Агротехнологічні основи вирощування яблуні на ґрунтах легкого гранулометричного складу

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Національний аграрний університет

УДК 631.5:634.11:631.442.1

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук

Агротехнологічні основи вирощування яблуні на грунтах легкого гранулометричного складу

06.01.07 - плодівництво

Середа Іван Іванович

Київ 2003

Загальна характеристика роботи

агротехнологічна основа вирощування яблуня

Актуальність теми. Реалізація потенціальної продуктивності плодових рослин максимально проявляється при відповідності грунтово-кліматичних умов і технологій вирощування їх філогенетичному походженню і біологічним особливостям. Найбільш сприятливі умови для промислового вирощування яблуні складаються в зонах опідзолених і дерново-підзолистих грунтів. Степові грунти не відповідають філогенетичному походженню цієї культури і без зрошення не забезпечують її високотоварне плодоношення. Важливим резервом збільшення виробництва плодів є широке використання грунтів легкого гранулометричного складу у зоні Полісся і на борових терасах великих річок Лісостепу. Результати досліджень Ш.Егерсегі, Ф.Ф.Юхимчука, О.Я.Демідієнка, А.Й.Сербентавічуса, А.А.Колосової та інших по розробці технологій вирощування польових рослин на піщаних грунтах шляхом збагачення орного шару меліорантами і добривами та створення осолонцьованих прошарків не можна екстраполювати для плодових культур у зв'язку з їх різною біологією, насамперед, потужністю кореневої системи, негативною реакцією на лужне середовище грунтового розчину, зміною режиму водоспоживання та мінерального живлення плодових дерев за віковими періодами їх розвитку. Питання придатності та технологій освоєння і використання піщаних грунтів для плодових культур залишається не вивченим. Актуальність досліджень полягає в теоретичному і експериментальному обгрунтуванні та розробці і апробації технологій вирощування інтенсивних насаджень яблуні на грунтах легкого гранулометричного складу.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дослідження проводилися протягом 1978-2000 рр. у відповідності з тематичними планами наукових досліджень Інституту садівництва УААН. Результати досліджень відображено у звітних матеріалах про науково-дослідну роботу Інституту садівництва. Дисертаційну роботу виконано в плані державних програм “Розробити і впровадити у виробництво технології вирощування плодових і ягідних культур на піщаних малопродуктивних землях Полісся і Лісостепу УРСР”, Постанова Ради Міністрів УРСР №134-Р від 23.03.1978 року (номер державної реєстрації 780U33 351) і “Розробити сучасні інтенсивні ресурсозберігаючі екологічно безпечні технології виробництва та зберігання і переробки плодів і ягід”, реєстраційний номер 1096U18182.

Мета і задачі досліджень. Мета досліджень - теоретично та експериментально обгрунтувати доцільність використання грунтів легкого гранулометричного складу для плодових культур, визначити диференційовані моделі їх окультурення, на основі біологічної оцінки просторового розвитку кореневої системи, росту і плодоношення дерев та якості і лежкоздатності продукції розробити раціональні технології вирощування різновікових насаджень яблуні на вегетативних і насіннєвих підщепах.

Для досягнення мети вирішувалися такі завдання:

- обгрунтувати доцільність промислового вирощування яблуні на дерново- підзолистих піщаних грунтах;

- встановити лімітуючі та визначальні чинники прогнозування продуктивності плодових насаджень на піщаних грунтах;

- теоретично і експериментально визначити оптимальні моделі освоєння малопродуктивних піщаних земель для яблуні;

- розробити диференційовані технології вирощування інтенсивних плодових насаджень залежно від властивостей малопродуктивних піщаних грунтів та біологічних особливостей підщеп;

- визначити раціональні прийоми хімічної меліорації та удобрення яблуні на садопридатних піщаних грунтах;

- дослідити вікові особливості росту, плодоношення і мінерального живлення яблуні залежно від водного і поживного режиму окультурених піщаних грунтів;

- розробити агротехнічні прийоми, які забезпечують вирощування якісної продукції на грунтах легкого гранулометричного складу в зоні посиленого радіоекологічного контролю.

Об'єкт досліджень: плодові насадження на грунтах легкого гранулометричного складу в різних агрокліматичних регіонах, яблуневі ценози польових стаціонарних дослідів та плодові дерева у дрібноділянкових і вегетаційних дослідах, а також грунти різного генезису та ступеня окультурення.

Предмет досліджень: система “грунт-плодове дерево”, характер і закономірності залежності росту, плодоношення і якості продукції різновікових насаджень від технологічних прийомів вирощування яблуні.

Методи досліджень: при виконанні роботи застосовували принципи і методи системного аналізу, лабораторного і комп'ютерного моделювання, порівняння і аналоги, емпіричні та аналітичні узагальнення. Інформаційною базою дисертаційного дослідження були результати грунтово-біологічного обстеження плодових насаджень, стаціонарних польових, модельних дрібноділянкових, лізиметричних і вегетаційних дослідів та біометричних, грунтово-польових, лабораторно-аналітичних і варіаційно-статистичних методів аналізу.

Наукова новизна результатів досліджень

1. Вперше розроблено теоретичні та практичні агротехнологічні основи вирощування яблуні на малопродуктивних піщаних грунтах.

2. Запропоновано методику прогнозування продуктивності насаджень на основі кількісного обліку лімітуючих і визначальних чинників піщаних грунтів.

3. Визначено критерії ефективності вапнування легких грунтів різного рівня кислотності.

4. Встановлено особливості росту, плодоношення та якості плодів яблуні залежно від вікових періодів розвитку дерев і прийомів окультурення піщаних грунтів.

5. Визначено показники та параметри діагностики мінерального живлення яблуні на дерново- підзолистих грунтах.

6. Розроблено ефективні прийоми удобрення яблуні на садопридатних піщаних грунтах.

