Агроэкологические особенности выращивания капусты белокочанной и картофеля в условиях выщелоченного чернозема Кубани

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

" Кубанский государственный университет"

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Географический факультет Кафедра геоэкологии и природопользования ДИПЛОМНАЯ РАБОТА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ КАПУСТЫ БЕЛОКОЧАННОЙ И КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА КУБАНИ Работу выполнила Кондаурова Ксения Владимировна Нормоконтролер доц., канд. биол. наук Н. А. Пикалова Научный руководитель — доц., канд. биол. наук, Л. Л. Кныр Краснодар 2013

• Введение
• 1. История изучения вопроса
• 2. Природно-географические условия района исследований
• 2.1 Географическое положение района исследований
• 2.2 Агроклиматические условия района исследований
• 2.3 Геоморфология района исследований
• 2.4 Почвы района исследований
• 3. Методика проведения исследований
• 3.1 Методика проведения эксперимента
• 3.2 Методы выполнения биохимических анализов растительной продукции
• 4. Агроэкологические особенности выращивания капусты белокочанной и картофеля на выщелоченном черноземе Кубани
• 6. Изучение эффективности биологических средств в борьбе с листогрызущими (капустная моль) вредителями на капусте белокочанной
• 7. Применение укрывного материала при выращивании раннеспелой белокочанной капусты в условиях Краснодарского края
• 8. Разработка комплекса агроприемов для повышения эффективности получения семенного картофеля в Центральной зоне Краснодарского края
• Заключение
• Список используемых источников

Овощеводство? отрасль растениеводства, занимающаяся производством овощей. Овощеводство? высокоспециализированная отрасль, в которой выделяют: овощеводство открытого грунта (производство овощей в поле); овощеводство защищенного грунта (выращивание рассады и овощей в теплицах и других культивационных сооружениях); бахчеводство? выращивание арбуза, дыни и тыквы в поле; овощное семеноводство? производство посевного материала [Тараканов, Мухин, 2003, с.3]. Важной проблемой сегодня является нерациональное применение различного рода минеральных удобрений и пестицидов, которые отрицательно влияют как на здоровье человека, так и на окружающую среду. Поэтому рынок требует экологически чистых овощей. В последние два десятилетия мировой рынок экологически чистых продуктов питания бурно развивается и становится популярной альтернативой потреблению вредных и экологически небезопасных продуктов [Горшков, 2012, с.2].

Краснодарский край — один из крупнейших овощных регионов страны [Сидоренко, Ананьева, 2004, с.1]. По объемам производства овощных культур в сельскохозяйственных организациях наш край уверенно занимает второе место в России (после Московской области) и первое место в ЮФО. В 2012 году произведено около 767 тыс. тонн овощей. Развитие овощеводства в Краснодарском крае играет ведущую роль. Как в целом и по России, основная доля потребляемой продукции приходится на картофель [Гажева, Степченко, 2012, с.3]. Картофель? широко распространенная сельскохозяйственная культура, занимающая по значимости четвертое место в мире среди продуктов питания после пшеницы, кукурузы и риса [Коротченков, 2012, с.2]. На долю России приходится более 14% мирового сбора картофеля. Россия занимает второе место в мире по производству картофеля (около 37 млн. тонн) после Китая и входит в десятку ведущих стран, производящих более половины валового производства. Посевные площади картофеля в хозяйствах всех категорий в 2012 г. составляли 58,9 тыс. га, в 2011 г.? 59,9 тыс. га [Посевные площади сельскохозяйственных культур под урожай, 2012].

Второй по потребляемости овощной культурой является капуста. Капуста белокочанная? одна из наиболее распространенных в России овощных культур, занимающая более половины площадей под овощами [Пацурия, 2008, с.1]. В структуре посевов овощных культур на долю капусты белокочанной приходится 32% [Коваленко, Агирбов, 2004, с. 352?353].

Данная тема является актуальной, так как одной из важнейших задач, стоящей перед сельскохозяйственными предприятиями в настоящее время и на ближайшую перспективу, является увеличение производства ранних овощей. Однако получение ранней продукции невозможно без проведения ряда агротехнических приемов, направленных на формирование товарной части урожая в кратчайшие сроки. Основным фактором получения ранней продукции является правильный выбор сорта, дающий возможность получения максимального урожая товарных клубней картофеля и кочанов капусты в различных агроклиматических условиях.

В современных условиях перед аграрным сектором экономики Краснодарского края стоят задачи по повышению конкурентоспособности продукции на основе финансовой устойчивости и модернизации сельского хозяйства, обеспечения населения высококачественными, доступными по цене продуктами питания. Важная роль в этом отведена овощеводству защищенного грунта. Поэтому рассматриваемая в данной работе проблема является довольно важной для развития овощеводческого подкомплекса Краснодарского края. Но, несмотря на важность данной проблемы, степень ее разработанности является недостаточной, так как существует ряд проблем, препятствующих увеличению темпов роста производства овощей. Основными из них являются высокая стоимость строительства теплиц, энергоносителей и средств химизации [Об утверждении ведомственной …, 2011].

Целью исследований является рассмотрение агроэкологических особенностей выращивания овощных культур (капусты белокочанной и картофеля) в условиях выщелоченного чернозема Кубани.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

? рассмотреть агроэкологические особенности и условия выращивания капусты белокочанной и картофеля;

? проанализировать эффективность применения природного удобрения на основе свободного кремнезема (цеолита) на капусте и картофеле в условиях Кубани;

? изучить эффективность биологических средств защиты растений в борьбе с листогрызущими вредителями на капусте белокочанной;

? исследовать применения укрывного материала при выращивании раннеспелой белокочанной капусты в условиях Краснодарского края;

? определить комплекс агроприемов для повышения эффективности получения семенного картофеля в Центральной зоне Краснодарского края.

Работа излагается на ____ странице и состоит из введения, 8 глав, заключения, списка используемых источников, который включает в себя 63 наименования. В работе представлены 18 таблиц.

