Реферат орошение

Световой режим кроны дерева и оптические свойства листьев. Центробежное перемещение продуктивных органов в кроне дерева, как уже отмечалось, является следствием процесса их развития (старения). Однако темпы развития зависят от многих факторов. На этот процесс, кроме наследственных причин, большое влияние оказывают условия окружающей среды. Так, продолжительность жизни продуктивных органов нередко зависит от подмерзания в неблагоприятные зимы.

Процесс старения и отмирания ветвей у плодовых деревьев в значительной мере зависит и от светового режима в кроне дерева. Плодовые породы в основном относятся к светолюбивым растениям. Следовательно, с уменьшением освещенности будет наблюдаться расстройство фотосинтезирующей системы дерева, что приведет к преждевременному старению и отмиранию обрастающих ветвей.

С увеличением возраста деревьев и их размера существенно снижается освещенность внутренних участков кроны. В настоящее время установлено, что количество ФАР заметно снижается с продвижением к центру кроны. Так, на расстоянии 1,0—1,5 мот периферии проникает 30—50% ФАР, а значительная часть кроны получает менее 30%' ФАР (рис. 39). Согласно данным Кэйна (Cain, 1971), нормальное функционирование плодоносных органов, прежде всего цветковых почек, возможно только при поступлении ФАР в количестве не менее 50% дневной.

Указанные особенности освещенности разных участков кроны у плодовых деревьев дают основание полагать, что слабое проникновение ФАР в центр дерева является одной из основных причин оголения главных ветвей. Вероятно, уменьшение солнечной радиации приводит к снижению функциональной деятельности листьев и в целом обрастающей ветви, что неизбежно должно способствовать ускорению процесса их старения и отмирания.

Уменьшение физиологической роли листьев, размещенных на более взрослых участках основных ветвей (ближе к центру кроны), подтверждается исследованиями оптических свойств листьев. Установлено, что наибольшей способностью к поглощению ФАР обладают листья, сформированные на более молодом возрастном участке скелетной ветви, то есть ближе к периферии кроны (Колесников, Агафонов, Хрыпова, 1971). В то же время не установлены существенные различия в оптических свойствах листьев, сформированных на разных типах плодоносных побегов. Следовательно, оптические свойства листьев определяются главным образом условиями освещенности.

На оптические свойства листьев большое влияние оказывают особенности их анатомического строения. Так, исследованиями В. А. Колесникова, Н. П. Соколовой и С. П. Гхош (1973) было установлено, что с увеличением возраста плодоносных органов (кольчаток и плодушек) быстро уменьшается толщина столбчатого мезофилла листьев. Кроме этого, листья более молодых обрастающих ветвей содержат больше хлорофилла в расчете на единицу площади. Отмеченные особенности листьев, очевидно, и определяют различия в их оптических свойствах.

Различия в оптических свойствах листьев оказывают существенное влияние на фотосинтетическую продуктивность. Установлено, что в листьях, размещенных на периферийной части кроны, интенсивность фотосинтеза в 2,5 раза выше по сравнению с размещенными в глубине кроны. При этом важно отметить, что различия в фотосинтезе листьев, размещенных на расстоянии 1,5 м от периферии и в центре (3 м от пери* ферии) кроны, незначительны (Кудрявец и др., 1970; 1972). Следовательно, интенсивность фотосинтеза резко падает с продвижением от периферии кроны к центру.

Изменения в фотосинтетической продуктивности листьев зависят и от других причин. В частности, уменьшение освещенности затрагивает механизм устьичного аппарата. Так, у древесных растений в нижней части кроны с уменьшением освещенности увеличивается сопротивление устьиц (Turner, 1969). При этом показано, что свет является важным фактором в механизме сопротивления устьиц. Возраст листа оказывал меньшее влияние на этот процесс. Исходя из этого, можно полагать, что одной из причин уменьшения интенсивности фотосинтеза является увеличение устьичного сопротивления, препятствующее поглощению углекислоты.

Различия в метаболической активности листьев, размещенных в разных участках кроны плодового дерева, достаточно наглядно видны по содержанию Сахаров и свободных аминокислот в плодоносных побегах. На протяжении всего периода вегетации количество Сахаров в побегах, расположенных на периферии кроны, намного больше, чем в побегах, размещенных внутри кроны (Агафонов, Хрыпова, 1972). Очевидно, это связано с более эффективной работой ассимиляционного аппарата, размещенного на периферии кроны. В результате происходит более интенсивный синтез Сахаров, в первую очередь транспортных и наиболее реактивных форм (сахарозы, глюкозы), перемещающихся затем в другие органы плодового дерева.

