Водопотребление и режимы капельного орошения баклажана в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья

Размещено на http://allbest.ru

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Водопотребление и режимы капельного орошения баклажана в условиях светло-каштановых почв Нижнего Поволжья

06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Лукьяненко Елена Алексеевна

Саратов , 2007

Работа выполнена в Волгоградском комплексном отделе ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова

Научный руководитель: член-корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Проездов Петр Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Морковин Валерий Тимофеевич

Ведущая организацияФедеральное государственное научное учреждение «Российский НИИ проблем мелиорации», г. Новочеркасск

Защита состоится « » ______ 2007 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Автореферат разослан 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д. с.-х. н. Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Потенциальная продуктивность районированных сортов и гибридов баклажана в засушливых условиях Нижнего Поволжья достаточно высокая и в орошаемом земледелии превышает 50…70 т/га. В среднем, например по Волгоградской области, практически получаемые урожаи баклажанов низкие и не превышают 13 т/га, однако в ряде хозяйств Среднеахтубинского района они достигают 20-30 т/га.

В системе мероприятий по реализации генетического потенциала продуктивности баклажана при рациональном использовании водных ресурсов приоритетное место отводится освоению водосберегающих технологий орошения. К одному из таковых способов распределения поливной воды относится капельное орошение, обеспечивающее ее подачу с элементами минерального питания непосредственно в зону корневого питания растений.

Сдерживающими факторами развития производства баклажанов с использованием систем капельного орошения являются ограниченные площади полива такими системами и отсутствие, согласованной с особенностями распределения воды по орошаемому участку, технологий возделывания этой культуры. До настоящего времени исследований по обоснованию водного и питательного режимов почвы при разных режимах капельного орошения на посадках баклажан не проводились.

Анализ научного и производственного опыта возделывания баклажан в нашей стране и за рубежом выявил множество нерешенных вопросов. Необходимо обоснование режимов капельного орошения и доз внесения минеральных удобрения применительно к условиям Нижнего Поволжья. Поэтому вопросы обоснования элементов технологии капельного орошения баклажана с учетом биологических особенностей культуры, закономерностей продукционного процесса, потребления воды и элементов минерального питания представляют как теоретический, так и практический интерес для орошаемого земледелия и требуют безотлагательного решения.

Актуальность работы также подтверждается выполнением исследований в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).

Цель исследований - обоснование водопотребления и режимов капельного орошения баклажана на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья, обеспечивающих при поддержании необходимого водного и питательного режимов получение 30-70 т/га плодов стандартного качества.

В соответствии с поставленной целью предусматриваются решение следующих задач:

1. Анализ современного состояния и перспектив развития капельного орошения овощных культур;

2. Изучить особенности и динамику водопотребления баклажана, формирование водного режима почвы при капельном орошении в годы различной обеспеченности осадками;

3. Обосновать режимы капельного орошения баклажана для формирования планируемых уровней урожайности;

4. Определить динамику биоклиматических коэффициентов испарения по межфазным периодам;

5. Установить закономерности формирования урожая в зависимости от условий водного режима почвы и доз внесения удобрений;

6. Дать экономическую оценку эффективности производства продукции баклажана при разных режимах капельного орошения.

Место проведения исследований. Диссертационная работа основана на полевых и лабораторных исследованиях, выполненных в Волгоградском комплексном отделе ГНУ ВНИИГиМ и фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области в 2004-2006 гг.

Научная новизна. Обоснована и экспериментально подтверждена возможность эффективного возделывания баклажана при капельном орошении в условиях Нижнего Поволжья, направленная на получение 30-70 т/га урожая. Установлено рациональное сочетание расчетных доз удобрений в зависимости от уровней водообеспеченности посевов для формирования запланированных урожаев баклажана. Разработан ряд технических решений по следующим элементам систем капельного орошения: инъектор и капельный водовыпуск.

Новизна принятых решений и полученных результатов исследований подтверждена 2 патентами Российской Федерации (№ 2259039, № 2259038).

Практическая значимость работы состоит в разработке и практической реализации водосберегающей технологии капельного орошения баклажана, позволяющей получать 30-70 т/га плодов при экономии поливной воды до 30 % по сравнению с дождеванием.

Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании и эксплуатации гидромелиоративных систем нового поколения.