картофель капуста агроэкологический удобрение

1. История изучения вопроса

История выращивания человеком овощей для своего питания очень древняя и насчитывает тысячелетия. Семена и плоды различных овощных культур находили при раскопках в гробницах египетских фараонов, изображения овощей можно найти на древнеиндийских миниатюрах, зеленные овощи, применявшиеся для лечения и в качестве диетического питания, упоминаются в древнекитайских медицинских трактатах. Овощи широко возделывались в Древней Греции и Древнем Риме.

До начала двадцатых годов ХХ в. овощеводство и другие отрасли, объединяемые понятием «садоводство», не были признаны как научные дисциплины. Их рассматривали как ремесло или искусство. Признание овощеводства как научной дисциплины относится к двадцатым годам ХХ в.

Большое значение для становления овощеводства как научной дисциплины имели теоретические исследования по биологии растений: работы по систематике растений К. Линнея (1707?1778), А. Декандоля (1806?1893), Э. Л. Регеля (1867?1920), работы по физиологии растений К. А. Тимирязева (1843?1920) и Н. И. Железнова (1816?1877), по фитопатологии М. С. Воронина (1838?1903) и других исследователей. Большое литературное наследие, оставленное одним из основателей научного растениеводства А. Т. Болотовым (1738?1833), содержит результаты наблюдений за картофелем, овощными культурами, описание опыта возделывания ряда овощных культур в Центральной России.

Во второй половине XIX и начале ХХ в. русскими учеными и практиками были созданы капитальные труды по практическому овощеводству. Это книга главного садовника Петровской земледельческой и лесной академии (ныне МСХА) Р. И. Шредера (1822?1903)" Русский огород, питомник и плодовый сад". Много сделано М. В. Рытовым (1846?1920), основателем русского научного овощеводства. Очень ценный анализ огородничества содержится в публикациях Н. И. Кичунова (1863?1942). Много сделал для развития научного овощеводства академик В. И. Эдельштейн (1881?1965), отличавшийся большим научным кругозором и широким комплексным подходом к разработке научных основ отрасли. Под руководством В. И. Эдельштейна (1918?1930) были начаты исследования закономерностей формирования урожая овощных растений в зависимости от их видовой и сортовой принадлежности и условий внешней среды.

Крупный вклад в развитие теоретических основ овощеводства был внесен отделом овощных культур ВИР им. Н. И. Вавилова, где получили развитие научные идеи его создателя. На базе экологического изучения сортового многообразия овощных растений были разработаны основы классификации культур, выделен исходный материал, успешно использованный в практической селекции.

Значительный вклад в разработку теории и создание технологий производства овощей, нашедших широкое применение в производстве, внесли работники Научно-исследовательского института овощного хозяйства (ныне ВНИИО). В период становления промышленного овощеводства в бывшем СССР крупный вклад внесли союзные (ВНИИССОК, Гипрониисельхоз) и республиканские научно-исследовательские институты (УкрНИИОБ, МолдНИИОЗО, КазНИИОБ, АзНИИО и др.) и вузы, в которых работали известные ученые? А. В. Алпатьев, С. И. Жегалов, З. И. Журбицкий, В. А. Брызгалов, Н. П. Родников, Б. В. Квасников, Н. Ф. Коняев и др.

Создание интенсивных технологий производства овощей в открытом и защищенном грунте, селекция новых сортов и гибридов, разработка научных основ семеноводства способствовали превращению овощеводства в крупную специализированную отрасль промышленного производства. Районировано более 970 сортов и гибридов овощных и бахчевых культур отечественной селекции, а также рекомендовано к выращиванию более 500 зарубежных сортов и гибридов. Многие сорта и гибриды различных культур используют в интенсивной технологии. Более 300 сортов и гибридов предназначено для консервной промышленности. Для разных типов хозяйств созданы высокопродуктивные сорта и гибриды овощных культур, пригодные для интенсивных технологий и обладающие устойчивостью к болезням [Тараканов, Мухин, 2003, с. 10?11].

В России, как и во всем мире, аграрное производство является крупнейшей жизнеобеспечивающей сферой народнохозяйственного комплекса. Его состояние и экономическая эффективность функционирования оказывают решающее влияние на уровень продовольственного обеспечения и благосостояния народа. В целях обеспечения прогресса в аграрном секторе учеными научных подразделений РАСХН разрабатываются современные технологии производства сельскохозяйственной продукции и пищевых продуктов. Основой всех технологий в производстве является сорт, от которого зависит до 70% получаемого урожая. Задача — обеспечить технологии овощеводства сортами и гибридами F₁ нового поколения, а также высококачественным посевным и посадочным материалом, чтобы противостоять экспансии зарубежных сортов, наблюдаемой в последние годы и обеспечить продовольственную безопасность России [Пивоваров, 2008, с. 26?27].

Отечественная селекция овощных и бахчевых культур в последнее время уступила свои позиции иностранной. Импорт семян овощных культур составляет порядка 80% от общего объема предложений на рынке. Сортообновление отечественных сортов овощных и бахчевых культур практически не ведется из-за отсутствия семян элиты. Семеноводческие фирмы не приобретают их из-за высокой цены, ограничиваясь элементарным пересевом, что приводит к потере сортовых качеств через 3?4 поколения, а авторы и оригинаторы сортов не в состоянии их производить из-за отсутствия средств. Потребность в семенах элиты овощных культур составляет 50?52 т.

В последнее время в овощеводстве наблюдается вытеснение сортов гибридами F₁. Предпочтение гетерозисной селекции обусловлено преимуществом гибридов над сортами. Гибриды превосходят сорта по урожайности на 20?30%. Кроме того, гетерозисная селекция дает возможность оперативной и относительно простой интродукции нового признака в генотип гибрида, например, устойчивость к заболеванию. Гибриды более выровнены по срокам созревания, размеру товарного органа и другим морфологическим признакам.

