Научное обоснование оптимизации размещения чая в Адыгее на основе ГИС-технологий

Международная публикация
Библиографическое описание статьи для цитирования:
Добежина С. В., Пчихачев Э. К., Туов М. Т. Научное обоснование оптимизации размещения чая в Адыгее на основе ГИС-технологий // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2014. – Т. 20. – С. 2341–2345. – URL: http://e-koncept.ru/2014/54732.htm.
Аннотация. Для оптимизации размещения промышленных чайных насаждений в предгорных условиях Адыгеи необходим адаптивно-экологический подход, который будет способствовать рациональному использованию природных ресурсов республики для получения высококачественной продукции в современных социально-экономических условиях. Цель работы – дать агроэкологическое обоснование оптимального размещения чайных насаждений в Республике Адыгея. На основе анализа климатических, почвенных и рельефных условий Республики Адыгея, с учетом агроэкологических требований культуры чая предварительно выделена зона для детального обследования и освоения новых площадей под чайные насаждения. Дано обоснование необходимости орошения чая в предгорных условиях Адыгеи. Возделывание чая в Республике Адыгея возможно в Майкопском районе на кислых бурых лесных почвах с высотными отметками от 450 м до 1000 м над уровнем моря при использовании орошения и внесения минеральных удобрений.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
ДобежинаСветлана Владимировна,кандидат биологических наук, старший научный сотрудникГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии, г. СочиSvetlanaDob@yandex.ru

Пчихачев Эдуард Кимович,кандидат сельскохозяйственных наук, директор Адыгейского филиала ГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии, г. Сочи

ТуовМаджид Тахирович,доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник ГНУ ВНИИ цветоводства и субтропических культур Россельхозакадемии, г. Сочи

Научное обоснование оптимизации размещения чая в Адыгее на основе ГИСтехнологий

Аннотация.Дляоптимизации размещения промышленных чайных насаждений в предгорных условиях Адыгеинеобходим адаптивноэкологический подход, которыйбудетспособствовать рациональному использованию природныхресурсовреспублики для получения высококачественной продукции в современных социальноэкономических условиях.Цель работы –дать агроэкологическое обоснование оптимального размещения чайных насаждений в республике Адыгея.На основе анализа климатических, почвенных и рельефныхусловийРеспублики Адыгеяс учетомагроэкологических требованийкультурычая предварительно выделена зона для детального обследования и освоенияновых площадей подчайные насаждения. Дано обоснование необходимости орошения чаяв предгорных условиях Адыгеи.Возделывание чая в Республике Адыгея возможно в Майкопском районена кислых бурых лесных почвах с высотными отметками от 450 м до 1000 м над уровнем моря при использовании орошения и внесения минеральных удобрений.Ключевые слова:чайные насаждения, почвенные условия, рельеф, коэффициент увлажнения, орошение, оптимизация размещения.

Садоводство в РеспубликеАдыгея носит национальныйи многовековой характер.Возделываются семечковые, косточковые породы, расширяются площади под орехоплодные культуры. В 30е годы прошлого столетия на территории республики были созданыполновозрастные чайные плантацииурожайностью до 2 т/га и переработка чайного сырья[1].В настоящее время адыгейский чай, получаемый с плантаций Адыгейского филиала ВНИИ цветоводства и субтропических культур, имеет высокие вкусовые качества и включен в список 100 лучших товаровРоссии.Министерством сельского хозяйства республики разработан перспективный проект развития чаеводства, включающий реконструкцию существующих насаждений чая, закладку новых плантацийвысокоурожайными адаптированными сортами.По предварительным оценкам чаепригодных земель в республике до 12 тыс.га[2].

