Study of the growth dynamics and productivity of apple trees with different lengths of M9 variety inset
Study of the growth dynamics and productivity of apple trees with different lengths of M9 variety inset
Abstract
Gardening using intercalary inserts to weaken the influence of seedling rootstocks on growth vigour is one of the promising areas of research in horticulture. The potential for growing such gardens was described as early as the 1980s. Thanks to the use of the intercalary insertion method, it was possible to overcome incompatibility as a phenomenon in the creation of seedlings, increase the resistance of seedlings to environmental conditions, and identify other important aspects of cultivation.
In order to continue working in this direction and improve seedling cultivation technology, an experimental plot was laid out using seedlings with different insert lengths.
Observations and monitoring were carried out over three growing seasons, starting from the moment the seedlings were planted. The intensity of shoot growth, the time of fruiting (fruit bud formation), and the quantitative and qualitative characteristics of the apple harvest were recorded.
1. Введение
В настоящее время яблоня является наиболее изученной древесной плодовой породой. С момента её окультуривания прошло уже более 5000 лет
. В процессе селекции человек менял облик дикой яблони, увеличивая размер и качество её плодов. Новые растения получали из семян от естественного опыления или искусственного скрещивания. Далее из потомства отбирали растения с лучшими качествами .Однако селекция — это не единственный способ улучшить качество плодов. Многие сорта сельскохозяйственных растений проявляют свои преимущественные качества только при соблюдении определённых условий. В основном это условия внешней среды, которые подходят для роста и развития растения. Со временем люди научились получать максимальную продуктивность яблони, подбирая максимально комфортные условия внешней среды и воздействуя на дерево определённым образом. Люди разрабатывали новые агротехнические приёмы для обеспечения растений всем необходимым. Для примера, в 1990 году разработана оптимальная схема формирования деревьев по типу веретена, которая обеспечивает максимальное значение продуктивности и плотное размещение деревьев . Чтобы сохранить продуктивность фотосинтеза и других физиологических процессов, необходимо защитить деревья от болезней и вредителей. В настоящий момент разработана интегрированная система защиты от болезней и вредителей .
Помимо остальных направлений, активно развивается направление привитой культуры яблони. От семенных подвоев постепенно начали переходить к вегетативно размножаемым подвоям, которые выигрывают сразу по нескольким признакам. Так, вегетативно размножаемые подвои сохраняют признаки исходного растения, не требуют времени для доращивания и др. В результате использования подвоев капликового и полукарликового типа удалось добиться снижение роста деревьев с 10 до 2 м в высоту . При этом, за счёт уплотнения посадок стало возможным умножить их урожайность с единицы площади.
Однако с увеличением количества растений на площади, увеличивается потребность в элементах минерального питания и влаге. Использование саженцев на карликовых подвоях, в сравнении с семенными подвоями, подразумевает поддержание режима полива и минерального питания. А нарушение баланса этих режимов приводит к снижению качества урожая плодов яблони.
Исследования А.Н. Татаринова в области производства саженцев на семенных подвоях со вставкой подвойного сорта М9, показали хорошие результаты . Согласно его исследованиям, использование вставочного компонента длиной 10 см позволило снизить общую высоту деревьев на 20%. А корневая система сеянца обеспечивала растение влагой и труднодоступными элементами питания из почвы как при обычной прививке на сеянец.
2. Методы и принципы исследования
Исследования проводились на территории с. Межевое, Нижнегорского района. Опытный участок размерами 16 х 24 м, расположен на въезде в село.
Было посажено 3 варианта саженцев со вставкой по 12 деревьев каждый. Саженцы представляют собой сеянцы культурных сортов яблони, клоновый подвойный сорт М9 и культурный сорт яблони Пинова. В качестве контрольного варианта выбрана сортоподвойная комбинация, в которой длина вставочного компонента М9 равна 10 см (вариант 1). Исследуемые комбинации имели увеличенную по отношению к контрольному варианту длину вставки. Второй вариант 30 см (вариант 2) и третий 50 см (вариант 3). Основной исследуемый показатель — продуктивность деревьев.