Посадочные площади под картофелем в настоящее время сосредоточены в основном в личных подсобных хозяйствах. На долю сельскохозяйственных предприятий приходится лишь 5% от общего объема производства. На основе машинных технологий картофель в настоящее время возделывается лишь на 14,7% площади. С учетом сложившейся ситуации на период до 2020 г. прогнозируется увеличение площадей посадок картофеля в сельскохозяйственных предприятиях из расчета до 2,8 тыс. га в год. Прирост площадей в этом секторе составит к 2020 году около 27 тыс. га по сравнению с 2009 г. Урожайность картофеля в среднем по Российской Федерации составляет 14 т/га, что ниже среднего мирового уровня (17 т/га). Картофель остается ресурсои энергозатратной культурой. Основным фактором, сдерживающим рост урожайности и производства картофеля в Российской Федерации является недостаток качественного семенного материала для эффективного сортообновления и сортосмены. В сельскохозяйственных предприятиях семенами высоких посевных качеств засевается только около 60% площадей, из них 70% занимают сорта отечественной селекции.

Основная системная проблема селекции и семеноводства заключается в том, что направления и темпы развития прикладных научно-исследовательских работ не в полной мере соответствуют фундаментальным исследованиям в области биологии и передовым селекционным технологиям. Предлагаемые российской селекционной наукой результаты (сорта, гибриды) мирового уровня не находят применения в аграрном секторе экономики (отрасль растениеводства) ввиду несбалансированности инновационных механизмов, а также консерватизма к инновациям сельскохозяйственного производства [Стратегия развития селекции и семеноводства …, 2010, с. 13?15].

В России научные исследования по селекции F₁ гибридов начали в середине 30? х годов прошлого века и вели в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, Грибовской опытной станции (ВНИИССОК), ВНИИО, на опытных станциях ВИР. В 1963 году в Тимирязевской академии профессор А.В. ?Крючков начал изучение самонесовместимости и только в 1984 году был создан первый четырехлинейный F₁ гибрид капусты СБ?3. Впервые в России созданы гибриды поздней лежкой белокочанной капусты с генетической устойчивостью к фузариозному увяданию (F₁ Крюмон, F₁ Экстра, F₁ Колобок, F₁ Валентина, F₁ Престиж, F₁ Триумф и F₁ Доминанта), высокой морфологической однородностью, превосходящие выведенные ранее отечественные сорта по лежкоспособности в 1,5−1,8 раз, что позволило продлить период хранения без значительных потерь на 3−4 месяца, до июня, когда начинается поступление свежей ранней капусты. Гибриды поздней жаростойкой капусты F₁ Орбита и F₁ Илона, созданные совместно с КНИИОКХ (ныне ВНИИ риса) и пригодные для длительного хранения при выращивании на юге России, не имеют аналогов за рубежом. В разные годы отечественные гибриды капусты выращивали в России на площади от 10 до 20 тыс. га. Урожайность капусты в среднем по Российской Федерации составляет 27,6 т/га (по состоянию на 2010 год) [Баутин, Монахос, Пацурия, 2013].

Подводя итог всему вышеизложенному можно сделать вывод, что в настоящее время очень важно развивать отрасль овощеводства, а именно выводить отечественные сорта и гибриды. Помимо этого, нужно проводить исследования в области селекции и первичного семеноводства овощных, бахчевых культур и картофеля, производства элитных семян; разработки энергосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания овощных и бахчевых культур; разработки почвозащитных севооборотов, рациональных способов обработки почвы и т. д.

2. Природно-географические условия района исследований

2.1 Географическое положение района исследований

Краснодарский край расположен в южной части Российской Федерации на территории Северного Кавказа, в западной его части, между 43є30??46є50? северной широты и 36є30??41є45? восточной долготы. Общая площадь составляет около 83,6 тыс. км², при этом 62 тыс. км² занимают сельскохозяйственные угодья. Наибольшая протяженность его с севера на юг 378 км и с запада на восток 300 км. С запада и юго-запада край омывается Черным и Азовским морями. На севере он граничит с Ростовской областью, на востоке со Ставропольским краем, на юге с Абхазией.

Территорию Краснодарского края можно разделить на две основные части: равнинную, расположенную в Западном Предкавказье, и горную, представляющую собой западную часть Большого Кавказа.

В свою очередь Предкавказская равнинная часть разделяется на Азово-Кубанскую низменную равнину, Кубанскую наклонную равнину и Таманский полуостров.

Географическое положение Кубанской дельты с окаймляющими ее территориями определяется следующими координатами: 37є03??38є38? восточной долготы (по Гринвичу) и 44є51??46є04? северной широты. Пойма и пограничные с нею участки расположены между 38є38? и 39є45? восточной долготы (по Гринвичу) и между 44є51? и 45є18? северной широты.

Дельта по форме приближается к треугольнику, вершина которого расположена примерно на меридиане станицы Марьянской, а основание упирается в Азовское и частично в Черные моря. Берег Азовского моря, от города Приморско-Ахтарск до станицы Голубицкая, составляет северо-западную границу дельты. На западе она одним выступом упирается в Ахтанизовский лиман, другим, более удлиненным («Старокубанские плавни»),? в причерноморские лиманы Кизилташский и Витязевский. В промежутках между указанными лиманами западной границей дельты служат круто обрывающиеся в нее коренные участки Таманского полуострова.

С юга и юго-запада, на протяжении от аула Суворо-Черкесского до станицы Варениковской, дельта ограничивается склонами северо-западной оконечности Кавказского хребта, обрывающимися в дельту тоже крутым и довольно высоким, до 10?20 м, уступом. Восточнее станицы Варениковской, где предгорные возвышенности Кавказа отодвигаются от Кубани к югу, уступ, отделяющий дельту от пограничных с нею территорий, уменьшается в высоте, продолжая оставаться более или менее ясно обозначенным почти до хутора Плавненского. Далее до села Львовского уступ совсем исчезает, и на этом участке южную границу дельты можно провести, пользуясь почвенно-геологическими данными, по левому берегу реки Сухой Аушед.

