Технология возделывания саженцев малины в питомнике при капельном орошении в условиях Нечерноземной зоны России

Монография

Под общей редакцией
доктора сельскохозяйственных наук,
профессора, академика РАН
Н. Н. Дубенка

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 634.71:631.674.6

ББК 42.358:40.62

Т38

Рецензенты:

Куликов И. М., доктор экономических наук, профессор, академик РАН, директор Федерального научного селекционно-технологического центра садоводства и питомниководства;

Новиков А. Е., доктор технических наук, член-корреспондент РАН, директор Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого земледелия – филиала Федерального научного центра гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова.

Под общей редакцией доктора сельскохозяйственных наук, профессора, академика РАН Н. Н. Дубенка.

В монографии представлены результаты многолетних исследований по разработке технологии возделывания саженцев малины в ягодном питомнике при капельном орошении в условиях Нечерноземной зоны. Предложенная технология обеспечивает оптимальное регулирование водного режима для получения высококачественного посадочного материала. Дана комплексная оценка основных факторов, обеспечивающих формирование высокопродуктивных саженцев, и элементов технологии по их выращиванию.

Книга предназначена научным сотрудникам, аспирантам и студентам высших учебных заведений, руководителям и специалистам хозяйств различных форм собственности.

УДК 634.71:631.674.6

ББК 42.358:40.62

© Коллектив авторов, 2024

© ООО «Проспект», 2024

ВВЕДЕНИЕ

В условиях Центрального Нечерноземья России не всегда возможно получение высококачественного посадочного материала плодовых и ягодных культур. В этой зоне в течение вегетационного периода возможны периоды как с недостаточным, так и с избыточным увлажнением. Поэтому к важным элементам технологии выращивания плодовых и ягодных культур относится поддержание благоприятного для растений водного режима. Необходимость полива для поддержания оптимальной влажности почвы в корнеобитаемом слое в основном определяется количеством и распределением осадков за вегетационный период и потребностью во влаге выращиваемой культуры. Водопотребление сельскохозяйственных и плодово-ягодных культур относится к основным элементам затрат в водном балансе деятельного слоя почвы и является одним из основных факторов, определяющих параметры режима орошения.

Малина является ягодной культурой с неглубокой корневой системой, поэтому она требует влаги на всех этапах — от завязывания плодов до сбора урожая — в зависимости от взаимодействия почвы, растений и климата. Также эта культура отличается значительной транспирацией листовым аппаратом. Все это делает растения малины чувствительными к недостатку почвенной влаги [Волчек с соавт., 2015]. Нормальное развитие растений и обильное плодоношение обеспечиваются созданием оптимального водно-воздушного режима почвы путем проведения орошения. В настоящее время к эффективным и водосберегающим способам полива сельскохозяйственных, плодовых и ягодных культур относится капельное орошение [Дубенок с соавт., 2020; Овчинников с соавт., 2019б; Худайев с соавт., 2019; Dubenok et al., 2020]. Поэтому проведение исследований в данном направлении имеет большое значение как для науки, так и для практики.

Малина относится к важным ягодным культурам, промышленное выращивание которой возрастает как в России, так и во всем мире [Рузавина, 2015]. В европейской части России основные места ее выращивания — это Поволжье, Центральный и Волго-Вятский экономические районы. Для получения качественного посадочного материала, высоких и устойчивых урожаев малины в нестабильных погодных условиях необходима разработка ресурсосберегающих технологий, которые в настоящее время отсутствуют для Центрального Нечерноземья европейской части России.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Современное состояние и проблемы питомниководства и садоводства в России

К главным задачам агропромышленного комплекса России относится обеспечение населения основными видами продовольствия, что является гарантией стабильного социально-экономического развития [Добренко, 2022]. Развитию садоводства уделяется большое внимание, и проводится масштабная поддержка отрасли со стороны государства, а также ученых из профильных научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений [Дубовицкий с соавт., 2022]. Основными факторами, определяющими дальнейшие пути развития отрасли, считаются интенсификация производства продукции [Пигорев, Долгополова, 2018; Велибекова, 2019; Чутчева, Сорочинская, 2019; Шидаков с соавт., 2022], внедрение современных технологий и решений [Карпушина, Руссо, 2019; Коваленко, Ибиев, 2019; Ефремов, Иванова, 2020; Найденов, Астапов, 2021], совершенствование пространственного размещения на территории страны [Алтухов, 2019] и организационно-экономические факторы [Соломахин с соавт., 2022]. В. В. Епифанов [2010] отмечает, что наиболее приемлемым путем развития интенсивного садоводства в нашей стране стоит считать внедрение отечественных разработок в области селекции, технологий выращивания и производства плодово-ягодной продукции, выращивание адаптированного к местным условиям посадочного материала.

