На правах рукописи

Филимонов Руслан Анатольевич

РЕЖИМ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ И

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ КАРТОФЕЛЯ

НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ

ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность: 06.01.02 – мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград 2009 Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре «С/х водоснабжение и гидравлика» в 2005-2008 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Овчинников Алексей Семенович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Жидков Владимир Михайлович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ходяков Евгений Алексеевич Ведущее предприятие: ГНУ «Всероссийский НИИ орошаемого земледелия»

Защита состоится « 20 » апреля 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 400002, г. Волгоград, пр.

Университетский 26, ВГСХА, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА.

Автореферат разослан и размещен на сайте http://vgsha.ru « 18 » марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванцова Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Главными факторами, ограничивающими получение высоких урожаем картофеля в зоне ВолгоДонского междуречья являются, высокие температуры воздуха в летний период, дефицит почвенной влаги в критические периоды вегетации, тяжелый механический состав почв, затрудняющий развитие вегетативных органов культуры и неразвитость базы семеноводства. Однако, несмотря на приведенные выше недостатки, гарантированное получение высоких урожаев картофеля возможно только с применением орошения.

Картофель орошается с применением различных способов: от поверхностного (полив по бороздам) до дождевания широкозахватными машинами. Такая динамика способов орошения картофеля обосновывалась стремлением к созданию и поддержанию в активном слое почвы оптимального водного режима при минимальном расходе оросительной воды на единицу площади и получаемой товарной продукции.

Использование для полива овощных и других культур широкозахватной дождевальной техники типа «Кубань», «Фрегат», «Волжанка» позволяет оптимизировать водный режим почвы, однако затраты оросительной воды остаются высокими – 5…7 тыс. м3 на 1 га, повышается влажность приземного слоя почвы, что способствует развитию грибковых заболеваний у растений семейства пасленовых, к которым относится картофель. В условиях рыночной экономики такие затраты воды, подаваемой на поля с помощью нескольких насосных станций (зона ВолгоДонского междуречья), существенно влияют на экономику крупных производителей сельскохозяйственной продукции и крестьянскофермерских хозяйств. Широкозахватная дождевальная техника не всегда эффективна при использовании ее на небольших севооборотах крестьянско-фермерских хозяйств. Всё это и определило выбор направления исследований, связанных с разработкой технологии капельного орошения, изучением динамики и особенностей водопотребления при разных уровнях урожайности, обоснованием возможности использования капельного орошения при возделывании картофеля.

Цель исследований. Обосновать элементы технологии капельного орошения картофеля на светло-каштановых почвах, обеспечивающих при поддержании необходимых режимов орошения и доз внесения удобрений получение планируемой урожайности до 50 т/га при весенней посадке и дополнительно до 30 т/га при летней посадке, при сохранении плодородия почвы.

Для достижения поставленной цели в задачи исследований входило:

1. обосновать возможность использования для подачи оросительной воды капельных систем, способных поддерживать бездефицитный водный баланс в активном слое почвы при формировании урожайности картофеля до 50 т/га при весенней посадке, для получения товарной продукции и до 30 т/га при летней посадке, для получения семенного материала;

2. разработать основные параметры режима капельного орошения картофеля, обеспечивающих поддержание влажности в активном слое почвы, определить отзывчивость картофеля на минеральные удобрения и обосновать необходимые дозы их внесения для получения планируемой урожайности;

3. определить динамику суммарного и среднесуточного водопотребления картофеля при капельном орошении в связи с изменением урожайности;

4. дать экономическую и экологическую оценку эффективности получения различных урожаев картофеля при капельном орошении.

Объект исследований, капельное орошение, изучалось на посадках хорошо зарекомендовавшего себя по урожайности и очень ранним срокам созревания, потребительским достоинствам, столового сорта картофеля Импала (Голландия) в КФХ «Пионер» Гордищенского района Волгоградской области. Этот сорт пользуется большой популярностью не только у фермеров за стабильно высокую урожайность, рентабельность, ранних рыночных продаж и устойчивости к болезням, но и у потребителей из-за отличного вкуса, содержания крахмала (до 15%) и хорошей лежкости.

