CC BY
22
УДК 634.25:631.9(470+213.2)
06.01.01 Общее земледелие, растениеводство
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ ВО ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКАХ РОССИИ НА КУЛЬТУРУ ПЕРСИКА
UDC 634.25:631.9(470+213.2)
06.01.01 General agriculture and crop production
ASSESSMENT OF WEATHER CHANGES EFFECT ON PEACH CROP IN HUMID SUBTROPICS OF RUSSIA
Беседина Т. Д.
д. с.-х. н., гл. науч. сотр.,
workskubagro@kubsau.ru
ВНИИ цветоводства и субтропических культур, Сочи, Россия
Установлена тесная зависимость урожайности сортов персика от погодных факторов влажно-субтропической зоны. Наблюдающиеся изменения климата за последние годы (2000 - 2018) могут существенно воздействовать на продукционный потенциал сортов. Повышение температуры и количества осадков в феврале-марте ухудшают условия морфогенеза цветковых почек растений персика, что снижает урожай большинства сортов. Значительная вариабельность осадков (основного лимитирующего фактора) в зимние и ранневесенние месяцы, низкая прогнозируемость их выпадения характеризуют начало цветения «критической» фазой. Изменились погодные условия в период созревания плодов. В июле-августе уменьшилось количество выпадающих осадков, повысилась температура, что привело к дефициту влаги и ухудшению качества плодов. Локальные изменения климата во влажных субтропиках актуализируют поиск адаптивных сортов, обладающих высоким запасом экологической и адаптивной пластичности. Выделенные клоны сорта Редхавен, Красная заря и Лариса, наиболее приспособленные к условиям зоны и могут быть успешно использованными в низкогорном поясе субтропиков
Besedina T.D.
Dr.Sci.Tech., senior scientists, workskubagro@kubsau.ru All-Russian research Institute of floriculture and subtropical culture, Sochi, Russia
The close dependence of peach yield on the weather factors in the humid subtropical zone has been established. The observed climate changes in recent years (2000-2018) significantly affected the production potential of peach cultivars. An increase in temperature and precipitation in February-March negatively affected morphogenesis of the flower buds, which reduces the yield of most cultivars. The significant variability of precipitation (the main constraint of peach production) in the winter and early spring, the low weather predictability, characterize the onset of flowering by the "critical" phase. Weather conditions were changed during ripening. In July and August, the amount of precipitation decreased, the temperature increased, which led to moisture deficit and fruits quality deterioration. Local climate change in humid subtropics actualizes the development of adaptive cultivars with a high ecological and adaptive plasticity. Selected clones of the Red Heaven, Krasnaya Zarya and Larisa are the most adapted to the local conditions and can be successfully used in the low mountain area of the subtropics
Ключевые слова: ВЛАЖНЫЕ СУБТРОПИКИ, ПЕРСИК, ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА, ОСАДКИ, ТЕМПЕРАТУРА
Keywords: HUMID SUBTROPICS, PEACH, CLIMATE CHANGE, PRECIPITATION, TEMPERATURE
йо1: 10.21515/1990-4665-148-014
Введение
Многолетнее сортоизучение и моделирование основных факторов климатического потенциала влажных субтропиков в системе «погода -урожай» показали возможность промышленного возделывания персика в зоне [4, 5, 6, 7, 8, 12, 13].
Для создания конкурентно способной технологии выращивания необходимо формирование высоко продукционного потенциала культуры на основе рационального и дифференцированного использования природных и биологических ресурсов.
Установлена тесная зависимость урожая культуры от погодных факторов по фазам его формирования: цветения и созревания плодов [1, 2]. Следовательно, глобальные и локальные изменения климата могут существенно воздействовать на плодовое растение в течении его жизненного цикла, оказывая влияние на продуктивность. Вследствие чего особенно актуальна оценка изменений климата по фазам формирования урожая культуры, имеющей большое сортовое разнообразие, отличающегося различной реакцией на лимитирующие факторы среды.
В данной работе проведена оценка изменений климата по основным агроклиматическим факторам влажных субтропиков, влияющим на адаптивный потенциал сортов персика, за период с 1960 по 2018 годы.
Материал и методика.
Коллекция из 22 сортов и двух выделенных клонов сорта Редхавен размещена в условиях бурой лесной слабоненасыщенной почвы. Годы посадки 1994 1996. Размещение 5 х 3 м. Подвой АП-1. Сортоизучение проведено в соответствии «Программы и методики сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» [11].
Моделирование в системе «погода - урожай» выполнено с помощью множественного корреляционно - регрессионного анализа по программе 81аИвИка 6.0. Вариации лимитирующих факторов (осадки, температура) изучены за 60-летний период на примере города Сочи.