Основные положения, выносимые на защиту:

- режимы капельного орошения и дозы внесения удобрений, обеспечивающие формирование 30, 50, 70 тонн плодов баклажана с гектара;

- закономерности роста, развития, формирования урожайности баклажана при разных сочетаниях водного и пищевого режимов почвы и складывающихся погодных условий;

- закономерности водопотребления и формирования водного режима почв с учетом локального характера ее увлажнения в условиях дифференцированного водообеспечения.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по технологии капельного орошения баклажана выполнена на орошаемых землях фермерского хозяйства «Садко» Дубовского района, а также фермерского хозяйства А. Леденева (5 га) в Городищенском районе Волгоградской области подтвердила возможность получения урожая на уровне 70 т/га.

Производству рекомендованы параметры технологии капельного орошения баклажан для почвенно-климатических условий Нижнего Поволжья.

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях «Адаптивно-ландшафтные системы земледелия для засушливых условий Нижнего Поволжья» (ГНУ НВ НИИСХ, 2005), на международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии в мелиорации» (Костяковские чтения, Москва, ГНУ ВНИИГиМ, 2005 г.), «Научно-производственное обеспечение развития сельского социума» (ГНУ ПНИИАЗ, 2005), «Современная оросительная мелиорация - состояние и перспектива», посвященная 40-летию образования эколого-мелиоративного факультета ВГСХА (Волгоград, 2004), 3-я всероссийская конференция молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (Коломна, 2006), «Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования» (Москва, ВНИИГиМ, 2007), международная научно-практическая конференция «Мелиорация сельскохозяйственных земель в 21 веке: проблемы и перспективы» (Минск,2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, получено 2 патента РФ на изобретение (№ 2259039, № 2259038).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах компьютерного текста, содержит 12 рисунков, 49 таблиц. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству. Библиография включает 182 наименования, в том числе 32 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность исследований, сформулированы цель и задачи исследований, новизна, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Возделывание баклажан на орошаемых землях» на основе анализа литературных источников рассмотрено состояние производства баклажана в орошаемом овощеводстве, особенности биологии, отношение к факторам внешней среды, способы регулирования условий выращивания, в том числе при капельном орошении.

По мнению А.Н. Алпатьева, В.Н. Андреева, В.Ф. Белика, С.С. Литвинова, В.А. Борисова, В.Ф. Пивоварова, С.С. Ванеяна, А.С. Кружилина, И.П. Патрона, Н.И. Чулкова баклажан требователен к влажности, плодородию и температурам почвы, наличию доступных элементов минерального питания.

Исследованиями Б.Б. Шумакова, И.П. Кружилина, Н.Н. Дубенка, В.Н .Щедрина, А.Н. Голованова, Е.В. Кузнецова, О.Е. Ясониди, В.В. Бородычева, К.В. Губера, А.Д. Гумбарова, А.В. Дементьева, М.Ю. Храброва и других отмечено, что в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения орошение является основным фактором получения стабильных урожаев овощных культур, в том числе баклажана. Применение капельного орошения позволит повысить продуктивность этой культуры.

До настоящего времени на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья исследования по технологии капельного орошения баклажанов не проводились.

Анализ современного состояния развития капельного орошения овощных культур позволил определить актуальные направления, разработать программу исследований по обоснованию водопотребления и режимов капельного орошения баклажана на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья.

Во второй главе «Условия, схема опытов и методика исследований» дана характеристика погодных условий, схема постановки опытов и методика исследований.

Экспериментальная часть исследований выполнялась в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области в 2004…2006 гг. водосберегающий капельный орошение баклажан

Опытный участок расположен в подзоне светло-каштановых почв. Почвы данной подзоны характеризуются маломощными гумусовыми горизонтами 0,15…0,25 м и низким содержанием гумуса (1,6…2,3%) в пахотном слое. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,0…8,3). Емкость поглощения невысокая, сумма поглощенных оснований достигает 28,5 мг/экв. на 100 г почвы. В составе обменных катионов 70…80% приходится на кальций. Процент натрия в сумме поглощенных оснований колеблется от 2,4 до 3,3% на несолонцеватых и от 5 до 10% на солонцеватых почвах. По содержанию доступных форм элементов питания почвы характеризуются низкой обеспеченностью азотом, средней - подвижным фосфором и высокой обменным калием. Содержание доступных форм азота составляет - 31...35 мг/кг. Количество доступных форм фосфора достигает - 15…30 мг/кг, подвижного калия по Мачигину - 320…325 мг/кг.