На северо-востоке, от города Приморско-Ахтарска до станицы Степной, дельту отделяют от Кубанских степей береговые уступы Скелеватого озера и Кирпильского лимана (малого).

Восточная граница дельты гипсометрически обозначена нечетко. По почвенно-геологическим признакам ее можно провести от станицы Степной через южную окраину Кучеровой плавни (в 3?4 км западнее поселка Куйбышевского) и отсюда на юг по правой стороне Глубокого (Чумянного), а затем Ангелинского ериков (3?4 км от них) через западный край станицы Ивановской до Ангелинского канала и вдоль последнего до станицы Марьянская.

Пойма Кубани от станицы Марьянская до города Усть-Лабинск занимает примерно 85 тыс. га. Площадь всей исследованной территории составляет около 1440 млн. га [Блажний, 1971, с. 7?8].

2.2 Агроклиматические условия района исследований

Климат Краснодарского края формируется под воздействием комплекса физико-географических условий, из которых наиболее важными являются радиационный режим, циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность. Территория края располагается на границе двух поясов — умеренного и субтропического, с чем и связаны особенности радиационного режима и циркуляции атмосферы.

Благодаря своему южному положению территория края получает много солнечного тепла. Суммарная радиация наибольшей величины достигает в летний период — свыше 48 ккал/см² и наименьшей зимой до 12 ккал/см². За год суммарная радиация в северных районах края 115 ккал/см², в южных более 120 ккал/см².

Радиационный баланс зимой отрицательный, а во все остальные сезоны и за год положительный. Это объясняется относительно большой потерей тепла за счет излучения. За летний период радиационный баланс составляет 26?27 ккал/см² на севере края; к югу несколько больше, осенью он составляет всего 6 ккал/см². За год радиационный баланс превышает 45 ккал/см².

Характерными условиями циркуляции атмосферы зимой является стационарное положение отрога азиатского антициклона, располагающегося на юго-востоке Европейской территории России, а также прохождение средиземноморских и иранских циклонов; летом же надвижение отрогов субтропических областей повышенного давления и вынос тропического воздуха из Малой Азии.

На климат края значительное влияние оказывает Черное море, которое является дополнительным источником влаги.

В климатическом отношении край отличается большим разнообразием — от холодного климата высокогорий к умеренно-континентальному климату Прикубанской низменности и лесных предгорий до субтропического климата Черноморского побережья.

Температура воздуха имеет резко выраженный годовой ход. Абсолютная годовая амплитуда температуры воздуха составляет в равнинной части края 72є, в горах она уменьшается до 60?70є и на Черноморском побережье до 50є [Атлас: Краснодарский край и Республика Адыгея, 1996, с.3].

На большей части территории зима малоснежная, с частыми оттепелями. Снежный покров устойчив и высок только в горах, где на юго-западных склонах средняя из наибольших его высот за зиму достигает почти 5 м. Лето на большей части территории края жаркое, а в северных районах еще и недостаточно увлажненное, с большей повторяемостью засух.

Территория Краснодарского края благодаря своему южному положению получает достаточно много тепла: продолжительность солнечного сияния составляет 2200?2400 часов в год; количество суммарной радиации колеблется от 115?120 ккал/см².

Наибольшая сумма температур воздуха за период с температурами выше 10° накапливается на Черноморском побережье — до 4000−4200є. На равнинной части территории она составляет 3400−3600є, в предгорьях 3000−3400є. С увеличением высоты местности количество тепла убывает.

Продолжительность теплого периода (периода с температурой воздуха выше 0є) на большей части территории составляет 9−10 месяцев, а на Черноморском побережье устойчивого перехода через 0є не бывает, т. е. снижение температур воздуха до отрицательных значений наблюдается в холодный период лишь в течение нескольких дней.

Безморозный период в большинстве районов длится 180−200 дней, на Черноморском побережье — 220−260.

Распределение осадков по территории крайне неравномерно, особенно в горных районах, где на величину осадков влияет высота и экспозиция склонов. Количество осадков за год увеличивается по территории в направлении с севера на юг и в среднем составляет на большей части равнинных районов 500−600 мм. В предгорьях и прилегающих к ним равнинных районах оно увеличивается до 700−800 мм, а в горах до 2000 мм. Максимум осадков на равнинной части приходится на лето, а на побережье — на холодную часть года [Агроклиматический справочник Краснодарского края, 1961, с. 4?6].

В последние годы в летние месяцы наблюдаются длительные засушливые периоды с высокими температурами воздуха. Предыдущий год характеризовался затяжной прохладной с частыми дождями весной и резкими температурными перепадами в летние месяцы. В июне-июле температура воздуха достигала в дневные часы 40єС и выше. За период вегетации овощных культур погодные условия сложились следующим образом (таблица 1).

Таблица 1 — Метеорологические условия периода вегетации овощных культур (п. Белозерный, 2011 г.) [Усовершенствовать систему защиты овощных и бахчевых …, 2011, с.8]

2.3 Геоморфология района исследований

Обширные пространства Азово-Кубанской равнины соответствуют области глубокого погружения герцинского складчатого основания. Наибольший его прогиб совпадает с низовьями р. Кубань.

Эта область в послегерцинское время переживала более длительный этап континентального развития, который продолжался до конца нижнемеловой эпохи. Наиболее интенсивные нисходящие движения происходили здесь в верхнемеловую и в особенности в палеогеновую эпоху, когда существовал единый Предкавказский краевой прогиб. Тенденция к поднятию, наметившаяся в восточной части области в миоцене, в плиоцене и четвертичное время, распространилась на северо-западную ее часть. В верхнечетвертичную эпоху устойчивые нисходящие движения происходили лишь в районе реки Кубань.

Азово-Кубанская впадина является областью преобладающего развития эрозионно-аккумулятивных равнин. Формирование их рельефа происходило в посленижнечетвертичное время. Основными этапами рельефа здесь являются: лессовые эрозионно-аккумулятивные плиоценово-четвертичные равнины, аллювиальные аккумулятивные четвертичные равнины с покровом лессов, террасированная долина нижнего течения реки Кубань, дельтовые аллювиальные современные равнины [Сафронов, 1961, с. 57?63].

