vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2019-3-34-42vstisp-341Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУРINNOVATIVE TECHNOLOGIES OF CULTIVATION OF AGRICULTURAL CROPSПути обеспечения стабильности плодоношения сортов плодовых культур на основе оценки их адаптационного потенциала в изменяющихся условиях средыWays to ensure the stability of fruiting of fruit crops varieties based on the evaluation of their adaptation potential in changing environmental conditionsДрагавцеваИ. А.DragavtsevaI. A.

Драгавцева Ирина Александровна - главный научный сотрудник лаборатории управления воспроизводством в плодовых агроценозах и экосистемах, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

350901, Краснодар, ул. им. 40-летия Победы, 39

Dragavtseva Irina A. - Main Researcher, Laboratory of Reproductive Management in Fruit Agrocenoses and Ecosystems, Dr. Sci. (Agric.), Professor

350901, Krasnodar, im. 40-letia str., 39

kubansad@kubannet.ruКузнецоваА. П.KuznetsovaA. P.

Заведующая лабораторией питомниководства, кандидат биологических наук

Краснодар

 

Chief of laboratory of nursery, PhD (Biol.)

Krasnodar

СавинИ. Ю.SavinI. Yu.

Доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН

Краснодар

Dr. Sci. (Agric.), Corresponding member of the Russian Academy of Sciences

Krasnodar

ПрудниковаЕ. Ю.PrudnikovaE. Yu.

Младший научный сотрудник, отдел генезиса, географии, классификации и цифровой картографии почв

Москва

Junior Researcher, Department of Genesis, Geography , Classification and Digital Soil Cartography

Moscow

ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»РоссияNorth Caucasus Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, WinemakingRussian FederationФГБНУ «Почвенный институт им. В. В. Докучаева»РоссияV. V. Dokuchaev Soil InstituteRussian Federation201910072019033442Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20192019Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/341

Нерациональное размещение сельскохозяйственных культур без учета взаимодействия «генотип-среда» приводит к значительным экономическим потерям, особенно в условиях изменения климата при проявлении температурных стресс-факторов. Цель работы — обеспечение стабильности плодоношения многолетних культур с позиции максимальной реализации их наследственной основы в различных условиях выращивания. С помощью использования биологических, генетико-физиологических, метеорологических данных и цифровых технологий предложен новый подход к управлению продуктивностью сельскохозяйственных культур на примере сортов плодовых культур. Значимость разработки резко возрастает в связи с тем, что её применение обеспечивает стабилизацию плодоношения сортов многолетних культур на конкретных территориях возделывания с учетом изменения климата. Использование результатов исследований позволит снизить риск потери урожая от стресс-факторов среды. На основе многолетнего анализа (1986-2018) изучена вероятность проявления губительных для растений абрикоса температур зимне-весеннего периода в разных зонах Краснодарского края. Определены критические минимальные температуры для плодоношения генотипов абрикоса разной морозостойкости Краснощекий (пониженная) и гибрида 1-22 (селекции Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства и виноделия) (повышенная) по фазам их развития. Оценены проявления минимальных температур зимне-весеннего периода по 30 метеостанциям Краснодарского края на основе данных анализа превышения их критических значений по фазам развития изучаемых сортов. Проанализирован их отклик (также с учетом фенологических фаз) на временную и пространственную динамику лимитирующих факторов среды. Полученные данные для каждой метеостанции импортированы в геоинформационную систему ILWIS, интерполированы для получения результатов рационального размещения изучаемых сортов абрикоса в виде цифровых карт. Построенные цифровые карты рационального размещения конкретных сортов по фазам развития раскрывают их адаптивный потенциал в условиях изменения климата. Предложен новый подход к управлению продуктивностью сортов плодовых культур на примере абрикоса в различных зонах Краснодарского края.