Научная новизна и теоретическая значимость. Впервые для светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья обоснованы элементы технологии капельного орошения картофеля, обеспечивающие при определённом сочетании водного и пищевого режимов получение урожаев 30, 40 и 50 т/га, установлены закономерности суммарного и среднесуточного водопотребления в связи с ростом урожайности, продолжительность и периодичность проведения поливов, поливные нормы, показатели характеристики фотосинтетической деятельности растений, обеспечивающие формирование планируемых уровней урожайности, коэффициенты водопотребления, а также биоклиматические коэффициенты испарения влаги при разных уровнях урожайности картофеля.

Практическая ценность. Экспериментально доказана возможность возделывания картофеля при капельном орошении с получением высоких урожаев. Экономия оросительной воды в расчёте на единицу площади при капельном орошении составляет 50…70% по сравнению с дождеванием или поверхностными поливами. Определено и рекомендовано производству сочетание водного и питательного режимов почвы для получения урожая 30, 40 и 50 т/га с конкретными рекомендациями по режимам орошения и дозам внесения удобрений.

Выносимые на защиту положения.

1. Возможность использования капельного орошения картофеля, обеспечивающего получение урожая не ниже, чем на фоне традиционных способов орошения, при экономии затрат поливной воды.

2. Режимы капельного орошения картофеля, рассчитанные на поддержание влажности активного слоя почвы 70, 80 и 70-80% НВ.

3. Сочетание управляемых факторов роста и развития картофеля, способствующих получению урожайности на уровне 30, 40 и 50 т/га.

4. Экономическая эффективность и экологическая безопасность использования капельного орошения картофеля.

Апробация результатов исследований проводилась ежегодным заслушиванием годовых отчётов на заседаниях учёного Совета экологомелиоративного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (2005…2008 гг.), выступлениях с докладами на конференциях молодых учёных и профессорскопреподавательского состава Волгоградской ГСХА (2005…2008 гг.).

Реализация результатов исследований проводилась в крестьянскофермерском хозяйстве «Пионер» Городищенского района и других хозяйствах Волгоградской области в 2006…2008 гг. на площади 6 га.

По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикаций результатов исследований соискателями ученых степеней.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений.

Содержание работы изложено на 157 страницах компьютерного текста, содержит 39 таблиц, иллюстрирована 14 рисунками и 8 приложениями.

Список использованной литературы включает 230 источников, в т.ч. иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований и представлении их в виде диссертации составляет не менее 80%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, определена актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, новизна полученных результатов, их практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Оценка способов орошения картофеля и обоснование направления исследований (Обзор и анализ литературы)»

изложены результаты анализа состояния изученности проблемы возделывания картофеля на орошаемых землях, применения капельного способа орошения, в том числе для производства других овощей.

Рассмотрены биологические закономерности роста и развития картофеля, вопросы повышения эффективности орошения. Отражена динамика проведения исследований по водному режиму почвы и его влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля, способов и техники полива, изложенных в научных работах А.Н. Костякова, И.П. Кружилина, М.С. Григорова, В.В. Бородычева, Ю.В.

Кузнецова, Е.А. Ходякова и др.

В процессе анализа предшествующих исследований установлено, что приоритетной задачей в комплексе мероприятий по выращиванию картофеля является обоснование параметров водного режима почвы и особенностей его регулирования при капельном способе орошения в почвенно-климатических условиях Волгоградской области с целью получения планируемых урожаев сельскохозяйственных культур высоких потребительских свойств и качества. Особое внимание уделялось анализу вопросов оптимизации водного режима почвы при капельном орошении, в сочетании с внесением минеральных удобрений, способствующих рациональному использованию природных, трудовых и финансовых ресурсов, обоснованию направления наших исследований.

Во второй главе «Условия и методика проведения исследований»

изложены программа и методика исследований, дается описание условий постановки и проведения полевого эксперимента, выполненного в крестьянско-фермерском хозяйстве «Пионер» Городишенского района Волгоградской области в 2006…2008 гг.

Два двухфакторных полевых опыта (весенняя и летняя посадка) закладывались с соблюдением требований методик В.Н. Плешакова (1983), Б.А. Доспехова (1983) и др. и были подчинены изучению следующих факторов:

- водного режима почвы, контролируемого по допустимому предполивному порогу влажности активного слоя (фактор А);

- дозы внесения минеральных удобрений, рассчитанных на уровни планируемой урожайности картофеля (фактор В).