Результаты и обсуждения.
Урожайность - функция реализованного потенциала продуктивности и экологической устойчивости растений к лимитирующим факторам
среды. Ее показатель отражает комплексное воздействие всех погодно-климатических факторов. [9].
Моделирование ведущих факторов климатического потенциала влажных субтропиков на примере Большого Сочи в предгорьях показало специфику их влияния на урожай сортов персика в фазу «начало-цветения» (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние основных погодных факторов в зимнее-весенний _^ период на величину урожая сортов персика, 2006-2012гг.
Группы спелости Сорта Уро-жайн -ость ц/га Коэф фицие нт вариа ции, % Коэффициенты множественной Парные коэффициенты корреляции урожая с
корреля ции детерминации темпера -турой осадками, мм влажно стью воздуха, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Сверхранние Харбинджер 43,3 89 0,997 99,4 0,770 -0,676 -0,053
Майфловер 32,7 58 0,950 90,3 0,175 -0,871 -0,010
Спринголд 24,7 103 0,991 98,2 - 0,074 - 0,339 0,201
Мадлен Пуйе 17,3 55 0,972 94,5 - 0,591 - 0,691 0,224
Ранние Саммерсет 94,7 23 0,990 98,0 - 0,201 - 0,380 0,353
Майноед 71,7 32 0,989 97,8 - 0,566 0,418 0,371
Коллинз 46,0 71 0,991 98,2 0,741 - 0,788 0,101
Старк Эрли Глоу 69,4 17 0,999 99,8 0,500 - 0,741 0,343
Украинский 33,4 54 0,974 949 - 0,711 - 0,461 0,741
Кардинал 25,3 71 0,970 94,1 - 0,372 - 0,883 - 0,851
Мария Серена 16,7 59 0,920 84,6 0,669 - 0,180 - 0,849
Янги 16,0 114 0,999 99,8 0,021 - 0,849 0,090
Средне спелые Редхавен 79,4 18 0,929 86,3 - 0,342 0,417 0,583
Красная Заря 72,0 19 0,761 58,4 - 0,460 - 0,242 0,718
Лариса 72,7 18 0,707 50,0 - 0,109 - 0,163 0,200
Кандидатск ий 75,4 32 0,947 89,7 - 0,167 - 0,206 - 0,222
Память Симиренко 36,7 51 0,988 97,6 - 0,295 - 0,593 0,709
Лоадел 33,4 49 0,825 68,1 - 0,289 0,170 0,410
Поздние Ветеран 58,7 59 0,999 99,8 - 0,621 - 0,041 0,859
А. Чехов 41,4 50 0,975 95,1 0,621 - 0,914 - 0,246
Восток 3 38,7 71 0,994 98,8 - 0,364 - 0,739 0,741
Рот-Фронт 31,3 67 0,999 99,8 0,466 - 0,960 0,073
Золотистый 31,3 47 0,999 99,8 - 0,367 - 0,588 0,590
Бебиголд 5 20,7 53 0,995 99,0 - 0,608 - 0,068 0,717
Коэффициент множественной корреляции у всех сортов свидетельствует о тесной зависимости урожая от погодных условий с января до начала цветения. Величина урожая значительно варьирует у сверхранних и частично у ранних сортов. Лимитируют урожай в различной степени осадки, у большинства сортов также и температура.
Сорта персика также требовательны к температурному режиму до начала цветения, когда для морфогенеза цветковым почкам нужно определённое количество температур 7,2 0С и ниже, называемым «единицами охлаждения». В предгорьях влажных субтропиков такой температурный режим складывается с декабря по конец марта [2].
Анализ ведущих климатических факторов по десятилетним периодам с 1960 по 2018 годы, представленный графически на рис.1 и 2 свидетельствует о повышении температуры в зимний период, за последние 18 лет, что ухудшает условия формирования генеративных органов. Повышение количества выпавших осадков в феврале-марте усиливает лимитирование урожая культуры.
Рисунок 1 - Среднемесячная температура воздуха в оС с декабря по март за 1960 - 2018 годы по десятилетним периодам
мм 220
200
180
160
140
120
100
Рисунок 2, Выпадение осадков (мм) в холодный период (декабрь - март) оо влажных субтропиках по десятилетним срокам
с 1960 по 2018 г.
XII [ II ш 1960-1369
1
XII I II ш 1970- 1979
XII I II 111
1980- 1989
XII I [I III
1930-1999
XII I II 1П
2000 - 2009
XII I II III 2010 - 2018
мног.
