Агротехнические аспекты применения измельченной виноградной лозы на промышленных виноградниках
Автор: Тамахина А.Я., Тиев Б.Р.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Почвоведение
Статья в выпуске: 1, 2014 года.
Бесплатный доступ
В статье приведены результаты исследований о влиянии заделки измельченной виноградной лозы в почву междурядий, которые через три года с начала эксперимента показали улучшение агрофизических и агрохимических свойств почвы, снижение ее засоренности сорными растениями.
Виноград, измельченная лоза, продуктивная влага, объемная масса почвы, азот, биологическая активность, качество сока
Короткий адрес: https://sciup.org/14083333
IDR: 14083333 | УДК: 634.8
Текст научной статьи Агротехнические аспекты применения измельченной виноградной лозы на промышленных виноградниках
Введение. В современных социально-экономических условиях восстановление отрасли виноградарства в Кабардино-Балкарской Республике стало перспективным направлением развития сельского хозяйства. Одной из проблем виноградарства является нестабильность урожаев ввиду ряда объективных причин, в частности, погодных условий (заморозки, засухи), нечеткого соблюдения технологий возделывания, несистемного применения удобрений и т.д. Традиционные технологии производства винограда (многократная обработка почвы тяжелыми орудиями, использование гербицидов, обрезка и значительное отчуждение органической массы) требуют не только повышенного расхода материальных и энергетических ресурсов, но и приводят к разрушению структуры почвы, снижению почвенного плодородия, уничтожению полезной энто-мофауны, накоплению в почве и надземной массе тяжелых металлов и других вредных веществ. Ежегодно с 1 га плодоносящего виноградника удаляется до 9 т обрезков лозы, что обуславливает потерю агроценозом в среднем 34 кг азота, 18 кг фосфора, 36 кг калия. Ввиду этого требуется разработка научных основ создания устойчивых высокодоходных агроэкосистем в виноградарстве, улучшение систем содержания почвы, решение проблем почвоутомления, оптимизации обеспечения водой и питательными веществами. Одним из элементов адаптивной экологически чистой энергосберегающей системы производства винограда, обеспечивающей повышение продуктивности насаждений и качества готовой продукции, является безотходное производство путем использования органических отходов виноградарства в виде измельченных остатков виноградной лозы [1].
Цель исследований . Изучение эффективности заделки измельченной лозы в почву междурядий неукрывных кустов винограда.
Задачи исследований . Изучить характер и степень изменений агрофизического и агрохимического состояния корнеобитаемого слоя почв виноградных кустов под влиянием измельченной лозы, заделанной в почву на глубину 10–15 см; исследовать влияние органических остатков лозы на технологические качества урожая неукрывных сортов винограда Левокумский и Подарок Магарача в условиях Кабардино-Балкарской Республики (КБР).
Материалы и методы исследований. Экспериментальная часть работы проводилась в Урванском районе КБР (ОАО «Концерн ЗЭТ-Алко») в междуречье горных рек Баксана и Урвани в 2010–2013 гг. Тепловой режим в нижнем поясе предгорий достаточно благоприятен для выращивания многолетних плодовых и ягодных культур. Сумма активных температур (выше +10°С) составляет 3000–3100°С, а среднегодовая сумма выпадающих осадков – 560 мм. Среднегодовая температура воздуха 9–9,5оС. Условия 2011 года отличались обильными и длительными осадками, ранними морозами в конце ноября – начале декабря. В 2012–2013 гг. среднегодовое количество осадков было близко к норме, но морозы в феврале 2012 г. доходили до -26°С.
Виноградники в пределах землепользования концерна «ЗЭТ» расположены на равнине с аллювиально-луговыми почвами. Кусты в насаждениях винограда сортов Левокумский и Подарок Магарача размещаются с междурядьями 3,0 и с расстоянием в ряду 2,0 м, сформированы на двух штамбах высотой 1,2–1,4 м и горизонтальным двуплечим расположением рукавов.
