Эффективность использования солнечной энергии привойно-подвойными комбинациями яблони

Ключевые слова: привойно-подвойные комбинации, урожайность, интенсивный сад, схема посадки, чистая продуктивность фотосинтеза.

Введение

Подбор привойно-подвойных комбинаций с оптимальными параметрами крон является базовым фактором в совершенствовании структуры сада, как оптико-фотосинтезирующей системы. Интенсификация садоводства предусматривает создание садов, рано вступающих в пору промышленного плодоношения, дающих высококачественные плоды и отличающихся высокой и стабильной урожайностью в течение всего периода их эксплуатации.

В опытах Р.П. Кудрявца и В.В. Хроменко (1978) листья яблони использовали от 0,4 до 3,7% интегральной солнечной радиации за счет оптимизации факторов. В условиях Молдавии в интенсивных садах коэффициент использования ФАР равен 2,3-2,4% при средней урожайности 342-248 ц/га. В перспективе он может быть увеличен до 3% (Рудь Г.Я., Бабук В.И., 1982).

Основываясь на теории продуктивности фотосинтеза, необходимо определить потенциальные возможности растений и пути их реализации, установить отношение хозяйственно-ценной части урожая к общему биологическому и найти факторы, влияющие на этот процесс.

Цветение молодого сада яблони на подвое Р60

Место, объекты и методика исследований

Исследования проводились в интенсивном саду 2003 года посадки в 2005-2008 гг. Опыты были заложены на сорте яблони Орлик, привитом на подвоях 57-545 (среднерослый), 62-396 (полукарликовый), Р60 (карликовый), Р59 (суперкарликовый). В качестве контроля брался вариант на подвое 62-396.

Деревья были высажены по уплотненной схеме (4,5 х 1,0м), кроны формировались по веретеновидному типу, в саду была установлена шпалера. Учитывался урожай, площадь листьев на дереве, эффективность использования энергии солнечной радиации в процессе фотосинтеза и распределение сухих веществ.

Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) за период формирования плодов определяли на периферии кроны. Метод изучения ЧПФ основан на кольцевании однолетней ветки, несущей плод, с оставлением определенной площади листьев (Овсянников, 1973, 1985).

Эффективность использования фотосинтетически активной радиации (КПД ФАР) определялась отношением количества энергии, запасенной в продуктах фотосинтеза или в образовавшейся сухой фитомассе урожая, к количеству использованной радиации. КПД использования ФАР непосредственно в процессе фотосинтеза листьев вычислялся на основе данных по ЧПФ по методике А.С. Овсянникова (1988). Для этого ЧПФ, выраженную в ккал/м² листьев в сутки, делили на среднесуточную величину радиации, падающую за период работы листьев. КПД использования ФАР кронами вычисляли следующим образом. ЧПФ, выраженную в энергии, умножали на листовой индекс кроны и находили среднесуточное накопление энергии в биологическом урожае, которое образуется за счет фотосинтеза листовой поверхности растений в расчете на 1м² проекции кроны, при отношении полученной величины к среднесуточному приходу ФАР на 1м² площади, получали КПД использования ФАР непосредственно кронами на биологический урожай. КПД использования ФАР на хозяйственно-ценную часть урожая находили отношением энергии в сухой фитомассе хозяйственно-ценной части урожая к суммарному приходу ФАР за вегетационный период на единицу площади.

Интенсивный сад яблони с веретеновидной формировкой, позволяющей поддерживать оптимальный световой режим

Результаты исследований

Наибольший урожай плодов за период исследований был получен у деревьев на подвое Р60. Существенно ниже была урожайность на более сильнорослых подвоях 62-396 и 57-545 (табл.1). Однако, при расчёте урожая на проекцию и объем крон, на площадь листьев наблюдалось значительное увеличение этих показателей на суперкарликовом подвое Р59 за счет уменьшения параметров крон деревьев в этих вариантах.

Таблица 1

Урожайность привойно-подвойных комбинаций яблони в интенсивном саду (2003 г.п., схема посадки 4,5 x 1,0 м, 2005-2008 гг.)

При анализе продуктивности объема крон деревьев и хозяйственной продуктивности листьев существенных различий между деревьями на подвоях 62-396 и 57-545 за данный период не установлено. Необходимо отметить, что на изучаемых польских подвоях все показатели урожайности были значительно выше.

В расчете на площадь сада наибольших значений площадь листьев на деревьях достигала на подвое 57-545 — 6,2 тыс.м²/га (табл.2). Формирование ассимиляционной поверхности напрямую зависело от силы роста подвоя. С уменьшением силы роста подвоев объем крон деревьев и площадь листьев на них существенно уменьшались. При анализе расчетных показателей: площадь листьев в расчете на проекцию и объем крон деревьев, на 1кг плодов видно, что существенность различий между вариантами остается.