XII I л III
1874 - 2018
В табл. 2 показана вариабельность осадков и среднемесячной температуры воздуха за 60 лет по десятилетним периодам.
Таблица 2 - Вариация ведущих климатических факторов в
фазу морфогенеза цветковых почек персика за 60 лет
мног.
Периоды Коэффициенты вариации факторов, %
сумма осадков температу ры воздуха
XII I II III XII I II III
1960-1969 66 71 68 71 24 44 35 31
1970-1979 78 99 82 86 24 45 40 23
1980-1989 78 74 97 93 34 44 67 32
1990-1999 63 84 65 70 34 41 45 28
2000-2009 78 69 64 71 33 41 53 31
2010-2018 106 61 70 66 37 37 34 34
В среднем за 76 76 74 76 31 42 46 30
60 лет
Данные табл. 2 констатируют об очень большой вариабельности основного лимитирующего фактора - осадков [10, 30]. Температурный фактор варьирует в пределах нормальной вариации показателя (до 46%).
При складывающихся условиях погоды в субтропиках в зимнее и ранне-весеннее время, низкой их прогнозируемости, опасности заболеваний (курчавостью листьев) фаза «начало цветения» имеет решающее значение для культуры и относится к «критической».
Мы сталкиваемся с тем, что если основным лимитирующим фактором для большинства сельскохозяйственных культур является устойчивость к температурному стрессу, то во влажных субтропиках -
избыток осадков во время цветения является существенным лимитирующим фактором [9].
Рассмотрим изменяющиеся условия внешней среды в период созревания плодов, наблюдающийся в июне-августе, отдельно для среднеурожайных сортов персика (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние агроэкологических факторов влажных субтропиков на продуктивность сортов персика в _^ фазы «цветения» и ^ «созревание плодов», 2006-2012 гг.
Группы спелости Сорта Урожа йность, ц/га Вариабе льность урожая, % Коэфф ициент коррел яции Долевое участие факторов во время, % Коэф фици ент корре ляци и Долевое участие факторов в периоде
цветения созревание плодов
^С Р, мм влажн ость воздух а ^С Р, мм влаж ност ь возд уха
Ранние Самме рсет 102,7 23 0,99 - 4 - 14 12 0,92 - 12 - 3 38
Майнр ед 73,4 32 0,99 - 32 18 14 0,81 8 - 22 - 21
Старк Эрли Глод 69,4 17 1,00 25 - 55 12 0,99 - 5 6 -0
Колин з 46,0 71 0,99 55 - 62 1 0,99 - 6 42 3
Средние Редхав ен 92,0 18 0,93 - 12 18 34 0,99 - 24 - 5 - 22
Красна я Заря 72,0 19 0,76 - 21 - 6 52 0,75 - 19 14 29
Лариса 72,7 18 0,71 - 1 - 3 4 0,32 - 7 - 1 6
Канди датски й 75,4 32 0,95 - 3 - 4 5 0,43 - 3 16 2
Поздние Ветера н 58,7 59 1,00 - 38 - 0 74 0,80 56 - 31 - 38
А. Чехов 41,3 50 0,98 38 - 83 6 0,80 0 26 0
Данные табл. 3 демонстрируют степень воздействия погодных условий весеннее-летнего периода на урожайность персика, имеющего свои особенности. Для одних сортов (всех ранних, Редхавена и его клона Красная Заря, также для поздних сортов, представленных в табл. 3) влияние погодных факторов на урожайность существенное, сортам Лариса и Кандидатский - незначительное. Отрицательное воздействие
температуры достигает от 3 до 24 %. Осадки несут лимитирующее значение у сортов Майнред и Ветеран, сюда подключается и влажность воздуха. Но самые устойчивые сорта Лариса и Кандидатский. Характер изменчивости погодных условий в период созревания плодов персика представлен на рисунке 3.
мм
Рисунок 3 - Особенности изменения температуры воздуха и выпадения осадков в период созревания персиков за 1960 - 2018 гг.
Влагообеспеченность многолетней культуры снизилась в июле-августе в последние 2 десятилетия, среднемесячная температура повысилась на 0,9-1,5 0С. Возникающий дефицит влаги сказывается на массе плодов. При этом вариабельность выпадения осадков достигла аномального значения (табл. 4).