Продуктивность дерева — это понятие, которое подразумевает количество массу продуктивной части (плодов), которую способно произвести одно растение. Она рассчитывается, исходя из числа и общей массы урожая, делённой на площадь кроны дерева. Общая продуктивность равна продуктивности всех деревьев на площади .
Существует реальная и потенциальная продуктивность .
Метод определения потенциальной продуктивности позволяет спрогнозировать урожай будущего года , . Он основывается на подсчёте плодовых образований, которые сформировало растение за сезон. Но подсчёт плодоносных почек позволит сказать лишь о максимальном числе цветков и завязей, которое заложено в потенциале растения. Дальнейшее число плодов, которое воспитает растение зависит от множества различных факторов. На количество яблок и их массу влияют условия окружающей среды — влажность воздуха, водный и температурный режимы, минеральное питание.
Поэтому, при определении потенциальной продуктивности, учёт плодовых образований проводится в несколько этапов. Первый этап — это учёт плодовых почек, которые созрели на конец текущего сезона. Второй — подсчёт количества цветков, сформировавшихся из почек, в конце апреля – начале мая, в зависимости от начала срока цветения. Далее проводят учёт опылённых цветков и образовавшейся завязи, в период от окончания цветения до начала роста завязи. Так как у яблони присутствует такой процесс, как естественный сброс завязи, проводят повторный подсчёт завязи в июле. Этот этап можно определить как завершающий в подсчёте потенциальной продуктивности яблони .
Реальная продуктивность показывает фактическую урожайность насаждений. Она также рассчитывается, исходя из количества образовавшихся плодов на площадь, занятую под насаждениями. Реальная продуктивность может также учитываться в несколько этапов. Количество этапов сокращается в случае если сорт летний, и увеличивается, если он осенний или зимний. Это связано с возможным повреждением плодов болезнями, вредителями или неблагоприятными явлениями погоды. Реальная продуктивность основывается на конечной массе собранных плодов. Из этих данных также складывается один из главных показателей качества плодовых насаждений — урожайность
. Возможно рассчитать урожайность, исходя из площади или количества деревьев, а также составная единица — урожайность на крону дерева. Продуктивность каждого варианта оценивается по трём основным показателям. Это отношение количества плодов к диаметру штамба дерева, отношение количества плодов к диаметру кроны и отношение урожая к площади питания дерева. Для отражения результатов в более значимой форме, производился пересчёт на средние показатели диаметра штамба и площади кроны, а также для площади опытной делянки (96 м2) Для определения всех показателей производился подсчёт первого значимого урожая на второй год роста и развития деревьев.3. Основные результаты
Выводы о продуктивности деревьев заданных вариантов складывается из продуктивности потенциальной и реальной.
Потенциальная продуктивность определяли путём подсчёта плодовых почек в год предшествующий урожаю. Подсчёт кольчаток производился в сентябре 2020 года. На рисунке 1 можно увидеть распределение среднего числа кольчаток по вариантам.
Рисунок 1 - Сравнение количества почек по вариантам
При идеальных условиях каждая плодовая почка способна образовать до 5 плодов. Однако, в таком случае, плоды не будут вырастать до стандартных размеров и подойдут только для последующей переработки. Для получения товарной продукции яблок каждая плодовая почка должна образовать не более 1-2 плода. Тогда размеры и вес яблока будут соответствовать описанию сорта. Чтобы проследить, какое количество плодов может образовать дерево, ведётся подсчёт цветков, завязи и растущих плодов. На рисунке 2 прослеживается динамика количества потенциальных плодов.
Рисунок 2 - Учёт цветков/плодов в динамике
Также процент завязываемости цветков у яблони в среднем не превышает показатель 5–7%. Поэтому можно наблюдать резкий перепад кривой на вышеуказанном графике. Далее значения кривой возвращаются близко к изначальным. Это количество завязи, образовавшейся из цветков. Наивысший показатель завязываемости показал вариант 3, процент завязываемости составил 7%, на каждую плодовую почку приходится 1 завязь. Вариант 2 и контрольный вариант 1 показали процент завязываемости в пределах 6%. Только 60% и 50% почек соответственно образовали завязь. При дальнейшем наблюдении число жизнеспособной завязи незначительно уменьшалось пропорционально у всех вариантов в пределах 20%. Таким образом, вариант 3 проявляет лучшие результаты завязываемости плодов.