Существенны различия и по содержанию аминокислот. Так, в побе-• гах на периферии кроны в течение всего вегетационного периода их намного больше, чем внутри кроны.

Отмеченные особенности в содержании свободных аминокислот и Сахаров в разных частях кроны плодового дерева связаны с оптическими свойствами этих зон кроны, а также с различной фотосинтетической деятельностью листьев. Очевидно, вследствие этого в глубине кроны по ср-авнению с периферией существенно снижается синтез не только Сахаров, но и аминокислот, поскольку свет играет значительную роль в образовании последних (Кретович, Каган, 1967). Стимулирующее влияние света, вероятно, является одной из причин более интенсивного синтеза на свету безазотистых предшественников аминокислот и образования АТФ, необходимой как источник энергии для амидирования дикарбоновых аминокислот до соответствующих амидов.

Таким образом, более высокое содержание в плодоносных побегах на периферии кроны таких высокореактивных соединений, как сахара и аминокислоты, дает основание говорить о том, что в этих участках кроны имеются более благоприятные условия для метаболизма и, следовательно, для процессов роста и развития.

Особенности размещения продуктивных органов в кроне. Изучение особенностей формирования и размещения продуктивных органов (листьев и плодов) в кроне плодового дерева имеет первостепенное значение при разработке системы формирования и обрезки. Только на этой основе можно правильно рассчитать оптимальные параметры шгодового дерева, позволяющие получать максимально возможный урожай с единицы площади насаждения. -

Выше отмечалось, что с возрастом плодового дерева в его кроне происходит центробежное перемещение обрастающих ветвей. Так, у яблони оптимальный возраст плодоносных ветвей обычно не превышает 8 лет, после чего начинается процесс их интенсивного отмирания. Следовательно, у взрослых плодовых деревьев многолетние основные ветви, составляющие скелет кроны дерева, будут неравноценны с точки зрения размещения плодов и листьев на разных возрастных участках.

Исследования В. А. Колесникова, Н. В. Агафонова и Н. X. Хры-повой (1970) показывают, что в условиях Московской области у 15— 30-летних деревьев яблони на периферийной части главных ветвей,

Возраст которых менее 8 лет, размещается около 90% листьев. Длина этой части главных ветвей не превышает, как правило, 1,7—1,8 м, что составляет около 40% их общей длины у 30-летних и около 50% у 15-летних деревьев. Как видим, даже у сравнительно молодых деревьев яблони, находящихся в оптимальном возрастном периоде, значительная часть главных ветвей не несет на себе продуктивных органов.

Отмеченные особенности в размещении листьев по длине главных ветвей свойственны и генеративным органам. Основная часть цветков (около 80%) у взрослых деревьев яблони также размещается на периферийной части основных ветвей не старше восьми лет. Вполне естественно, что это приводит и к неравномерному размещению урожая по длине этих ветвей. Так, у 30-летних деревьев яблони на участке ветви моложе восьми лет располагается около 80% всего урожая дерева (табл. 35). Плоды, сформированные в этой зоне, отличаются более крупными размерами и лучше окрашены по сравнению с теми, которые размещены в более глубоких участках кроны.

Таким образом, у взрослых плодовых деревьев значительная часть главной ветви, а следовательно, и значительный участок кроны представляют собой оголенную зону и практически не участвуют в формировании урожая. Исходя из этого становится очевидной необходимость разделения кроны на две зоны — продуктивную и непродуктивную. Это следует учитывать при разработке системы формирования кроны, поскольку соотношение между этими зонами будет оказывать значительное влияние на потенциал продуктивности насаждения. Это тем более необходимо иметь в виду, если принять во внимание, что соотношение между продуктивной и непродуктивной зонами в кроне существенно изменяется во времени и может направленно регулироваться с помощью различных приемов, и прежде всего с помощью обрезки и формирования.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРОНЫ

Рациональное использование земельной площади многолетними плодовыми насаждениями является одной из главных проблем в промышленном плодоводстве. Успешное решение этой проблемы в наибольшей мере зависит от продуктивности молодых садов и плотности насаждений, что во многом определяется размером и формой кроны деревьев.

Выше было показано, что у крупногабаритных плодовых деревьев продуктивные органы размещены на периферийных участках кроны. В то же время значительная часть центра кроны оголена и практически не принимает участия в формировании урожая. В результате крона приобретает нерациональное строение, что не позволяет плодовым деревьям достаточно эффективно использовать земельную площадь и фотосинтетически активную радиацию Солнца.

