Теплофизическое состояние выщелоченных черноземов алтайского приобья под облепиховыми насаждениями
На правах рукописи
ШИШКИН АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ ПОД ОБЛЕПИХОВЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ Специальность 06.01.03 – агропочвоведение, агрофизика
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
Барнаул – 2008
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный аграрный университет» Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Макарычев Сергей Владимирович
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Татаринцев Леонид Михайлович кандидат с.-х. наук, доцент Харламов Иван Семенович Ведущая организация – Факультет почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Защита состоится «10» декабря 2008 г. в 9-00 ч. на заседании дис сертационного совета Д220.002.01 при ФГОУ ВПО «Алтайский госу дарственный аграрный университет».
Адрес: 656099, г. Барнаул, пр-кт Красноармейский, 98.
Факс (3852) 62-83- E-mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет» Автореферат разослан «» 2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных наук Е.Г. Пивоварова Введение Актуальность исследований. Среди плодово-ягодных кустар ников, культивируемых в сибирском садоводстве, особое место при надлежит облепихе, занимающей с каждым годом все большие пло щади. Ее популярность связана с пищевыми достоинствами ягод, цен ными лечебными свойствами масла, а также высокой зимостойкостью и, как следствие, весьма устойчивой по годам урожайностью.
Совершенствование конструкции сада представляет значитель ные резервы увеличения урожайности облепихи. Вопрос загущения посадок облепихи изучен не в полной мере и поэтому возникает необ ходимость оценить реакцию облепихи на применение плотных схем размещения. Кроме того, существует некоторый пробел представле ний об оптимальных условиях выращивания сортов облепихи, что не позволяет в полном объеме раскрыть их возможности. В связи с этим необходимо опираясь на современные методы исследования оценить долю вклада каждого фактора среды в оптимизацию микроклимата сада (Хабаров, 1999;
Хабаров и др., 2008).
Тепло и влага главные факторы роста, развития и формирова ния урожая растений. Поэтому, нужны сопряженные наблюдения и комплексный анализ связей температуры и влажности почвы с про дуктивностью растений. Это позволит найти оптимумы в соотноше нии тепла и влаги в почве в наиболее ответственные периоды жизни растений, и на этой основе подойти к оптимизации почвенно климатического режима в производственных целях. В этой связи бо лее полное познание закономерностей формирования и проявления тепловых свойств и водных режимов в почвенном профиле совместно с агротехникой выращивания и биологией облепихи весьма актуально.
Цель работы установление закономерностей формирования теплофизического состояния черноземов выщелоченных под облепи ховыми насаждениями.
Задачи исследований:
1. Оценить изменение теплофизических коэффициентов черно земов в течение вегетации в зависимости от степени загущения обле пиховых насаждений.
2. Изучить суточные и годичные температурные циклы черно земов выщелоченных в облепиховом саду.
3. Выявить закономерности снегонакопления в облепиховых на саждениях различной плотности посадки и удаленности от лесополосы.
4. Установить влияние отдельных факторов природной среды (тепло- и влагообеспеченности) на продукционный процесс облепихи.
5. Установить экономическую эффективность возделывания об лепихи при различных схемах посадки.
Научная новизна.
Впервые изучено сезонное изменение теплофизических харак теристик чернозема выщелоченного под облепиховыми насаждениями при разной степени загущения.
Установлено влияние ресурсов тепла и влаги на продуктивность облепихи в условиях Алтайского Приобъя и определены наиболее от ветственные периоды жизни культуры.
Защищаемые положения.
Теплофизическое состояние черноземов выщелоченных в обле пиховом саду определяется плотностью посадки растений, а также физическими свойствами их генетических горизонтов.