Схемой опыта по фактору А было предусмотрено три варианта допустимого снижения предполивной влажности почвы с последующими капельными поливами:

- поддержание влажности почвы не ниже 70% НВ;

- поддержание влажности почвы не ниже 80%НВ;

- поддержание дифференцированной влажности почвы 70…80% НВ (в период «посадка - бутонизация» - 70% НВ и в период «бутонизация пожелтение нижних листьев» - 80% НВ).

Изучение эффективности доз внесения удобрений по фактору В проводилось на трех вариантах, рассчитанных на получение определенного уровня урожайности картофеля:

- внесение N150P60K200, рассчитанной на получение урожайности картофеля 30 т/га плодов.

- внесение N200P80K250 – на урожайность 40 т/га.

- внесение N250P100K335, планируемая урожайность 50 т/га.

На всех вариантах опыта почвенные, гидрологические и другие условия, кроме изучаемых факторов, были идентичными. Рельеф на территории всего опытного участка равнинный со слабым северным склоном без сильных микрорельефных включений. Для нейтрализации отрицательного влияния неоднородностей почвенного покрова на урожайность варианты опытов закладывались в трехкратной повторности.

Общая площадь опытного орошаемого участка 2,8 га. Опыты на нем закладывались методом расщепленных делянок. Варианты водного режима почвы размещались систематически поперек опытного участка, с дозами внесения минеральных удобрений рендомизированно, вдоль участка.

Площадь одного организованного повторения 0,1 га, делянки по водному режиму почвы 700 м2, дозам удобрений 80 м2. Форма и направление размещения делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями методик полевого опыта.

Опытные посевы формировались посадкой проращенного картофеля по строчной схеме из расчета получения густоты стояния 50 тыс. шт.

растений при весенней посадке и 71 тыс. шт. при летней посадке на гектаре. Расстояние между строчками принимались равным 0,7 м и растениями в ряду 0,3 м весной и 0,2 м летом. Опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими измерениями, отбором и анализом почвенных образцов, определением влажности почвы, суммарного и среднесуточного водопотребления, основных показателей фотосинтетической деятельности растений. Математическая обработка полученных данных проведена методом дисперсионного анализа.

Контроль за влажностью почвы осуществлялся двумя методами, оперативно при помощи прибора Днестр – 1 и систематически один раз в 10 дней термостатно-весовым. Экологическая оценка технологии производства картофеля выполнена по методике Российской экологической академии, экономическая эффективность – по методике МСХ СССР и Россельхозакадемии.

Почвы опытного участка средне- тяжелосуглинистые. В расчетном слое 0-0,6 м плотность естественного сложения ее составляла 1,3 т/м3, наименьшая влагоемкость 24% массы сухой почвы. Плотность твердой фазы колебалась в пределах 2,49…2,74 т/м3. Содержание гумуса в корнеобитаемом слое около 2,7%. Почва по всей глубине профиля не засолена; рН-водной вытяжки колеблется в пределах 7,6 - 8,2, сумма поглощенных оснований от 23,5 до 34,7 мг-экв/100 г почвы. Обменнопоглощенный натрий практически отсутствует. Содержание тяжелых металлов не превышает ПДК. Количество нитратного и аммиачного азота колеблется в пределах 2,8…10,4 мг/кг, подвижного фосфора 25,0…31,0 и обменного калия – 350…420 мг/кг. Обеспеченность почвы питательными элементами сравнительно выровненная.

По совокупности гидрометеорологических показателей вегетационные периоды года характеризовались: 2006, 2007 и 2008 – засушливые. Глубина залегания грунтовых вод была более 12 метров и не оказала влияния на формирование водного режима активного слоя почвы.

В третьей главе «Оценка режимов орошения по показателям роста и развития растений» изложены результаты экспериментальных исследований формирования водного режима почвы проведением капельных поливов при разной предполивной влажности, влияние регулируемых факторов на фотосинтетическую деятельность, продолжительность вегетации, динамику накопления вегетативной и товарной массы клубней картофеля.

