К аридной зоне юга России ранее относилась Астраханская область и Республика Калмыкия. Сегодня из-за интенсивного развития процессов опустынивания в эту зону попала вся южная часть Волгоградской области. Традиционное выращивание овощных культур в этом регионе без орошения невозможно.
Учитывая актуальность данной тематики, я со своими аспирантами, начиная с 1998г. провожу здесь научные исследования, направленные на разработку технологий получения планируемых урожаев овощных культур в любых погодных условиях [1,2].
В 1998-2000 г. вместе с академиком РАН Кружилиным И.П. и моим аспирантом Кружилиным Ю.И., первыми в регионе на полигоне ГНУ ВНИИОЗ выполняли такие исследования с томатами при капельном орошении [3]. Здесь проводили полевые опыты по изучению водного режима почвы, доз внесения минеральных удобрений, густоты и схемы посадки для получения планируемых урожайностей 40, 60, 80, 100, 120т/га товарной продукции при капельном орошении (КО). Водный режим почвы изучали на 4 вариантах режима орошения; трёх дифференцированных (70-60, 80-70, 90-80) и одном постоянном (80 %НВ). Дозы удобрений под заданные уровни урожайности были соответственно равны N70P30K35, N110P45K55, N150P60K75, N190P75K95, N220P90K115 кг. д.в/га.
В 2002-2004гг. мы с моей аспиранткой Фоменко Ю.П. на схожем по почвенно-климатическим условиям опытном поле Учебного научно- производственного центра «Горная Поляна» Волгоградского государственного аграрного университета (УНПЦ «Горная Поляна» Волгоградского ГАУ) провели научные исследования по разработке сочетаний водного режима и удобренности почвы для получения 70, 80, 90 т/га томатов при поливе широкозахватной дождевальной машиной «Фрегат» (ДМ «Фрегат»). В полевых опытах изучали 3 режима орошения: два дифференцированных (75-65, 85-75) и один постоянный (85 %НВ), а также дозы удобрений соответственно равные N130P57K65, N150P62K75, N170P67K85 кг. д.в/га.
В 2011-2014 гг. мы вместе с моим аспирантом Осинкиным В.В. на этом же опытном поле в УНПЦ «Горная Поляна» Волгоградского ГАУ провели аналогичные научные исследования с целью получения планируемых урожайностей 60, 70 и 80т/га столовой свеклы при капельном поливе [4,5]. На опытном участке изучали 3 режима орошения: один дифференцированный (75-85-75) и два постоянных (75 и 85 %НВ), а также дозы удобрений соответственно равные N240P150K105, N280P175K123, N320P200K140 кг. д.в/га.
Почвы на опытном поле светло-каштановые малогумусные, незасолённые, среднесуглинистые, типичные для Волго-Донского междуречья.
Все полевые опыты и сопутствующие наблюдения проводили по общеизвестным методикам. В опытах с томатами ежегодно высевали районированный сорт «Новичок», со столовой свеклой – «Египетская плоская». Для исследований использовали существующие зональные технологии возделывания овощных культур с корректурой по изучаемым факторам.
Одной из основных задач проводимых полевых работ являлась разработка водного режима почвы, позволяющего экономить и наиболее продуктивно использовать влагу для получения заданных уровней планируемых урожайностей томатов и столовой свеклы при соответствующих способах полива.
Оценку продуктивности использования влаги для получения 1 тонны товарной продукции проводили по коэффициентам водопотребления и затратам оросительной воды (ЗОВ). Проведённые исследования по томатам, выращиваемым при КО, показали (табл. 1), что основным фактором, позволяющим снизить значения этого показателя является водный режим почвы. На вариантах со строчной и ленточной схемами посадки при улучшении водообспеченности томатов за счёт повышения предполивного порога влажности от 70-60 до 90-80 %НВ коэффициенты водопотребления снижались соответственно от 45,9…73,4 до 36,7…59,2 и от 40,7…69,1 до 29,2…50,9 м3/т.
Вторым фактором, повышающим продуктивность использования влаги был уровень удобренности почв. Повышение доз внесения удобрений от N70P30K35 до N220P90K115 кг. д.в/га способствовало уменьшению коэффициентов водопотребления от 50,9…73,4 до 29,2…45,9 м3/т.
Таблица 1
Коэффициенты водопотребления томатов при капельном орошении, м3/т (среднее за 1998-2000 гг.)