Успешноеразвитиечаеводствав Адыгеевозможно на основеагроэкологическойоценкиее природных ресурсов, изученияадаптивногопотенциалакультуры, в зависимости от изменяющихся условий внешней среды (метеоусловия, почвы, рельеф, технологические приемы–орошение, внесение минеральных удобрений и т.д.) В соответствии с агроэкологическимитребованиями чайного растения необходимо произвести зонирование территории под культуру.Для оптимизации размещениякультурычая при продвижении ее к северным границам ареала распространения в России–предгорные районы Адыгеи,на первое место выступают лимитирующие факторы:температура и влагообеспеченность.Абсолютный минимум температуры воздуха за период изучения этой зоны достигал минус 34оС, а абсолютный максимумплюс 41оС.Региональной особенностью предгорной зоны является то, что низким критическим температурам обычно сопутствует снежный покров,которыйи способствует благоприятной перезимовке чая. По данным Н.М. Вильчинского(1949),под снеговым покровомчай без вреда перенес длительные морозы с абсолютным минимумом воздуха34оС. Основные повреждения происходят главным образом в морозыпри отсутствии снега[3].

Чайному растению для нормального роста и развития требуется сумма активных температур 3000–3500°С.В предгорныхусловиях Адыгеи она составляет32003300°С, вследствие чегосокращается вегетационный периодчая,а летние засухи существенно уменьшают еще и листосборный период. Особенности влагообеспеченноститерриториихарактеризуютсяколичествомосадковииспарением, котороев свою очередьзависит от температуры и влажности воздуха,и выражается коэффициентом увлажнения (Кув).Соотношение количества выпавших осадков к испарению по месяцам раскрывает влагообеспеченность территории[4].Если Кув < 1 или равен ей,то период относится к засушливому (рис.1).В Майкопском районе коэффициент влагообеспеченности территории с апреля по октябрь меньше единицы, что свидетельствует о засушливости климата в данный период. За вегетационный период (IVX)здесь выпадает в среднем 465 мм осадков,что говорит об остром дефиците влаги, так какчайному растениютребуется 600800 мм осадков.

Примечание:Р –среднее многолетнее количество осадковв Майкопском районепо данным Справочника по климату; Р(IVX) –количество осадков за вегетационный период чайного растения

Рис. 1.Характеристика увлажненности территории Майкопского районаза20062010 гг.

Возникновение даже небольшого дефицита воды в органах растениячая сказывается на скоростии направленности физиологобиохимических процессов: снижается интенсивность фотосинтеза,транспирации,замедляетсярост,существенно снижаетсяурожайностьиустойчивость к стрессовым воздействиям 00,511,522,533,54IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIКоэффициент увлажнения по ВолобуевуР=775 ммtвозд.=10,5 оСР(IVX)=465ммKвнешней среды(морозостойкость, засухоустойчивость). Поэтому весьма актуальнойстановится разработкарежима орошения чайных плантаций в условиях Адыгеи.Не менее важныйэкологическийфактор –почвенные условия.Знание лимитирующих свойств почвы также необходимо приоптимизацииразмещениякультуры. Чайный куст –это типичный ацидофил.Произрастает и дает высокий урожай исключительно на кислых почвахдо глубины7080 см.Почвенный покров регионахарактерен большой пестротой,обусловленной разнообразием почвообразующих пород, рельефом, гидротермическим режимом и растительностью.Чаепригодными являются толькобурые лесныепочвы,распространенныена юге Адыгеи в Майкопскомрайоне(рис.2).



Рис.2Размещение бурых лесных почв вАдыгее

Бурые лесные почвы в верхних горизонтах характеризуются сильной выщелоченностьюи хорошо выраженной кислотностью, средним и легким гранулометрическим составом.В пахотном слоесодержат до 7% гумуса и от 0,2 до 0,5% общего азота [5].

По результатамагрохимическогообследованиябурыхлесныхпочвобеспеченностьэлементами питанияслоя 040 смдля культуры чая следующая:подвижным фосфором –от низкой 8,64 ± 0,95 мг/100 г до средней27,44±3,88мг/100 г); обменнымкалием –от средней(11,45 ± 0,99 мг/100 г)до высокой (23,95±2,20 мг/100 г), из элементов питанияв минимуменаходится азот[6].