7. Вперше визначено прийоми, які забезпечують зниження міграції радіонуклідів в системі “грунт-плодове дерево” в умовах зони посиленого радіоекологічного контролю.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені альтернативні траншейна і плантажна технології освоєння малопродуктивних піщаних грунтів для яблуні, які у виробничих умовах забезпечують урожай на рівні 270-310 ц/га при рентабельності 220-230 % і коефіцієнті енергетичної ефективності 1,64-1,65. Визначено критерії необхідності хімічної меліорації кислих піщаних грунтів та параметри діагностики мінерального живлення яблуні. Рекомендовано Діпросаду методику прогнозування продуктивності цієї культури на легких грунтах. Розроблено прийоми удобрення яблуні на садопридатних дерново-підзолистих піщаних грунтах, які забезпечують зростання врожайності на 64-68 %. Реалізація результатів основних наукових положень дисертації знайшла відображення в рекомендаціях по створенню і продуктивному використанню інтенсивних насаджень яблуні (1997 р.), тимчасових рекомендаціях по веденню садівництва на радіоактивно забруднених територіях (1990 р., 1995 р.), методиці економічної та енергетичної оцінки типів плодоягідних насаджень, помологічних сортів і результатів технологічних досліджень у садівництві (2002 р.), матеріалів які занесені в державний реєстр завершених наукових розробок (2000 р.). Рекомендовані технології вирощування яблуні на легких грунтах використовуються при проектуванні плодових насаджень в Київській, Чернігівській і Сумській областях.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом сформульовано і обгрунтовано проблему, розроблено програму і методику досліджень, особисто виконано основну частину експериментальних польових і лабораторних робіт, проведена обробка, аналіз та узагальнення матеріалів, безпосередньо проведені широкомасштабні грунтово-біологічні обстеження плодових насаджень, визначені моделі окультурення піщаних грунтів, розроблені та апробовані технології вирощування яблуні на садопридатних та малопродуктивних піщаних грунтах. Участь у сумісних наукових працях становить 80-95 %. Всі наукові положення дисертації, висновки і рекомендації, які виносяться на захист, розроблено, обгрунтовано та опрацьовано особисто автором.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації викладені на міжнародних, республіканських і зональних науково-методичних та науково-практичних конференціях і семінарах у Харкові (1985), Млієві (1987), Вінниці (1990), Красному Куті (1993), Чернівцях (1995), Львові (1998), Мічурінську (2000), Києві (1994,1999,2000), республіканських виробничих нарадах з садівництва (1982-2000), координаційних і методичних нарадах галузевого наукового комплексу “Плодівництво” (1995-2000), засіданнях Вченої ради Інституту садівництва УААН (1978-2002)

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації викладено в 42 опублікованих працях (статтях, книгах, тезах доповідей, науково-інформаційних, практичних і методичних рекомендаціях), з них 25 розміщено у фахових виданнях, затверджених ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Робота складається із вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку літератури (431 джерело, з них 31 латиницею) і додатків (22 таблиці). Дисертаційну роботу викладено на 375 сторінках тексту, таблиць - 171, рисунків - 15.

Основний зміст роботи

Наукові основи вирощування плодових культур на грунтах легкого гранулометричного складу

Проведений аналіз літератури генетичної та регіональної придатності грунтів під плодові насадження, свідчить про тісну залежність продуктивності плодових культур від водно-фізичних і фізико-хімічних властивостей грунтів. Проаналізовано вплив докорінної та хімічної меліорації малопродуктивних піщаних грунтів і використання добрив на продуктивність сільськогосподарських культур. Аналітичний огляд літератури свідчить про практичну відсутність інформації реакції яблуні на грунти легкого гранулометричного складу та прийоми їх окультурення. Відповідно постало ряд актуальних питань - визначення критеріїв придатності піщаних грунтів та прогнозування продуктивності на них яблуні; теоретичне обгрунтування і практичне впровадження технологій меліорації малопродуктивних земель; дослідження особливостей росту, плодоношення та якості продукції залежно від прийомів передпосадкового і поточного окультурення легких грунтів на протязі різних вікових періодів розвитку яблуні.

Умови, об'єкти і методи досліджень

Дослідження виконано в 1978-2000 роках. Визначення придатності дерново-підзолистих і дерново-борових піщаних грунтів для яблуні проводили методом грунтово-біологічного обстеження плодових насаджень у 83 садових масивах Київської, Чернігівської, Житомирської, Волинської та Луганської областей протягом 1978-1985 рр.

Порівняльне вивчення продуктивності яблуні та міграції радіонуклідів у продукцію на дерново-підзолистому піщаному, чорноземі типовому та сірому лісовому легкосуглинкових грунтах проводили в еколого-стаціонарному, а ефективність мінеральних добрив на різних грунтах при вирівняних гідротермічних умовах - у модельному дрібноділянковому та вегетаційному дослідах. Об'єктом дослідження була яблуня сортів Кальвіль сніговий, Джонатан, Слава переможцям на насіннєвій підщепі та Айдаред на вегетативній (ММ. 106).

Дослідження впливу видів, доз і способів внесення добрив на ріст, плодоношення, мінеральне живлення і якість плодів яблуні та фізичні і агрохімічні властивості дерново-підзолистого піщаного садопридатного грунту проводили в польовому стаціонарному досліді на протязі 1982-1988 рр. в ДГ ІС УААН “Дмитрівка”. Вплив різних форм азотних мінеральних добрив на ріст і розвиток яблуні та фізико-хімічні властивості піщаного грунту вивчали в контрольованих умовах вегетаційного досліду. Об'єктами дослідження були сорти Кальвіль сніговий, Мекінтош і Слава переможцям на насіннєвих підщепах.

Особливості хімічної меліорації дерново-підзолистих піщаних грунтів різного рівня кислотності для яблуні досліджували протягом десяти років у польовому і двох вегетаційних дослідах. Об'єкти дослідження - Кальвіль сніговий і Мекінтош на насіннєвих підщепах.

Моделювання впливу прийомів меліорації піщаних грунтів на міграцію води і поживних речовин проводили у двох лізиметричних дослідах, використовуючи лізиметри власної конструкції протягом 1984-1996 рр.