|
Густота, тыс. т/га |
Дозы удобрений под урожайность т/га |
Схема посадки |
|||||||
|
Строчная посадка |
Ленточная посадка |
||||||||
|
Предполивной влажность почвы, % НВ |
|||||||||
|
70-60 |
80-70 |
80 |
90-80 |
70-60 |
80-70 |
80 |
90-80 |
||
|
60 |
120 |
45,9 |
39,9 |
36,7 |
34,0 |
40,7 |
35,3 |
31,7 |
29,2 |
|
100 |
47,0 |
41,7 |
38,6 |
35,7 |
42,6 |
36,8 |
33,2 |
30,7 |
|
|
80 |
52,9 |
45,9 |
41,5 |
38,9 |
46,2 |
39,9 |
36,3 |
34,1 |
|
|
60 |
58,4 |
50,8 |
45,6 |
43,5 |
52,6 |
45,2 |
41,6 |
39,2 |
|
|
40 |
62,9 |
54,4 |
49,9 |
47,4 |
57,6 |
49,5 |
45,7 |
43,0 |
|
|
50 |
120 |
49,5 |
43,2 |
39,8 |
36,4 |
44,5 |
38,4 |
34,5 |
31,9 |
|
100 |
50,6 |
44,9 |
41,4 |
38,2 |
46,6 |
39,8 |
36,2 |
33,5 |
|
|
80 |
55,5 |
49,3 |
44,8 |
41,8 |
50,7 |
43,2 |
39,5 |
36,8 |
|
|
60 |
62,7 |
54,2 |
49,8 |
46,7 |
57,9 |
49,0 |
45,1 |
42,9 |
|
|
40 |
68,6 |
58,7 |
54,2 |
50,9 |
63,1 |
53,3 |
49,4 |
47,3 |
|
|
40 |
120 |
53,0 |
48,3 |
43,0 |
40,0 |
49,6 |
42,8 |
38,1 |
35,5 |
|
100 |
54,5 |
50,2 |
44,9 |
42,1 |
51,8 |
44,7 |
40,1 |
36,7 |
|
|
80 |
59,8 |
54,4 |
48,9 |
45,9 |
56,0 |
48,4 |
43,5 |
40,1 |
|
|
60 |
67,0 |
60,1 |
54,4 |
51,1 |
63,4 |
54,9 |
49,8 |
46,1 |
|
|
40 |
73,4 |
65,8 |
59,2 |
56,4 |
69,1 |
59,7 |
54,6 |
50,9 |
|
Возрастание густоты посадки от 40 до 60тыс. шт/га тоже оказывало эффективное воздействие на сбережение влаги для получения единицы продукции, стимулируя снижение её количества от 35,5…73,4 до 29,2…62,9 м3/т.
Аналогичное позитивное влияние показал переход от строчной посадки томатов к ленточной, вызывая понижение коэффициентов водопотребления от 34,0…73,4 до 29,2…69,1 м3/т.
Анализ расчётов затрат оросительной воды подтвердил полученные закономерности. Минимальный расход оросительной воды (19,0) также, как общий расход влаги (29,2 м3/т) для получения единицы продукции был получен на варианте, сочетающем поддержании режима орошения 90-80 %НВ и внесение удобрений дозой N220P90K115 кг. д.в/га при густоте 60 тыс. шт/га и ленточной схеме посадки.
Оценка продуктивности использования влаги томатами, выращиваемыми при поливе ДМ «Фрегат» показала (табл. 2), что минимальные значения коэффициентов водопотребления (67,0…84,3) и ЗОВ (59,1…74,5 м3/т) были получены на вариантах с дифференцированным режимом орошения 85-75 %НВ, что свидетельствует об оптимальности данного водного режима почвы.
Улучшение условий минерального питания до N170P67K85 кг. д.в/га тоже стимулировало повышение продуктивности использования влаги, снижая коэффициенты водопотребления от 84,3…99,7 до 67,0…84,3, а затрат оросительной воды – от 74,5…86,2 до 59,1…72,8 м3/т.
Сравнение этих показателей для томатов, выращиваемых при разных способах полива, близких режимах орошения и внесении удобрений под планируемую урожайность 80 т/га показало, что использование капельного полива, по сравнению с дождеванием, позволяет сэкономить соответственно 34,5…42,3 и 40,9…48,7 м3 общего расхода влаги и затрат оросительной воды для получения 1 тонны продукции, снизив эти показатели в 2,0 и 2,8 раза.
В опытах со столовой свеклой при КО наши исследования показали, что наиболее эффективное водосбережение наблюдалось при поддержании дифференцированного режима орошения 75-85-75 %НВ и повышение доз внесения удобрений до N320P200K140 кг. д.в/га, способствующих снижению коэффициентов водопотребления соответственно до 77,3…111,7 и 77,3…83,8 м3/т. Одновременно с этим ЗОВ уменьшились до 58,7…84,5 и 58,7…63,8 м3/т.
Таблица 2
Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды для томатов и столовой свеклы
|
Дозы удобрений под урожайность, т/га |
Предполивной порог влажности, % |
Коэффициенты водопотребления, м3/т |
Затраты оросительной воды, м3/т |
|
томаты при поливе ДМ «Фрегат», в среднем за 2002 – 2004 гг. |
|||
|
70 |
75-65 |
99,7 |
86,2 |
|
85-75 |
84,3 |
74,5 |
|
|
85 |
85,2 |
77,3 |
|
|
80 |
75-65 |
88,5 |
76,5 |
|
85-75 |
72,2 |
63,7 |
|
|
85 |
70,8 |
64,3 |
|
|
90 |
75-65 |
84,3 |
72,8 |
|
85-75 |
67,0 |
59,1 |
|
|
85 |
67,0 |
60,8 |
|
|
столовая свекла при капельном поливе, в среднем за 2011 – 2013 гг. |
|||
|
60 |
75 |
126,7 |
96,4 |
|
75-85-75 |
111,7 |
84,5 |
|
|
85 |
115,3 |
88,8 |
|
|
70 |
75 |
104,5 |
79,3 |
|
75-85-75 |
91,7 |
69,4 |
|
|
85 |
95,9 |
73,7 |
|
|
80 |
75 |
83,8 |
63,8 |
|
75-85-75 |
77,3 |
58,7 |
|
|
85 |
80,5 |
62,1 |
|
Таким образом, проведённые нами исследования показали, что в аридной зоне России при получении планируемых урожайностей 40-120 т/га томатов и 60-80 т/га столовой свеклы при капельном поливе, а также 70-90 т/га томатов при поливе дождеванием использование водосберегающих технологий полива за счёт правильного подбора режимов орошения в сочетании с внесением минеральных удобрений способствует достижению значительной экономии воды для получения 1 тонны товарной продукции.