Интенсивный сад яблони сорта Голден Делишес на подвое Р60

Таблица 2

Экономическая эффективность сортов ягодных культур нового поколения при индустриальной технологии возделывания

Деревья на среднерослом подвое 57-545 по сравнению с другими вариантами были существенно выше, имели больший диаметр крон, площадь проекции и объем. Самые небольшие параметры крон были у деревьев на подвое Р59.

Складывающийся световой режим в кронах способствовал нормальному протеканию процессов фотосинтеза, т.к. практически отсутствовали зоны с уровнем освещенности ниже 40 % от полной. Различия в освещенности в зависимости от типа подвоя проявлялись на высоте 0,5-1м от поверхности почвы. Если в контроле средний уровень освещения крон на высоте 1м составил 71,6%, то на более сильнорослом подвое 57-545 данный коэффициент составил всего 53,8%, на высоте 0,5м эти цифры, соответственно, составили 54,8 и 45,8%. У деревьев на подвое 62-396 кроны освещены более равномерно, средний коэффициент пропускания в целом по кроне составил 75,2%, на подвое 57-545 он равнялся 67,5%. Более высокий уровень освещения установлен у деревьев на подвоях Р60 и Р59, средний коэффициент пропускания в целом по кроне составил 81,4 и 82,2%, соответственно.

Фактическая удельная продуктивность листьев (УПЛфакт.) по вариантам имела существенные различия и составила 1,34-4,18кг/м². Коэффициент хозяйственного использования ассимилятов на урожай (Кхоз) имел более высокие значения у деревьев на более слаборослых подвоях и возрастал, соответственно, от 23,8 (у 57-545) до 57,2%(у Р59), где основная масса ассимилятов расходовалась на формирование и рост плодов.

Анализ полученных данных по эффективности использования солнечной энергии в саду за 2005-2008 гг. показывает, что КПД ФАР в урожае биологическом (Убиол.) в расчете на общую площадь сада возрастал на более сильнорослых, а в урожае хозяйственном (Ухоз.) на более слаборослых подвоях (табл. 3).

Интенсивный шпалерно-карликовый сад сорта Жигулевское на подвое 62-396

Таблица 3

Эффективность использования энергии солнечной радиации в процессе фотосинтеза привойно-подвойными комбинациями в саду (2003 г.п, 2005-2008 гг.)

КПД ФАР в накоплении общей биомассы в расчете на 1 га изменялся от 0,44 до 0,78% по вариантам, при формировании хозяйственно-ценной продукции его значения снижались на 27-70% и находились в пределах от 0,23 до 0,45%. При рассмотрении использования ФАР в процессе фотосинтеза в расчете на площадь сада, занятую проекциями крон деревьев, эти показатели значительно выросли. Так, на общую фитомассу использовалось 1,98-3,07%, на хозяйственно полезную часть ее 0,94-2,08%. Исследования по распределению энергии, выработанной в процессе фотосинтеза, показали, что ее большая часть аккумулировалась в плодах у деревьев на суперкарликовом подвое Р59 (57,2%) и карликовом подвое Р60 (46,1%), т. е. в интенсивных садах на слаборослых подвоях более рационально используется энергия солнечной радиации. Наименее эффективно она использовалась на среднерослом подвое 57-545, где на формирование древесины расходовалось 61,2%.

Уплотненный шпалерно-карликовый сад яблони с компактной веретеновидной кроной

Выводы

1. Фактическая продуктивность листьев значительно возрастает у деревьев на более слаборослых подвоях. На суперкарликовом подвое Р59 она составила 4,18кг/м², на среднерослом 57-545 – всего 1,34кг/м², коэффициент хозяйственного использования ассимилятов на урожай составил 57,2 и 23,8%, соответственно.
2. Световой режим в кронах деревьев яблони зависит от силы роста подвоя. Высокий уровень освещения установлен на более слаборослых подвоях Р60 и Р59 (средний коэффициент пропускания по кроне 81,4 и 82,2%) в сравнение с 57-545 и 62-396 (67,5 и 75,2%).
3. В интенсивном саду яблони на суперкарликовом подвое Р59 на общую фитомассу используется 0,44% ФАР в расчете на 1га и 3,07% в расчете на 1м² проекции кроны, на хозяйственно полезную ее часть 0,32% и 2,08% ФАР, соответственно. На среднерослом подвое 57-545 на общую фитомассу расходуется 0,78 – 2,0%, на урожай 0,23 – 0,66% ФАР, т.е. с уменьшением силы роста привойно — подвойных комбинаций большая часть энергии аккумулируется в плодах.