Основні дослідження росту, плодоношення, якості і лежкоздатності плодів різновікових насаджень яблуні сорту Рубінове Дуки на вегетативній підщепі

ММ.106 залежно від прийомів передпосадкового та поточного окультурення малопродуктивних дерново-підзолистих піщаних грунтів проводили в двох польових стаціонарних дослідах у ДГ “Дмитрівка” на протязі 1982-2000 рр. Вивчали три способи передпосадкового окультурення піщаних грунтів - траншейний (формування штучних акумулятивних прошарків в траншеях 2,5 х 0,5 - 0,8 м), локальний (застосування меліорантів у садивні ями 1 х 1 м) та плантажний. У процесі вирощування яблуні вивчали ефективність органічної і мінеральної систем удобрення. Польові та аналітичні дослідження грунтів і рослин проводили відповідними загальноприйнятими методами.

Отриманий у польових та лабораторних дослідженнях експериментальний матеріал обробляли з використанням математичної статистики на ПЕОМ.

Ріст, плодоношення та прогнозування продуктивності яблуні на грунтах різного генезису

Порівняльне вивчення реакції яблуні на грунти різного генезису свідчать про високу продуктивність її в умовах дерново-підзолистого піщаного грунту, сформованого на піщаних воднольодовикових відкладах, підстелених з 95-120 см глибини легкосуглинковою мореною. Ріст і врожайність яблуні на такому грунті практично не поступається аналогічним насадженням на сірому лісовому легкосуглинковому, властивості якого в найбільшій мірі відповідають біологічним потребам зерняткових плодових культур (Канивец И.И. 1959; Попович П.Д. і співавт., 1981; Середа І.І. 1981; Неговелов С.Ф., Вальков В.Ф. 1985;). Водночас, яблуня на чорноземі типовому легкосуглинковому слабіше росте і плодоносить відповідно на 22 і 45 %, ніж на садопридатному дерново-підзолистому піщаному грунті (табл.1). Крім того, вихід високоякісної продукції на дерново-підзолистому грунті у 2,3 рази вищий, ніж на чорноземі. “Теплий” піщаний грунт забезпечує швидше фізіологічне достигання плодів, що виражається у більшому накопиченні тут цукрів, але зумовлює скорочення періоду зберігання яблук на 10-12 днів порівняно з продукцією на суглинкових грунтах. Надходження радіоцезію у плоди визначається в основному фізико-хімічними властивостями грунтів. Незважаючи на те, що в-активність метрового шару чорнозему типового у п'ять разів вища, ніж сірого лісового і дерново-підзолистого грунтів, коефіцієнт накопичення радіоцезію тут майже на порядок нижчий.

Таблиця 1. Вплив грунтових умов на продуктивність і якість плодів яблуні (середнє за 1991-1995 рр.,підщепа насіннєва, 1976 року садіння)

Низький рівень надходження радіонуклідів у продукцію з чорнозему типового зумовлено в основному високою гумусованістю і насиченням обмінними катіонами поглинального комплексу при лужній реакції кореневмісного шару.

Найбільш повно і об'єктивно придатність і родючість грунтів для плодових дерев відтворює просторовий розвиток кореневих систем. У дерново-підзолистому грунті коренева система яблуні повністю освоює двохметровий профіль, формуючи два чітко виражених яруси коріння. Верхній ярус просторово локалізується у біогенних горизонтах збагачених на гумус і поживні речовини, в якому сконцентровано близько 23 % коріння. Материнська піщана порода мінімально освоєна корінням. Нижній ярус розміщується у підстилаючій вологозабезпеченій легкосуглинковій морені, де локалізовано майже 60 % коріння. У сірому лісовому грунті коренева система достатньо потужно і рівномірно освоює вилугований 120-140 см профіль. Обмежуючим фактором більш глибокого розповсюдження коріння є карбонати в лесовидному суглинку (11-13 % СаСО3). В чорноземі типовому 80-90 % кореневої системи локалізується у вилугованому гумусному та слабокарбонатному перехідному горизонтах потужністю 60-70 см. Глибше розповсюдження коріння лімітується лужною реакцією грунтового розчину (рН 8,3-8,7), зумовленою карбонатами кальцію і магнію (11-14 % СаСО3). Насичення корінням двохметрового профілю в чотирьохметровому радіусі від штамба в чорноземі типовому становить в середньому 65, в сірому лісовому - 90, а в дерново-підзолистому - 120 шт/мІ. Більш висока насиченість коренями дерново-підзолистого грунту, ніж чорнозему типового, зумовлена не лише потужністю слабокислого профілю, але й рівнем вологозабезпечення і ступенем рухомості поживних речовин у кореневмісному шарі. При потенційному запасі вологи у двохметровому шарі чорнозему типового 555 мм, сірого лісового 590 мм, а дерново-підзолистого піщаного грунту 421 мм, рівень гранично-польової вологоємкості кореневмісних шарів цих грунтів відповідно складає 200, 424, 421 мм, тобто вологозабезпечення кореневої системи яблуні в двох останніх знаходиться на одному рівні, а в чорноземі типовому в 2,2 раза нижче. Ступінь рухомості фосфору, калію і гумусу в досліджуваних грунтах визначається в основному їх гранулометричним складом і реакцією грунтового розчину. Так, якщо відносний вміст легкорухомого фосфору, калію і гумусу до рухомого фосфору, обмінного калію і загального гумусу в дерново-підзолистому грунті становить відповідно 10, 52 і 35 %, в сірому лісовому - 6, 17 і 22 %, то в чорноземі типовому всього - 3, 6 і 12 %. Застосування мінеральних добрив на цих грунтах сприяє значно більшій рухомості поживних речовин у піщаній відміні, ніж у суглинкових. Щорічне внесення повного мінерального добрива (N120P120K120) протягом семи років забезпечило відносний приріст в дерново-підзолистому піщаному грунті рухомого гумусу на 54, рухомого фосфору - на 55, легкорухомого фосфору - на 100, обмінного калію - на 20, легкорухомого калію - на 44 %, у сірому лісовому відповідно - на 42, 47, 68, 37, 27 %, а в чорноземі типовому - на 10, 20, 56, 37, 31 %.