На рисунке 3 указано масса плодов для каждого варианта, которая образовалась во второй год роста деревьев от посадки. Этот показатель коррелирует с длинной вставочного компонента саженца, и указывает на то, что вариант с большей длиной вставки имеет большую урожайность.
Рисунок 3 - Распределение урожайности деревьев по вариантам
Таблица 1 - Интенсивность прироста диаметра штамба деревьев за сезон
Вариант | Сеянец, мм | Сеянец-вставка, мм | Вставка, мм | Вставка-сорт, мм | Сорт, мм | Среднее значение, мм | Интенсивность прироста, мм | ||||||||||||
Месяц учета | фев. | июн. | сен. | фев. | июн. | сен. | фев. | июн. | сен. | фев. | июн. | сен. | фев. | июн. | сен. | фев. | июн. | сен. | |
Вариант 3 (50 см) | 10,50 | 13,00 | 23,45 | 10,00 | 13,50 | 27,64 | 7,00 | 8,00 | 17,36 | 6,00 | 12,50 | 24,05 | 6,00 | 10,00 | 13,14 | 7,90 | 11,40 | 21,13 | 13,23 |
Вариант 2 (30 см) | 6,50 | 12,00 | 22,00 | 7,00 | 11,00 | 26,50 | 7,00 | 10,00 | 19,71 | 2,00 | 13,00 | 26,13 | 2,00 | 8,00 | 13,38 | 4,90 | 10,80 | 21,54 | 16,64 |
Вариант 1 (10 см) | 8,50 | 10,00 | 17,42 | 7,00 | 10,00 | 21,83 | 5,00 | 7,80 | 16,83 | 4,00 | 10,00 | 20,92 | 4,00 | 7,00 | 12,13 | 5,70 | 8,96 | 17,83 | 12,13 |
Таблица 1 отражает динамику увеличения диаметра многокомпонентного штаба деревьев. В результате наблюдений выяснилось, что наименьшими диаметром штамба и интенсивностью его прироста обладает вариант 1. Самый большой диаметр штамба у варианта 2, он же имеет лидирующую интенсивность прироста. Вариант 3 со вставкой 50 см имел значения немного меньше варианта 2. Таким образом, вариант с усреднённой длинной вставочного компонента проявляет наибольшие показатели прироста диаметра штамба, что указывает на увеличенную продуктивность деревьев.
Таблица 2 - Сравнительная характеристика параметров урожайности по вариантам
Вариан | Урожай плодов, кг/96м2 | Средний диаметр кроны | Урожайность кг/диаметр штаба | Площадь кроны | Урожайность, кг/на Площадь кроны | Объём кроны | Урожайность, кг/на объём кроны | Площадь питания, м2 | Урожайность, кг/площадь питания дерева | Урожайность кг/на 1 га |
Вариант 3 (50 см) | 1,25 | 2,11 | 0,59 | 0,63 | 1,97 | 0,45 | 2,75 | 8,00 | 0,10 | 129,73 |
Вариант 2 (30 см) | 0,91 | 2,15 | 0,42 | 0,65 | 1,40 | 0,50 | 1,83 | 8,00 | 0,08 | 94,79 |
Вариант 1 (10 см) | 0,35 | 1,78 | 0,20 | 0,61 | 0,58 | 0,45 | 0,78 | 8,00 | 0,03 | 36,46 |
По итогам взвешивания и оценки плодов мы получили следующие результаты. Как и после предварительной оценки урожайности, подтвердилось, что большинство показателей выше у варианта со штамбообразователем 50 см. Несмотря на то, что средний диаметр штамба у данного варианта сопоставим с вставкой 30 см, средняя урожайность на диаметр штамба превышает его на 0,17 кг, а в сравнении с вставкой 10 см, на 0,39 кг. Аналогичная ситуация складывается с урожайностью на площадь и объём кроны. При значениях величин, близких к показателям контрольного варианта, урожайность превышает остальные более чем в 3 раза. Средний вариант имеет площадь и объём кроны больше остальных, но также отстает на 0,39 кг и 0,92 кг, соответственно. Используя одну схему посадки для деревьев, мы выдержали одинаковую площадь питания. Однако на одну площадь питания урожайность варианта 3 также показала преимущество на 0,2 кг и 0,7 кг относительно вариантов 2 и 1.