Важность садоводства обуславливается тем, что фрукты и ягоды являются необходимым условием формирования культуры здорового питания населения. Считается, что в ежедневный рацион человека должно входить около 40% овощей и фруктов, а медицинская норма потребления овощей составляет 146 кг в год, плодов и ягод — 80–120 кг, винограда — 12 кг [Кравцов, 2010; Савченко, 2010]. В условиях обеспечения продовольственной безопасности ключевым элементом аграрной политики государства стало развитие садоводства, так как обеспеченность плодово-ягодной продукцией, производимой в России, остается на низком уровне. И. А. Минаков, М. В. Азжеурова [2019] приводят сведения, что по состоянию на 2018 год фактическое потребление фруктов составляло 61 кг на душу населения в год, что равняется 61% от научно обоснованной нормы потребления плодов, ягод и винограда. В 2022 году в России было произведено 6815,90 тыс. т фруктов при потребности самообеспечения страны 14 320 тыс. т (доля обеспеченности 47,6%), при этом лидирующую роль заняли яблоки (5225,30 тыс. т), груши (736,8 тыс. т) и косточковые (540,0 тыс. т) [Добренко, 2022].

За период с 1990 по 2013 год в России складывалась тенденция к сокращению площадей многолетних насаждений. В сельскохозяйственных организациях произошло снижение на 423,6 тыс. га (–69,5%), а в хозяйствах населения — на 82,8 тыс. га (–20,5%). Отрицательная динамика связана с раскорчевкой площадей, занятых старыми плодовыми насаждениями, а создание новых имело низкие темпы. На фоне введенного в 2015 году продовольственного эмбарго и принятых государством мер по поддержке садоводства в 2014–2021 годах площади многолетних насаждений России стабилизировались около значения 460–470 тыс. га, чему способствовала закладка новых садов на площади 15–18 тыс. га в год [Дубовицкий с соавт., 2022].

В качестве основных причин, сдерживающих рост экономической эффективности садоводства в России, выделяются следующие [Куликов, Минаков, 2017]: 1) низкая конкурентоспособность отечественной продукции на рынке; 2) сокращение государственной поддержки на закладку новых садов и выращивание молодых плодовых насаждений; 3) монополия перерабатывающих предприятий; 4) диспаритет цен между садоводством и другими отраслями хозяйства; 5) высокие темпы инфляции.

Садоводство распространено во многих регионах России, но основное производство фруктов сосредоточено на территориях с благоприятными почвенно-климатическими условиями. Более 80% площади садов и ягодников с получением около 87% плодов и ягод сосредоточено в шести макрорегионах России [Минаков, 2019]: Центральном (10,6%), Центрально-Черноземном (10,9%), Южном (30,1%), Северо-Кавказском (16,7%), Волго-Камском (10,4%), Волго-Уральском (8,1%). По состоянию на 2018 год наибольшая урожайность наблюдалась в Южном (136,1 ц с 1 га) и Северо-Кавказском (126,1 ц с 1 га) макрорегионах [Минаков, 2019].

Основными культивируемыми в России культурами являются: 1) семечковые — яблоня и груша; 2) косточковые — вишня, черешня, абрикос и слива; 3) ягодники — земляника, малина и смородина. За период с 2014 по 2021 год произошли изменения в соотношении производства продукции по основным типам возделываемых культур. А. А. Дубовицкий с соавт. [2022] отмечают сокращение семечковых с 69,4 до 65,42% при росте производства косточковых культур с 15,2 до 16,09% и ягодников с 14,6 до 17,65%.

