ВНИИ цветоводства и субтропических культур
Оценка влияния изменений погодных условий во влажных субтропиках России на культуру персика
Беседина Т.Д.
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 Statistika 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 |
Коэффициент вариации, % |
Коэффициенты множественной |
Парные коэффициенты корреляции урожая с |
||||
|
корреляции |
детермина-ции |
темпера-турой |
осадками, мм |
влажностью воздуха, % |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Сверх-ранние |
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 |
||
|
Кандидатский |
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 ?С 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.
В табл. 2 показана вариабельность осадков и среднемесячной температуры воздуха за 60 лет по десятилетним периодам.
Рисунок 1 - Среднемесячная температура воздуха в оС с декабря по март за 1960 - 2018 годы по десятилетним периодам
Таблица 2 - Вариация ведущих климатических факторов в фазу морфогенеза цветковых почек персика за 60 лет
|
Периоды |
Коэффициенты вариации факторов, % |
||||||||
|
сумма осадков |
температуры 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 60 лет |
76 |
76 |
74 |
76 |
31 |
42 |
46 |
30 |
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 |
Урожайность, ц/га |
Вариабельность урожая, % |
Коэффициент корреляции |
Долевое участие факторов во время, % |
Коэффициент корреляции |
Долевое участие факторов в периоде |
|||||
|
цветения |
созревание плодов |
|||||||||||
|
t?С |
P, мм |
влажность воздуха |
t?С |
P, мм |
влажност ь воздуха |
|||||||
|
Ранние |
Саммерсет |
102,7 |
23 |
0,99 |
- 4 |
- 14 |
12 |
0,92 |
- 12 |
- 3 |
38 |
|
|
Майнред |
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 |
||
|
Колинз |
46,0 |
71 |
0,99 |
55 |
- 62 |
1 |
0,99 |
- 6 |
42 |
3 |
||
|
Средние |
Редхавен |
92,0 |
18 |
0,93 |
- 12 |
18 |
34 |
0,99 |
- 24 |
- 5 |
- 22 |
|
|
Красная 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 |
||
|
Кандидатский |
75,4 |
32 |
0,95 |
- 3 |
- 4 |
5 |
0,43 |
- 3 |
16 |
2 |
||
|
Поздние |
Ветеран |
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.
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 ?С. 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. урожайность климат персик морфогенез