Практическая значимость. Установленные закономерности формирования теплофизического состояния черноземов выщелочен ных открывают возможности направленного регулирования гидро термическими режимами почв при помощи агротехнических меро приятий, а также прогнозирования урожайности облепихи.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на межвузовской научной конференции «Человек как объект позна ния» (г. Барнаул, 2004 г.);
научно-практической конференции инсти тута природообустройства «Приоритетные направления научных ис следований в области природообустройства» (г. Барнаул, 2007, 2008 г.);
II и III Международной научно-практической конференции «Аграрная наука сельскому хозяйству Алтая» (г. Барнаул, 2007, 2008 г.);
VI Межрегиональной конференции молодых ученых и спе циалистов Сибирского федерального округа (г. Барнаул, 2008 г.).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 12 статьях, в том числе две в рецензируемых журналах. Объем публи каций составляет 2,32 п.л., в том числе доля автора 1,52 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 152 страницах печатного текста, включая 16 таб лиц и 42 рисунка. В списке литературы использованы 206 источников, из них 8 на иностранном языке.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Современное состояние вопроса В главе приведен литературный обзор по исследованности гид ротермических и теплофизических режимов почв. Вследствие недос таточной изученности вопроса влияния почвенного климата на про дуктивность растений (Панфилов, Макарычев, 1981;
Хмелевский, 1985;
Гефке, 2007), дано обоснование необходимости дальнейшего сопряженного изучения теплофизических свойств и гидротермических режимов сезонно-мерзлотных почв при различных агромелиоратив ных воздействиях с целью разработки теории и практики тепловой мелиорации почв (Шульгин, 1971;
Панфилов, 1975;
Димо, Шульгин, 1985).
Глава 2. Объекты и методы исследований Экспериментальные исследования были организованы на терри тории НИИСС имени М.А. Лисавенко, расположенном на левом воз вышенном берегу р. Оби в районе г. Барнаула на участках сортоизу чения облепихи в 2006-2008 гг. Опыт, заложенный в 2002 г. сотрудни ками института, включал варианты посадки облепихи: 3,01,0 м ( растений на 1 га);
4,01,0 м (2500);
4,02,0 м (1250) контроль.
Объектами исследований являлись черноземы выщелоченные среднемощные малогумусные среднесуглинистые и облепиховые на саждения сорта Елизавета.
Определение влажности, плотности почвы, содержания нитрат ного азота, подвижного фосфора и обменного калия в черноземе, вы соты снежного покрова, продуктивности плодоносящих ветвей прово дили в соответствии с общепринятыми методиками. Температуру чер нозема измеряли почвенным электротермометром, теплофизические показатели импульсным методом (Макарычев и др., 2006).
Для обработки полученных экспериментальных данных по тем пературе и влажности почвы была использована компьютерная про грамма на графической платформе AutoCAD. (Бондаренко и др., 2007). Для достоверности выводов, данные полевых и лабораторных исследований, были подвергнуты дисперсионному, корреляционному и информационно-логическому анализам (Доспехов, 1985;
Бурлакова, 1990).
Глава 3. Природные условия района исследований Климат Алтайского края отличается резкой континентально стью, выражаемой жарким летом и холодной, зачастую малоснежной зимой, а также поздними весенними и ранними осенними заморозка ми. Погодные условия в годы исследования значительно различались.
Так, 2005 г. оказался достаточно теплым, однако количество осадков было значительно меньше нормы (72 %), причем дожди носили дроб ный характер в течение вегетации и влага быстро испарялась.
Очень суровой выдалась зима 2005-2006 гг. В январе морозы достига ли -41,0 С, а сумма отрицательных температур за январь составила 728 С, что на 185 С холоднее нормы. Это привело к гибели плодовых почек и подмерзанию древесины у растений облепихи. В отличие от предыдущего, 2006-2007 сельскохозяйственный год был очень благо приятным для роста и плодоношения садовых культур. Следующий, 2007-2008 сельскохозяйственный год по температурным условиям и количеству осадков был в пределах нормы и оказался относительно благоприятным.
Глава 4. Биологические особенности облепихи и агротехника ее выращивания Облепиха крушиновая (Hippophae ramnoides L.) относится к се мейству лоховых (Elegnacae). Благодаря насыщенности плодов биоло гически-активными веществами, органическими и минеральными со лями она стала одной из важнейшей культур в садах Алтая и Сибири.
Основная масса корней облепихи (77 %) находится в слое 0-40 см, и лишь малая часть в нижних слоях почвы до глубины 1,5-2,0 м. Поверхностное расположение корневой системы и клубень ков облепихи свидетельствует о требовательности ее к физическим свойствам почвы. Кроме того, лимитирующим фактором для форми рования урожая облепихи являются температура воздуха и почвы.