Почвы района исследований характеризуются пестрым и слоистым гранулометрическим составом с преобладанием супесчаных и легкосуглинистых пылеватых прослоек, слабощелочной рН вод (7,9–8,3), низкой водоудерживающей способностью. Содержание гумуса в значительной мере определяется микрорельефом поверхности и длительностью хозяйственного использования. По микропонижениям рельефа в пахотном горизонте содержание гумуса превышает 4 %, а на остальной площади составляет 2,2–2,5 %. Измельченную лозу (длиной 40–50 мм) винограда сортов Левокумский и Подарок Магарача заделывали в почву диска-тором АТ-2.4-20 в междурядья через ряд. Варианты опыта различались по месяцам заделки в почву измельченной лозы: 1) позднеосенний (XI–XII) после обрезки кустов; 2) зимний (II–III) после таяния снега; 3) весенний (IV) в начале роста сорных растений; 4) контроль – междурядья без внесения лозы. Площадь опытного участка 100 м2, площадь учетных делянок 25 м2, повторность четырехкратная. Для оценки агрофизических и агрохимических показателей почвы по горизонтам 10–20, 30–40, 50–60 см исследовали запасы продуктивной влаги (разность между абсолютной влажностью и влажностью устойчивого завядания растений, равную на супесчаных почвах 3 %, в пересчете на милимметры) [2], плотность сложения [3], содержание гранул размером менее 10,0 мм [4], рН вод [4], общее содержание азота по методу Кьельдаля [5], содержание легкогидролизуемого азота методом щелочного гидролиза Корнфилда [6], биологическую активность за 30 дней [7]. Учет состояния агрофитоценоза включал оценку воздушно-сухой массы обрезанных лоз, количества и биомассы (надземная часть + корни из слоя 0–20 см) сорных растений в междурядьях (шт/м2), степень разложения измельченной лозы (первая декада августа). Учет степени разложения растительных остатков проводили методом фиксированных площадок. Определенное количество измельченной лозы закладывали в почву в центре фиксированных площадок размером 50х50 см (повторность 3-кратная). В первой декаде августа верхний слой почвы снимали, отмывали растительные остатки от почвы и определяли воздушно-сухой вес фракций, подвергшихся и не подвергшихся разложению [8]. Технологические качества винограда оценивали в первой декаде октября 2013 г. на кустах с оптимальной нагрузкой 60 гроздей [9] по выходу сока из ягод и массовой концентрации сахаров [10]. Достоверность данных оценивали по НРС 05 (наименьшая существенная разность при 5 %-м уровне значимости).
Результаты исследований и их обсуждение. Воздушно-сухая масса обрезанных лоз существенно различалась в зависимости от силы кустов и сорта винограда. Так, у более сильнорослого сорта Левокумский масса обрезанной лозы составила в 2011 г. 0,34–0,38 кг, в 2012 г. – 0,27–0,31 кг с одного куста, а у менее сильнорослого Подарок Магарача соответственно 0,29–0,32 и 0,23–0,25 кг. Меньшая масса лозы в 2012 г. по сравнению с 2011 г. связана с небольшим суммарным приростом побегов из-за поражения морозами. Степень разложения измельченной лозы за период исследований составила 35 % в 2011 г., 52 – в 2012 г., 70 % – в 2013 г.
Количество и биомасса сорных растений (звездчатка, вероника, будра и др.) в междурядьях существенно различались в зависимости от варианта опыта (табл. 1).
Таблица 1
Влияние сроков заделки в почву измельченной лозы на зарастание междурядий виноградных насаждений сорными растениями (среднее за 2011–2013 гг.)
Вариант опыта |
Левокумский |
Подарок Магарача |
|||
Количество сорных растений, шт/м2 |
Биомасса, г/м2 |
Количество сорных растений, шт/м2 |
Биомасса, г/м2 |
||
1. |
Позднеосенний |
120 |
33,2 |
123 |
34,2 |
2. |
Зимний |
134 |
30,1 |
138 |
32,5 |
3. |
Весенний |
56 |
6,9 |
62 |
7,2 |
4. |
Контроль |
192 |
50,8 |
185 |
48,6 |
НСР 05 |
71,3 |
42,6 |
73,2 |
35,8 |
Количество и биомасса сорных растений в междурядьях обоих сортов в контроле превышали аналогичные показатели при позднеосенней, зимней и весенней заделке измельченной лозы на 33,5–37,5; 25,4–
30,0; 66,5–74,0 % соответственно. На делянках, где измельченную лозу заделывали в почву во второй декаде апреля, была установлена крайне низкая засоренность сорняками, достоверно ниже вариантов 2 и 4.
В результате заделки измельченной лозы в третьей декаде февраля – первой декаде марта, а также в апреле, отмечено более значительное накопление снега, чем в позднеосенний период и в контроле, и соответственно более высокое содержание продуктивной влаги в почве (табл. 2).