Недостатки плодовых насаждений с крупногабаритными деревьями особенно заметно проявляются в молодом возрасте. Так, при обычных схемах размещения (8x6 и 8x4 м)в условиях средней полосы СССР крона деревьев яблони начинает более или менее полностью использовать площадь питания только через 15—20 лет. В результате из-за невысокой плотности посадок продуктивность таких садов не может быть достаточно высокой. Так, по данным Б. Н. Анзина, в опытном саду ТСХА продуктивность деревьев яблони Антоновка обыкновенная и Осеннее полосатое в первые 20 лет после посадки составила около 40 кг с дерева в среднем за один год после вступления их в товарное плодоношение. Следовательно, средняя ежегодная урожайность насаждений при обычных схемах размещения была не более 80—125 ц/га. В то же время ежегодная урожайность интенсивных насаждений яблони в этом же саду при схеме размещения деревьев 3x2,5 м в среднем за первые 5 лет товарного плодоношения (9 лет после посадки) составила более 160 ц/га.

Нерациональное построение кроны у крупногабаритных полусферических крон плодовых деревьев приводит к тому, что продуктивность деревьев в расчете на единицу площади проекции кроны при достижении соответствующего возрастай размера начинает уменьшаться. Отсюда очевидно, что крупногабаритные деревья не позволяют полностью проявлять потенциал продуктивности не только молодых насаждений, но и взрослых.

Положение об оптимально-продуктивном размере кроны у плодовых деревьев впервые обосновал Н. П. Донских (1968). Многолетними наблюдениями было установлено, что нарастание урожая в расчете на 1 м2, занимаемый проекцией кроны дерева, происходит у многих сортов яблони только до 3—8 лет после начала плодоношения. Затем, несмотря на увеличение размера кроны, продуктивность дерева в расчете на 1 м2 проекции кроны начинает-уменьшаться. Так, дерево с диаметром кроны 10 м (площадь проекции кроны 78,5 м2) формирует урожай плодов 300 кг, а дерево с диаметром кроны 5 м (площадь 19,6 м2) — 200 кг.

В то же время продуктивность в расчете на 1 м2 проекции кроны у первого дерева составляет 3-,8 кг, а у второго — 10,2 кг плодов. Как видим, продуктивность второго дерева в расчете на единицу занимаемой площади выше более чем в 2,5 раза, хотя общая урожайность дерева ниже. Размер дерева, обеспечивающий максимальную урожайность в расчете на 1 м2 площади проекции кроны, и был назван оптимально-продуктивным.

Нерациональность структуры крупногабаритных полусферических крон у плодовых деревьев убедительно показана и в ряде зарубежных исследований. Так, работами Кэйна (1969, 1970) установлено, что с увеличением диаметра кроны дерева от 2,5 до 10 м продуктивность на единицу площади кроны уменьшается более чем на 150 г на каждые 0,09 м2 прироста площади кроны. Это приводит к тому, что дерево с диаметром кроны 10 м формирует урожай плодов на единицу площади, занимаемой кроной, наполовину меньше, чем дерево того же сорта, но имеющее диаметр кроны 2,5 м. Отсюда видно, что на определенном этапе продуктивной жизни плодового дерева начинает проявляться отрицательная корреляция между ростом урожайности дерева и увеличением размера его кроны.

Столь значительные различия в полезном использовании земли крупногабаритными и слаборослыми деревьями во многом являются следствием ухудшения освещенности внутренних участков кроны у крупных деревьев. Однако причина не только в этом. Более рациональная структура кроны у слаборослых деревьев определяется более оптимальным количественным соотношением между продуктивной и непродуктивной частями дерева. Так, крупные деревья имеют значительно большую массу непродуктивной древесины (ветвей). В связи со свойственной плодовым деревьям автономностью их органов в обменных процессах это приводит к нерациональному использованию пластических веществ, вырабатываемых деревом.

Большого внимания заслуживают работы Форшея и Мэкки (For-shey, McKee, 1970), которые на основе изучения деревьев сорта Ме-кинтош установили, что малогабаритным деревьям свойственно более рациональное распределение пластических веществ по сравнению с сильнорослыми. Так, у первых большая часть ассимилятов перемещается в плоды (около 80% всей суммы пластических веществ), тогда как у сильнорослых деревьев в плодах их накапливается менее половины (около 45%). Довольно существенные различия установлены и в накоплении ассимилятов в разных органах дерева в расчете на единицу площади, занимаемой кроной. Так, если общее накопление пластических веществ на 1 м2 площади кроны было практически одинаковым у сильнорослых и слаборослых деревьев, то сухая масса плодов у вторых была почти в 2 раза выше (табл. 36). В то же время в вегетативных частях, в том числе и в листьях, у крупногабаритных растений сухих веществ накапливалось в 2 раза с лишним больше по сравнению со слаборослыми.

• < Назад
• Вперёд >