Обычная схема посадки облепихи 4,02,0 м. Однако, в на стоящее время во всех районах Сибири все большее признание полу чает загущенное размещение растений на площади (Васильченко, 1978;
Михайлова, Хабаров, 2005).
Глава 5. Агрофизические свойства черноземов выщелоченных Алтайского Приобъя Изучаемый чернозем выщелоченный имеет среднесуглинистый иловато-крупнопылеватый гранулометрический состав. В гумусовом горизонте содержится значительное количество мелкого песка ( %), с глубиной его содержание уменьшается до 18 %. В данном черно земе преобладает фракция крупной пыли (0,05-0,01 мм) на фоне меньшего содержания средней и мелкой пыли.
Микроагрегатный состав представлен наиболее ценными в аг рономическом отношении фракциями размерами 0,25-0,05 мм и 0,05 0,01 мм, что свидетельствуют о высокой степени агрегирования изу чаемого чернозема выщелоченного.
Плотность чернозема с глубиной постепенно возрастает с кг/м3 в гумусовом слое до 1429 кг/м3 в почвообразующей породе. Та кую же тенденцию имеет изменение плотности твердой фазы вниз по профилю почвы.
Максимальная гигроскопичность в профиле чернозема выщело ченного варьирует незначительно: от 5,5 % от веса почвы в иллюви альном горизонте до 6,3 % в гумусовом. Влажность завядания практи чески не меняется и находится в пределах 9 %. Изучаемый чернозем выщелоченный отличаются высокой наименьшей влагоемкостью: в горизонте А она более 30 % и снижается до 20 % на глубине материн ской породы, что связано с различным содержанием в почве физиче ской глины и гумуса.
По содержанию нитратного азота чернозем выщелоченный в слое 0-40 см относится к низко обеспеченным. Содержание подвиж ного фосфора в изучаемом черноземе изменяется от среднего до вы сокого уровня (от 0,7 до 2,7 мг/кг почвы) в различные периоды веге тации. Обеспеченность обменным калием является достаточно высо кой (2,6-4,2 мг/кг почвы).
Теплофизические характеристики генетических горизонтов чер нозема, такие как объемная теплоемкость, тепло- и температуропро водность, главным образом зависят от целого ряда почвенно физических факторов: влажности, плотности, гранулометрического состава, температуры почвы, ее дисперсности и от количества органи ческого вещества. Из указанных факторов на теплофизическое со стояние чернозема наибольшее влияние в течение вегетации оказыва ет влажность почвы.
Глава 6. Влияние облепиховых насаждений на теплофизическое состояние черноземов Нами изучено влияние густоты посадок облепихи на формиро вание теплофизического состояния чернозема выщелоченного в усло виях Алтайского Приобъя. На рис. 1 представлены гидрохроноизопле ты чернозема выщелоченного за период вегетации 2006-2007 гг. на уплотненной схеме посадки 3,01,0 м, а также на контрольном вари анте 4,02,0 м. Как видно из рисунка, атмосферные осадки вызывают образование затеков по профилю чернозема. Причем размер областей повышенного увлажнения на контрольной схеме посадки несколько шире и глубже по сравнению с уплотненным вариантом. В июне г. на схеме 3,01,0 м почва была более увлажненной, вплоть до 60 см, что предположительно связано с лучшим весенним промачиванием и сохранением влаги. В июле сначала в иллювиальном, а затем и в гу мусово-аккумулятивном горизонте наступила почвенная засуха. В ав густе и сентябре иссушение усилилось, причем на варианте уплотне ния водная депрессия была сильнее и продолжительнее по сравнению с контролем.
В начале вегетационного периода 2007 г. (май-июнь) более бла гоприятный водный режим по сравнению с контролем складывался на плотной схеме посадки. Это происходило на фоне значительного ат мосферного увлажнения вплоть до второй декады июля, когда осадков не было, что привело к иссушению почвы, особенно на контроле.
Водная депрессия на варианте 4,02,0 м пронизывала весь почвенный профиль, в отличие от уплотненной схемы, где весьма благоприятный режим сохранялся на протяжении периода вегетации в слое 0-40 см.