Аллювиальные аккумулятивные равнины с покровом лессов занимают пространства в южной части Азово-Кубанской впадины между рекой Бейсуг и широтным отрезком реки Кубани. Их формирование связано с четко определившимся северо-западным направлением реки Кубань в нижнечетвертичное время. Под мощными лессовидными суглинками здесь залегает сплошной горизонт разнозернистых песков нижнечетвертичной террасы реки Кубань, которая переходит на правый берег в районе Кропоткина и прослеживается широкой полосой по Ахтарского лимана Азовского моря. К западу, по направлению к дельте реки Кубань, поверхность этой террасы через слабо выраженный в рельефе уступ переходит в средне — и верхнечетвертичные террасы реки Кубань. Последние выходят из пределов долины реки Кубань в районе Краснодара и прослеживаются по междуречьям несколько севернее устья реки Кирпили.

По общему морфологическому строению аллювиальные равнины и примыкающие к ним с юга и северо-запада поверхности четвертичных террас реки Кубань, также сложенные лессовидными суглинками, мало отличимы от эрозионно-аккумулятивных равнин северной части Кубанской впадины.

Долина нижнего течения реки Кубань, имеющая в основном широтное направление, на протяжении от города Кропоткин до станицы Марьянская отделяет лессовые равнины от наклонных террасированных равнин предгорий Северо-Западного Кавказа. Правый склон долины обозначается четко выраженным в рельефе уступом нижнечетвертичной террасы реки Кубань, сложенным лессовидными суглинками. Ниже станицы Васюринская он сопровождается морфологически хорошо выраженной среднечетвертичной террасой и отдельными фрагментами более молодых террас, также сложенных суглинками. Очертания левого склона нижнего отрезка долины реки Кубань чрезвычайно расплывчаты. Между устьями рек Лаба и Афипс они намечаются уступами низких верхнечетвертичных террас, отходящих от русла на далекое расстояние, но ниже Краснодара река Кубань по существу не имеет долины. На всем протяжении нижнего течения реки Кубань ее русло делает большие излучины среди широкой низкой поймы, которая ниже станицы Марьянская переходит в пространства заболоченных плавней дельты реки.

Дельтовые аллювиальные равнины занимают обширные пространства в низовьях реки Кубань к западу от меридиана станицы Марьянская. Их формирование происходило в условиях преобладающих новейших погружений района низовий реки Кубань при сложном процессе взаимодействия между Азовским морем и водами реки. Различают современную дельту реки Кубань и более древние дельтовые равнины, расположенные большей частью к востоку от меридиана г. Славянск-на-Кубани. Современная дельта характеризуется типично выраженными аллювиальными, аккумулятивными формами рельефа. Здесь выделяются кроме основных русел раздвоения главной реки Кубань и Протока многочисленные русла временно действующих рукавов, мелкие временные протоки ерики, прирусловые гряды, межгрядовые плоские понижения и связанные с ним озера — дельтовые лиманы и заболоченные пространства — плавни. Аналогичные черты рельефа сохраняются и в переходной полосе, от молодой к древней, более высокой до 12?16 м, дельтовой равнине. В пределах последней характерные элементы дельтового рельефа ерики, гряды подверглись значительным изменениям и поэтому морфологически выражены не так ясно [Сафронов, 1969, с. 116?118].

2.4 Почвы района исследований

Почвы представлены западно-предкавказскими сверхмощными малогумусными слабовыщелоченными и выщелоченными черноземами. Механический состав легкоглинистый. Содержание физической глины колеблется от 64 до 72%, а илистых частиц — от 39 до 42%, которые придают почвам большую связность. Мощность гумусового горизонта достигает глубины 140?180 см, иногда 200 см. Содержание гумуса в верхних слоях почвы 4,5 [Симакин, 1983, с. 124?126].

Почвы достаточно богаты элементами минерального питания. Содержание общего азота в поверхностных горизонтах — 0,22?0,30%. Валовое содержание фосфора в пахотном слое колеблется от 0,18 до 0,28%, с глубиной его количество падает. Значительная часть его находится в органической форме, недоступной растениям. Органические соединения фосфора составляют 42?46% от его общего количества. Обеспеченность калием как валовым (1,9?2,8%), так и подвижными формами его, достаточная [Блажний, 1971, с. 10?12; Вальков, Колесников, 2002, с. 45?51].

Реакция почвенного раствора близка к нейтральной, со слабой щелочностью в нижних горизонтах.

Особенностью физических свойств западно-предкавказских выщелоченных черноземов является пониженная скважность. Преобладание капиллярной скважности над некапиллярной затрудняет газообмен, аэрацию почв. Силы капиллярного давления слабее сил трения, и капиллярный подъем воды в этих почвах незначителен. Слабое проявление капиллярных сил, крайне медленное движение молекулярной воды обусловливают слабую водоподъемную способность почвы [Блажний, 1974, с. 3?16].

Полевая влагоемкость характеризуемых почв для разных слоев выражается следующими показателями: в слое 0?20 см — 30,4%, 20?60 см — 27,5%, 60?100 см — 26,2%, 100?160 см — 24,9%, 160?200 см — 22,9%. При больших предельных запасах влаги в двухметровом слое — 693 мм, на долю продуктивной приходится всего 253 мм или 37,3%, причем лишь 15,7% в легкоподвижном состоянии. Большая часть продуктивной влаги, таким образом, представлена малоподвижными труднодоступными для растений формами.

Сильная выщелоченность, тяжелый механический состав почв являются причиной легкого заплывания их после дождей и образования на поверхности плотной корки. Это неблагоприятный показатель для культуры репчатого лука с его слабой неглубоко проникающей корневой системой и требует обязательных рыхлений после поливов и дождей.