На начало 2019 года в Российской Федерации насчитывался 1221 питомник по выращиванию посадочного материала. Их наибольшее количество сосредоточено в Центральном федеральном округе (34%) и Приволжском федеральном округе (22,5%). Для проведения закладки садовых насаждений в минимальных объемах (10–12 тыс. га) необходимо выращивать около 15 млн саженцев в год [Федоренко, 2019]. Согласно прогнозным оценкам развития садоводства и питомниководства, основываясь на данных 2018 года [Рыкова с соавт., 2019], к 2025 году при закладке многолетних насаждений в количестве 15 500 тыс. га в год со средней нормой саженцев 2000 на 1 га (потребность 31 млн саженцев в год) в России будет производиться только 1046,5 тыс. т товарной продукции. По разным оценкам [Рыкова с соавт., 2019], отечественные питомники в год производят от четырех до 10 млн саженцев, когда потребность для обеспечения продовольственной безопасности фруктов и ягод составляет не менее 31 млн. Таким образом, развитие садоводства открывает большие перспективы для российских питомников по увеличению производства посадочного материала. При этом Л. Г. Протасова и В. И. Набоков [2022] отмечают, что при относительно высоких темпах закладки новых садов в России наблюдается низкий рост самообеспеченности плодовой продукцией.

Для развития отрасли садоводства и виноградарства в качестве приоритетных направлений отмечаются следующие [Савченко, 2010]: 1) сохранение генетических ресурсов, усовершенствование методов и создание новых высокопродуктивных сортов садовых культур и винограда, устойчивых к действию биотических и абиотических факторов; 2) создание динамических моделей управления продукционным процессом; 3) разработка и внедрение современных методов и систем питомниководства садовых культур; 4) разработка и внедрение современных технологий доведения до конечного потребителя высококачественной продукции садоводства.

Развитие отечественного садоводства невозможно без производства собственного высококачественного посадочного материала, а также совершенствования технологий выращивания саженцев плодовых и ягодных культур [Трухачев с соавт., 2019]. Важным условием эффективности садоводства является проведение планомерной замены старых насаждений на новые, так как резкие колебания в производстве продукции по годам имеют отрицательное влияние на экономику отрасли [Соколов, 2012]. М. А. Винтер и Н. А. Щербаков [2018] отмечают, что повышение качества и количества выращиваемых саженцев в российских питомниках возможно при активной государственной политике в области субсидирования производства посадочного материала и при осуществлении грамотного контроля технологических процессов. По экспертным оценкам [Слинько с соавт., 2019; Кондратьева, Федоров, 2020], во всем диапазоне почвенно-климатических условий России должно быть не менее 10 тыс. питомников.

В 2022 году в среднем по России доля импортного посадочного материала составила 30% [Кузичева, 2023]. Такие регионы, как Ленинградская область и Республика Ингушетия, оказались полностью зависимыми от импортных саженцев (100%). Более половины зарубежного посадочного материала было использовано в Липецкой (85%), Нижегородской (80%), Калининградской (64%), Брянской областях (56%), Кабардино-Балкарской Республике (53%). Наименьшая зависимость от импортных саженцев: Республика Крым (12%), Чувашская Республика (17%), Краснодарский край (18%), Республика Адыгея (18%) и Ставропольский край (23%). Импортируемый посадочный материал не всегда соответствует требованиям качества и не всегда является адаптированным к почвенно-климатическим условиям региона, в котором закладываются плодово-ягодные насаждения [Ищенко, 2020]. М. А. Винтер и Н. А. Щербаков [2018] к основным проблемам отечественного питомниководства относят: 1) недостаточное количество селекционно-питомниководческих центров; 2) разное качество выращиваемого посадочного материала в питомниках; 3) неопределенный ассортимент импортируемого посадочного материала; 4) не разработанные режимы орошения саженцев для многих регионов России; 5) необходимость проведения адаптации импортируемого посадочного материала к почвенно-климатическим условиям России; 6) недостаточный уровень контроля ввозимых растений; 7) неготовность садовых хозяйств приобретать оздоровленный отечественный посадочный материал по причине того, что он дороже на 30–40% по сравнению с обычным; 8) отсутствие системы обязательной сертификации посадочного материала; 9) недостаточную государственную поддержку; 10) отсутствие для работы в питомниках современной техники и высококвалифицированных специалистов.

Решению обозначенных выше проблем может способствовать система мер по развитию отечественного питомниководства [Соломахин с соавт., 2022; Кузичева, 2023]: 1) создание и развитие селекционно-семеноводческих центров, которые способствуют внедрению и продвижению инновационных разработок; 2) снижение качественной дифференциации посадочного материала в сторону увеличения высококачественных саженцев; 3) государственная поддержка производства стандартизированных саженцев; 4) разработка, развитие и внедрение инновационных технологий по выращиванию посадочного материала в плодово-ягодных питомниках; 5) усиление контроля за качеством посадочного материала, ввозимого из зарубежных стран; 6) подготовка профессиональных кадров для отрасли садоводства и питомниководства.