Сравнительная оценка посадок картофеля при различных вариантах водного режима, показала, что в условиях Нижнего Поволжья при капельном способе полива, они формировали достаточно эффективную для производственных условий урожайность, что позволяет рекомендовать их возделывать в зоне Волго-Донского междуречья. Посадка картофеля весной проводилась во 2-й декаде апреля. Урожайность при весенней посадке была достаточно высокая, в пределах до 48 т/га и предназначался только для продовольственных целей, поскольку в клубнях присутствует большое количество крахмала (15-19%). Урожай был собран в конце третьей декады июня. В этот период молодой картофель пользуется максимальным потребительским спросом на рынках. Летняя посадка картофеля была проведена через неделю, в 1-й декаде июля на этом же опытном участке. Уборка проводилась в 1-й декаде сентября, урожай был ниже и составлял порядка 30 т/га и предназначался как для продажи семенного материала.

Исследованиями установлено, что на формирование водного режима почвы на посадках картофеля оказывает влияние ряд факторов, к числу важнейших из которых относятся особенности погодных условий вегетационного периода, динамика формирования листовой поверхности и накопления вегетативной массы растений, способ и техника полива и некоторые другие. Так, для поддержания влажности активного слоя почвы не ниже 80% НВ с учетом водно-физических свойств почвы и формируемого контура увлажнения поливная норма при капельном способе полива определилась равной 175 м3/га, 70% НВ - 260 м3/га.

В варианте с дифференцированным предполивным порогом влажности, где до фазы бутонизации поддерживался предполивной порог 70% НВ, а затем повышался до 80% НВ, поливные нормы уменьшались соответственно с 260 до 175 м3/га.

В варианте, для поддержания влажности почвы не ниже 70% НВ, весной 2006 года, потребовалось провести 8 поливов оросительной нормой 2080 м3/га, (табл. 1, рис. 1). В 2007 и 2008 годах, году число поливов увеличилось на 1 (рис 1), а оросительная норма - до 2340 м3/га.

При летней посадке в 2006, 2007 было проведено 9 поливов с оросительной нормой 2340 м3/га, а 2008 году – 10, 2600 м3/га (табл. 2).

Продолжительность полива составляла 6 часов.

В варианте 80% НВ число поливов весной 2006, 2007 и 2008 года увеличилось до 14, а оросительная норма до 2450 м3/га (рис. 3).

характеризовались 15 при оросительной норме 2625 м /га (рис. 4).

Продолжительность полива при этом варианте равнялось 4 часам.

1. Количество и распределение поливов по вариантам водного режима почвы и межфазным периодам при весенней посадке исслеПоливная дований 2. Количество и распределение поливов по вариантам водного режима почвы и межфазным периодам при летней посадке исслеПоливная дований Для поддержания дифференцированного, в период вегетации картофеля водного режима почвы, вариант 70-80% НВ, весной 2006 и года было проведено 11 поливов, с разной оросительной нормой 2350 и 2435 м3/га соответственно. В 2008 число их по сравнению с предыдущими более влажными годам увеличилось до 12, а оросительная норма м3/га (рис. 5).

Летом за все годы исследований общее число поливов составило 12, из которых 6 было проведено нормой 260 м3/га (продолжительность часов) и 6 нормой 175 м3/га, оросительная норма сложилась равной м3/га (рис. 6).

Анализ графического материала по динамике влажности почвы, представленного на рис. 1, 2, 3, 4, 5, 6, показывает, что интенсивность проведения поливов, которая характеризуется минимальной продолжительностью межполивного периода, в разные годы в зависимости от погодных условий приходилась на разные календарные сроки.

Влажность почвы, % НВ влажность, удобрений, всходы бутонизация -цветение нижних 4. Продолжительность межфазных периодов за 2006…2008 гг. в зависимости от водного режима почвы и доз удобрений при летней влажность, удобрений, всходы бутонизация -цветение нижних Волго-Донское междуречье относится к зоне с недостаточным количеством выпадающих осадков и где водный режим почвы оказывается важнейшим сдерживающим фактором формирования хорошо развитого ассимиляционного аппарата картофеля. Тем не менее в наших опытах в первый период роста и развития растений «посадка - всходы», примерно до конца первой декады мая, поливы существенного влияния на увеличение листовой поверхности не оказывали (табл. 5). Однако, с середины третьей декады мая, в варианте с уровнем предполивной влажности почвы 80% НВ, площадь листьев составила 34,1 тыс. м2/га.