Irrational placement of crops without taking into account the “genotype-environment” interaction leads to significant economic losses, especially in conditions of climate change in the manifestation of thermal stress-factors. The purpose of the work is to ensure the stability of the perennial crops fruiting from the position of maximum realization of their hereditary basis in various growing conditions. Using the methods of genetic-physiological, biological, genetic-physiological, meteorological data and digital technologies, a new approach was proposed for managing crop productivity on the example of fruit crops varieties. The importance of the development increases dramatically due to the fact that its use provides stabilization of the fruiting of perennial crops varieties in specific areas of cultivation, taking into account climate change. Using research results will reduce the risk of yield loss from environmental stress-factors. On the basis of a long-term analysis (1986-2018), the probability of manifestation of the temperatures of the winter-spring period, which are destructive for apricot plants, has been studied in different zones of the Krasnodar Territory. The critical minimum temperatures for the fruiting of apricot genotypes of different frost resistance of Krasnoshchekiy (lowered) and 1-22 hybrid (increased), breeding of North Caucasus Federal scientific center of horticulture, viticulture, winemaking for the phases of their development were determined. The manifestations of the minimum temperatures of the winter-spring period were estimated for 30 meteorological stations of the Krasnodar Territory based on data from an analysis of exceeding their critical values in the development phases of the studied varieties. Their response (also in the context of phenological phases) to the temporal and spatial dynamics of limiting factors of the environment is analyzed. The obtained data for each meteorological station is imported into the geographic information system ILWIS, and interpolated to obtain the results of rational distribution of the studied varieties of apricot in the form of digital maps. The constructed digital maps of rational distribution of specific varieties by development phases reveal the adaptive potential of varieties in the conditions of climate change. A new approach to managing the productivity of fruit crops varieties on the example of apricot in various zones of the Krasnodar Territory is proposed.