Таким образом, садоводство относится к важным направлениям экономики России, в том числе для достижения целей продовольственной безопасности. Развитие отрасли невозможно без выращивания высококачественного посадочного материала, адаптированного к местным условиям, в питомниках с применением современных технологий. Поэтому актуальной задачей в производстве саженцев плодовых и ягодных культур является совершенствование технологий выращивания посадочного материала.

1.2. Хозяйственная значимость малины

Малина (Rubus idaeus) относится к семейству розоцветные (Rosaceae). Ее выращивание в культуре является высокорентабельным и характеризуется быстрой окупаемостью затрат. При урожайности 7,0 т/га рентабельность может повыситься более чем в два раза [Казаков, Евдокименко, 2007; Андрусик, 2014].

Ягоды являются ценным диетическим продуктом [Халилов с соавт., 2023]. Они богаты клетчаткой, а важная составная часть плодов — это биологически активные вещества: аскорбиновая кислота, катехины, антоцианы, витамины A, B9, B12, C, E и другие [Щербакова, Кравцова, 2019; Павлова, Тарабукина, 2023]. Также ягоды малины содержат много железа, цинка, меди и марганца. По данным многих исследований, плоды имеют иммуностимулирующее, антиоксидантное и многие другие полезные свойства [Павлова, Тарабукина, 2023]. Ягоды малины являются ценным сырьем для пищевой и кондитерской промышленности, также для использования в медицине [Казаков, 2001; Куликов, Казаков, 2010]. Согласно прогнозам, потребление малины в будущем будет возрастать [Hall et al., 2009].

По данным Н. Ю. Латкова с соавт. [2020], в структуре валового сбора ягод в России наибольшую долю имеют смородина (33%) и земляника (20%). Малина составляет только 14%. В мировом валовом сборе ягод лидирующую роль имеет земляника (68%), смородина составляет 11%, а малина — 8%. В целом обеспеченность населения ягодами оценивается не более чем на 30%. При росте валового сбора ягод в России за период с 2014 по 2018 год с 669,7 до 701,8 тыс. т наблюдается увеличение импорта с 49,1 до 55,7 тыс. т, в том числе малины и ежевики с 1,3 до 3,3 тыс. т [Неуймин, 2020].

По статистическим данным ФАО¹, в России наблюдается тенденция к увеличению производства ягод малины (рис. 1.1). Наибольшим ростом характеризуются периоды с 1998 по 2005 год (с 95 до 175 тыс. т) и с 2017 по 2021 год (с 133,2 до 197,7 тыс. т). В разрезе мировой статистики лидерами по производству малины являются такие страны, как Россия, Мексика, Сербия, Польша и США [Bojkovska et al., 2020].

Динамика площадей, занятых малиной в России, приведена на рисунке 1.2. Наибольшие значения были в период с 2002 по 2007 год и достигали 34 тыс. га. В последующие годы произошло их значительное снижение с достижением минимума к 2013 году (16 тыс. га). В дальнейшем для достижения целей продовольственной безопасности необходимо увеличение площадей. В 2021 году они составили 23,8 тыс. га. Тем не менее, несмотря на рост площадей и производства ягод в 2017–2021 годах, урожайность находилась в диапазоне 2,3–3,8 т/га, а на начало 1990-х годов достигала 7,1 т/га.

Рис. 1.1. Динамика производства малины в России, по данным ФАО

При выращивании в промышленных масштабах и населением на личных участках наиболее распространенной является ремонтантная малина, которая дает урожай в конце лета — начале осени на побегах того же года [Красовская, 2002]. Преимуществом ремонтантных сортов считается высокое качество ягод и несезонность их появления в торговых сетях [Андрусик, 2014]. Наращиванию объемов производства малины мешает отсутствие сортов, адаптированных к разнообразным почвенно-климатическим условиям регионов России [Подорожный, 2019], а также быстрая потеря качества ягод и сложность с импортом продукции в зарубежные страны [Андрусик, 2014].

Рис. 1.2. Динамика площади, на которой выращивается малина в России, по данным ФАО

Таким образом, производство малины имеет важное значение для пищевой промышленности и для обеспечения населения свежей ягодной продукцией в соответствии с рекомендуемыми нормами потребления. Для увеличения урожайности, для закладки новых ягодников необходимо обеспечение отрасли качественным посадочным материалом, адаптированным к местным условиям и выращиваемым в том числе с применением современных ресурсосберегающих технологий.