Таблица 2
Влияние сроков заделки измельченной лозы на содержание продуктивной влаги по горизонтам почвы в начале роста побегов, мм (среднее за 2011–2013 гг.)
Вариант опыта |
Левокумский |
Подарок Магарача |
||||
10-20 см |
30-40 см |
50-60 см |
10-20 см |
30-40 см |
50-60 см |
|
1. Позднеосенний |
14,8 |
15,4 |
15,0 |
15,1 |
15,8 |
15,5 |
2. Зимний |
18,3 |
18,6 |
16,7 |
18,2 |
18,7 |
16,4 |
3. Весенний |
17,6 |
18,5 |
16,9 |
17,4 |
18,4 |
17,0 |
4. Контроль |
14,5 |
14,9 |
15,4 |
14,3 |
15,0 |
15,2 |
НСР 05 |
2,3 |
2,5 |
1,8 |
2,5 |
2,3 |
1,5 |
Полученные данные свидетельствуют об эффективности заделки измельченной лозы в зимний и весенний период для повышения запасов продуктивной влаги на глубине 10–60 см. В зимнем и весеннем вариантах опыта запасы доступной растениям влаги достоверно превышали контроль в горизонте 10–20 см на 22–27 %, в горизонте 30–40 см – на 23–25 %. На глубине 50–60 см запасы продуктивной влаги существенно превышали контроль во всех вариантах опыта.
В 2013 г. было выявлено существенное влияние запахивания измельченной лозы на плотность сложения почвы виноградников (рис. 1). По сравнению с контролем плотность сложения изученных почвенных горизонтов снизилась. Наиболее существенное уменьшение отмечено во все сроки заделки измельченной лозы в верхнем почвенном горизонте 10–20 см на 9,2–11,2 %. В нижерасположенных слоях до глубины 60 см плотность сложения почвы уменьшилась на 1,0–1,6 %. Одновременно отмечено изменение гранулометрического состава почвы в сторону увеличения гранул размером от 0,25 до 10 мм, обеспечивающих благоприятные водные и воздушные свойства почв. При позднеосеннем, зимнем и весеннем сроках заделки измельченной лозы доля фракций почвы размером 0,25–10 мм возросла по сравнению с контролем (53,7 % – 10–20 см, 62,1 % – 30–40 см) на глубине 10–20 см соответственно на 8,8; 8,1; 10,5 %; на глубине 30–40 см – на 4,0; 3,2; 3,7 %.
1,5
0,5

3 контроль
■ 10-20 см □ 30-40 см □ 50-60 см
Рис. 1. Плотность сложения почвы в зависимости от срока заделки измельченной лозы, г/см3: 1 – позднеосенний; 2 – зимний; 3 – весенний
Через три года наблюдений было установлено изменение агрохимических показателей почвы, в частности, сдвиг рН вод в нейтральную сторону, повышение содержания валового и легкогидролизуемого азота, биологической активности (табл. 3).
Таблица 3
Агрохимические свойства почвы в зависимости от срока заделки измельченной лозы
Вариант опыта |
Горизонт почвы, см |
рН вод |
Общее содержание азота, % |
Содержание легкогидролизуемого азота, мг/кг |
Биологическая активность, % |
1. Позднеосенний |
10-20 |
7,9 |
0,29 |
144 |
46,3 |
30-40 |
8,0 |
0,17 |
108 |
47,4 |
|
50-60 |
8,0 |
0,03 |
50 |
- |
|
2. Зимний |
10-20 |
8,1 |
0,35 |
192 |
69,5 |
30-40 |
8,1 |
0,21 |
140 |
65,2 |
|
50-60 |
8,2 |
0,04 |
62 |
- |
|
3. Весенний |
10-20 |
7,9 |
0,32 |
184 |
67,3 |
30-40 |
8,0 |
0,19 |
152 |
60,2 |
|
50-60 |
8,1 |
0,03 |
53 |
- |
|
4. Контроль |
10-20 |
8,1 |
0,28 |
136 |
45,2 |
30-40 |
8,2 |
0,12 |
82 |
47,6 |
|
50-60 |
8,3 |
0,03 |
41 |
- |
Понижение рН почвенного раствора в верхнем слое почвы междурядий можно считать положительным фактором в повышении плодородия аллювиальных почв на известняках. Существенное увеличение валового азота в органогенных и гумусово-аккумулятивных горизонтах наблюдается в вариантах с зимним и весенним сроком запахивания измельченной лозы в почву, когда содержание азота в горизонте 10–20 см возросло по сравнению с контролем на 0,07 и 0,04 %, а на глубине 30–40 см – на 0,09 и 0,07 % соответственно. Содержание легкогидролизуемого азота снижается с увеличением глубины почвенного профиля. По содержанию легкогидролизуемого азота почва контрольного варианта является низкообеспеченной, а у вариантов с зимним и весенним сроками запашки лозы – среднеобеспеченной. Доля легкогидролизуемого азота в вариантах 1–3 составила соответственно 5,3; 5,5; 5,8 % от общего азота (горизонт 10–20 см), превысив контроль на 0,4–0,9 %. Повышение биологической активности почвы (в 1,4–1,5 раза по сравнению с контролем) наряду с увеличением содержания легкогидролизуемого азота свидетельствует об активизации деятельности бактерий-диазотрофов, минерализующих органическое вещество почвы до аммонийной NH 4 и нитратной NO 3 форм, и повышении доступности азота для растений в вариантах с запашкой измельченной лозы в междурядья.