Также нужно отметить, что в междурядьях дольше и на большую глу бину сохранялись стабильные условия увлажнения, чем в рядах обле пихи.
Изменение объемной теплоемкости в горизонтах чернозема вы щелоченного под облепиховыми насаждениями на вариантах опыта определяется в основном динамикой влажности почвы. Так в 2006 г.
снижение объемной теплоемкости гумусово-аккумулятивного гори зонта за период с июля по сентябрь в среднем по схемам посадки со ставило 30 %, в 2007 г. за период вегетации 26 %. Характер измене ния температуропроводности за период наблюдения также был связан с колебаниями влажности. Теплопроводность чернозема в течение ве гетации уменьшалась вслед за влажностью, причем если в 2006 г.
уменьшение величины теплопередачи происходило относительно рав номерно по месяцам, то в 2007 г. отмечалось значительное ее сниже ние с июля, что хорошо увязывается с иссушением почвы во второй период вегетации.
А) 3,01,0 м 4,02,0 м Осадки, мм Осадки, мм 0 24 % 0 24 % 21-24 % 21- 15-18 % 18-21 % 30 18-21 % 15-18 % Глубина, см Глубина, см 12-15 % 12-15 % 9-12 % 9- 90 100 VIII IX VI VII VIII IX VI VII Б) 3,01,0 м 4,02,0 м Осадки, мм Осадки, мм 0 24 % 0 24 % 21-24 % 15-18 % 15-18 % 18-21 % 21-24 % 12-15 % Глубина, см Глубина, см 18-21 % 12-15 % 9-12 % 80 9-12 % 90 100 VII VIII V IX IX VII VIII V VI VI Рис. 1. Хроноизоплеты влажности чернозема выщелоченного под облепиховыми насаждениями в рядах растений в течение вегетационного периода А) 2006 г. Б) 2007 г.
Как показали наши исследования, на температурный режим и потоки тепла в почве оказывает влияние различная степень загущения посадок облепихи. Так, на рис. 2 представленный в период с июня 2006 г. по сентябрь 2008 г. температурный профиль чернозема под облепихой на схеме посадки 3,01,0 м свидетельствует о том, что тер мохроноизоплета 20 С распространялась на глубину до 30 см в 2006 г., 42 см в 2007 г. и всего 17 см в 2008 г. Под облепихой на схеме посадки 4,02,0 м почва получала больше тепла, чем на загу щенном варианте и поэтому лучше прогревалась в верхних слоях, что следует из глубины проникновения изоплеты выше 20 С (например, в 2007 г. различия между схемами посадки составили 18 см). Прогрева ние почвы до благоприятных в биологическом отношении температур выше 15 С по метровому профилю чернозема происходило с конца июня - начала июля до середины августа, а в гумусовом и элювиаль ном горизонте на период в течение трех месяцев. После периода про гревания наступало состояние относительного температурного равно весия в профиле чернозема. В дальнейшем остывание чернозема про исходило постепенно и зависело в значительной мере от времени об разования устойчивого снежного покрова. Зимой температура почвы в саду во многом определяется высотой и плотностью снежного по крова, а также временем его установления.
Существенных различий в снегоотложении между вариантами посадки облепихи удаленных от лесополосы на протяжении всего зимнего периода не выявлено. Из табл. 1 следует, что в период наи большего накопления снега в марте 2007 г. высота снега в зоне влия ния лесополосы оказалась выше, чем в межшлейфовой части квартала на 67 % по схеме посадки облепихи 4,01,0 м, на 82 и 76 % по вариан там 3,01,0 м и контролю соответственно.
Запасы влаги под облепихой вблизи лесополосы оказались больше на 201-231 мм (104-128 %) в зависимости от варианта. В 2008 г. различия по влагозапасам между экологическими зонами квар тала составили: 181 мм (181 %) по контролю, 166 мм (169 %) по схеме посадки 4,01,0 м и 168 мм (166 %) на загущенном варианте. Однако вследствие скопления большого количества снега в заветренной части квартала увеличивалась нагрузка на ветви облепихи, в результате чего возникали снеголомы растений.