Максимальных значений она достигала к середине первой декады июня, а в варианте с более низким предполивным порогом влажности почвы, в некоторых случаях, и в середине 2-й декады июня. Во время летней посадки картофеля, поливы, проведенные сразу после посадки оказали заметное влияние на рост и развитие картофеля, а именно, примерно через 14 дней после посадки, появились всходы (2-я декада июля).

Максимальная площадь листьев составила 27,8 тыс. м2/га, уже в первую декаду августа. Благоприятное сочетание водного и теплового режимов способствовало активизации фотосинтетической деятельности картофеля, и, как следствие этого, увеличению площади листовой поверхности в этих вариантах опыта. На вариантах с водообеспеченностью (70…80% НВ) максимальная площадь листовой поверхности составила 39,4 тыс. м2/га (весной) и 35,8 тыс. м2/га (летом).

В опыте на более влагообеспеченных вариантах среднесуточные приросты сухого вещества были выше, чем на контроле. Уже к началу цветения, среднесуточные приросты в вариантах 70...80 и 80% НВ составили около 300 кг/га (табл. 6). Наибольших величин приросты сухого вещества за сутки в рассматриваемых вариантах достигали во 2 и декадах июня и августа. В это время величина суточных приростов достигала 200 кг/га.

5. Динамика формирования листовой поверхности картофеля по вариантам опытов среднее за 2006-2008 гг., тыс. м2/га Предполив влажность минеральног декад декад декад декада декада декада декада Влияние удобрений на среднесуточный прирост сухого вещества наиболее четко начинает прослеживаться во время цветения и в первую очередь в вариантах с высоким уровнем предполивной влажности. В это время прирост сухого вещества в сутки достигал 120 кг/га. Через 3- недели после цветения в удобренных вариантах с назначением поливов при влажности почвы 80% НВ отмечены максимальные среднесуточные приросты сухой биомассы, достигающие уже 200…280 кг/га.

Также, нами в опыте получены приросты надземной массы несколько меньшее по величине, по сравнению с литературными данными, но тем не менее они достигали достаточно высокого уровня. В опыте период наибольших абсолютных приростов массы ботвы по времени совпадает с периодом максимального среднесуточного водопотребления. На наш взгляд, это вполне закономерное явление, так как интенсивное накопление органического вещества требует дополнительного расхода влаги на транспирацию (табл. 9).

6. Среднесуточные приросты абсолютно сухого вещества среднее за 2006гг., кг/га Предполи влажность минеральног декад декад декад декада декада декада декада В наших опытах при изучении технологии программированного выращивания картофеля в зависимости от фона увлажнения и уровня минерального питания урожайность клубней существенно изменялась по вариантам (табл. 7, 8). Минимальные величины урожая были получены при поддержании предполивной влажности почвы 70% НВ. В среднем за годы исследований урожайность картофеля в этих вариантах не превышала 43 т/га при весенней посадке и 28 т/га при летней посадке.

Максимальная продуктивность картофеля сложилась в вариантах с дифференцированным предполивным порогом влажности почвы 70-80% НВ, где урожайность картофеля в среднем составила 49 т/ га – весной и т/га – летом.

7. Сочетание факторов для получения планируемой урожайности Урожайность картофеля 30 т/га обеспечивается внесением рассчитанной на ее получение дозы удобрений (N200P80K250, N250P100K335) в сочетании с режимами орошения 80% НВ. Во всех вариантах с влажностью почвы 70, 80, 70...80% НВ, с внесением расчетной дозы минеральных удобрений, планируемая урожайность картофеля на уровне 50 т/га не была получена.

8. Сочетание факторов для получения планируемой урожайности Планируемая Фактическая Дозы удобрений минеральных удобрений. Так, урожайность картофеля весной в вариантах с влажностью почвы 70-80% НВ (N250P100K335) по сравнению с вариантом 70% НВ (N250P100K335) повысилась на 10,3 т/га, при 80% НВ (N250P100K335) – 4,2 т/га. Летом, на варианте 70-80% НВ (N250P100K335), по сравнению с 70% НВ (N250P100K335) повысилась на 6,1 т/га и при 80% НВ на 2,5 т/га.