плодовые культурыабрикоссортагеоинформационная система ILWISфазы развитиятемпературные стрессывзаимодействие “генотип-среда”изменение климатаfruitapricotvarietiesILWIS geographic information systemdevelopment phasesthermal stressesgenotypeenvironment interactionclimate changeReferencesБиоклиматический потенциал России: методы мониторинга в условиях изменяющегося климата / Под ред. А.В. Гордеева. М., 2007:235.Bioclimatic potential of Russia: methods of monitoring in a changing climate / Ed. A. V. Gordeev. Moscow: 2007:235. (In Russ.)Драгавцева И. А., Моренец А. С., Ахматова З. П. Особенности и тенденции вариабельности лимитирующих факторов среды для плодовых культур Северного Кавказа в зимне-весенний период с учетом изменения климата (на примере абрикоса). Садоводство и виноградарство. 2018;4:38-42.Dragavtseva I. A., Morenets A. S., Akhmatova Z. P. Peculiarities and trends of variability of limiting environmental factors for fruit crops of the North Caucasus in the winter-spring period, taking into account climate change (using the example of apricot). Sadovodstvo i vinogradarstvo. 2018;4:38-42. (In Russ.)Kunz A., Blanke M. M. Effects of climate change on fruit tree physiology — based on 55 years of meteorological and phenological data at Klein-Altendorf, Acta Hortic. 2016;1130:49-54.Kunz A., Blanke M. M. Effects of climate change on fruit tree physiology — based on 55 years of meteorological and phenological data at Klein-Altendorf, Acta Hortic. 2016;1130:49-54.Luedeling E., Girvetz E. H., Semenov M. A., Brown P. H. Climate change affects winter chill for temperate fruit and nut trees, PLoSOne. 2011;6(5):1-27.Luedeling E., Girvetz E. H., Semenov M. A., Brown P. H. Climate change affects winter chill for temperate fruit and nut trees, PLoSOne. 2011;6(5):1-27.Жученко А. А. Эколого-генетические основы высокой продуктивности и экономической устойчивости агроэкосистем и агроландшафтов: Производство экологически безопасной продукции растениеводства. Пущино,1995:5-20.Zhuchenko A. A. Ecological and genetic basis of high productivity and economic sustainability of agroecosystems and agrolandscapes: Production of environmentally safe crop production. Pushchino, 1995:5-20. (In Russ.)Драгавцев В. А.,Драгавцева И. А., Ефимова И. А., Кузнецова А. П. идр. К экспериментальному подтверждению гипотезы об эколого-генетической природе феномена «взаимодействие генотип среда» у древесных растений, Сельскохозяйственная биология. 2018;53(1):151-156.Dragavtsev V. A., Dragavtseva I. A., Efimova I. A., Kuznetsova A. P. et al. To the experimental confirmation of the hypothesis about the ecological-genetic nature of the phenomenon “interaction genotype environment” in woody plants, Agricultural biology, 2018;53(1):151-156. (In Russ.)Драгавцева И. А. Моренец А. С., Савин И. Ю., Кузнецова А. П. Влияние изменений климата на проявление стресс-факторов зимне-весеннего периода для абрикоса в прикубанской зоне Краснодарского края, Российская сельскохозяйственная наука. 2019;1:25-28.Dragavtseva I. A., Morenets A. S., Savin I. Yu., Kuznetsova A. P. The impact of climate change on the manifestation of stress factors of the winter-spring period for apricot in the Kuban zone of the Krasnodar Territory, Rossiyskaya selscokhozyaystvennaya nauka. 2019;1:25-28. (In Russ.)Ramírez F., Kallarackal J. Responses of Fruit Trees to Global Climate Change: Springer. 2015,42.Ramírez F., Kallarackal J. Responses of Fruit Trees to Global Climate Change: Springer. 2015,42.Smith P. A., Whitmore A., Wechsung F. et al. RegionalScale Tool for Examining the effects of Global Change on Agroecosystems: The MAGEC project, Proceedings of the European Society of Agronomy Annual Meeting. Lleida, Spain. 1999,223.Smith P. A., Whitmore A., Wechsung F. et al. RegionalScale Tool for Examining the effects of Global Change on Agroecosystems: The MAGEC project, Proceedings of the European Society of Agronomy Annual Meeting. Lleida, Spain. 1999,223.Chidly T.R.E., Egly J. Computerized systems of land resources appraisal for agricultural development. FAO.1993,247.Chidly T.R.E., Egly J. Computerized systems of land resources appraisal for agricultural development. FAO.1993,247.Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел: ВНИИСПК, 1995, 504.Program and methods of variety study of fruit, small fruit and nutbearing crops. Orel: VNIISPK, 1995, 504. (In Russ.)Драгавцева И. А.,Савин И. Ю., Загиров Н. Г. и др. Ресурсный потенциал земель Северного Кавказа для плодоводства. Краснодар-Махачкала. 2016:136.Dragavtseva I. A., Savin I. Yu., Zagirov N. G. et al. Resource potential of the North Caucasus lands for fruit growing. Krasnodar-Makhachkala. 2016:136. (In Russ.)ILWIS 2.2 Referenceguide. ITC, TheNetherLands. 1998:350.ILWIS 2.2 Referenceguide. ITC, TheNetherLands. 1998:350.Драгавцева И. А. Экологические основы оптимального размещения абрикоса на Северном Кавказе: дис. ... д-ра. с.-х. наук. Краснодар, 1991:366.Draпavtseva I. A. Ecological bases of optimal placement of apricot in the North Caucasus: doctoral dissertation in agricultural sciences. Krasnodar. 1991:366. (In Russ.)Кузнецова А. П., Юшков А. Н., Кружков А. В. Оценка генетических ресурсов косточковых культур по устойчивости к низким температурам. Плодоводство и ягодоводство России. 2012;31(1):309-315.Kuznetsova A. P., Yushkov A. N., Kruzhkov A. V. Evaluation of the genetic resources of stone fruit for resistance to low temperatures. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2012;31(1):309-315 (In Russ.)Савин И. Ю. Геоинформационные системы в оценке биопродуктивности почвенного покрова: тез. докл. междунар. конф. «Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика». М.,1998:207-208.Savin I. Yu. Geoinformation systems in evaluation of the bioproductivity of soil covert: thesis of report on international conf. “Analysis of systems at the turn of the millennium: theory and practice.” Moscow, 1998, 207-208. (In Russ.)Савин И. Ю., Федорова Е. Г. Геоинформационный анализ ресурсного потенциала земель для сельскохозяйственных целей. Современные проблемы почвоведения. М.:2000,272-285.Savin I. Yu., Fedorova E. G. Geoinformation analysis of the resource potential of lands for agricultural purposes. Contemporary problems of soil science. Moscow: 2000:272-285 (In Russ.)Кузнецова А. П., Щеглов С. Н. Новые подходы к оценке продуктивности сорто-подвойных комбинаций сливы в условиях нестабильной внешней среды. Плодоводство и ягодоводство России. 2011;28(2):8-14.Kuznetsova A. P., Shcheglov S. N. New approaches to evoluating the productivity of scion-rootstock plum combinations in an unstable external environment. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2011;28 (2):8-14. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.