Водно-физические свойства почв обусловливают медленный прогрев их ранней весной. Почва медленно «спеет». С наступлением же устойчивого потепления наблюдается быстрое повышение ее температуры. С июня по сентябрь поверхность почвы сильно нагревается (до 60єС). Перегрев затрагивает и близлежащие слои в 10?15 см, где температура достигает 40єС [Кузнецов, 1946, с. 25?58].

Черноземы образовались под обильной степной растительностью, в условиях равнинного рельефа, умеренно теплого климата и ограниченного количества осадков (не более 300?500 мм в год); коэффициент увлажнения меньше 1. Это обусловливает непромывной или периодически промывной тип водного режима [Матюк, Беленков, 2011, с. 49?50]. На территории Краснодарского края черноземы занимают обширные площади равнин и предгорий (Азово-Кубанская низменность, Кубинская наклонная равнина, Таманский полуостров). На них расположена большая часть пахотных земель. Черноземы выщелоченные содержат карбонаты только в нижней части гумусового профиля или за его пределами.

Черноземы выщелоченные и типичные наибольшие площади занимают в Западном Предкавказье, располагаясь широкой полосой в южной части Азово-Кубанской низменности. Образовавшиеся черноземы имеют неповторимый облик: при сравнительно невысоком содержании органических веществ (4,0?4,8%) гумусонакопление охватывает мощную толщу материнской породы. Величина гумусового горизонта превышает 150 см.

Типичные и выщелоченные черноземы средне обеспечены подвижными соединениями Р и К, имеют на всю глубину почвенного профиля благоприятное агрофизическое состояние, характеризуются нейтральной реакцией среды. Все свойства в совокупности делают их плодороднейшими на Земле [Вальков, Штомпель, 1995, с. 60?63]. Агрохимическая характеристика почв представлена в таблице 2.

Таблица 2 — Агрохимическая характеристика исследуемых почв [разработать элементы агротехники …, 2011, с.7]

В большинстве своем черноземы развиваются на суглинистых породах — лессах или лессовидных наносах, которые отличаются хорошей водопроницаемостью, пористостью и карбонатностью. Наиболее характерный рельеф в районах формирования черноземов — равнинный, с разной степенью развитости овражно-балочной сети. В областях распространения черноземов складывается следующий комплекс условий почвообразования: наличие травянистой растительности, поставляющей в почву большое количество богатых зольными элементами и азотом органических остатков; богатство почвообразующих пород карбонатами кальция или первичными кальцийсодержащими минералами; континентальный климат со сменой периодов увлажнения и иссушения, прогревания и промерзания. Морфологический профиль типичных черноземов включает следующие горизонты. С поверхности залегает горизонт степного войлока (если почвы распахиваются, то этот горизонт отсутствует). Ниже развит мощный гумусово-аккумулятивный горизонт A1_h — темно-серый, почти черный, мелкозернистый или комковато-зернистый, рыхлый, густо пронизан корнями травянистых растений и ходами червей. А1В — переходный гумусовый горизонт, буровато-серый, книзу серая окраска ослабевает, зернисто-комковатый, менее рыхлый, чем вышележащий; в нижней части вскипает и содержит карбонаты в виде псевдомицелия и трубочек. В_са — иллювиально-карбонатный горизонт, бурый или палево-бурый с белесыми пятнами конкреционных карбонатных новообразований; имеет комковато-ореховатую структуру, уплотненный. С_са — почвообразующая порода, выделяется уменьшением содержания карбонатных скоплений и ухудшением структуры.

Суммарная мощность горизонтов А1_h и А1 В сверхмощных черноземов составляет более 120 см. Содержание гумуса в малогумусных черноземах составляет менее 6%. Черноземы — это почвы с максимально широким отношением в составе гумуса С_r/С_{ф -} от 1,5 до 2,0 и даже несколько более. Среди фракций гумуса преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием. В гумусовом горизонте наблюдается значительное содержание азота, калия и фосфора. Реакция почвенного раствора в верхней части профиля типичных черноземов близка к нейтральной. В карбонатных горизонтах она становится слабощелочной. Емкость поглощения благодаря большому количеству органических коллоидов очень высокая, особенно в верхних горизонтах (от 30 до 60?70 мг • экв на 100 г почвы). Почвенный поглощающий комплекс полностью насыщен основаниями, среди которых преобладает кальций (75?80%). Черноземы обладают хорошими физическими свойствами: водопрочной структурой, высокой воздухо — и водопроницаемостью, значительной водоудерживающей способностью [Геннадиев, Глазовская, 2005, с. 285?291].

3. Методика проведения исследований

3.1 Методика проведения эксперимента

Исследования выполнялись на опытном поле ГНУ ВНИИ риса, отдел овощного и картофельного хозяйства (п. Белозерный, пригород г. Краснодара). Почва опытного участка в пригороде Краснодара (опытный участок ГНУ ВНИИ риса) — выщелоченный слубогумусный сверхмощный тяжелосуглинистый чернозем. Опыты проводились на овощных культурах: картофель и капуста белокочанная.

Исследования по испытанию природного удобрения на основе свободного кремнезема Хотынецкого месторождения цеолитов при выращивании картофеля, лука, томата и капусты в условиях Краснодарского края проводились в соответствии с «Методикой опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» [Белик, 1992], «Методикой полевого опыта» [Доспехов, 1979], «Методикой полевых и вегетационных опытов с удобрениями и гербицидами [Журбицкий, 1967], «Рекомендациями по методике проведения наблюдений и исследований в полевом опыте» [Рекомендации по методике …, 1973].

Исследовательскую работу по усовершенствованию системы защиты овощных и бахчевых культур от болезней и вредителей, наиболее распространенных в крае, на основе применения экологически безопасных препаратов проводилась в соответствии с методиками: «Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» [Белик, 1992], «Методика полевого опыта в овощеводстве и бахчеводстве» [Белик, Бондаренко, 1979], «Методические указания по испытанию новых препаратов против основных вредителей и болезней овощных культур» [Методические указания …, 1979], «Методические указания по испытанию инсектицидов, акарицидов и молюскоцидов в растениеводстве» [Методические указания …, 1986], «Методических указаний по регистрационным указаниям, инсектицидов, акарицидов и родентицидов в сельском хозяйстве» [Долженко, 2004].