Продуктивність яблуні сорту Айдаред на ММ.106 в умовах модельного дрібноділянкового досліду в значній мірі залежить від ступеня рухомості поживних речовин у досліджуваних грунтах. Застосування повного мінерального добрива (N120P120K120) на дерново-підзолистому грунті забезпечує відносний приріст окружності штамбів на 27, урожаю - на 39, а високоякісної продукції - на 25 %, у той час як на сірому лісовому відповідно - на 17, 17 і 11 %, а на чорноземі типовому - на 14,14 і 10 %, тобто ефективність мінеральної системи удобрення яблуні на піщаному грунті практично вдвічі вища, ніж на суглинкових відмінах. Застосування мінеральних добрив зумовлює відносно менше накопичення радіонуклідів у продукції на легких грунтах, ніж на суглинкових. Систематичне внесення повного мінерального добрива сприяє зростанню коефіцієнта накопичення радіоцезію у плодах на дерново-підзолистому грунті в 1,4, чорноземі типовому - у два, сірому лісовому - у 2,8 раза. Виходячи з вищевикладеного аналізу, дерново-підзолисті піщані садопридатні грунти забезпечують високу продуктивність яблуні на рівні сірих лісових, але перевищують за врожайністю насадження на чорноземах типових у півтора раза.

Поряд із садопридатними значне місце займають малопродуктивні та непридатні для вирощування яблуні дерново-підзолисті і дерново-борові піщані грунти. Широкомасштабні грунтово-біологічні обстеження плодових насаджень свідчать, що основними визначальними чинниками придатності грунтів легкого гранулометричного складу для яблуні є потужність гомогенного шару, глибина залягання та якісний склад акумулятивних горизонтів, тобто їх водно-фізичні властивості, кількісні параметри яких відтворює інтегруючий показник - коефіцієнт фільтрації води. Кореляційний аналіз експедиційних даних виявив тісну залежність між продуктивністю яблуні та потужністю гомогенного піщаного шару (ф - 0,96), коефіцієнтом фільтрації (ф - 0,85), запасами в кореневмісному шарі гранично-польової і продуктивної вологи (ф + 0,87, + ф 0,86) та середньозваженим і максимальним вмістом тут фізичної глини (ф + 0,90, ф + 0,93). Виходячи з результатів кореляційного аналізу, для прогнозувавння продуктивності яблуні на малопродуктивних піщаних грунтах визначені рівняння регресії залежності врожаю ( у, ц/га) від потужності гомогенного піщаного шару (х1, см), коефіцієнта фільтрації (х2, мм/год) та максимального вмісту фізичної глини (х3, %) в кореневмісному шарі, тобто в акумулятивних горизонтах: для сорту Антонівка звичайна - у = - 22,99 + 0,47 х1 - 0,44 х2 + 12,48 х₃, а для сорту Кальвіль сніговий - у = 60,30 + 0,50 х1 - 0,53 х2 + 7,07 х3. На основі результатів грунтово-біологічного обстеження плодових насаджень та регресійного аналізу розроблено шкалу кількісних параметрів лімітуючих чинників дерново-підзолистих піщаних грунтів для яблуні (табл.2). Виходячи з природних грунтових аналогів та статистичних обчислень, нами визначені оптимальні параметри акумулятивних горизонтів, які забезпечують високу продуктивність яблуні на дерново-підзолистих піщаних грунтах. Суглинковий прошарок потужністю 5-10 см з кількісним вмістом фізичної глини понад 20 %, який залягає в межах метрового піщаного шару, оптимізує водно-фізичні властивості піщаних грунтів і при належному удобренні забезпечує високий рівень товарного плодоношення яблуні.

Таблиця 2. Продуктивність яблуні залежно від лімітуючих фізичних чинників піщаних грунтів

Саме таку модель було взято за основу докорінної меліорації глибоких піщаних грунтів. При цьому враховували можливість повної механізації меліоративних робіт.

За результатами грунтово-біологічного обстеження плодових насаджень, продуктивність яблуні на піщаних грунтах визначається також ступенем їх окультурення. Встановлено тісну залежність між врожайністю яблуні та вмістом в метровому шарі рухомого фосфору (ф+ 0,79), обмінного калію (ф + 0,81), запасами продуктивної вологи (ф + 0,97) і потужністю гумусованого шару (ф + 0,70). Залежність продуктивності двадцятирічних насаджень яблуні від ступеня окультурення дерново-підзолистих піщаних грунтів виражається такими рівняннями регресій: для сорту Антонівка звичайна - у = - 289,93 - 2,87 х1 + 8,71 х2 - 5,08 х3 + 4,25 х4 , для сорту Кальвіль сніговий - у = - 338,35 + 12,98 х1 + 22,18 х2 - 73,49 х3 + 2,34 х4 ; де у - врожайність, ц/га; х ₁ - потужність гумусованого шару, см; х2 , х3 - середньозважений вміст рухомого фосфору і калію в метровому шарі, мг/100 г; х4 - запас продуктивної вологи в метровому шарі, мм. Залежно від кількісних параметрів таких грунтових чинників нами розроблено шкалу рівнів окультурення дерново-підзолистих піщаних грунтів для яблуні (табл. 3). Формування потужного окультуреного шару, збагаченого гідрофільними меліорантами та поживними речовинами, використано нами як альтернативну модель докорінної меліорації піщаних грунтів для яблуні.

Таблиця 3. Продуктивність яблуні залежно від ступеня окультурення піщаних грунтів

Агротехнологічні основи вирощування яблуні на садопридатних дерново-підзолистих піщаних грунтах

Досліджували вплив глибини передпосадкового обробітку грунту та видів і доз добрив на водно-фізичні та агрохімічні властивості садопридатного дерново-підзолистого піщаного грунту, мінеральне живлення, ріст, плодоношення та якість продукції різновікових насаджень яблуні.