По обеспеченности осадками 2004 год характеризуется как среднезасушливый (88,8 мм), 2005 год - влажный (120,8 мм), 2006 год - засушливый (77,8 мм).

В соответствии с поставленными задачами исследований полевой опыт проводился по двухфакторной схеме, где в факторе А изучали влияние водного режима почвы, а в факторе В - влияние уровня минерального питания на продуктивность баклажан гибрида «Рива».

Схема опыта по фактору А (водный режим почвы), в соответствии с биологическими особенностями возделываемой культуры, включала четыре варианта режима орошения баклажана:

А₁ - поддержание предполивного порога влажности в активном слое почвы 70-80-70% НВ по схеме: 70% НВ в период «высадка рассады - бутонизация» в слое почвы 0,3 м, 80% НВ - «начало цветения - начало плодоношения» и 70% НВ в период «плодоношение - последний сбор» в слое почвы 0,5 м;

А₂ - поддержание предполивного порога влажности почвы 70-80-80% НВ по схеме: 70% НВ в период «высадка рассады -бутонизация» в слое почвы 0,3 м и 80% НВ в период «начало цветения - начало плодоношения» и «плодоношение - последний сбор» в слое 0,5 м;

А₃ - поддержание предполивного порога влажности почвы 80-80-70% НВ по схеме: 80% НВ - в период «высадка рассады - бутонизация», «начало цветения - начало плодоношения» в слое почвы 0,3 м и 70% НВ - в период «плодоношение - последний сбор» в слое почвы 0,5 м;

А₄ - поддержание предполивного порога влажности 80-90-80% НВ по схеме: 80% НВ в период «высадка рассады - бутонизация» в слое почвы 0,3 м, 90% НВ - «начало цветения - начало плодоношения» и 80% НВ в период «плодоношение - последний сбор» в слое почвы 0,5 м.

Схема опыта по пищевому режиму почвы (фактор В) предусматривала три варианта внесения удобрений, рассчитанных на получение трех различных уровней урожайности баклажан: (В₁ - N₃₀ P₁₀ K₀ ) рассчитанная на получение урожайности баклажан 30 т/га, (В₂ - N₁₂₅ P₈₀ K₃₀ ) на 50 т/га и (В₃ - N₂₀₅ P₁₃₀ K₆₀ ) рассчитанная на получение урожайности 70 т/га.

Повторность опытов четырехкратная. Учетная площадь делянок по водному режиму почвы - 625 м², по пищевому - 125 м².

Агротехника возделывания баклажан разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов. Баклажан возделывали через высадку рассады. Нами отработана кассетная технология выращивания рассады. Кассеты заполняются субстратом из рыхлого торфа с добавлением 25% песка. Посев на рассаду проводили во 2-3 декадах марта, а высадку - в мае. Выращиваемая рассада в кассетах высокого качества: 0,18-0,20 м высотой с 5-6 хорошо развитыми листьями. Для лучшей приживаемости рассады за 5-6 дней до высадки ее в грунт поливали раствором с повышенным содержанием солей калия и фосфора (из расчета 40 г суперфосфата+60 г сульфата калия на 10 л воды). Непосредственно перед высадкой рассады, ее обильно поливали 1% раствором кальциевой селитры, после чего растения промывали чистой водой. Благодаря использованию кассет высаженная рассада в опытах сохранилась практически на 100 %.

Посадку по вариантам опыта проводили вручную по схеме (расстояние между строками 0,6 м, между растениями в ряду 0,28 м). Расстояние между капельными линиями 1,4 м, между капельницами 0,5 м. При выращивании баклажана применяли загущенное размещение растений 50 тыс.растений/га.

В соответствии с требованиями методики опытного дела (Б.А. Доспехов, 1985 г.) и методики полевого опыта в условиях орошения (ВНИИОЗ, 1983 г.), опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, анализами почвенных и растительных образцов. Водно-физические свойства почвы изучали по общепринятым методикам. Контроль за влажностью почвы осуществляли термостатно-весовым методом. Экономический анализ выращивания баклажана при капельном орошении выполнен согласно требованиям «Методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов» (М.: Экономика. - 2000 г.).

В третьей главе «Режим орошения и показатели продуктивности баклажанов при капельном орошении» обоснованы оптимальные режимы капельного орошения и их эффективность, учитывали особенности роста и развития растений баклажана, приведены показатели фотосинтетической деятельности посадок для разных уровней продуктивности.