1.3. Способы полива питомников

Орошение имеет важное значение при выращивании посадочного материала в плодовых питомниках, которые находятся в зоне недостаточного или неустойчивого увлажнения [Сторчоус, 2016]. При отсутствии поливов дефицит влаги может приводить к значительному ухудшению качества посадочного материала за счет нарушения водного и пищевого режимов растений [Фоменко, Попова, 2016]. Во многих работах [Степанов, 1981; Иволгин, 2002; Войтюк с соавт., 2009; Рыжова с соавт., 2021; Дубенок с соавт., 2022; Кружилин, Никольская, 2022; Никольская, Киктева, 2022] было показано, что применение орошения в питомниководстве способствует увеличению выхода стандартных саженцев, формированию растений с лучшими показателями центрального стебля, диаметра штамба, развития кроны и корневой системы.

Для выращивания посадочного материала в плодовых питомниках применяется широкий спектр способов полива, начиная от поверхностного орошения (главным образом это полив по бороздам и напуск по полосам) и заканчивая капельным, внутрипочвенным и комбинированным способами [Ольгаренко, 2009; Дубенок с соавт., 2022]. Распространенным способом полива в питомниководстве считается дождевание [Технология орошения… 1987; Бородычев, 1989; Северин, 2008]. Оно проводится с использованием стационарных и полустационарных поливных систем, в которых применяются синхронно-импульсные, мелкокапельные и аэрозольные дождеватели разной конфигурации [Дубенок с соавт., 2022]. В питомниководстве дождевание применяется из-за небольшого размера надземной части растений и сосредоточения корневой системы на глубине, не превышающей 30–50 см, что не требует осуществления глубокого промачивания почвы [Тарасенко, 1956; Технология орошения… 1987; Северин, 2008].

Поверхностный полив и дождевание в настоящее время не находят широкого применения в питомниководстве. В качестве основных причин этого можно выделить следующие [Amundson, Smith, 1988; Carter, 1990; Шуравилин, 2006; Ясониди, 2011; Дубенок с соавт., 2022; Ангольд, 2023]: 1) из-за особенностей распределения влаги происходит переувлажнение активного слоя почвы после полива, а в конце межполивного периода наблюдается недостаток влаги; 2) малоэффективное использование водных ресурсов, которое может приводить к подъему уровня грунтовых вод, сопровождающемуся заболачиванием или засолением участка; 3) ухудшение агрохимических и водно-физических свойств почвы (вымывание из корнеобитаемого слоя подвижных питательных элементов, переуплотнение, образование корки и другие); 4) высокая трудоемкость применения.

Имеющиеся в настоящее время рекомендации по поливу плодовых питомников разработаны в основном для дождевания, что связано с низкой трудоемкостью и затратами на организацию орошения. К достоинствам применения дождевания стоит отнести возможности увлажнения приземного слоя воздуха, снижения транспирации и проведения противозаморозковых поливов [Степанов, 1981; Технология орошения… 1987; Иволгин, 2002; Войтюк, 2009; Дубенок с соавт., 2022].

Оптимальным с точки зрения физиологии плодовых деревьев и экономии поливной воды считается малообъемное орошение [Копылов, 2016], к которому относятся такие способы, как малоинтенсивное дождевание, аэрозольное, капельное, внутрипочвенное орошение, комбинированные способы полива [Храбров, 2008; Ясониди, 2011; Ольгаренко, Мищенко, 2014; Майер, Пенькова, 2023].

Целью малоинтенсивного дождевания является создание комфортных условий для растений, а также поддержание оптимальной влажности в корнеобитаемом слое почвы и частично в приземном слое воздуха [Алиев, 2016; Дубенок с соавт., 2017]. Для малоинтенсивного дождевания используются синхронно-импульсные технические средства, которые позволяют экономить поливную воду за счет формирования капель дождя малого объема.

Аэрозольное орошение заключается в периодическом смачивании надземной части растений распыленной водой в периоды, когда температура воздуха значительно превышает оптимальные значения для выращиваемой культуры и частично поверхности почвы [Шумаков, Бородычев, 1988; Исмагилова, 2016]. При аэрозольном дождевании мелкие капли воды испаряются с поверхности растений, тем самым температура снижается на 6–12°С, препятствуя снижению интенсивности процесса фотосинтеза и сокращая расход почвенной влаги [Соболин с соавт., 2006].