Переміщення гумусно-елювіального горизонту на глибину плантажної оранки забезпечило за 16-річний період більш стабільний в часі водний режим грунту, накопичення нітратів на 28 і рухомих фосфатів - на 14 %, але зумовило зниження рівня органічних речовин на 18 і обмінного калію - на 17 % порівняно з контролем (оранка на 23 см). Передпосадкове внесення 250 т/га торфу сприяло стабілізації і накопиченню продуктивної вологи у плантажованому шарі на 50, органічних речовин - на 137, лужногідролізованого азоту - на 238, нітратів - на 181, рухомого фосфору - на 167, а обмінного калію - на 135 % при 94 % ступеню насичення основами грунтово-поглинального комплексу. Передпосадкове внесення фосфорних і калійних мінеральних добрив практично не вплинуло на водно-фізичні та фізико-хімічні властивості піщаного грунту. Серед різних форм азотних добрив сечовина мінімально впливає на структуру грунтово-поглинального комплексу. Сірчанокислий амоній зумовлює максимальне підкислення грунту, а азотнокислий натрій, хоча й нейтралізує грунтову кислотність, проте відносний вміст натрію в ГПК сягає 60 %. Рівень накопичення рухомого фосфору в піщаному грунті визначається дозами і способами передпосадкового внесення фосфорних добрив. Градієнт приросту рухомих фосфатів в грунті при зростанні одноразових доз мінеральних добрив зменшується, а при збільшенні глибини їх внесення і сумісному застосуванні з органічними добривами зростає. Висока міграційна здатність калію в піщаному грунті не дозволяє створити заплановані рівні калію в кореневмісному шарі за рахунок одноразового внесення мінеральних добрив. Сумісне застосування калійних добрив з торфом зумовлює більш стабільний в часі рівень рухомого калію в грунті. Плантажна оранка порівняно із звичайною, сприяє більш інтенсивній міграції калію та мінералізації органічних речовин в грунті.

Ріст і плодоношення яблуні визначається ступенем окультурення піщаного грунту і просторовим розвитком кореневої системи. У молодих 5-річних насадженнях практично все коріння локалізується у верхньому півметровому шарі з питомим насиченням при звичайній оранці 95, плантажі - 135, а при застосуванні 250 т/га торфу - 160 шт/м² (рис. 2). При практично повній залежності росту і розвитку молодих дерев від водного і поживного режиму верхніх піщаних горизонтів урожайність на передпосадково окультуреному торфом грунті вдвічі вища, ніж на контролі, що узгоджується з потужністю розвитку кореневої системи (табл.4).У плодоносному 10-річному саду, коли коренева система освоює підстилаючі суглинкові відклади і залежність розвитку дерев від ступеня окультурення піщаного грунту зменшується, відносний приріст урожаю при застосуванні 250 т/га торфу не перевищує 50 %. Коренева система плодоносних дерев освоює 160-180 см шар грунту, формуючи два яруси. Верхній локалізується у гумусованих і окультурених горизонтах, а нижній - у підстилаючій суглинковій породі. Співвідношення потужності ярусів визначається ступенем окультурення 60-см шару. На контролі при звичайній оранці співвідношення коріння між верхнім і нижнім ярусами становить 0,5, при плантажі - 1,7, а при окультуренні торфом - 4,5.

Таблиця 4. Продуктивність яблуні на садопридатному дерново-підзолистому піщаному грунті залежно від прийомів передпосадкового удобрення (сорт-Мекінтош, підщепа - насіннєва, 1982 року садіння)

Плантажна оранка забезпечила посилення ростових процесів на 18-20 і зростання врожайності яблуні на 38-42 % в основному за рахунок переміщення гумусно-елювіального горизонту в кореневмісну зону. За весь період плодоношення фосфорні та калійні мінеральні добрива лише на протязі останніх чотирьох років істотно вплинули на врожайність і практично не подіяли на ріст яблуні. Найбільш сприятливі умови азотного живлення складаються при застосуванні карбаміду і аміачної селітри. Систематичне внесення сірчанокислого амонію та азотнокислого натрію зумовлює деградацію грунтово-поглинального комплексу, що негативно впливає на мінеральне живлення і ріст яблуні. Товарна якість і біохімічний склад плодів також залежать від ступеня окультурення піщаного грунту. При звичайній оранці вихід високоякісних плодів становить 60, при плантажі - 69, а при застосуванні торфу - 75 %. Кількісний вміст цукрів у плодах знаходиться у зворотній залежності від рівня азотного живлення та опадів за вегетацію. Лежкість плодів у певних межах залежить від їх товарної якості і біохімічного складу. На варіантах із звичайною оранкою втрати продукції за рахунок дихання та функціональних захворювань плодів в січні перевищує 12, при плантажі - близько 10, а при застосуванні торфу - 8-9 %.

Таким чином, оптимізація мінерального і водного живлення яблуні шляхом передпосадкового внесення під плантаж 250 т/га торфу та 270 кг/га фосфорних і 300 кг/га калійних добрив при поточному застосуванні 90-120 кг/га азотних забезпечує вирощування високих урожаїв з високоякісною продукцією, збалан-сованим біохімічним складом і пролонгованим майже на місяць періодом її зберігання.

Особливості хімічної меліорації дерново-підзолистих піщаних грунтів для яблуні

Досліджено вплив кислотності та вапнування на агрохімічні властивості дерново-підзолистих піщаних грунтів, мінеральне живлення, ріст, плодоношення і якість плодів яблуні. Встановлено, що застосування сечовини, суперфосфату і хлористого калію на протязі трьох років з розрахунку по 10 мг/100 г азоту, фосфору і калію на кислому дерново - підзолистому піщаному грунті (рН _KCI ? 4,1; Н * ? 2,2 мекв/100 г; S ? 41 %) в контрольованих умовах вегетаційного досліду викликає глибокі деструктивні зміни грунтово-поглинального комплексу із збільшенням потенційної кислотності на 24, а рухомого алюмінію на 51 % та зниженням ступеню насичення основами до 24 %, що зумовлює депресію приросту штамбів і пагонів на 22 і 15 %. Накопичення поживних речовин у сильнокислому піщаному грунті не забезпечує їх надходження в рослини. Вапнування без застосування мінеральних добрив також не поліпшує мінеральне живлення яблуні. Половинна доза вапна по гідролітичній кислотності при систематичному внесенні повного мінерального добрива забезпечує 80 % ступінь насичення основами, накопичення рухомого фосфору в грунті на 70 %, збалансоване мінеральне живлення, а відповідно приріст штамбів, пагонів і листкової поверхні плодових дерев в середньому на 47 %. Застосування повної дози вапна при мінеральній системі удобрення зумовлює практично такі ж параметри росту яблуні, як і половинна кількість меліоранта.