Анализ результатов проведенных исследований показал, что влагосодержание увлажняемой зоны почвогрунта во все годы эксперимента поддерживалось на уровне, регламентируемом схемой опыта, отклонение предполивного порога влажности в ту или иную сторону не превышало 3…5 %. Для поддержания предполивного порога влажности почвы на уровне 70% НВ в слое 0,3 м требовалось проведение в период «высадка рассады-бутонизация» 3-5 поливов нормой 110 м³/га (табл.1), а в фазу «плодоношение-последний сбор» в слое 0,5 м выполнено 5-8 поливов нормой 190 м³/га. Поддержание порога влажности почвы на уровне 80% НВ в слое 0,3 м обеспечивалось проведением 4-10 поливов нормой 75 м³/га в фазу «высадка рассады-бутонизация», а в фазу «бутонизация-последний сбор» в слое 0,5 м до 14 поливов нормой 125 м³/га. Повышение предполивной влажности почвы до 90% НВ в период «бутонизация- начало плодошения» в 0,5 м обеспечивалось проведением от 5 до 16 поливов нормой полива 60 м³/га.

Капельное орошение оказывает большое влияние на формирование корневой системы баклажана. Основная часть корневой системы растений баклажан располагается в слое 0…0,5 м. В среднем за годы исследований в этом горизонте накапливалось от 0,99 до 2,0 т/га корневой массы. Повышение предполивной влажности почвы от 70-80-70% НВ до 80-90-80% НВ способствовало постепенному накоплению массы сухих корней в слое 0…0,5 м к концу вегетации в среднем до 2,0 т/га. На вариантах с интенсивным режимом орошения большая часть корней располагается в верхних горизонтах почвы. Исследования показали, что на участках, где поливы проводились при поддержании предполивной влажности почвы до 90 % НВ, в верхнем 0…0,5 м слое, располагалось 88 % обшей массы корней.

Накопление корневой массы растений на капельном орошении у баклажана на участках всех вариантов опыта более интенсивно идет при внесении минеральных удобрений.

Таблица 1 - Эксплуатационные режимы капельного орошения баклажан по вариантам опыта, среднее за 2004-2006 гг.

Предполивной порог, % НВ	Год исследований	Фенологический период	Оросительная норма, м3/га	Общее количество поливов
		Высадка рассады-бутонизация	Бутонизация-цветение	Цветение-начало плодоношения	Плодоношение-последний сбор
		Поливная норма, м3/га	Количество поливов	Поливная норма, м3/га	Количество поливов	Поливная норма, м3/га	Количество поливов	Поливная норма, м3/га	Количество поливов
70-80-70	2004	110	4	125	2	125	6	190	5	2390	17
	2005	110	5	125	1	125	5	190	6	2440	17
	2006	110	3	125	5	125	6	190	7	3035	21
70-80-80	2004	110	4	125	2	125	6	125	10	2690	22
	2005	110	5	125	1	125	5	125	11	2675	22
	2006	110	3	125	5	125	6	125	13	3330	27
80-80-70	2004	75	7	125	2	125	6	190	6	2665	21
	2005	75	10	125	1	125	4	190	7	2705	22
	2006	75	4	125	5	125	7	190	8	3320	24
80-90-80	2004	75	7	60	5	60	15	125	11	3100	38
	2005	75	10	60	4	60	10	125	11	2965	35
	2006	75	4	60	10	60	16	125	14	3610	44

Повышение уровня минерального питания от N₄₅P₃₀K₀ до N₂₀₅P₁₃₀K₆₀ способствует увеличению массы корневой системы баклажана на 0,49 т/га.

Повышение постоянного в течение вегетационного периода порога предполивной влажности с 70-80-70% НВ до 80-90-80% НВ при внесении минеральных удобрений дозой N₂₀₅P₁₃₀K₆₀ увеличило площадь листьев в среднем на 3,9 тыс.м²/га, продуктивность фотосинтеза - на 7,05%, возрастала масса накопленного органического вещества в 8 раз.

Наибольшее значение максимальной за вегетационный период площади листьев (52,0 тыс.м²/га), чистой продуктивности фотосинтеза (3,19 г/м² в сут.), массы накопленного посевами органического вещества (12,6 т/га) формировалось на участках, где порог предполивной влажности почвы поддерживали на уровне 80-90-80% НВ при N₂₀₅P₁₃₀K₆₀ в сравнении с вариантом, где предполивной порог влажности поддерживали на уровне 70-80-70% НВ.