Капельное орошение представляет способ полива, при котором вода подается непосредственно в прикорневую область регулируемыми малыми дозами, что способствует значительной экономии воды. Отличительной особенностью конструкции систем капельного орошения является наличие узла водоподготовки, поливных трубопроводов, капельниц [Овчинников с соавт., 2007]. Внутрипочвенное орошение является разновидностью капельного, при этом боковые линии капельной ленты располагаются ниже уровня поверхности почвы, а вода поступает непосредственно в корнеобитаемый слой из подпочвенных увлажнителей. К достоинствам внутрипочвенного орошения относятся [Григоров, 1993; Ахмедов, Боровой, 2014; Абдулгалимов, 2021]: 1) экономия поливной воды; 2) подача удобрений непосредственно к корневой системе растений; 3) система не нуждается в выполнении ежегодных монтажных работ, благодаря чему обеспечивается ее длительная сохранность; 4) отсутствие необходимости поддерживания в поливной системе высокого давления для подачи воды.

Современными способами орошения, отвечающими требованиям экологической безопасности и эффективности, являются методы внутрипочвенного и капельного полива. В качестве особенности их использования можно выделить техническую возможность дозированной подачи поливной воды непосредственно в зону питания отдельно взятого растения. Технология капельного орошения практически устраняет ирригационную эрозию почв, поэтому может эффективно использоваться на склоновых землях [Мелихова, 2022]. Сочетание двух этих способов позволяет в особо засушливые годы поддерживать необходимый режим влажности почвы в соответствии с требованиями плодовой или ягодной культуры, а также повышать влажность воздуха на 14–23% и понижать его температуру на 4–7°С [Гидромелиоративные системы… 1997; Майер с соавт., 2012; Дубенок, Майер, 2018; Овчинников с соавт., 2019а]. К недостаткам этих способов относится то, что при их использовании невозможно регулировать гидротехнический режим почвы и окружающего воздуха [Храбров, Майер, 2023].

Комбинированное орошение — это сочетание нескольких способов полива, например капельного и мелкодисперсного орошения, при котором одновременно решается проблема снижения температурных стрессов и повышения влажности почвы [Мелихова, 2022]. Данный способ обеспечивает регулирование почвенной влаги с поддержанием температуры и влажности приземного слоя воздуха в соответствии с требованиями культуры. Многими исследованиями подтверждена эффективность систем комбинированного орошения для решения этой задачи [Овчинников, Бочарников, 2012; Овчинников с соавт., 2015; Бородычев с соавт., 2016; Дубенок, Майер, 2022].

Таким образом, в современных условиях с учетом требований ресурсосбережения и сохранения почвенного плодородия перспективными являются исследования, направленные на разработку технологий малообъемного орошения при выращивании саженцев в питомниках.

1.4. Применение капельного орошения при выращивании ягодных культур

В настоящее время в мировой практике отдается предпочтение применению экологически безопасных технологий орошения, учитывающих особенности водопотребления растений, а также обеспечивающих подачу растворенных в воде питательных веществ непосредственно к корневой системе [Болкунов, Курапина, 2014]. К таким способам полива относится капельное орошение, которое находит широкое применение при выращивании ягодных культур [Белоус с соавт., 2017] и позволяет в значительной степени экономить поливную воду по сравнению с дождеванием. Преимущества и особенности локального орошения плодово-ягодных культур рассмотрены в работе О. Е. Ясониди и Д. П. Гостищева [2016].

Так как малина занимает важное место в производстве ягодной продукции в России, то большое количество исследований проводится по разработке режимов и технологий капельного орошения данной культуры в различных природно-климатических условиях [Ясониди, Торбовский, 1989; Торбовский, 1992; Ожеревьев, Тарасенко, 2018; Габибова, Жиренко, 2022; Гемонов, Лебедев, 2023; Дубенок с соавт., 2023а; Дубенок с соавт., 2023б]. В. И. Торбовским [1992] разработан режим и техника капельного орошения малины на южных черноземах для условий Ростовской области. При таком способе полива наблюдается более рациональное расходование поливной воды, а окупаемость капиталовложений по строительству систем капельного орошения составляет один год. Целесообразность капельного полива малины в условиях Брянской области показана в работе В. Н. Ожерельева и В. А. Тарасенко [2018]. Разработана система капельного полива малины на склоновых землях. Выявлено, что расход воды в верхней части склона должен быть выше, чем в нижней. Это связано с особенностями влагообеспеченности растений на различных элементах склона: в верхней части они сильнее страдают от недостатка влаги по сравнению с нижней.

