1956) считает, что различие между органическим покоем и вынужденным покоем, который бывает у всех растений при неблагоприятных внешних условиях, определяется наличием структурных изменений клеточного содержимого при наступлении органического покоя. Потому органический покой оказывается более глубоким, причём растения остаются в покоящемся состоянии и тогда, когда внешние условия благоприятствуют их более высокой жизнедеятельности. Жизнедеятельность растений, находящихся только в вынужденном покое, сразу же повышается при изменении условий в благоприятную сторону.