Таблица 4 - Вариации выпадения атмосферных осадков в период
созревания персиков за 60 лет наблюдений
Периоды Количество атмосферных осадков, мм Коэффициент вариации, %
VI VII VIII IX VI VII VIII IX
1960-1969 95,8 72,8 143,0 124,6 121 105 148 100
1970-1979 81,1 79,9 142,3 115,1 94 149 102 101
1980-1989 117,8 132,6 90,7 159,6 121 126 112 115
1990-1999 79,8 142,7 151,3 178,3 114 120 117 72
2000-2009 125,4 90,1 118,4 127,8 99 121 113 93
2010-2018 108,8 104,4 54,7 172,3 109 88 127 122
К тому же летом и в начале осени осадки выпадают эрозионноопасными ливнями, но низко эффективными для влагообеспечения.
Глобальные и локальные изменения климата приводят к усилению засушливости климата в вегетационный период, повышению температурного фактора, изменяя циклы развития плодового растения. Во влажно-субтропической зоне растения после засух возобновляют свой рост, и приходят к зимнему периоду не подготовленными к низким температурам с ослабленной иммунной системой к воздействию стрессоров абиотического характера, что актуализирует поиск адаптивных сортов, обладающих высоким запасом экологической и адаптационной пластичности.
Оптимизация сортимента культуры также возможна сортами местной селекции, реализующих свой адаптивный потенциал в изменяющихся условиях среды. Так, например, выделенные клоны сорта Редхавен, Красная Заря и Лариса наиболее адаптивны к условиям влажных субтропиков и могут быть использованы в низкогорном поясе (см. табл. 3), где сумма осадков (лимитирующий фактор) выше, чем в предгорном ландшафте (рис. 4).
Рисунок 4 - Характер плодоношения сорта Редхавен и его клонов при изменяющихся условиях среды во влажных субтропиках
Анализ погодно-климатических факторов и математическое моделирование влияния агрометеоресурсов на урожай сортов персика позволили заключить следующее:
- повышение температуры с января по март с 2000 года ухудшили условия прохождения морфогенеза в цветковых почках растений персика. Наблюдающееся увеличение осадков в феврале-марте усилило лимитирование урожая культуры;
- значительное варьирование количества выпадающих осадков в фазу цветения не позволяет прогнозировать характер их влияния на урожай, что делает фазу «критической»;
- определены адаптивные сорта в условиях влажных субтропиков, дающие относительно стабильные урожаи от 60 до 103 ц/га;
- фаза «созревания плодов» проистекает при более повышенных температурах в июле-августе, которые усиливают транспирационные расходы влаги и физическое испарение при дефиците осадков;
- вариации выпадения осадков с июня по сентябрь достигают анимальные значения, свыше 106 %;
- выделены формы и сорта, обладающие высоким запасом экологической и адаптивной пластичности. Это Красная Заря, Лариса, выявленные как формы сорта Редхавен.
Литература
1. Беседина Т.Д., Смагин Н.Е., Добежина С.В. Оценка влияния агрометеорологических факторов влажных субтропиков России на урожай сортов персика методом математического моделирования // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. -2016. - № 121. - С. 846-859. -DOI: 10.21515/1990-4665-121-049
2. Беседина Т.Д., Смагин Н.Е., Добежина С.В. Адаптивный потенциал сортов персика, возделываемых во влажных субтропиках России // Вестник АПК Ставрополья.
- 2017. - № 1 (25). - С. 123-129. - ISSN: 2222-9345
3. Беседина Т.Д., Смагин Н.Е., Добежина С.В. Сортоизучение культуры персика для оптимизации размещения во влажных субтропиках России // Субтропическое и декоративное садоводство. - 2017. - № 60. - С. 67-72. - ISSN: 2225-3068
4. Беседина Т. Д. Прогнозирование размещения персика на основе анализа агроэкологических ресурсов влажных субтропиков России и адаптивного потенциала его сортов // Субтропическое и декоративное садоводство. - 2018. - № 66. - С. 126-134.
- DOI: 10.31360/2225-3068-2018-66-126-135
5. Беседина Т.Д., Смагин Н.Е., Тория Г.Б. Агроэкологическая карта размещения культуры персика (Prunus pérsica) во влажных субтропиках России // Плодоводство и ягодоводство России. - 2018. - Т. 55. - С. 78-85. -DOI: 10.31676/2073-4948-2018-55-7885
6. Глущенко К.С. Важная биологическая особенность персика/ Сб. науч. трудов.
- Сочи: ВНИИЦиСК, 1978 - Вып. 25. - С. 94-97.