80 - Осадки, мм Температура воздуха, °С - 20 Высота снега, см 20 -5- -5- 10- 15- 10- 15- 15- 5- Глубина, см 0-5 0-5 10- 5- 5-10 10- 5- VI VII IX I III IV XII VI XI XII I VIII VIII X XI II III V II V VII VI VII VIII IX X IV 2007 Рис. 2. Температурный профиль чернозема выщелоченного под облепихой в 2006-2008 гг.
Таблица Изменение характеристик снежного покрова в облепиховом саду зимой 2007-2008 гг.
Вне зоны влияния лесополосы В зоне влияния лесополосы высота плотность запасы влаги, высота снега, плотность снега, запасы влаги, снега, см снега, г/см3 мм см г/см3 мм март март март март март март январь январь январь январь январь январь февраль февраль февраль февраль февраль февраль Схема размещения, м 2007 г.
4,02,0 57 60 74 0,21 0,22 0,24 119 128 180 98 111 130 0,21 0,30 0,30 203 332 4,01,0 61 66 78 0,22 0,22 0,25 131 149 192 81 114 130 0,20 0,30 0,30 156 346 3,01,0 56 64 74 0,22 0,22 0,24 123 142 181 89 116 135 0,20 0,30 0,31 175 348 2008 г.
4,02,0 40 50 51 0,18 0,19 0,20 74 91 100 42 49 121 0,21 0,19 0,23 89 96 4,01,0 40 52 52 0,18 0,18 0,19 73 93 98 41 48 111 0,21 0,19 0,24 86 94 3,01,0 39 52 51 0,18 0,19 0,20 70 96 101 42 50 114 0,21 0,20 0,24 86 98 Глубина промерзания почвы подвержена сильному изменению за годы наблюдений. В зимний период 2006-2007 г. чернозем нахо дился в мерзлом состоянии около 4 месяцев, а нулевая изотерма рас пространялась на глубину лишь до 28 см. Продолжительность мерз лотного состояния почвы в зиму 2007-2008 г. составляла почти 5, месяцев при максимальной глубине промерзания 88 см. Нами выявле на высокая коррелятивная связь между глубиной промерзания почвы и высотой снежного покрова (r=0,85-0,98). Связь температуры воздуха с расположением нулевой изотермы проявлялась только при малой мощности снежного покрова и его позднем установлении.
Глава 7. Влияние некоторых факторов природной среды на продукционный процесс облепихи Результаты определения общих и полезных запасов влаги в слое 0-100 см и 0-60 см чернозема выщелоченного в течение вегетации 2006 и 2007 г. показали, что полезные запасы влаги характеризовались как удовлетворительные на всех схемах посадки вплоть до августа, затем с точки зрения доступности влаги растениям август и сентябрь оказались вододефицитными периодами. Садозащитные лесополосы частично сглаживали водную депрессию, оказывая мелиоративный эффект. Так, например, в июле 2007 г. в среднем по схемам посадки облепихи дополнительное количество почвенной влаги в заветренной зоне квартала составляло 12 мм, в августе 18 мм, в сентябре 24 мм.
Анализ структурных элементов плодоношения облепихи различ ных схем посадки и расположения в микрозонах квартала показал, что загущение посадок не оказало существенного влияния на массу плодов, количество почек на 1 см длины, а также на количество плодов из од ной почки (табл. 2). Средняя длина плодоносящих ветвей облепихи на контрольном варианте межшлейфовой части квартала превосходила показатели растений, расположенных на загущенной схеме 3,01,0 м в 2006 г. на 6,93 м, в 2007 г. на 9,95 м, в 2008 г. 8,96 м.
Между схемами посадки облепихи в середине квартала по уро жайности с одного растения выделялся вариант 4,02,0 м. Превыше ние над уплотненной в ряду посадкой составило в 2006 г. 2,05 кг (112 %), в 2007 г. 5,54 кг (72 %), в 2008 г. 3,07 кг (43 %), а над ва риантом с уплотнением в ряду и междурядье: в 2006 г. 1,7 кг (78 %), в 2007 г. 6,14 кг (87 %), 2008 г. 3,99 кг (64 %). Следует отметить весьма существенное изменение урожайности за годы изучения. Так, в 2006 г. урожайность была ниже, чем в 2007 г. в среднем по схемам посадки на 6,7 кг/куста.