В четвертой главе «Особенности суммарного и среднесуточного водопотребления картофеля при капельном орошении» рассмотрены закономерности потребления влаги в целом за вегетационный период и по межфазным периодам для всех вариантов опытов (табл. 10, 11).

Анализ данных показывает, что наибольшее суммарное водопотребление картофеля складывалось в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ. В среднем за три года оно составило, с колебаниями по годам исследований, в пределах 4043…4158 м3/га – при весенней посадке и 3314…3378 м3/га – при летней посадке. Снижение предполивной влажности до 70…80 и 70% НВ сопровождалось дальнейшим уменьшением суммарного водопотребления картофеля. В среднем за годы исследования расход влаги растениями в этих вариантах составил соответственно 3929…4311, 3670…4313 м3/га – при весенней посадке и 3304…3365, 3033…3355 м3/га – при летней. В структуре суммарного водопотребления одной из основных приходных статей водного баланса является оросительная норма, составляющая по вариантам водного режима почвы 56,7...79,0% общего расхода воды растениями.

Доля оросительной воды в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ изменялась от 58,9…60,6% - весной и 77,7…79,2% - летом за 3 года исследований. В варианте 70...80% НВ на ее долю в среднем за три года приходилось 60,0% - весной и 79,0% - летом. При снижении предполивной влажности почвы до 70% НВ доля участия оросительной воды в суммарном водопотреблении культуры в среднем за три года уменьшилась соответственно до 58% - весной и 77% - летом.

водопотреблении картофеля зависит в основном от принятого режима орошения и имеет обратное по сравнению с оросительной нормой показатели численных значений.

Самый высокий показатель использования естественных запасов почвенной влаги в наших исследованиях был в варианте с предполивной влажностью почвы 70% НВ. В среднем за три года доля участия их составила от 10,4…13,4% - весной и до 11% - летом, тогда как в варианте 80% НВ она была в пределах от 9,5% - весной и 9,4% - летом.

Осадки, выпадающие в течение вегетационного периода, в отдельные годы играют существенную роль во влагообеспеченности картофеля.

Весной 2006-2008 гг. на их долю приходилось от 27,3...32,9%, летом – от 9,7…12,5% общей величины суммарного водопотребления.

10. Величина и структура суммарного водопотребления картофеля Годы Предполивная исследо- влажность водопотреблеосадков Анализ данных таблиц 12, 13 показывает, что определенное влияние на величину потребления воды в процессе формирования урожая оказывают предполивной порог влажности почвы и фазы развития растений. Наибольшее количество воды по всем периодам роста и развития картофеля, за исключением периода «посадка - всходы»

расходуется в варианте с предполивным порогом влажности почвы 80% НВ, наименьшее - в варианте 70% НВ. Максимальное потребление воды растениями по всем вариантам режима орошения было отмечено в период «бутонизация - цветение» и в среднем за три года составило в варианте 80% НВ – 1627, 70...80% НВ – 1600, 70% НВ – 1533 м3/га – весной и летом - 80% НВ - 1328, 70...80% НВ – 1322, 70% НВ – 1215 м3/га. Объясняется это тем, что в это время у картофеля происходит интенсивное клубнеобразование и клубненакопление, т.е. формирование товарной части урожая.

11. Величина и структура суммарного водопотребления картофеля Годы Предполивна исследов я влажность 12. Потребление воды растениями картофеля по межфазным 13. Потребление воды растениями картофеля по межфазным В пятой главе «Влияние режимов орошения и доз внесения удобрений на индивидуальную продуктивность и качество клубней картофеля» результаты анализа показали, что орошение и внесение расчетных доз минеральных удобрений, существенно повышает урожай картофеля, приводит к улучшению товарных качеств клубней. В наших опытах в среднем за три года товарность клубней картофеля на участках с увлажнением 70% НВ составила до 95% - при весенней посадке и 87% при летней посадке. На варианте 80% НВ повысилась соответственно до и до 92,0%.

Проведенный нами химический анализ клубней картофеля показывает, что количество NO3 в клубнях не превышало предельнодопустимую концентрацию по всем вариантам опыта.