В широкой практике агрономических исследований используют в основном четыре типа сравнительных экспериментов: лабораторный, вегетационный, лизиметрический и полевой. Лабораторный эксперимент — это исследование, осуществляемое в лабораторной обстановке с целью установления действия и взаимодействия факторов на изучаемые объекты. Вегетационный эксперимент — исследование, осуществляемое в контролируемых условиях — вегетационных домиках, теплицах, оранжереях, климатических камерах и других сооружениях с целью установления различий между вариантами опыта и количественной оценки действия и взаимодействия изучаемых факторов на урожай и его количество. Лизиметрический эксперимент — исследование жизни растений и свойств почвы проводят в поле, в специальных лизиметрах, где почва отгорожена со всех сторон (с боков и снизу) от окружающей почвы и подпочвы.

Полевой опыт — это исследование, осуществляемое в полевой обстановке на специально выделенном участке. Основной задачей полевого опыта является установление различий между вариантами опыта, количественная оценка действий факторов жизни, условий или приемов возделывания на урожай растений и его качество. Особенность полевого опыта, отличающая его от других методов исследования, состоит в том, что культурное растение изучают вместе со всей совокупностью почвенных, климатических и агротехнических факторов, очень близких к производственным, или непосредственно в производственных условиях. Только полевой может установить связь между урожаем и средствами воздействия на него. Полевые опыты делятся на 2 группы:

1) агротехнические;

2) опыты по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Основная задача агротехнических опытов — сравнительная объективная оценка действия различных факторов жизни, условий, приемов возделывания или их сочетаний на урожай сельскохозяйственных культур и его качество. Опыты по сортоиспытанию, где сравниваются при одинаковых условиях генетически различные растения, служат для объективной оценки сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. На основании этих опытов наиболее урожайные, ценные по качеству и устойчивые сорта и гибриды районируют и внедряют в сельскохозяйственное производство [Доспехов, 1985, с. 9?23].

Перед закладкой опытов по возделыванию и уборке овощей и плодов бахчевых культур необходимо четко определить задачу исследования и метод ее решения (лабораторный, вегетационный, полевой или сочетание их). Затем составляют схему и формулируют программу исследований (рабочий план).

Полевые опыты в производственной обстановке закладывают в типичных почвенно-климатических и агротехнических (хозяйственных) условиях. Последнее определяется применением имеющихся в хозяйстве сельскохозяйственных машин, подбором типичных предшественников, посевом семян культур районированных сортов и другими условиями [Гладких, Беляков, 2001, с. 29?32].

В полевом опыте варианты сравнивают по разным показателям и в первую очередь по урожайности. Ценность сравнений зависит от соблюдения методических требований к полевому опыту. Земельный участок для будущего опыта должен соответствовать тем условиям, в которых предполагается использовать результаты опыта: свойствам, плодородию и рельефу почв, распространенных в данном районе или даже в других районах, близких по природным условиям. Это первое и важнейшее требование к земельному участку и полевому опыту называется типичностью или репрезентативностью. Второе требование к опытному участку — однородность его почвенного покрова. Это требование будет меняться в зависимости от зоны и цели опыта. Чтобы правильно выбрать участок необходимо тщательно изучить его историю, провести почвенное обследование, изучить рельеф, микрорельеф, засоренность и учесть ряд возможных случайных факторов. Для большинства опытов предпочтителен ровный или с небольшим однообразным уклоном участок (1?2,5 м на 100 м). При выборе земельного участка необходимо учитывать и микрорельеф (блюдца, бугорки, мелкие ложбинки, свальные и развальные борозды) [Доспехов, 1985, с. 34?38].

Полевой опыт ставят на делянках, имеющих определенный размер и форму. Размер опытной делянки для разных видов полевого опыта в каждом конкретном случае будет меняться в зависимости от назначения и задачи опыта, культуры, степени и характера пестроты почвенного покрова, агротехники и от тог, какими орудиями, машинами предполагается пользоваться и возможна ли одновременная обработка делянок или их придется обрабатывать раздельно. Наиболее широко используются делянки размером 50?200, а на первоначальных этапах исследовательской работы 10?15 м². При установлении размера делянки следует учитывать особенности агротехники растений: ширину междурядий, густоту стояния и т. п. Плодовые и овощные культуры имеют довольно высокий нижний предел площади делянок: она должна быть достаточной, чтобы индивидуальная (генетическая) изменчивость растений не оказывала существенного влияния на ошибку опыта [Доспехов, 1985, с. 46?48].

Программа исследований включает схему опыта, условия и методику его проведения. Методически важно при разработке схемы определить контрольные варианты, чтобы правильно оценить реакцию культуры на удобрения. Схема полевого опыта представляет собой перечень (совокупность) входящих в него изучаемых и контрольных вариантов. Ее составление является наиболее ответственной задачей, которую приходится решать исследователю при планировании эксперимента. Схема опыта должна быть построена так, чтобы в ней обязательно был элемент сравнения, который позволит в результате исследований установить эффективность каждого отдельного варианта. Поэтому одним из вариантов схемы опыта должен быть контроль (стандарт), с которым сравнивают все остальные варианты или часть их. Контроль должен приходиться на сравнительно небольшое число вариантов — не больше 10?12. При увеличении числа вариантов точность опыта снижается. Следует также иметь в виду, что увеличение числа вариантов при более крупных делянках ведет к большему снижению точности опыта, чем при делянках меньшего размера [Сирота, Беляков, 2006, с. 186?189]. В исследованиях по использованию цеолитов при выращивании картофеля и капусты площадь делянки была 20 м², в опыте по разработке агроприемов для повышения эффективности получения семенного картофеля площадь делянки была 10 м², в исследованиях по изучению эффективных биологических средств в борьбе с листогрызущими вредителями на капусте площадь делянки 10 м².

