WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Экологические факторы продуктивности смородины черной на мерзлотной почве в условиях якутии

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ГОРОХОВА ОЛЬГА ГАВРИЛЬЕВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОДУКТИВНОСТИ

СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ

НА МЕРЗЛОТНОЙ ПОЧВЕ В УСЛОВИЯХ ЯКУТИИ

Специальность 03.02.08 – экология (биологические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Улан-Удэ – 2012

Работа выполнена в Институте биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск

Научные руководители: доктор биологических наук Чевычелов Александр Павлович, кандидат биологических наук Коробкова Татьяна Сергеевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук Убугунова Вера Ивановна,
кандидат биологических наук Горбунов Иван Викторович
Ведущая организация: Научно-исследовательский институт прикладной экологии Севера ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Защита состоится «11» апреля 2012 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.022.03 при ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет» по адресу:

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, конференц-зал.

Факс: (3012) 210588, e-mail: d21202203@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»

Автореферат разослан « » марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Шорноева Н.А.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Агроэкология традиционно считается одним из разделов прикладной экологии. Так повышение плодородия почв и сохранение окружающей среды является надежной основой гарантированного обеспечения населения продуктами питания. Соблюдение экологических требований особенно важно для регионов с невысоким биоклиматическим потенциалом и почвами с низким естественным плодородием (Назарюк, 2007). В связи с этим разработка агроэкологических основ производства продукции растениеводства в северных регионах рискованного земледелия в современном состоянии экономики и продовольственного рынка России представляет предельно актуальную задачу.

Ягодоводство в России – традиционная составляющая садоводческой отрасли (Куликов, 2009). Климатические условия в зонах наиболее развитого садоводства в Сибири в большей степени отвечают требованиям к условиям произрастания ягодных культур по сравнению с плодовыми (Титова, 2009). Это особенно характерно для самого северного садоводства в России (Черткова, Готовцева, 2004).

Общеизвестна огромная роль ягодных культур, как источников витаминов, сахаров, микроэлементов и других биологически активных веществ, которые необходимы для нормального развития организма человека. Это особенно актуально для населения северных территорий России, проживающего в экстремальных условиях внешней среды. По нормам Института питания человек должен потреблять около 100 кг плодов и ягод в год, в том числе – 12-13 кг ягод. В Сибири на душу населения приходится всего 3-5 кг (Коробкова, 2001).

Продовольственное обеспечение населения Республики Саха (Якутия), проживающего в жестких климатических условиях, является одной из острейших проблем. Пища здесь должна быть не только высококалорийной, но и разнообразной. Однако население часто испытывает недостаток овощей и плодово-ягодных продуктов, особенно в свежем виде (Гончаров и др., 2009).

В связи с необходимостью обеспечения качественного и сбалансированного питания северян, и в частности якутян, остро стоит проблема производства скоропортящихся ягод в местных условиях и разработки научных основ ягодоводства в мерзлотной области. При этом возникает необходимость обоснования и разработки таких приемов управления продуктивностью растений и воспроизводством почвенного плодородия, которые исключали бы проявление различного рода отрицательных последствий, позволяя достигать намеченных результатов при наиболее экономном и экологически допустимом использовании почвы, воды и минеральных удобрений (Никитишен, Демидов, 1990).

Цель исследований. Оценка влияния агроэкологических условий на продуктивность смородины черной, произрастающей на мерзлотной почве.

Основные задачи:

  1. Изучение агрофизических и агрохимических свойств мерзлотной

лугово-черноземной почвы опытного участка.

  1. Исследование тепло- и влагообеспеченности почвы опытного участка

в контрастных климатических условиях лет наблюдений.



  1. Изучение динамики пищевого режима мерзлотной лугово-

черноземной почвы в условиях различного агрофона.

  1. Определение компонентов продуктивности трех сортов смородины

черной в разных агроэкологических условиях.

  1. Оценка качества ягод смородины черной в различных

агроэкологических условиях.

Научная новизна. В настоящее время агроэкологические основы северного земледелия и мерзлотного растениеводства слабо разработаны. До последнего времени при создании зональных технологий возделывания смородины черной в мерзлотной области не до конца учитывались эдафические условия. В связи с этим впервые на криоаридной территории Центральной Якутии в условиях полевого опыта изучены агрохимические и агрофизические свойства, гидротермический и пищевой режимы мерзлотной лугово-черноземной почвы в аспекте устойчивого развития агроэкосистем и повышения продуктивности смородины черной. Определено влияние агроэкологических условий на компоненты продуктивности и качество ягод трех сортов смородины черной различного генетического происхождения, возделываемых в Якутии.