Кроме того, разработаны режимы капельного орошения малины для условий Беларуси [Волчек с соавт., 2015; Волчек, Санелина, 2016]. Для дерново-подзолистых супесчаных почв юго-запада страны выявлено, что растения с лучшими биометрическими показателями, характеризующиеся повышенной урожайностью, формируются при поддержании предполивного порога влажности не ниже 80% наименьшей влагоемкости (НВ). Кроме того, показано влияние внесения минеральных удобрений на выход товарной продукции малины. Увеличение содержания питательных веществ в почве при оптимальных водно-физических показателях способствует росту выхода продукции.

В условиях лесостепи юга Западной Сибири М. А. Рыжовой с соавт. [2021] проведены исследования по изучению качественных показателей саженцев жимолости после доращивания на участке с капельным орошением. Варианты опыта включали: 1) контроль без орошения, 2) вегетационные поливы с поддержанием влажности почвы в диапазоне 60–70% НВ, 3) в диапазоне 60–80% НВ, 4) в диапазоне 70–80% НВ. В результате проведенных исследований авторами выявлено, что наиболее благоприятными для саженцев жимолости являются режимы орошения с поддержанием влажности почвы в диапазонах 60–70 и 60–80% НВ, в которых биометрические показатели растений превосходят контрольный вариант. Наибольший выход саженцев первого сорта товарности наблюдался в варианте 60–80% НВ, а в варианте без орошения они полностью отсутствовали. Также в работе Т. М. Нелюбовой с соавт. [2018] в условиях территории ФГБНУ «Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий» показана эффективность ягодных культур при капельном орошении с применением подкормок препаратами, из которых наибольшую эффективность для жимолости показал «Изабион», а для облепихи — «Биофлекс».

Капельное орошение находит широкое применение при выращивании земляники [Ашраф, 2010; Бородычев с соавт., 2013; Батманов, Скворцова, 2014; Патрушев с соавт., 2021; Стольникова с соавт., 2021]. В условиях дерново-подзолистых почв Московской области [Ашраф, 2010; Овчинников с соавт., 2011] выявлено, что благоприятный водный режим для земляники создается при укладке поливного трубопровода на глубине 5 см с расстоянием между капельницами 33 см. Разработанная технология капельного орошения позволяет повысить урожайность в 1,7–1,8 раз с экономией поливной воды в 3,5 раза по сравнению с дождеванием.

В зарубежных странах также проводится большое количество исследований по разработке технологий капельного орошения ягодных культур: земляники [Yuan et al., 2004; Daugovish et al., 2016; Nowakowski et al., 2019], малины [Hoppula, Salo, 2007; Kireva, Mihov, 2018; Ortega-Farias et al., 2022], голубики [Ehret et al., 2012; Rendon, Walton, 2018], облепихи [Cojocaru et al., 2015], черной смородины [Ostermann, Hansen, 1988; Niskanen et al., 1993] и др.

Например, в США (Калифорния) для клубники разработана технология капельного орошения, которая позволяет экономить поливную воду на 24–78% по сравнению с использованием спринклерных систем [Daugovish et al., 2016]. Использование увеличенного количества капельных лент позволило экономить воду при выращивании земляники, не оказывая негативного влияния на продуктивность растений. Статистический анализ данных полевых опытов в Польше показал [Nowakowski et al., 2019], что орошение оказывает существенное влияние на урожайность и параметры плодов земляники. Растения, выращиваемые с поливом, давали больше ягод, которые также имели большие диаметр, длину и массу. Аналогичные результаты были получены исследователями из Японии [Yuan et al., 2004]. Применение капельного орошения в хозяйствах Испании для выращивания земляники позволило достичь экономии воды, равной 44%, без потерь в производстве ягод [Gavilán et al., 2021].

Проведенные в Болгарии эксперименты в годы с разной влагообеспеченностью по капельному орошению малины [Kireva, Mihov, 2018] показали, что оно положительно влияет на экономические показатели ее выращивания, а затраты на получение продукции и обустройство поливной системы окупаются за два или три года. Исследования режимов капельного орошения малины в осенний период на юго-западе Финляндии [Hoppula, Salo, 2007] позволили выявить, что необходимо избегать обильного полива в конце вегетационного периода, так как это приводит к снижению выживаемости растений зимой.