Таблица Продуктивность плодоносящих ветвей облепихи в зависимости от схемы размещения, 2006-2008 гг.
Показатели структуры плодоношения Урожайность, кг/куст Масса 100 Количество почек на Количество плодов из одной Общая длина плодоносящих плодов, г 1 см длины, шт. почки, шт. ветвей, м/куст Зона квартала 2006 г.
2007 г.
2008 г.
Средняя 2006 г.
2007 г.
2008 г.
Средняя 2006 г.
2007 г.
2008 г.
Средняя 2006 г.
2007 г.
2008 г.
Средняя 2006 г.
2007 г.
2008 г.
Средняя Схема посадки 4,0 2,0 м Вне 86,9 87,3 86,8 87,0 1,16 1,13 1,10 1,13 2,72 4,12 4,34 3,73 14,28 32,82 25,16 24,09 3,89 13,23 10,18 9, ЗЛП* ЗЛП* 105,3 104,7 88,9 99,6 1,13 1,15 1,02 1,10 2,50 3,85 4,39 3,58 13,99 29,29 25,67 22,98 4,16 13,06 10,33 9, НСР05 FфFт 7,7 FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт Схема посадки 4,0 1,0 м Вне 81,5 97,0 76,1 84,9 1,19 1,06 1,04 1,10 2,65 3,52 4,19 3,45 6,97 21,13 21,36 16,49 1,83 7,68 7,11 5, ЗЛП* ЗЛП* 87,5 99,3 83,2 90,0 1,17 1,03 1,23 1,15 2,79 3,89 4,32 3,66 14,38 37,07 23,21 24,89 4,13 15,04 9,84 9, 1, НСР05 FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт 0,4 FфFт FфFт Схема посадки 3,0 1,0 м Вне 85,0 86,8 86,5 86,1 1,20 1,02 1,05 1,09 2,82 3,56 4,1 3,49 7,35 22,87 16,20 15,47 2,18 7,09 6,19 5, ЗЛП* ЗЛП* 88,1 103,1 87,2 92,8 1,25 1,17 1,08 1,17 2,75 4,33 4,39 3,82 11,21 24,83 18,09 18,04 3,37 12,84 7,67 7, 0, НСР05 FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт FфFт 0,36 FфFт *ЗЛП зона влияния лесополосы Путем использование информационно-логического анализа на ми рассчитана доля влияния каждого элемента структуры плодоноше ния на урожайность облепихи (рис. 3), и на основании этого предло жена математическая модель урожайности облепихи сорта Елизавета по показателям структуры плодоношения:
Уоблепихи = Дв Кплод Кпоч Мплод где: Уоблепихи урожайность облепихи, кг/куст;
Дв длина плодоносящих ветвей, м/куст;
Кплод количество плодов из одной почки, шт;
Кпоч количество почек на 1 см длины, шт;
Мплод масса плодов, г;
знак функции нелинейного произведения.
40 21 22 30 10 7 б Рис. 3. Доля влияния структурных элементов продуктивности (%) Оценка влияния погодных условий на урожайность облепихи показала, что наиболее тесной за 2006-2008 гг. была зависимость ме жду урожайностью облепихи и суммой температур воздуха в январе (r=0,75), апреле (r=0,97) и мае (r=0,72), а с количеством осадков уро жайность сильнее всего коррелировала в мае (r=0,88).
Глава 7. Экономическая эффективность возделывания облепихи Определение экономической эффективности проводилось для изучаемых схем размещения растений облепихи в ценах 2007 г. Как показал расчет, с уплотнением посадок облепихи до 4,01,0 м затраты возрастали на 36,38 тыс. руб./га, а при загущении до 3,01,0 м на 85,28 тыс. руб./га. Однако с ростом плотности посадки облепихи воз растала и прибыль. Из изучаемых схем посадки облепихи сорта Ели завета наибольшая прибыль получена на варианте 3,01,0 м 348 тыс. руб./га при уровне рентабельности в 138 %.
Выводы 1. Исследованный чернозем среднесуглинистый, малогумусный, хорошо структурированный, высоко влагоемкий, слабо водопрони цаемый, слабо уплотненный. Содержание подвижного фосфора и об менного калия достаточно высокое, нитратного азота низкое.