Проведение сопутствующих исследований является обязательным для всех без исключения опытов. К ним относятся: учет метеорологических факторов, фенологические наблюдения, биометрические исследования, наблюдения за влажностью почвы, учет густоты стояния растений. Метеорологические факторы — осадки, температура и относительная влажность воздуха — должны учитываться не только за вегетационный период, но и за предшествующие ему осенне-зимние месяцы. Анализ метеорологических условий желательно проводить по месяцам или декадам, а также по периодам роста подопытных растений [Кирюшин, Усманов, 2009, с. 75?81].

Важно учитывать не только средние, но также минимальные (например, весенние и осенние заморозки) и максимальные температуры воздуха. Метеорологические данные, как правило, должны быть получены на метеорологическом пункте или станции непосредственно в самом научном учреждении (особенно по осадкам), в крайнем случае — на ближайшей метеорологической станции, расположенной не далее 1 м от места проведения опытов.

Фенологические наблюдения необходимы для оценки влияния агроприемов или факторов среды на рост и развит растений. Их проводят на всех делянках опыта. По каждой фазе отмечается начало ее наступления, когда она отмечены у 10% растений, и массовое наступление, когда эта фаза отмечена у 75% растений. У отдельных видов овощных растений отмечают срок проведения следующих работ и наступления фаз роста: у картофеля — посадка, всходы, бутонизация, цветение, клубнеобразование, начало естественного отмирания ботвы в момент уборки, уборка; у капусты — появление нового листа посаженной рассады, начало завязывания кочана, полное образование кочана, первый и последний сбор кочанов [Константинов, 1952, с. 128?131].

Густота растений (побегов) является одним из главных элементов, формирующих общую урожайность сельскохозяйственных культур. Густоту стояния растений определяют на всех делянках опыта дважды — после подсадки рассады или после второй прорывки посевных культур и перед уборкой урожая (у корнеплодов при уборке). Иногда, это предусмотрено условиями опыта, ведут учет появления всходов в динамике и густоты стояния растений в период появления полных всходов. Подсчитывают все растения на всех учетных делянках. Сроки учета прироста растений различных культур следующие:

1) капуста: рассады — перед посадкой в грунт, кочана — через 5 дней после срока массового завязывания, при первом и последнем сборе урожая;

2) корнеплодные овощные культуры: при появлении третьего настоящего листа, при уборке пучковой, а затем и обрезной продукции, при уборке технически зрелых корнеплодов [Пискунов, 2004, с. 60?65].

3.2 Методы выполнения биохимических анализов растительной продукции

Анализы содержания веществ в овощных культурах (капусте белокочанной и картофеле) проводились в лабораторных условиях. В овощах определялось содержание сухого вещества, общего сахара, моносахара, дисахара, витамина «С», общей кислотности, клетчатки, крахмала, нитратов.

Сухое вещество? это материал, из которого удалена вся вода [Поморцева, 2001, с.35]. Содержание сухого вещества в овощах выполнялось методом высушивания до постоянного веса. Метод основан на высушивании средней пробы в сушильном шкафу в течении 7 часов при температуре 100?105єС. После взвешивания ставят повторно еще на 2?3 часа.

Качество и пищевая ценность овощей определяется содержанием в них простых легкорастворимых углеводов, представленных дисахаридами (сахарозой) и моносахаридами (фруктозой и глюкозой). Содержание сахаров и их отдельных компонентов зависит от условий минерального питания овощных культур, зоны выращивания и агротехники [Кидин, Дерюгин, 2008, с.233].

Содержание сахаров в овощах определяли по методу Бертрана: все взятые навески переносятся водой после растирания с песком в 100 мл колбы. Колбы должны быть наполнены водной вытяжкой не более чем как 4/5. Колбы с вытяжкой ставят на 30 минут на водяную баню на извлечение при температуре 70−80єС. После остывания колбы доводят водой до метки и берут 25 мл на вытяжки на I очистку в 50 мл колбы. Приливают в них по 2 мл Pb (OOCH₃) ₂, доливают до метки, взбалтывают, фильтруют. Затем 25 мл полученного фильтрата берут в 50 мл колбы для II очистки фильтрата. В них приливают по 2 мл гидрофосфата натрия для осаждения избытка Pb, доводят до метки. На определение общего сахара берут 10 мл фильтрата в большие колбы Эрленмейера, добавляют 10 мл воды и 0,3 мл концентрированной соляной кислоты и ставят на 30 минут на кипящую водяную баню на гидролиз (обменная реакция между веществом и водой). После гидролиза в колбы приливают по 40 мл фелинговой жидкости, ставят на плитку и кипятят 3 минуты. Полученный осадок промывают 4 раза сначала горячей, а затем холодной водой, растворяют осадок на фильтре и в колбах сернокислым железом или железоаммиачными квасцами, дважды промывают фильтры водой и титруют содержимое колбы 0,5 н. раствором перманганата калия до появления слабо розовой окраски. Для определения моносахаров берут 10 мл фильтрата после II очистки, добавляют 10 мл воды и 40 мл фелинговой жидкости. Затем кипятят 3 минуты и определяют как и общий сахар. Дисахара определяют вычитая из общего количества сахара количество моносахаров [Радов, Пустовой, 1965, с.243−247]. Моносахара (простые углеводы)? наиболее простые представители углеводов и при гидролизе не расщепляются до более простых соединений. Они являются обычно бесцветными, растворимыми в воде, прозрачными твердыми веществами. Моносахара? стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды (такие, как сахароза, мальтоза, лактоза), олигосахариды и полисахариды (такие, как целлюлоза и крахмал). Сложные сахара? это дисахариды (сахароза, лактоза и мальтоза) и полисахариды (крахмал). Дисахара растворимы в воде, сладкие на вкус и расщепляются в организме человека на две молекулы моносахаридов [Северина, 2003, с.289].