Вапнування слабокислого піщаного грунту (рН _KCI ? 5,1; Н ^* ? 1.3 мекв/100 г; S ? 60 %) в контрольованих умовах є малоефективним прийомом оптимізації мінерального живлення і росту яблуні. Застосування на протязі трьох років такої кількості мінеральних добрив, як і на кислому грунті, слабо вплинуло на ГПК слабокислого грунту - потенційна кислотність зросла на 0,31 мекв/100 г, а ступінь насичення основами зменшився всього на 8 %. Оптимальні умови мінерального живлення яблуні на слабокислому грунті складаються при застосуванні повного мінерального добрива. Приріст штамбів, пагонів та площа листкової поверхні тут перевищують контрольні дерева відповідно на 34, 30 і 30 %. Внесення мінеральних добрив на фоні вапнувавння зумовлює навіть незначне зниження надходження азоту і калію в рослини та послаблення росту дерев.

Регулярне внесення повного мінерального та органічного добрив протягом 10 років у польових умовах зумовило зростання гідролітичної кислотності 40-см шару грунту від 2,17 до 2,55 мекв/100 г, не викликаючи деструктивних змін грунтово-поглинального комплексу, що підтверджується тут збалансованістю мінерального живлення і високою продуктивністю яблуні (табл. 5), як і при застосуванні добрив на фоні вапнування.

Таблиця 5. Продуктивність яблуні залежно від вапнування дерново-підзолистого піщаного грунту (середнє за 1985-1988 рр., сорт-Кальвіль сніговий, підщепа - насіннєва, 1978 року садіння)

Водночас хімічна меліорація при органо-мінеральній системі удобрення забезпечує розширене відтворення родючості дерново-підзолистого піщаного грунту, за рахунок накопичення в ньому гумусу на 10 і рухомих фосфатів --на 67 % та збалансованості структури грунтово-поглинального комплексу. За 10-річний період ступінь насичення основами тут знизився від 77 до 62 % при контрольних 46 %.

Продуктивність яблуні визначається рівнем мінерального живлення і практично не залежить від вапнування. Застосування органо-мінеральних добрив забезпечує приріст окружності штамбів, врожаю та високотоварної продукції відповідно на 34, 42 і 18 %. Проте вапнування зумовлює подовження строку зберігання плодів майже на місяць при оптимальному співвідношенні в них цукрів і кислот порівняно з продукцією, вирощеною на ділянках без хімічної меліорації піщаного грунту.

Агротехнологічні основи вирощування яблуні на малопродуктивних дерново-підзолистих піщаних грунтах

Розроблені нами моделі меліорації малопродуктивних піщаних грунтів були апробовані на протязі 20 років у польових стаціонарних та модельних лізиметричних дослідах у різновікових насадженнях яблуні на вегетативних і насіннєвих підщепах.

Дерново-підзолисті грунти з гомогенним 170-190 см піщаним профілем характеризуються несприятливими водно-фізичними властивостями - проваль-ною водопроникністю (250-290 мм/год), високою щільністю (1,62-1,64 г/см³) і шпаруватістю (38-40 %) та низькою водоутримуючою здатністю (93-103 мм продуктивної вологи в метровому шарі). Результати модельних лізиметричних досліджень свідчать, що глинисті прошарки потужністю 1, 2 і 5 см на глибині 60 см зумовлюють зниження фільтрації меліорованого піску відповідно в 5, 14 і 30 разів, а торф'яні прошарки товщиною 2, 4 і 8 см - всього в 1,5-2 раза. В умовах польового досліду передпосадкове внесення 125 т/га торфу або 300 т/га глини в траншеї (2,5 х 0,5 м) забезпечують практично однаковий потенційний рівень продуктивної вологи в метровому шарі (135-137 мм), але з різним профільним розподілом. Якщо 10-см торф'яний прошарок утримує біля 36 % метрового запасу води, то глинистий такої ж потужності - 16 %. Проте мінеральний штучний акумулятивний горизонт порівняно з органогенним забезпечує в 2,7 раза нижчу водопроникність. Збільшення потужності прошарків сприяє відповідному накопиченню вологи і зниженню водопроникнення. Глибина локалізації акумулятивних горизонтів не істотно впливає на водно-фізичні параметри метрового шару грунту. Передпосадкове внесення 250 т/га торфу і 600 т/га глини під оранку забезпечує вологонакопичення всього на рівні 13-14 % при коефіцієнті фільтрації води 154-193 мм/год. Значно ефективнішим прийомом окультурення піщаного грунту є застосування під плантажну оранку меліорантів. Збагачення плантажованого шару 125 і 250 т/га торфу сприяє збільшенню в ньому абсолютної кількості фізичної глини на 0,58 і 0,94 % і відносної водоутримуючої здатності на 21 і 40 % та зниженню водопроникнення в 1,7 і 2,0 раза. Сумісне передпосадкове застосування 300, 600 і 900 т/га мергелю з 125 т/га торфу забезпечує збільшення абсолютної кількості фізичної глини відповідно на 1,26; 2,92 і 4,50 %, відносної водоутримуючої здатності на 40, 46 і 53 % та зниження швидкості фільтрації води в 2,7; 2,9 і 3,3 раза.

Водний режим дерново-підзолистих піщаних грунтів визначається ступенем їх окультурення, рівнем атмосферних опадів та віком дерев. Чим вищий ступінь окультурення, тим більший і стабільніший в часі рівень вологи в грунті. Передпосадкове внесення 250 т/га торфу і 600 т/га глини в траншеї забезпечує накопичення продуктивної вологи в метровому шарі молодого саду на рівні 87 і 90 мм, а плодоносного - 66 і 72 мм, що перевищує контроль відповідно на 97 і 105 та 73 і 89 %. Застосування соломи для окультурення зумовлює волого-накопичення в межах 45-60 %. Екранування органогенних меліорантів забезпечує практично такий самий рівень вологи в 80-см шарі, як і в метровому горизонті без застосування плівки. Локальне окультурення сприяє акумуляції вологи лише в меліорантах, просторово обмежених об'ємом посадочних ям. Застосування цих меліорантів під оранку зумовлює всього 20 % вологонакопичення.

Сезонна динаміка вологи в грунті на контролі та при поверхневому і траншейному окультуренні в певних межах віддзеркалює рівень атмосферних опадів, а при локальному застосуванні меліорантів вміст вологи в торфі і глині поступово знижується від весни до осені, в зв'язку з малою площею водозбору та локалізацією практично всієї кореневої системи дерев у межах посадочних ям.