На основе комплекса показателей свойств бурой лесной почвы проведен множественный корреляционнорегрессионный анализ.В комплекс показателей свойств почвы, тесно влияющих на продуктивность растений чая (У, ц/га), вошли следующие факторы:Х1–рНкcl;Х2–гидролитическая кислотность, мгэкв/100 г;Х3–сумма обменных оснований, мгэкв./100 г;Х4–степень насыщенности основаниями, %;Х5–содержание подвижного фосфора, мг/100 г;Х6–содержание подвижного калия, мг/100 г.Вид множественной регрессионной модели:У = 501,2 –15,27 Х1–21,4 Х2+ 62,78 Х3

15,29 Х4+ 0,05951 Х5–1,561 Х6

Коэффициент выборочной множественной корреляции Rbравен 0,99, коэффициент детерминации равен 99,8%, следовательно, урожайность зеленой массы чая объясняется за счет вариации представленных агрохимических показателей, включенных в регрессионную модель.На продуктивность чайного растения в условиях Адыгеи влияет комплекс свойств почвы, в котором гидролитическая кислотность имеет положительную корреляцию(r= 0,73).Сумма обменных оснований(r=–0,82), степень насыщенности основаниями(r= –0,80), ирН(r= –0,66)–имеют обратную связь с урожайностью чая.Формированиевысокогоурожаячаяи качественного сырья только за счет естественного почвенного плодородия нерентабельно, необходимо внесение минеральных удобрений.Немаловажным изэкологических факторов, влияющих на продуктивность культурычая, является рельеф, которыйвпредгорных районах обусловливает неравномерное распределение тепла и влаги, и соответственно предопределяет различную величину урожая чайных насаждений. По характеру рельефа Адыгею можно разделить на три зоны: равнинную,предгорную и горную.По данным Череватенко (1963), Туова (1994), наиболее перспективной для культуры чая является средняя зона предгорий от 450 м до 1000 м над уровнем моря от Майкопа до Гузерипля[7,8].Эти площади на рис.2 отмечены штриховкой. Равнинная часть наиболее засушливая и морозоопасная, к тому же здесь распространены не чаепригодные почвы –дерновокарбонатные, выщелоченные черноземы и др.Горная часть, выше 1000 м, совершенно не пригоднадля чайного растения, вследствие недостаточного количества суммы активных температур. ПочвыМайкопского района на 60 % заняты под лесными массивами, поэтому для дальнейшего развития отрасли чаеводства в Республике Адыгея необходимо освоение новых площадейпод закладку чайных насаждений. В последнее время при рассмотрении вопроса агроэкологической оценки земельных ресурсов, пригодности конкретной территории для размещения той или иной культуры,повышения ееадаптивности особое внимание уделяютразработке методов почвенноагроэкологического картирования на основекомпьютерного моделирования и внедрения геоинформационных систем (ГИС). Реализациюпроектных решений проводят с учетом разнообразия социальноэкономических условий и рыночной конъюнктуры.Втаком аспекте эта проблема в Адыгеееще не изучена, поэтомудальнейшее развитие отрасли чаеводствануждается в системной оценке ресурсного потенциаларегионана основе использования новых технологий географических информационных систем для адаптивноландшафтного размещения культуры чая.Выводы

1. Для оптимизации размещения чайных насажденийв республике необходимо:

провести агроэкологическую оценку территории Майкопского района, где распространены кислые бурые лесные почвы с высотными отметками от 450 до 1000м над у.м.;

установить оптимальныйрежим орошения и питания чайного растения.2. Возделывание чая на бурых лесных почвах, формирующихся на территории Адыгеи, тесно зависит от их агрохимических свойств.Урожайность культуры в зависимости от агрохимических свойствпочвы выражается следующеймножественнойрегрессионноймоделью:У = 501,2 –15,27 Х1–21,4 Х2+ 62,78 Х3 –15,29 Х4 + 0,05951 Х5–1,561 Х6

Rb= 0,99

R2= 0,99 или99,9%3. Оптимизацияпочвенныхусловий, питательногои водного режимададут возможность чайному растению раскрытьсвой биологический потенциал и достигнуть высокой урожайности, а такжеуспешноадаптироваться к изменяющимся абиотическим факторам, не ухудшая качествосырья.