4. Обсуждение
При пересчёте урожайности на 1 га, можно сказать, что насаждения заданных типов могут приносить 129,73 кг, 64,79 кг и 36,46 кг в зависимости от длинны сорта вставки. Исходя из вышесказанного, можно сказать, что наиболее продуктивный вариант — это штамбообразователь длиной 50 см. Он позволяет насаждениям на подвое экстенсивного типа как можно раньше вступить в период плодоношения.
На основе полученных данных можно сделать предположение, что вариант 3 наиболее продуктивный, среди трёх вариантов, так как проявил высшие показатели урожайности во второй год роста. Предположительно уменьшение объёма и площади кроны, площади питания, не приведёт к уменьшению урожайности. Напротив, увеличение этих показателей, будет негативно влиять на удельную урожайность насаждений. А также это будет негативно сказываться на продуктивности использования площади, занятой под насаждениями.
5. Заключение
На основании проведённых исследований, можно составить ряд заключений и выводов. В первую очередь, следует подтвердить влияние длинны вставочного компонента на внешние характеристики дерева. Таким образом, использование карликовых подвоев клонового типа, как в нашем случае М9, позволяет сохранить продуктивность саженцев, при выращивании на семенном подвое экстенсивного типа.
Как подтверждено А.Н. Татариновым в своих трудах , размер побега вставки определяет размер дерева на сильнорослом семенном подвое. В результате исследования интенсивности прироста побегов кроны, мы выявили закономерное снижение интенсивности роста побегов с увеличением длины вставочного компонента. Несмотря на то, что все варианты в трёхлетнем возрасте имеют высоту не более 2 метров и размер кроны в пределах 1 метра, варианты с длиной вставки 10 и 30 см имеют мало деревьев в выборке, находящихся в фазе плодоношения. Деревья со вставкой 10 см также имеют слаборазветвлённую узкую крону с 3–4 ветвями и преобладающим вертикальным ростом. Этот факт также указывает на то, что деревья потенциально будут увеличивать и расширять размеры кроны. Такое поведение характерно для привоев, привитых на корнесобственные подвои. В результате чего можно сделать вывод о большем влиянии сеянца на основной продуктивный сорт.
Решающим отличием среди вариантов является продуктивность и скороплодность деревьев. Преимущество в скороплодности изначально отходит варианту со штамбообразователем 50 см, так как этим саженцам требуется меньше времени для наращивания вегетативной массы кроны, и основная направленность роста кроны переходит в образование плодовых почек. Также вставка клонового подвоя определяет интенсивность закладки плодовых почек, как более интенсивный подвойный материал, который сразу находится в фазе плодоношения. Семенные подвои оттягивают фазу плодоношения у основного продуктивного сорта, так как находятся в фазе ювенильного периода. Поэтому влияние семенного подвоя пропорционально снижается с увеличением длины вставочного компонента. По результатам исследований урожайности все преимущества отходят варианту со вставкой 50 см.
В результате большинство вышеуказанных исследований говорят о беспрецедентном преимуществе варианта с наибольшей вставкой над остальными. Уже на основании данных выводов можно рекомендовать тип посадочного материала к выращиванию в промышленных масштабах. Однако стоит обратить внимание на недостатки и преимущества со стороны экономической эффективности насаждений.
Обращая внимание на преимущества использования саженцев интеркалярного типа в целом, можно выделить следующие. Мощная корневая система сеянцевого подвоя обеспечивает прочное закрепление дерева в почве, а также поддерживает поступление влаги из почвы в крону без дополнительного полива. Эти условия позволяют исключить наиболее значимые атрибуты интенсивного сада яблони — шпалеру и стационарную систему капельного орошения.