Висоефективним прийомом поліпшення водного режиму піщаного грунту є також збагачення плантажованого шару органогенними і глинистими меліорантами. Передпосадкове внесення 125 і 250 т/га торфу зумовлює накопичення вологи в 60-см шарі плодоносного саду відповідно на 47 і 73 %. Сумісне застосування 125 т/га торфу з 300 т/га мергелю забезпечує практично такий самий рівень вологи, як і подвійна доза торфу, але стабільніший в часі. Зростаючі дози мергелю зумовлюють не адекватний приріст вологи в грунті. Абсолютний рівень води в грунті молодого саду на 15 % вищий, ніж у плодоносному, але відносний приріст вологи тут від прийомів окультурення на 27 % нижчий.

Органічна та мінеральна системи удобрення практично не впливають на водний режим окультуреного і неокультуреного піщаного грунту.

Екстенсивне використання дерново-підзолистого піщаного грунту в саду за дванадцятирічний період зумовлює відносно стабільні параметри грунтово-поглинального комплексу, але низький рівень в 60-см шарі гумусу (0,5 %), лужногідролізованого азоту (14 мг/кг) і обмінного калію (4 мг/100 г). Плантажна оранка порівняно із звичайною сприяє мінералізації органічних речовин із незначним зниженням рівня гумусу та міграції нітратів по профілю, але практично не впливає на вміст фосфору і калію в грунті.

Різні види добрив неоднаково впливають на фізико-хімічні та агрохімічні параметри малопродуктивного піщаного грунту. Якщо органічні добрива сприяють стабілізації грунтово-поглинального комплексу, то мінеральні зумовлюють його деградацію та посилюють мінералізацію гумусу. Періодичне внесення 60 т/га гною забезпечило за 12-річний період накопичення в 60-см шарі грунту гумусу на 12 , лужногідролізованого азоту - на 24, рухомого фосфору - на 14, обмінного калію - на 46, суми обмінних основ - на 10 % при зниженні актуальної кислотності на 12 % порівняно з контролем. Регулярне внесення мінеральних добрив (N₁₀₀Р₆₀К₉₀) зумовило підкислення грунтового розчину на 16, зниження вмісту обмінних основ на 10, накопичення рухомих фосфатів на 19 і обмінного калію - на 56 %, але практично не вплинуло на рівень гумусу і лужногідролізованого азоту в грунті.

Передпосадкове окультурення дерново-підзолистих піщаних грунтів значно більше впливає на їх агрохімічні властивості, ніж поточне застосування органічних і мінеральних добрив. Внесення під оранку 250 т/га торфу забезпечило протягом всього періоду досліджень нейтральну реакцію 40-см шару грунту та накопичення в ньому органічних речовин, лужногідролізованого азоту, рухомого фосфору, обмінного калію та нітратів при органічній системі удобрення відповідно на 63, 72, 44, 55 і 130, а при мінеральній - на 55, 68, 47, 58 і 135 %. Аналогічне передпосадкове застосування 600 т/га прісноводної глини зумовлює слабокислу реакцію розчину (рН 6,5-6,1), накопичення лужногідролізованого азоту на 16-14, рухомого фосфору - на 25-28, обмінного калію - на 108-117 і нітратів - на 105-120 %, але практично не впливає на приріст органічних речовин в грунті (7-5 %). Внесення під плантаж 250 т/га торфу забезпечує повну нейтралізацію кислотності меліорованого шару, збільшення вмісту в ньому органічних речовин, потенційно доступного азоту, нітратів, рухомого фосфору і обмінного калію при органічній системі удобрення відповідно на 156, 152, 282, 69 і 81, а при мінеральній - на 150, 141, 346, 73 і 124 %. Сумісне плантажне окультурення 125 т/га торфом з 300 т/га мергелю зумовлює слаболужну реакцію грунтового розчину (рН 7,8-7,2), менше накопичення органічних речовин (104-100 %), лужногідролізованого азоту (110-105 %) і нітратів (250-321 %), практично однакову кількість рухомих фосфатів (67-71 %), але майже вдвічі вищу акумуляцію обмінного калію (149-186 %) порівняно з варіантом де вносили 250 т/га торфу. Збільшення дози мергелю до 900 т/га сприяє подальшому накопиченню органічних речовин (116-114 %), потенційно доступного азоту (132-128 %), нітратів (318-400 %) і обмінного калію (259- 276 %), але зумовлює зниження рівня рухомих фосфатів (61-66 %), у зв'язку з формуванням у меліорованому шарі лужного середовища (рН 8,1-7,9). Чим вищий ступінь передпосадкового окультурення, тим менший вплив мінеральних добрив на фізико-хімічні властивості піщаного грунту.

При траншейному способі окультурення зміни агрохімічних властивостей кореневмісного шару грунту відбуваються в основному в зоні локалізації меліорантів. Передпосадкове внесенняя 600 т/га прісноводної глини в траншеї 2,5 х 0,8 м за 16-річний період забезпечило накопичення лужногідролізованого азоту, нітратів, рухомого фосфору і обмінного калію при органічній системі удобрення відповідно на 18, 70, 17 і 135, а при мінеральній - на 12, 80, 19 і 146 %. Аналогічне застосування 250 т/га торфу зумовило приріст потенційно доступного азоту на 166-158, нітратів - на 130-140, рухомого фосфору - на 47-53 і обмінного калію - на 96-104 %. Збільшення потужності і глибини локалізації прошарків сприяє накопиченню поживних речовин в кореневмісному шарі грунту. Застосування для окультурення соломи, як і екранування органогенних меліорантів поліетиленовою плівкою, не забезпечує накопичення елементів живлення в метровому шарі порівняно з варіантами де для меліорації використовували прісноводну глину і торф.

З часом передпосадкове плантажне і траншейне окультурення та поточне застосування добрив забезпечують накопичення в кореневмісному шарі обмінних катіонів і рухомого фосфору, але зниження рівня нітратів у зв'язку з більшим поглинанням азоту плодовими деревами, ніж молодими.

