Оценка влияния агрометеорологических факторов влажных субтропиков России на урожай сортов персика методом математического моделирования

Промышленное производство персика в 18 странах (Китай, ЕС-27, США, Турция, Аргентина, Бразилия и т. д.), достигшее в 2014 году 19,9 млн.т., обусловлено качествами его плодов, широким использованием как в свежем виде, так и в переработке. Скороплодность культуры позволяет за короткий период окупить затраты на закладку сада, что достаточно важно в условиях бездотационного сельскохозяйственного производства.

Многолетнее изучение культуры с помощью геоинформационных систем анализа ресурсов среды в Краснодарском и Ставропольских краях, а также на Северном Кавказе показало, что по сумме показателей на 75% пригодны отдельные микрозоны Черноморской плодовой зоны [3,4]. Большинство земель ограниченно пригодны для культивирования персика. Лимитирующим фактором в основном является температура в зимний и поздне-весенний периоды.

В условиях влажных субтропиков России большинству изучаемых сортов недостает «определенного количества» пониженных температур в зимний период [2, 5, 7, 8].

Для интенсификации производства плодов персика и оптимального размещения культуры на агротерриториях поставлена цель: установить фактор лимитирующий продуктивность сортов во влажных субтропиках в количественном и временном значении.

Методика исследований.

Объектами изучения служили сорта персика коллекции ФГБНУ «ВНИИ цветоводства и субтропических культур». Года посадки 1994 и 1996, подвой АП-1, схема посадки 5×3 м.

Сорта сверхраннего срока созревания: Харбинджер, Майфловер, Сприн Голд, Мадлен Пуйе.

Ранние сорта: Саммерсет, Майнред, Коллинз, Старк Эрли Глоу, Украинский, Кардинал, Мария Серена, Янги.

Среднеспелые сорта: Редхавен, Кандидатский, Память Симиренко, Лоадел.

Сорта позднего срока созревания: Ветеран, Восток-3, Золотистый, Рот-Фронт, А. Чехов, Бэбиголд 5.

Учеты и наблюдения проведены в соответствии с «Программой и методикой сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур», 1999 г.

Оценка влияния агроклиматических условий влажных субтропиков на продуктивность сортов персика состояла в следующем:

• 1. проведении фенологических наблюдений в «критические» периоды онтогенеза;
• 2. определении степени влияния факторов погодных условий на величину урожая сортов в многолетнем цикле развития плодоносящего сада;
• 3. изучении влияния «единиц охлаждения» на урожай сортов персика в количественном и временном значении;
• 4. определении наиболее адаптивных сортов к условиям субтропиков на основе количественных моделей «урожай-погода».

Для живых организмов, в том числе и растений, развивающихся под воздействием биотических и абиотических факторов среды, урожай сельскохозяйственных культур является интегральным показателем их взаимовлияния. Чтобы выяснить влияние погодно-климатических условий 2007;2011 годов на урожай сортов персика, возделываемых во влажно-субтропических условиях, измерены теснота и форма их связи статистическими методами: корреляцией и множественной регрессией. Корреляционный анализ устанавливает существующие закономерности во взаимодействии каждого вида в окружающей среде.

Более прямым и непосредственным способом выражения зависимости между урожаем и множественными факторами считается коэффициент детерминации (dyx или D), который показывает вариацию урожая в среднем в % за счет изменений погодных условий (среднесуточной температуры и влажности воздуха, осадков и сумм «единиц охлаждения»).

Агрометеорологические сведения взяты по данным Сочинской АМС с 1975 по 2015 гг. Экспериментальные данные обработаны по программе Statistika 6.

Результаты исследований

Персик южное плодовое листопадное растение. Вынужденный покой, наблюдаемый на юге России (Кубань, Ставрополье и Северный Кавказ) в январе — феврале, сопровождается температурами −25…−30 °С, достигающих критического уровня. Местности, где они проявляются в 40% лет, для персика не пригодны [5]. Цветение здесь начинается во второй половине апреля, когда также возможны весенние заморозки (-4…-8°С). Однако, график абсолютных минимальных температур в предгорном ландшафте влажных субтропиков с 1940 г. по настоящее время показал, что абсолютный минимум для растений персика здесь не наблюдался [9].

Растение персика отличается продолжительным периодом формирования цветковых почек. Закладываются они через 15−20 дней после начала весеннего роста побегов, но формируются в осеннее, зимнее и ранневесеннее время, включая февраль-март. Биологический покой завершается только при воздействии на растение персика определенного количества температур около 7,2 °С и ниже, которые принято называть «единицами охлаждения» [11]. Если в течение 8−9 наиболее холодных недель средняя температура была около 7,2° и ниже, морфогенез у цветковых почек завершается успешно [10].