Капельное орошение положительно сказывается на плодоношении черной смородины, а также на биометрических показателях растений. Масса ягод значительно возрастает в засушливые годы, но в то же время орошение может иногда приводить к снижению густоты цветения и завязываемости плодов [Ostermann, Hansen, 1988]. Положительная роль капельного орошения отмечается на примере формирования растений черной и красной смородины на опытных полях в условиях северо-востока Финляндии [Niskanen et al., 1993].

В России большинство проводимых исследований по капельному орошению малины проводится в южных регионах. В условиях важности производства районированного посадочного материала и разработки водосберегающих технологий особую актуальность приобретают вопросы, связанные с технологией капельного орошения малины в условиях Нечерноземной зоны.

2. ОБЪЕКТ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Природно-климатические условия проведения исследования

Полевые исследования проводились в условиях Мичуринского сада лаборатории плодоводства Российского государственного аграрного университета — МСХА имени К. А. Тимирязева. Мичуринский сад был заложен в 1939 году Б. Н. Анизиным. В настоящее время площадь учебно-опытного хозяйства составляет 20,5 га. Несмотря на то, что Мичуринский сад располагается в границах города Москвы (рис. 2.1), в целом его природно-климатические условия совпадают со средними значениями, которые характерны для Московской области. Наряду с этим показатели среднесуточных температур воздуха близки к тем, что отмечаются для южной части Московской области. Согласно агроклиматическому районированию Московской области [Агроклиматический справочник… 1967], территория полевых исследований относится ко второму агроклиматическому району, который характеризуется теплым летом, умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходами между сезонами года.

К главным климатическим факторам, играющим большую роль в жизни растений, относятся тепло и влага. Одним из важнейших показателей обеспеченности теплом растений в вегетационный период является сумма среднесуточных температур более 5°C. Для малины процесс активной вегетации начинается при переходе значений среднесуточных температур выше отметки +10°C [Потапов с соавт., 2000]. В районе проведения исследования сумма активных температур находится в диапазоне от 1900 до 2100°C, а дата перехода приходится на первую декаду мая (8–10 число). Обратный переход наблюдается во второй декаде сентября (15–16 число). По данным многолетних наблюдений, средняя продолжительность периода, когда среднесуточные температуры атмосферного воздуха выше +10°C, составляет 130 дней. Максимальное значение продолжительности этого периода может достигать 160–170 дней [Агроклиматический справочник… 1967; Научно-прикладной справочник… 1990]. Период, когда среднесуточные температуры являются положительными, составляет 206–216 дней. Многолетние наблюдения показывают, что среднегодовая температура воздуха имеет положительное значение +4–5°C, а в последние десятилетия присутствует ярко выраженная тенденция ее повышения [Дубенок с соавт., 2018]. Средняя температура самого теплого месяца (июля) составляет +17… +18,5°C, а самого холодного месяца (января) –10… –12°C. На протяжении летнего периода температура атмосферного воздуха может достигать +38°C, что является абсолютным максимумом, а в зимний –36,6°C (абсолютный минимум) [Агроклиматический справочник… 1967; Научно-прикладной справочник… 1990].

Рис. 2.1. Расположение Мичуринского сада (по данным сервиса Яндекс Карты)

Годовая сумма осадков для исследуемого района, в зависимости от года, находится в диапазоне от 450 мм до 650 мм. Максимальное количество осадков, составляющее две трети от нормы, выпадает в теплый период и может составлять 225–250 мм. В осенний и весенний периоды, до перехода среднесуточных температур атмосферного воздуха через отметку +15, выпадает 90–110 мм осадков. В течение лета за дни со среднесуточными температурами выше +15°C сумма осадков достигает 160–180 мм. В июне, июле и августе в среднем выпадает 70–80 мм осадков, что обеспечивает достаточное увлажнение [Агроклиматический справочник… 1967; Научно-прикладной справочник… 1990]. Количество выпадающих осадков в отдельные месяцы и годы может сильно отклоняться от средних многолетних значений. Поэтому оценивать влагообеспеченность растений по суммарному количеству осадков не совсем корректно, необходимо как минимум учитывать и их периодичность.

Почвенный покров московского региона считается достаточно пестрым. Преобладающим подтипом здесь считается дерново-подзолистая с элювиально-иллювиальным профилем почва (70,5% территории), которая образуется в результате протекания дернового и подзолистого процессов. Преобладающими по гранулометрическому составу почвами являются средний суглинок и тяжелый опесчаненный