Урожайность 69,2 т/га баклажана стандартного качества получена на варианте с сочетанием уровня предполивной влажности почвы 80-90-80% НВ и внесением минеральных удобрений дозой N₂₀₅P₁₃₀K₆₀.

Прибавка урожая по водному режиму почвы в сравнении с вариантом, где влажность почвы поддерживалась на уровне 70-80-70% НВ, составила 22,1%, а по пищевому режиму урожайность возросла на 21,0%.

Минимальная урожайность получена на варианте с внесением самых низких доз минеральных удобрений (N₄₅P₃₀K₀).

В среднем по годам исследований в зависимости от принятого режима орошения урожайность на этом варианте изменялась от 25,0 до 26,5 т/га (табл. 2).

Водный и пищевой режимы на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья при капельном орошении оказывают определяющее влияние на качество получаемой продукции плодов баклажана.

При орошении на одинаковых вариантах водного режима почвы отмечено, что в засушливые годы урожайность баклажана формировалась более высокой по сравнению с более влажными годами. Разница в урожае баклажан по вариантам опыта статически достоверна (табл.2).

Таблица 2 - Показатели продуктивности баклажана в зависимости от режима капельного орошения, т/га

Нормы внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Уровень предполивной влажности почвы, % НВ	Урожайность,т/га	Среднее за 2004…2006 гг.	Прибавка урожая от повышения влагообеспеченности
		2004г.	2005г.	2006г.
						т/га	%
N45P30K0	70-80-70	25,0	26,5	25,5	25,7	-	-
	70-80-80	26,5	28,5	27,8	27,6	1,9	7,4
	80-80-70	25,6	26,0	25,3	25,8	0,1	0,4
	80-90-80	32,0	35,5	34,6	34,0	8,3	32,3
N125P80K30	70-80-70	42,2	43,2	42,9	42,8	-	-
	70-80-80	48,5	49,0	48,8	48,8	6,0	14,0
	80-80-70	43,6	44,6	43,6	43,9	1,1	2,6
	80-90-80	56,5	57,2	55,0	56,2	13,4	31,3
N205P130K60	70-80-70	51,0	52,3	52,2	51,8	-	-
	70-80-80	57,6	60,0	59,0	58,9	7,1	13,7
	80-80-70	52,0	54,5	53,2	53,2	1,4	2,7
	80-90-80	67,2	69,2	65,0	67,1	15,3	29,5
НСР 05	2,81	5,92	6,23	-	0,53	-

В четвертой главе «Водопотребление баклажана при капельном орошении» рассматриваются вопросы влияния водного и пищевого режимов почв на суммарное и среднесуточное водопотребление, рассчитаны биоклиматические коэффициенты для посевов баклажана в природных условиях Нижнего Поволжья, дана оценка урожайности баклажана по коэффициенту водопотребления и затратам оросительной воды.

Водопотребление баклажана при капельном орошении имеет свои особенности, главная из которых состоит в локальности увлажнения площади орошаемого участка, вследствие чего основная доля водопотребления формируется из зоны увлажнения.

Нами получена полиномиальная зависимость величины суммарного водопотребления от планируемого уровня урожайности баклажана, возделываемых на капельном орошении:

у=11,722•х+3511,7, (1)

где у - эвапотранспирация, м³/га; х - урожайность баклажана, т/га.

Рисунок 1 Динамика суммарного водопотребления растений баклажана в зависимости от уровня формируемой урожайности

Зависимость достаточно надежна (R² = 0,71) и помогает прогнозировать величину суммарного водопотребления для различных (в пределах 30…70 т/га) уровней урожайности баклажана. С увеличением уровня урожайности баклажана эффективность использования водных ресурсов растениями возрастает.

Таблица 3 - Водопотребление баклажан при капельном орошении, среднее за 2004-2006 гг.