В шестой главе «Экономическая и экологическая оценка получения различных уровней урожайности» приведены результаты анализа сравнительной оценки эффективности получения различных уровней планируемой урожайности по показателям минимизации затрат, соблюдения экологических требований и получения наибольшей в нашем опыте прибыли.

Проведенные нами исследования 2006 – 2008 гг. показали, что возделывание картофеля на светло-каштановых почвах при капельном способе полива является достаточно эффективным производством, поскольку применяемые в нашем полевом опыте режимы орошения и дозы внесения минеральных удобрений позволили получать урожайность 30…50 т/га при весенней посадке и до 35 т/га при летней посадке (табл. 14, 15).

Чистый доход составил 318,0…562,6 тыс. руб./га при весенней посадке и 141,0…315,7 тыс. руб./га при летней посадке.

Прибыль от проданной продукции 8,8…11,7 тыс. руб./т (весенняя посадка) и 1,4…5,4 тыс. руб./т (летняя посадка), рентабельность производства 78,7%…140,6% и 29,2…64,9% соответственно. Срок окупаемости находился в пределах от 0,16 до 0,28 года при весенней посадке и от 0,29…0,64 года при летней посадке.

Капельное орошение не только способствует рациональному использованию и экономии водных ресурсов, но и сохраняет существующий агроландшафт; значительная экономия поливной воды по сравнению с обычными способами, в частности с дождеванием, на 50 уменьшение сорной растительности, а следовательно, и непроизводительного расхода воды из междурядий растений; способность локального в небольших дозах внесения удобрений вместе с поливной водой; возможность использования данной системы 2 раза в год на посадках картофеля, для получения товарной продукции (весной) и семенного материала (летом).

Недостаточное количество (120...150 мм) выпадающих за теплый период года осадков, высокие среднемесячные (22...26°С) и абсолютные температуры воздуха (выше 30°С) июня...августа, совпадающие с периодом клубненакопления, не согласуются с биологическими особенностями картофеля и не гарантируют получение высоких и устойчивых урожаев. В условиях Волго-Донского междуречья на светло-каштановых почвах возделывание картофеля возможно только на орошаемых землях при соблюдении научно обоснованных режимов орошения.

Капельное орошение относится к числу наиболее экономных способов орошения земель благодаря локально-точечному капельницы. Использование системы капельного орошения при возделывании картофеля, обеспечивает возможность получения урожая до 50 т/га при весенней посадке для получения товарной продукции и 30 т/га при летней посадке, для получения семенного материала.

Расчётные величины поливных норм при повышении предполивного порога влажности почвы в с 70% НВ до 80% НВ уменьшались соответственно с 260 до 175 м3/га. Продолжительность полива при этом сокращалась соответственно с 6 до 4 часов при увеличении оросительной нормы в среднем за три года исследований с 2080…2610 м3/га при весенней посадке и 2340…2625 м3/га при летней посадке.

Внесение расчетных доз минеральных удобрений на посадках картофеля способствуют получению урожая 30 т/га, – 40 т/га, – 50 т/га.

Получение урожайности картофеля 30 т/га возможно при внесении минеральных удобрений в количестве N150P60K200 весной при поддержании влажности активного слоя почвы не ниже 70% НВ и летом при 80, 70…80% НВ.

Урожайность 40 т/га и близкую к 50 т/га картофеля, возможно получить при внесении минеральных удобрений в количестве N200P80K250 и N250P100K335 соответственно, летом при поддержании влажности активного слоя почвы 80, 70…80% НВ.

Суммарное водопотребление картофеля увеличивается с ростом урожайности весной от 3670 до 4311 м3/га, летом от 3033 до м3/га и описывается уравнением У = 0,0292Е – 53,66 и У = 0,0246Е – 75,527 соответственно. Для получения планируемой урожайности (30… т/га) величина оросительной нормы на системах капельного орошения в зависимости от влажности года и уровня планируемой урожайности изменяется в пределах 2080…2610 м3/га весной и 2340…2625 м3/га летом.

Максимальное среднесуточное водопотребление картофеля отмечалось в межфазный период «бутонизация - цветение» и достигало 75,9…92,4 м3/га весной и 72,8…81,4 м3/га летом.