Продолжительность периода накопления пониженных температур зависит от вида и сорта, а также от места произрастания.

По И. М. Рядновой, формирование археспориальной ткани в цветковых почках персика на Северном Кавказе наступает в ноябре-декабре, заканчивается в феврале — начале марта [6].

В Крыму биологический покой наступает в октябре и завершается в январе [11].

Условия формирования генеративных органов персика во влажных субтропиках представлены в табл. 1.

Таблица 1. Наличие дней с температурой 7,2 °С и ниже во влажных субтропиках в холодный период 1975;2015 гг.

Данные табл.1 свидетельствуют об устойчивом проявлении «единиц охлаждения» для культуры с декабря по март.

Изучены две системы взаимодействия сортов с окружающей средой в фазу «начало цветения».

Первая система включала влияние на средний урожай сортов следующих показателей погодных условий: среднесуточной температуры и влажности воздуха с суммой осадков с января по дату начала цветения (вторая и третья декады марта).

Вторая система воздействия окружающей среды на урожай персика состояла из следующих факторных признаков: среднесуточной температуры воздуха, суммы осадков с января до начала цветения и суммы единиц охлаждения. Различия представленных систем заключаются в третьем факторе (Х3).

В таблице 2 представлены коэффициенты детерминации в %, показывающие долю участия факторных признаков, включенных в модели.

Сумма «единиц охлаждения» внесла различный вклад в урожай сортов: Кандидатский? (81,9%), Сприн Голд? (58,5%), Майнред? (47,4%), Золотистый? (42,4%), Старк Эрли Глоу? (39,1%), Лоадел? (38,5%).

Таблица 2. Влияние фактора «единицы охлаждения» на урожай сортов персика во влажных субтропиках России, 2007;2011 гг.

Примечание: 1* система факторов: среднесуточная температура (°С) и влажность воздуха (%), сумма осадков с 1-го января до начала цветения (III, IV) в мм; 2*система факторов: среднесуточная температура (°С) и влажность воздуха (%), сумма осадков с 1-го января до начала цветения (III, IV) в мм, сумма единиц охлаждения в часах.

Математическая обработка показателей погодных факторов (среднесуточной температуры воздуха, суммы осадков и суммы температур 7,2 °С и ниже) с урожаем определила их потребность в пониженных температурах по срокам в условиях влажных субтропиков (табл. 3). Сумма пониженных температур необходимая для сорта определена по наибольшему коэффициенту детерминации урожая в зависимости от температуры воздуха, суммы осадков и «единиц охлаждения».

Таблица 3. Определение продолжительности действия температур 7,2 ° и ниже на урожай сортов персика по показателю коэффициента детерминации, 2007;2011 гг.

В табл. 4 представлены средние многолетние данные погодных факторов, влияющих на цветение персика в сортовом разрезе.

В условиях влажных субтропиков к сортам с коротким периодом охлаждения можно отнести Майфловер, Мадлен Пуйе, Саммерсет, Майнред, Украинский, Кардинал, Кандидатский, Память Симиренко, А. Чехов. Потребность в «единицах охлаждения» данных сортов составила 264−788 ч.

Средняя продолжительность зимнего развития генеративных почек (1142−1227 ч) наблюдается у сортов: Сприн Голд, Старк Эрли Глоу, Коллинз, Золотистый.

Длинный период зимнего развития цветковых почек (1402−1556 ч) у сортов: Харбинджер, Мария Серена, Ветеран, Янги.

Таблица 4. Погодные условия влажных субтропиков в начале цветения сортов персика, 2007;2011 гг.

В табл. 5 представлены парные коэффициенты корреляции урожая сортов с погодными факторами в условиях зоны.

Данные табл. 5 свидетельствуют о тесной связи урожая культуры с погодными факторами. Из 22 изучаемых сортов, только у 2 сортов (Редхавена и Лоадела) наблюдается положительное влияние осадков на их продуктивность. У остальных сортов данный погодный фактор относится к лимитирующим. Многим сортам недостаточно тепла в период цветения.

Урожай сортов Майфловер, Коллинз, Старк Эрли Глоу, Кардинал, Янги, Восток — 3, Рот-Фронт, А. Чехов существенно лимитируют осадки, выпадающие в холодный период года.

Таблица 5. Теснота взаимосвязи урожая сортов персика с погодными показателями 2007;2011 гг.

Показатель «единиц охлаждения» для культуры несет положительное значение, за исключением сортов Лоадел (r =? 0,773), Ветеран (r =? 0,254) и Золотистый (r =? 0,249).

Все погодные факторы, влияющие в различной степени на продуктивность культуры в период цветения, относятся к нерегулируемым и у большинства сортов отрицательно сказываются на величине урожая, в следствие чего фаза «начало цветения» характеризуется как критическая.