Защищаемые положения:

  1. При научном обосновании приемов возделывания и повышения

продуктивности смородины черной в мерзлотной области, помимо агроклиматического потенциала необходимо оценивать уровни плодородия криогенных почв.

  1. Основными факторами продуктивности смородины черной,

произрастающей в Центральной Якутии на относительно теплообеспеченных мерзлотных лугово-черноземных почвах, являются влажность и агрофон.

  1. При равных агроэкологических условиях среди исследуемых форм

смородины черной по продуктивности выделяется сорт местной селекции Якутская по сравнению с инорайонными сортами Омская и Надежда.

Практическая значимость. Как уже отмечалось, одним из надежных и эффективных источников витаминной продукции в условиях северного садоводства являются ягодные культуры. Внедрение лучших сортов ягодных культур в производство сдерживается неудовлетворительной работой питомников и недопустимо низким уровнем агротехники на промышленных плантациях. При этом также неудовлетворительно решается проблема улучшения качественных показателей ягод. Из-за несоблюдения зональных технологий возделывания и создания необходимых агроэкологических условий хозяйственный потенциал продуктивности ягодных культур используется, как правило, только на 10-20% (Казаков, 2009).

В связи с этим используемые нами приемы повышения уровня плодородия мерзлотной лугово-черноземной почвы привели к максимальному увеличению урожайности ягод, произрастающей на ней смородины черной в 1,5-2 раза, а также содержания в них аскорбиновой кислоты на 25-30% и витамина Р – на 40-60%. Данные приемы могут быть с успехом использованы как в промышленном, так и в любительском садоводстве при возделывании смородины черной на малоплодородных мерзлотных почвах Центральной Якутии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и доложены на российских и международных конференциях: «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск, 2008), «Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмы функционирования» (Нижний Тагил, 2010), «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии» (Томск, 2010), «Почвы Сибири – прошлое, настоящее и будущее» (Новосибирск, 2010), а также на межлабораторных семинарах Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.

Личный вклад автора. Автором проведены полевые и лабораторные работы, анализ полученных материалов, их научная интерпретация и публикация.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, включенных в соответствующий «Перечень» ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Она изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 5 рисунков. Список литературы включает 139 источников, в том числе 14 иностранных авторов.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям – д.б.н. Чевычелову Александру Павловичу и к.б.н Коробковой Татьяне Сергеевне. Особую признательность автор выражает коллективам лаборатории генезиса почв и радиоэкологии, плодово-ягодного питомника ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН за помощь в проведении полевых и лабораторных исследований.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ,

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

    1. Состояние изученности вопроса

В данном разделе работы проведен анализ научных публикаций, в которых изучались биологические особенности, влияние эдафических и климатических условий, уровня питания на продуктивность и качество ягод смородины черной, произрастающей, главным образом, в немерзлотных регионах нашей страны (Инденко, 1959; Мочалов, 1972; Предеина, 1972; Щербак, 1972; Каравосов, Шкурко, 1978; Северин, 1985, 1996, 2009; Горбов, Трунов, 2009; Кондаков, Сироткина, 2009; Резвякова, Ожерельева, 2009 и др.).





По результатам данных исследований установлено, что смородина черная лучше всего произрастает на почвах с благоприятными физико-химическими свойствами, не переувлажненных и не засоленных. В районах произрастания смородины с недостаточным увлажнением необходимым условием повышения ее продуктивности является орошение.

Подобные исследования также частично проводились в условиях криоаридной территории Центральной Якутии (Мусич, 1974; Черткова, 1974; Черткова, Готовцева, 2004 и др.) и носили эпизодический характер.

Но в данных работах авторами, как правило, не оценивались агрохимические и агрофизические свойства, пищевой и гидротермический режимы почв, в том числе и мерзлотных.

1.2 Объекты и методы исследований

Экспериментальные работы проводились на территории плодово-ягодного участка Якутского ботанического сада Института биологических проблем криолитозоны СО РАН в условиях полевого опыта (Доспехов, 1979) с органическими и минеральными макро- и микроудобрениями на фоне орошения. Объектами исследования являлись 3 сорта смородины черной: Якутская (Альго) (Ribes dikuscha Fisch. ex Turcz Ribes pauciflorum Turcz. ex Pojark) - сорт якутской селекции ЯНИИСХ, Омская (Ribes nigrum ssp. europaeum Jancz) - сорт сибирской селекции ГНУ СибНИИСХ (Омск), Надежда (Ribes nigrum ssp. sibiricum E. Wolf) - сорт сибирской селекции ГНУ НИИСС им. М.А. Лисавенко (Барнаул), произрастающие на мерзлотной лугово-черноземной почве. Опыты проводились в 2008-2010 годах по следующей схеме. Сорт Якутская: 1. Контроль, без удобрений; 2. NPK; 3. NPK + перегной; 4. NPK + микроэлементы. Сорта Омская и Надежда: 1. Контроль, без удобрений; 2. NPK. Повторность опытов трехкратная. Возраст кустов всех исследуемых сортов 7-9 лет.