В почвенно-климатических условиях исследуемого района заделка измельченной лозы в феврале-апреле эффективнее осенней. На супесчаных почвах, подстилаемых песками, растения чаще и сильнее страдают от засухи, чем на других типах почв. Агротехнический прием запахивания измельченной лозы после таяния снега (II–III мес.) способствует повышению запасов влаги в пахотном слое, снижает водопроницаемость почвы и плотность сложения. При этом меняются воздушный, тепловой и водный режимы, скорость протекания химических и биологических процессов. В аэробных условиях при достаточном увлажнении органические остатки интенсивнее разлагаются. Образовавшийся гумус в этих условиях быстро минерализуется, поэтому в почве накапливается много доступных для растений элементов питания. В засушливых условиях лета процессы гумификации протекают медленно. При постоянном избыточном увлажнении осенью создаются анаэробные условия, угнетающие жизнедеятельность микроорганизмов, процессы разложения и гумификации замедляются.
Во втором и третьем вариантах отмечено достоверно значимое улучшение технологических качеств винограда сортов Левокумский и Подарок Магарача: увеличение выхода сока соответственно на 5,8–8,6 и 4,3–4,5 % (рис. 2, а ), повышение массовой концентрации сахаров – на 0,9–2,0 и 0,9–1,1 г/100 см3 (рис. 2, б ).

M — ^^^ — e Левокумский
■♦ Подарок Магарача

— 4- - Левокумский 1 ♦ Подарок Магарача
б
а
Рис. 2. Технологические показатели качества сока винограда сортов Левокумский и Подарок Магарача в зависимости от срока заделки измельченной лозы (1 – позднеосенний; 2 – зимний; 3 – весенний): а – выход сока, %; б – массовая концентрация сахаров, г/100 см3
Выводы
Изменение агрофизических, агрохимических свойств почвы, количество и биомасса сорных растений в междурядьях зависит от срока заделки измельченной лозы. Достоверное повышение содержания влаги, снижение количества и биомассы сорных растений отмечается ежегодно при зимнем и весеннем сроках заделки измельченной лозы в почву междурядий.
При весеннем и зимнем сроках заделки измельченной лозы через три года установлено улучшение состояния почвы, что обусловлено повышением доли гранул размером 0,25–10 мм, снижением плотности сложения и рН вод , повышением содержания общего азота. Возрастание биологической активности почвы и содержания легкогидролизуемого азота свидетельствует о повышении доступности азота для виноградных насаждений.
Агрофизическое и агрохимическое улучшение почвенных условий произрастания виноградных насаждений при разложении измельченной лозы, особенно в зимний и весенний сроки запашки, опосредованно влияют на технологические качества винограда сортов Левокумский и Подарок Магарача, в частности, на увеличение выхода сока (на 4,3–8,6 %) и повышение содержания сахаров (на 0,9–2,0 г/100 см3).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что запашка измельченной лозы при выращивании неукрывных виноградников эффективна на землях с дефицитом почвенной влаги и слабощелочными почвами легкого механического состава. Данный агротехнический прием можно рассматривать как эффективный элемент адаптивной экологически чистой энергосберегающей системы производства винограда в Кабардино-Балкарской Республике, способной в определенной степени решить проблемы почвоутомления, баланса питательных веществ, защиты урожая от засухи и заморозков.