В табл. 6 представлены модели множественной регрессионной связи урожая наиболее продуктивных сортов с погодными условиями предгорий влажно-субтропической зоны России.

Таблица 6. Множественные регрессионные модели связи величины урожая сортов персика с погодными показателями в фазу «начало цветения».

Примечание: У — урожай с дерева в кг; Х1 — среднесуточная температура воздуха, °С; Х2 — сумма осадков (в мм) с января по даты начала цветения; Х3 — сумма единиц охлаждения в часах.

Урожай сортов персика в среднем на 86? 98% зависит от вариации факториальных признаков, включенных в модель: температуры воздуха, осадков, «единиц охлаждения». Следовательно, урожайность сортов персика тесно зависит от погодных условий в зимне-весенний период до начала цветения.

Выводы

При изучении влияния агроклиматических условий влажных субтропиков России на продуктивность персика установлено:

• 1. Действие температур в пределах 7,2°С и ниже (единиц охлаждения) на развитие генеративных почек охватывает период с декабря по март.
• 2. Сорта существенно различаются по продолжительности действия «единиц охлаждения» и условно разделены на группы:
  • ? с очень коротким периодом (XII) зимнего развития генеративных почек (264−269 единиц) — Майфловер, Майнред, Саммерсет, Кардинал, Кандидатский, А. Чехов, Бебиголд 5;
  • ? с коротким периодом зимнего развития генеративных почек (XII? I) и потребностью от 723 до 754 «единиц охлаждения» — Мадлен Пуйе, Украинский, Память Симиренко, Рот-Фронт;
  • ? со средней продолжительностью периода охлаждения (XII? II) и потребностью 1180−1216 «единиц охлаждения» — Харбинджер, Сприн Голд, Редхавен, Лоадел, Восток — 3, Золотистый;
  • ? с длинным периодом развития генеративных почек (XII? III) и потребностью 1386−1459 «единиц охлаждения» — Коллинз, Старк Эрли Глоу, Янги, Ветеран.
• 3. Урожай сортов персика в условиях влажных субтропиков в среднем на 90,3 — 99,9% объясняется за счет факториальных признаков, включенных в модели (температура, осадки, влажность воздуха, «единицы охлаждения»), за исключением сортов: Мария Серена? 84,7%, Редхавен? 86,2%, Лоадел? 68%.
• 4. Продуктивность сортов персика лимитируют осадки, выпадающие до начала цветения, и у большинства сортов отмечается недостаточность тепла во время цветения.
• 5. Поскольку погодные условия в период цветения не регулируются, то от их колебаний зависит величина урожая, и поэтому фенологическую фазу «начало цветения» можно считать критической.

персик урожай сорт.

• 1. Витковский В. Л. Плодовые растения мира.? СПб: Изд-во «Лань», 2003. — 592 с.
• 2. Глущенко К. С. Важная биологическая особенность персика. Науч. труды. — Сочи: НИИГСиЦ, 1978.? Вып.25. — С.94−97.
• 3. Драгавцева И. А. Якуба Г. В., Марченко Н. Н. Методические рекомендации по возделыванию персика в Краснодарском крае.? Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2008.? 25 с.
• 4. Драгавцева И. А., Савин И. Ю., Доможирова В. В., Моренец А. С., Ахматова З. П., Загиров Н. Г. Адаптация культуры персика к условиям выращивания на юге России // Садоводство и виноградарство, 2014.? № 6. — С. 35−40.
• 5. Рындин А. В., Драгавцева И. А., Мохно В. С. Соответствие требований культьуры персика условиям среды влажных субтропиков России // Садоводство и виноградарство, 2014.? № 6. — С. 35−40.
• 6. Ряднова И. М. Персик Северного Кавказа. — Краснодарское кн. из-во, 1974.?125 с.
• 7. Смагин Н. Е., Абильфазова Ю. С. Продуктивность сортов персика в субтропиках России // Вестник РАСХН, 2014.? № 6. — С. 38−39.
• 8. Смагин Н. Е., Абильфазова Ю. С. К вопросу оценки недостатка холода для персика в субтропиках России // Садоводство и виноградарство, 2015.? № 1. — С. 24−29.
• 9. Тутберидзе Ц. В., Беседина Т. Д., Добежина С. В. Оценка адаптивного потенциала сортов Actinidia deliciosa (киви) в субтропиках России [Электронный ресурс] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). — 2012. — № 80 (06). — С. 47−58. — URL: http://ej.kubagro.ru.
• 10. Чендлер У. Плодовый сад. Листопадные и плодовые культуры: пер. с анг./ под. ред. З. А. Метлицкого. — М.: Сельхозгиз, 1960.? 624 с.