Вертикальна міграція фосфору обмежується орним шаром, а калій і нітрати вимиваються за межі кореневмісного шару. Рівень міграції нітратів практично не залежить від прийомів окультурення піщаного грунту, а вимивання калію по профілю визначається видами і способами внесення меліорантів. В умовах модельного досліду внесення 250 т/га торфу і 300 т/га глини в 0-20 см шар зумовило за 12-річний період на 37 і 60 % менше вимивання калію, ніж при застосуванні цих меліорантів прошарками на півметрову глибину.

Міграція основних поживних речовин в рослини визначається видами і дозами меліорантів та добрив, а також антагоністично-синергічною взаємодією між окремими елементами живлення. Багаторічні дослідження свідчать про тісний зв'язок між вмістом валового азоту в листях яблуні та рівнем мінерального азоту в грунті. Систематичне застосування органічних (20 т/га) і мінеральних (N₁₀₀P₆₀K₉₀) добрив, як і передпосадкове внесення під оранку 250 т/га торфу і 600 т/га глини, не забезпечує оптимальне азотне живлення яблуні на середньорослій вегетативній підщепі. Локальне окультурення торфом і глиною зумовлюють нижній оптимальний рівень азоту в листі як при органічній, так і мінеральній системах удобрення (1,8-1,9 % N). Застосування торфу під плантаж забезпечує високий вміст азоту в рослинах при достатньому рівні вологи в грунті, а в засушливі роки надходження цього елемента в рослини знижується майже на третину. Ефективним прийомом оптимізації азотного живлення є передпосадкове внесення 125 т/га торфу з 300 т/га мергелю. Вищі дози мергелю (600 і 900 т/га) сприяють стабілізації високого рівня азоту в рослинах по роках. Органічна система удобрення на цих варіантах забезпечує вміст азоту в листі в межах 1,99-2,03, а мінеральна - 2,14-2,21 %. Оптимальне азотне живлення яблуні має місце і при траншейному окультуренні торфом і глиною. Збільшення потужності і глибини локалізації та екранування прошарків плівкою слабо впливає на міграцію азоту в рослини. Надходження фосфору в рослини практично не залежить від кількості цього елемента в грунті, а визначається в основному рівнем азотного живлення яблуні. При оптимальному азотному живленні кількісний вміст фосфору в листях становить 0,4-0,5 % Р₂О₅, а при дефіциті азоту в грунті надходження фосфору збільшується до 0,6-0,7 %. Міграція калію в рослини характеризується двохфакторною залежністю. При низькому рівні азотного живлення (валовий вміст азоту в листі менше 1,7 %) проявляється антагонізм між азотом і калієм, що виключає можливість характеризувати калійне живлення, як і фосфорне, за даними листкового аналізу. При оптимальному азотному живленні чітко простежується залежність між вмістом калію в листі і грунті, що дозволяє діагностувати калійне живлення комплексно за кількісними рівнями цього елемента в грунті і рослинах.

Найбільш повно і об'єктивно профільну родючість, а відповідно і ступінь окультурення малопродуктивних піщаних грунтів відтворює просторова локалізація в них кореневої системи яблуні. Плантажна оранка порівняно із звичайною забезпечує освоєння корінням 60-см шару, за рахунок переміщення гумусно-елювіального горизонту в зону, де більш стабільний водний і температурний режим грунту. На ділянках де грунтовий профіль залишився в природному стані, близько 80 % всієї кореневої системи розміщується в 20-см гумусованому шарі. Поточне застосування органічних і мінеральних добрив сприяє збільшенню насичення корінням плантажованого шару відповідно на 14 і 24 %. Передпосадкове внесення 125 і 250 т/га торфу під плантаж забезпечує збільшення потужності кореневої системи відповідно на 80 і 138 %, а при сумісному застосуванні 125 т/га торфу з 300 т/га мергелю - на 238 %. Збільшення дози мергелю до 600 і 900 т/га не адекватно впливає на ріст кореневої системи. Відносний градієнт питомого насичення корінням план-тажованого шару від кожних 300 т/га мергелю при дозах 300, 600 і 900 т/га відповідно складає 106, 29 і 23 %. Низька ефективність високих доз мергелю на ріст кореневої системи яблуні пояснюється високим рівнем лужності грунту зумовленого карбонатами кальцію і магнію меліоранта. Чим вищий ступінь передпосадкового окультурення піщаного грунту, тим менший вплив поточного застосування добрив на розвиток кореневої системи. Мінеральні добрива сприяють сильнішому росту коріння, ніж органічні. Регулярне внесення повного мінерального добрива (N₁₀₀Р₆₀К₉₀), порівняно з періодичним застосуванням гною (60 т/га, раз в 3 роки) забезпечує приріст насичення корінням метрового шару при окультуренні торфом на 25, а при передпосадковому внесенні 300, 600 і 900 т/га мергелю сумісно з 125 т/га торфу - відповідно на 18, 13 і 6 %.

Зовсім іншим профільним перерозподілом характеризується коренева система при траншейному способі окультурення. При внесенні 250 т/га торфу, 600 т/га глини і 50 т/га соломи в траншеї (2,5 х 0,8 м), безпосередньо у прошарках локалізується відповідно 75, 72 і 53 % всієї кореневої системи при насиченні меліорантів коренями в середньому 420, 390 і 340 шт/м². По мірі віддалення від штамба відносна кількість коріння у прошарках збільшується, а у верхньому піщаному шарі зменшується, тобто коренева система просторово заглиблюється. Глинисті прошарки порівняно з органогенними зумовлюють більше насичення корінням піщаного шару над акумулятивним горизонтом за рахунок більш сприятливого там водного режиму. Поточна мінеральна система удобрення порівняно з органічною при траншейному окультуренні торфом забезпечує приріст кореневої системи на 14, а при використанні прісноводної глини - на 26 %. В цілому окультурення торфом, глиною і соломою забезпечує збільшення насичення корінням метрового шару порівняно з удобреним фоном відповідно в 3,5, 3,2 і 1,9 раза. Екранування органогенних меліорантів плівкою сприяє збільшенню їх насичення корінням в середньому на 21 %.

Передпосадкове внесення під оранку 250 т/га торфу або 600 т/га глини зумовлює просторово-поверхневе розміщення кореневої системи в зоні локалізації меліорантів з питомим насиченням коренями у метровому шарі 32-35 шт/м².