Рекомендуемые по результатам исследований варианты сочетания регулируемых факторов для получения 30, 40 и 50 т/га картофеля, экономически и экологически обоснованны. Чистый доход от реализации 30 т/га картофеля весной составляет в среднем 350 тыс. руб.

при рентабельности 85 % и летом 250 тыс. руб. при рентабельности 50 %.

При урожайности 40 т/га эти показатели повышаются соответственно до 500 тыс. руб. и 120 %, 50 т/га – 560 тыс. руб. и 138 %.

Экологическая безопасность изучаемого способа орошения характеризуется высоким водосбережением, отсутствием проявления водной эрозии почв, получением экологически безопасной по содержанию нитратов продукции.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Использование капельного орошения на посадках картофеля на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья возможно, и при соблюдении рекомендуемых технологий обеспечивает получение урожая в пределах до 50 т/га при весенней посадке товарной продукции и дополнительно 30 т/га при летней посадке – семенного материала.

В условиях светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья лучшие условия гарантированного получения запланированных урожаев картофеля при капельном способе полива обеспечиваются следующим сочетанием регулируемых факторов:

- на уровне 30 т/га - поддержанием поливами влажности активного слоя почвы (0,6 м) не ниже 70% НВ и внесением минеральных удобрений расчетной дозой N150P60K200 при весенней посадке и не ниже 80% НВ, с внесением такой же дозы удобрений при летней посадке;

- на уровне 40 т/га - поддержанием предполивного порога влажности 70…80, 80% НВ и внесением дозы удобрений N200P80K250;

- на уровне 50 т/га - соблюдением режима орошения 70-80, 80% НВ, расчетного питательного режима почвы N250P100K335;

Для поддержания предполивной влажности почвы 70% НВ при капельном способе, необходимо проводить поливы нормой 260 м3/га продолжительностью 6 часов.

Соблюдение режима орошения 80% НВ требует проведения поливов нормой 175 м3/га, продолжительностью 4 часа.

При поддержании дифференцированной влажности почвы 70…80% НВ, в фазу «посадка - бутонизация» необходимо проведение поливов нормой 260 м3/га, продолжительностью 6 часов, а в фазу «бутонизация м3/га, продолжительностью 4 часа.

На светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья для получения продовольственного картофеля, необходимо проводить производственные посевы с плотностью посадок обеспечивающей создание густоты стояния 50 тыс. шт. растений на 1 га и загущать до тыс. шт. и более, для получения семенного материала.

При капельном способе орошения картофеля необходимо использование установленных нами биоклиматических коэффициентов для оптимизации межполивных периодов и рассчитанных уравнений регрессии, устанавливающие математические зависимости показателей продуктивности использования влаги от урожая.

Филимонов, Р.А. Применение капельного полива при возделывании картофеля / Р.А. Филимонов // Повышение эффективности ведения сельскохозяйственного производства Юга России. - М.:

Современные тетради, 2007. - С. 126-128.

Филимонов, Р.А. Режим орошения картофеля при капельном поливе в условиях Волго-Донского междуречья / Р.А. Филимонов // Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК»: материалы научно-практической конференции // ВГСХА. - Волгоград, 2008. - С. 133Филимонов, Р.А. Агротехника картофеля при поливе капельным способом в условиях Волго-Донского междуречья / Р.А.

Филимонов // Актуальные вопросы аграрной науки и образования;

материалы международной научно-практической конференции, посвященной 65-летию Ульяновской ГСХА. - Ульяновск, 2008, Т. 1. - С.

196-198.

Филимонов, Р.А. Особенности капельного орошения картофеля в Волгоградской области / Р.А. Филимонов // Развитие агропромышленного комплекса: перспективы, проблемы и пути решения:

материалы международной научно-практической конференции, посвященной 450-летию г. Астрахань. 4-11 августа 2008 г. – Астрахань, 2008. - С. 182-184.

Филимонов, Р.А. Капельное орошения картофеля на светлокаштановых почвах Волго-Донского междуречья / Р.А. Филимонов // Материалы XII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области: научное издание // ВГСХА. - Волгоград, 2008. – С.

165-167.

водопотребление картофеля на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья / А.С. Овчинников, Р.А. Филимонов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2008. – С. 58-63.

Издательско-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива»

400002, г. Волгоград, пр. Университетский,