2. Наименьшие значения объемной теплоемкости имеет слабо уплотненный обезвоженный гумусовый горизонт (1,15·106 Дж/(м3·К)), а наибольшие – почвообразующая порода (1,77·106 Дж/(м3·К)). Тепло проводность возрастает при переходе от иллювиального горизонта к почвообразующей породе. Слабое изменение температуропроводно сти характерно при увеличении почвенного увлажнения от макси мальной гигроскопичности до наименьшей влагоемкости.
3. Динамика влажности по почвенным горизонтам неоднородна.
Наибольшие изменения в содержании влаги в течение вегетации про исходят в гумусовом слое. В иллювиальном горизонте и почвообра зующей породе влажность чернозема зависит в большей мере от вели чины позднеосеннего и ранневесеннего промачивания и в меньшей степени от выпадения летних осадков. В целом по профилю почвы оптимальные водные условия чернозема складываются после таяния снега и сохраняются до июля, после чего наступает почвенная засуха, продолжающаяся до конца вегетации.
4. Количество влаги в почве зависит от плотности посадок обле пихи. В междурядьях дольше и на большую глубину сохраняются ста бильные условия увлажнения, чем в рядах облепихи. В вододефицит ные периоды иссушение почвы на уплотненных схемах усиливается интенсивной десукцией, а при удовлетворительных условиях увлаж нения плотные посадки лучше сохраняют и продуктивнее используют влагу.
5. Изменение влажности почвенных горизонтов определяет ди намику теплофизических коэффициентов в период вегетации: сниже ние теплоемкости (в пределах 16 % в почвообразующей породе и до 30 % в гумусовом слое), а также теплопроводности (до 24 % в гу мусово-аккумулятивном горизонте). Характер и степень изменения теплофизических свойств черноземов выщелоченных в условиях об лепихового сада определяют их слабую прогреваемость весной в ниж них горизонтах и медленное остывание осенью.
6. Температурное состояние чернозема выщелоченного в период вегетации под облепихой зависит от густоты насаждений. Вариант посадки 4,02,0 м лучше прогревается, а загущение до 3,01,0 м уменьшает суточные колебания температур почвы и способствует формированию более устойчивого температурного фона.
7. Исследованный чернозем выщелоченный относится к разряду наиболее «теплых» почв. Прогревание почвы до благоприятных в биологическом отношении температур выше 15 С по метровому про филю чернозема происходило с конца июня начала июля до середи ны августа, а в слое максимального сосредоточения корней растений на период в течение 3 месяцев.
8. Существенных различий в снегоотложении между варианта ми посадки облепихи, удаленных от лесополосы, на протяжении всего зимнего периода не отмечено. В зоне влияния садозащитной лесопо лосы запасы снеговой воды выше в 2-3 раза по сравнению с меж шлейфовой частью квартала. Вместе с тем, вследствие скопления большого количества снега в заветренной части квартала возникают снеголомы растений.
Температурный режим чернозема выщелоченного зимой при условии раннего установления снежного покрова благоприятен для перезимовки облепихи. В зимний период по микрозонам квартала температурный режим почвы отличается незначительно, а весной в заветренной части чернозем медленнее прогревается из-за более позд него снеготаяния.
9. Предложена математическая модель урожайности облепихи сорта Елизавета по показателям структуры плодоношения:
Уоблепихи = Дв Кплод Кпоч Мплод.
Наиболее важными по температурным режимам для роста и плодоношения облепихи являются периоды: в январе, апреле и мае, а по увлажнению в мае и июне.
10. Наиболее экономически эффективной в саду оказалась схема посадки облепихи сорта Елизавета 3,01,0 м (уровень рентабельности 138 %).
Рекомендации производству В производственных насаждениях рекомендуется возделывать облепиху сорта Елизавета по схеме посадки 3,01,0 м.
Для создания хороших условий роста и плодоношения облепихи в колочной степи Алтая необходимо со второй половины вегетации (конца июня начала июля) восполнять недостаток влаги в чернозе мах поливами.