Ссылки на источники1. Рындин А.В. История, современное состояние и перспективы развития чаеводства в Республике Адыгея/ А.В. Рындин, Э.К. Пчихачев //Современное состояние и перспективы развития садоводства и культуры чая в Республике Адыгея// Мат. науч.практ. конф., посвящ. 70летию развития чаеводства и 40летию образования науч. учреждения по чаю в республике Адыгея, 13 октября 2008 г.–Майкоп, Адыгейское книжное издво.–2008. –с.1215.2. ТуовМ.Т. Внедрение новых сортов –основа создания адаптивных и высокопродуктивных насаждений чая в субтропиках Росси / М.Т.Туов, С.В. Добежина,И.А. Прокопенко //Проблемы экологизации современного садоводства и пути их решения: материалы междунар. конф.–Краснодар, 710 сентября 2004 г. –С. 350–362.3. Вильчинский Н.М. Итоги испытания чайного куста на северном склоне Кавказкого хребта/Чайный куст. –Труды. Вып.16. –Сочинская опытная станция субтропических и южных плодовых культур.–Туапсе,1949.–С. 356.4. Волобуев В.Р. Некоторые вопросы энергетики почвообразования/ Почвоведение, 1958. –№7. –с.1825.5. Ашинов Ю.Н. Почвы Республики Адыгея, их использование и связь с элементами социальной структуры: дис. ... дра биол. наук / Юнус Нухович Ашинов; науч. консультантд. биол. наук, проф. Л.О. Карпачевский; МГУ имени М.В. Ломоносова, фт почвоведения.–М., 2009. –275 с.6. Беседина Т.Д. Оценка адаптивного потенциала культуры чая в условиях Адыгеи // Т.Д. Беседина, Э.К. Пчихачев, С.В. Добежина, И.Ф. Татошин//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. –Краснодар: КубГАУ, 2013. –№ 87(03). –Режим доступа: http://ej.kubagro.ru7. Череватенко В.А. Экологобиологическое изучение чайного растения в связи с опытом его культуры в предгорьях СевероЗападногоКавказа: автореф. дисс….к.с.х.н. Краснодар,1963. –20 с.8. Туов М.Т. Биологические особенности культуры чая и перспективы его возделывания в Адыгеи / Майкоп,1994.

Dobezhina Svetlana VladimirovnaCandidate of Biol. Sci., Senior Researcher The State Research Institution AllRussian Scientific and Research Institution of Floriculture and Subtropical Crops of the RussianAcademy of Agricultural Sciences, SochiSvetlanaDob@yandex.ruPchikhachev Eduard Kimovich,Candidate of Agr.Sci., Director of Adygea departament

The State Research Institution AllRussian Scientific and Research Institution of Floriculture and Subtropical Crops of the Russian Academy of Agricultural Sciences, SochiTuov Majid TahirovichDr.Agr. Sci., Chief ResearcherThe State Research Institution AllRussian Scientific and Research Institution of Floriculture and Subtropical Crops of the Russian Academy of Agricultural Sciences, SochiScientific confirmation of optimization of tea plant location in Adygea Republic by using GIS technologiesAbstract. The adaptive enviromental approach is neededfor optimization oflocation of tea plantations in Adygea Republic. The approach will lead to high sustanaible use of natural resourses in the republic and to get plant production of a higher quality in a current social economic conditions. The aim ofthis work is to show agroecological basis of optimal location of teaplantations inAdygeaRepublic. The analisis of climatic, soil and relief conditions of the Republic was carried out. The agroecological requirements of Tea plant were taken into account for this work. In the result of the work the optimal zone for tea plantations there was preliminary revieled and it will be undergofurther examination. The confirmation of need irrigation of tea plants in foothill areas of Adygea was done. The cultivation of tea plants in Adygea Republic is possible in Maikop region on the acidic brown forest soils4501000 meters aslwith irrigation and mineral fertilizers.Keywords:tea plantations, soil conditions, relief, humidity coefficient, irrigation, optimisation of plantations.