При этом дозы минеральных удобрений составили кг/га: в 2008 г – N90P60K60, в 2009 г – N90P15K60, а в 2010 г – N120P60K90. Комплексное микроудобрение вносилось в дозе: бор – 1,0; цинк – 20,0; медь – 5,0; кобальт – 1,0; марганец – 10,0; молибден – 1,0 кг/га. Перегной вносился в 2008 г из расчета дозы 60 т/га. В качестве минеральных удобрений использовали мочевину с содержанием N - 46%, аммофос – P2O5 - 52% и N - 12%, а также сульфат калия – К2О - 53%. Макроудобрения вносились вразброс, а микроудобрения в виде раствора на поверхность почвы. При этом расчетная площадь корневого питания одного куста смородины составляла 2,25 м2 (1,51,5 м).

Определение химических и физико-химических показателей почвы проводили по общепринятым в почвоведении и агрохимии методикам (Аринушкина, 1970). Подвижные формы азота, фосфора и калия в слое почвы 0-20 см изучали также по стандартным методикам (Агрохимические методы…, 1985). Отбор почвенных проб проводили 1 раз в месяц и 4-5 раз в течение вегетационного периода.

Агрофизические показатели, а именно удельную массу (УМ) определяли в лаборатории пикнометрическим методом, объемную массу (ОМ) – в полевых условиях методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость (НВ) – методом заливных площадок, максимальную молекулярную гигроскопичность (ММГ) – в лаборатории по Николаеву, влажность завядания (ВЗ), влажность разрыва капилляров (ВРК), полную влагоемкость (ПВ) и общую порозность (Ро) – расчетным методом (Практикум…, 1980; Шеин, Гончаров, 2006).

Температуру почвы (Тп) определяли ежемесячно и 5 раз за период вегетации методом вытяжных почвенных термометров послойно через 20 см в толще 0-100 см, полевую влажность (Wп) – также ежемесячно послойно через 10 см в толще 0-100 см в трехкратной повторности термостатно-весовым методом. Гидротермические наблюдения проводили в течение вегетационного периода 15.05 – 15.09.

Урожайность всех трех исследуемых сортов смородины черной определяли в 2-3 приема по мере созревания ягод с каждого куста по повторностям. Морфоструктурные компоненты продуктивности и оценка фотосинтетической продуктивности определены по общепринятой программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур (Программа…, 1999).

Биохимические показатели в ягодах определяли по следующим методикам: аскорбиновую кислоту – титрованием 2,6-дихлорфенолиндофенолом (по Тильмансу), витамин Р – по Левенталю, сахара – по Бертрану (Руководство…, 1976; Ермаков, 1987).

Результаты определения урожайности, фотосинтетической продуктивности и биохимических показателей были обработаны дисперсионным методом анализа (Петухов и др., 1979).

Глава 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Ландшафтно-климатические особенности

В целом климат исследуемой территории характеризуется как резкоконтинентальный умеренно-холодный аридный, с продолжительной малоснежной жесткой зимой и коротким жарким сухим летом. При этом среднегодовая температура воздуха отрицательная -10,3°С, среднемноголетняя сумма активных t (t > 10°С) – 1565°С, за год выпадает всего 202 мм осадков, коэффициент увлажнения составляет 0,3, а коэффициент континентальности – 302. Согласно агроклиматическому районированию земледельческой зоны Якутской АССР, данная территория относится к теплому засушливому району (IVа) теплой термической зоны. В данном районе IVа возделывают все сельскохозяйственные культуры, районированные в республике, но для получения высоких урожаев, особенно картофеля и овощей, здесь необходимо орошение (Агроклиматические ресурсы…, 1973).

Согласно почвенно-мелиоративному районированию, исследуемый район входит в состав Якутской долинностепной провинции. Зональными автоморфными почвами провинции являются мерзлотные черноземы, развитые на ровных повышениях и вершинах увалов.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.