Список опубликованных работ 1. Федотов И.А. Влияние уплотненных посадок на влажность почвы и продуктивность плодоносящих ветвей и их воздействие на повышение урожайности плодов облепихи [Текст] / И.А. Федотов, С.С. Ряховский, Т.Ю. Хвоина, А.В. Шишкин // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2006. №5. С. 13-16.
2. Федотов И.А. Использование информационно-логического анализа при выявлении степени влияния различных факторов на уро жайность облепихи [Текст] / И.А. Федотов, С.С. Ряховский, А.В. Шишкин // Наука. Технологии. Инновации: мат. Всерос. научн.
конф. молодых ученых: в 7 ч. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.
Ч. 1. С. 125-127.
3. Федотов И.А. Влияние уплотненных схем посадок облепихи на снегонакопление в условиях Алтайского Приобья [Текст] / И.А. Федотов, А.В. Шишкин // Экология Южной Сибири и сопре дельных территорий: сб. науч. тр.: в 2 т. Абакан: Изд-во Хакасского гос. ун-та им. Н.Ф. Катанова, 2006. Т. 2. С. 214.
4. Шишкин А.В. Гидротермические режимы черноземов выще лоченных под облепиховыми насаждениями разной степени загуще ния [Текст] / А.В. Шишкин, А.А. Канарский // Аграрная наука – сель скому хозяйству: сб. ст. II Междунар. науч.-практ. конф.: в 3 кн.
Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. Кн. 3. С. 334-337.
5. Хабаров С.Н. Повышение продуктивности насаждений обле пихи в условиях колочной степи Алтайского края [Текст] / С.Н. Хаба ров, И.А. Федотов, А.В. Шишкин // Сибирский вестник сельскохозяй ственной науки. 2007. № 5. С. 40-43.
6. Шишкин А.В. Динамика влажности черноземов выщелочен ных под облепиховыми посадками разной степени загущения [Текст] / А.В. Шишкин, А.А. Канарский // Современные тенденции развития АПК в России: мат. V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых Сиб. фед. округа. Красноярск: Изд-во Красноярского ГАУ, 2007.
С. 118-121.
7. Шишкин А.В. Влияние садозащитных полос на термический режим черноземов выщелоченных под облепихой различной плотно сти посадки [Текст] / А.В. Шишкин // Достижения и перспективы сту денческой науки аграрных вузов Сибирского федерального округа: сб.
мат. VI конф. студентов. Кемерово: Изд-во Кемеровского ГСХИ, 2007. С. 113-115.
8. Макарычев С.В. Влияние садозащитных лесополос на снего накопление и температурный режим почвы в насаждениях облепихи [Текст] / С.В. Макарычев, А.В. Шишкин, И.А. Федотов // Вестник Ал тайского государственного аграрного университета. 2007. № 12.
С. 17-21.
9. Федотов И.А. Особенности показателей роста некоторых сор тов облепихи при разных схемах размещения в саду [Текст] / И.А. Фе дотов, А.В. Шишкин, А.А. Канарский // Вавиловские чтения 2007:
мат. конф., посвящ. 120-й годовщине со дня рождения академика Ни колая Ивановича Вавилова: в 2 ч. Саратов: Научная книга, 2007.
Ч. 1. С. 108-109.
10. Шишкин А.В. Режимы тепла и влаги чернозема выщелочен ного в облепиховом саду [Текст] / А.В. Шишкин // Молодые ученые сельскому хозяйству Алтая: сб. науч. трудов. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. Вып. 3. С. 29-32.
11. Шишкин А.В. Влияние показателей продуктивности и фак торов природной среды на урожайность облепихи [Текст] / А.В. Шишкин // Аграрная наука сельскому хозяйству: сб. стат. III Междунар. науч.-практ. конф.: в 3 кн. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008.
Кн. 3. С. 344-347.
12. Шишкин А.В. Влияние площади индикаторного участка на репрезентативность суммы зимних осадков [Текст] / А.В. Шишкин // Научное и инновационное обеспечение АПК Сибири: мат. VI Межре гиональной конф. молодых ученых и специалистов аграр. вузов Сиб.
фед. округа. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. С. 252-253.
ЛР № 020648 от 16 декабря 1997 г.
Подписано в печать 29.10.2008 г. Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппа ратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №.
Издательство АГАУ 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 62-84-