7. Глущенко К.С. Персик на Черноморском побережье / Садоводство, - 1969. -№ 10. - С. 20 - 21
8. Еремин В. Г. Перспективы улучшения сортимента персика в Краснодарском крае / Субтропическое и декоративное садоводство: Сб. науч. труд. ВНИИЦиСК. -Сочи, 2009. - Вып. 42. - С. 149 - 154
9. Жученко А. А. Адаптивная стратегия устойчивого развития сельского хозяйства России в XXI столетии. Теория и практика. В двух томах. - М.: Изд-во Агрорус, 2009-2011. - Т. II. - 624 с.
10. Козин В. К., Беседина Т. Д., Бушин П. М. Методика комплексной агроэкологической оценки почв под многолетние насаждения. Сочи, ВНИИЦ и СК, 1992. - 45 с.
11. Седов Е. Н., Огольцова Т.П. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Орел: изд-во Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур, 1999. - 608 с.
12. Рындин А. В., Смагин Н. В. Абильфазова Ю. С. Перспективные сорта персика влажных субтропиков России. // Субтропическое и декоративное садоводство. -2011. - Т 44. - С 119 - 123
13. Смагин Н. Е., Абильфазова Ю. С. Беспрерывный конвейер созревания плодов персика // Вестник Российской сельскохозяйственной науки, - 2015, - №6. - С. 49 - 51
References
1. Besedina T.D., Smagin N.E., Dobezhina S.V. Ocenka vliyaniya agrometeorologicheskix faktorov vlazhny'x subtropikov Rossii na urozhaj sortov persika metodom matematicheskogo modelirovaniya // Politematicheskij setevoj e'lektronny'j nauchny'j zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016. - № 121. -S. 846-859. -DOI: 10.21515/1990-4665-121-049
2. Besedina T.D., Smagin N.E., Dobezhina S.V. Adaptivny'j potencial sortov persika, vozdely'vaemy'x vo vlazhny'x subtropikax Rossii // Vestnik APK Stavropol'ya. - 2017. - № 1 (25). - S. 123-129. - ISSN: 2222-9345
3. Besedina T.D., Smagin N.E., Dobezhina S.V. Sortoizuchenie kul'tury' persika dlya optimizacii razmeshheniya vo vlazhny'x subtropikax Rossii // Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. - 2017. - № 60. - S. 67-72. - ISSN: 2225-3068
4. Besedina T.D. Prognozirovanie razmeshheniya persika na osnove analiza agroe'kologicheskix resursov vlazhny'x subtropikov Rossii i adaptivnogo potenciala ego sortov // Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. - 2018. - № 66. - S. 126-134. - DOI: 10.31360/2225-3068-2018-66-126-135
5. Besedina T.D., Smagin N.E., Toriya G.B. Agroe'kologicheskaya karta razmeshheniya kul'tury' persika (Rrunus persica) vo vlazhny'x subtropikax Rossii // Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. - 2018. - T. 55. - S. 78-85. -DOI: 10.31676/20734948-2018-55-78-85
6. Glushhenko K.S. Vazhnaya biologicheskaya osobennost' persika/ Sb. nauch. trudov. - Sochi: VNIICiSK, 1978 - Vy'p. 25. - S. 94-97.
7. Glushhenko K.S. Persik na Chernomorskom poberezh'e / Sadovodstvo, - 1969. -№ 10. - S. 20 - 21
8. Eremin V. G. Perspektivy' uluchsheniya sortimenta persika v Krasnodarskom krae / Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo: Sb. nauch. trud. VNIICiSK. - Sochi, 2009. -Vy'p. 42. - S. 149 - 154
9. Zhuchenko A. A. Adaptivnaya strategiya ustojchivogo razvitiya sel'skogo xozyajst-va Rossii v XXI stoletii. Teoriya i praktika. V dvux tomax. - M.: Izd-vo Agrorus, 2009-2011. - T. II. - 624 s.
10. Kozin V. K., Besedina T. D., Bushin P. M. Metodika kompleksnoj agroe'kologicheskoj ocenki pochv pod mnogoletnie nasazhdeniya. Sochi, VNIICz i SK, 1992.
- 45 s.
11. Sedov E. N., Ogol'czova T.P. Programma i metodika sortoizucheniya plodovy'x, yagodny'x i orexoplodny'x kul'tur / Orel: izd-vo Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta selekcii plodovy'x kul'tur, 1999. - 608 s.
12.Ry'ndin A. V., Smagin N. V. Abil'fazova Yu. S. Perspektivny'e sorta persika vlazhny'x subtropikov Rossii. // Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo. -2011. - T 44.
- S 119 - 123
13. Smagin N. E., Abil'fazova Yu. S. Besprery'vny'j konvejer sozrevaniya plodov persika // Vestnik Rossijskoj sel'skoxozyajstvennoj nauki, - 2015, - №6. - S. 49 - 51