В зависимости от водного режима почвы	В зависимости от уровня минерального питания
Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Уровень предполивной влажности почвы, % НВ	Суммарное водопотребление, м3/га	Среднесуточное водопотребление, м3/га	Биоклиматический коэффициент, мм/ 0 С	Коэффициент водопотребления КЕ, м3/га	? КЕ на каждом агрофоне (среднее за 2004-2006 гг.)	Уровень предполивной влажности почвы, % НВ	Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Коэффициент водопотребления КЕ, м3/га	? КЕ на каждом фоне режимов орошения (среднее за 2004-2006 гг.)
						м3/га	%				м3/га	%
N45P30 K0	70-80-70	3610	31,7	0,143	140,8	-	-	70-80-70	N45 P30 K0	140,8	-	-
	70-80-80	3976	33,4	0,15	145,0	4,2	3,0		N125 P80 K30	85,4	-55,4	-39,3
	80-80-70	4017	34,9	0,16	156,3	15,5	11,0		N205 P130 K60	71,3	-69,5	-49,4
	80-90-80	4567	37,1	0,171	134,2	-6,6	-12,7	70-80-80	N45 P30 K0	145,0	-	-
N125P80K30	70-80-70	3653	31,3	0,139	85,4	-	-		N125 P80 K30	83,2	-61,8	-42,6
	70-80-80	4050	33,8	0,145	83,2	-2,3	-2,58		N205 P130 K60	69,7	-75,3	-51,9
	80-80-70	4063	35,3	0,156	92,5	7,1	8,31	80-80-70	N45 P30 K0	156,3	-	-
	80-90-80	4624	37,6	0,167	82,3	-3,1	-12,1		N125 P80 K30	92,5	-63,8	-40,8
N205P130K60	70-80-70	3707	32,5	0,151	71,3	-	-		N205 P130 K60	77,3	-79	-50,5
	70-80-80	4100	34,1	0,16	69,3	-2,0	-2,24	80-90-80	N45 P30 K0	134,2	-	-
	80-80-70	4117	35,1	0,168	77,3	6,0	8,42		N125 P80 K30	82,3	-51,9	-51,9
	80-90-80	4673	38	0,179	69,6	-1,7	-2,24		N205 P130 K60	69,6	-64,6	-64,6

Результаты исследований (табл. 3) показали, что суммарное водопотребление баклажан на участках, где предполивной порог влагосодержания увлажняемой зоны почвогрунта поддерживался на уровне 70-80-70% НВ в течении всего периода, не превышало 3610-3707 м³/га.

Повышение порога предполивной влажности до 80-80% НВ в период «начало цветения - плодоношение» баклажана увеличивало суммарное водопотребление культуры.

В среднем за вегетационный период испарение влаги посевами составило 3976-4100 м³/га, что на 366-393 м³/га превышает объем воды, потребляемой посевами на варианте А₁.

Поддержание предполивного порога влагосодержания на уровне 80-80-70% НВ в течении вегетационного периода повышало объемы потребляемой воды на 407-410 м³/га в сравнении с участками, где поливы проводились при влажности 70-80-70% НВ. Наибольший объем воды на суммарное испарение растениями баклажана и почвой расходовался на участках с предполивной влажностью 80-90-80% НВ в течение вегетационного периода - 4580-4673 м³/га.

По фактору пищевого режима почвы водопотребление возрастало на 97-106 м³/га в сравнении с вариантами, где минеральные удобрения вносили минимальной в опыте дозой N₄₅P₃₀K_0. При всех сочетаниях водного и пищевого режимов почвы основной приходной статьей при орошении баклажан является оросительная вода.

Среднесуточное водопотребление баклажана изменяется в течении вегетационного периода в диапазоне от 24,2 до 39,2 м³/га (табл. 4). Наиболее интенсивно вода посадками баклажана потребляется в период «цветение-плодоношение» и варьирует в пределах от 37,5 до 45,7 м³/га в сутки.

Таблица 4 - Среднесуточное водопотребление баклажана, м³/га в сутки

Предполивная влажность почвы, % НВ	Годы исследований	Межфазные периоды
		посадка -бутонизация	бутонизация - начало цветение	цветение-начало плодоношения	начало плодоношения-последний сбор	высадка рассады-последний сбор
70-80-70	2004	24,2	35,6	39,2	28,5	31,0
	2005	28,8	32,0	35,8	30,4	31,5
	2006	27,2	40,6	37,5	36,7	35,4
	среднее	26,7	36,1	37,5	31,9	32,6
70-80-80	2004	24,2	35,6	39,2	32,7	32,7
	2005	28,8	32,0	35,8	36,4	34,0
	2006	27,2	40,6	37,5	37,0	35,6
	среднее	26,7	36,1	37,5	35,4	34,1
80-80-70	2004	30,8	35,6	38,4	32,8	34,0
	2005	35,6	35,7	36,9	36,7	36,1
	2006	30,4	45,3	38,5	36,5	38,0
	среднее	32,3	38,9	37,9	35,3	36,0
80-90-80	2004	30,8	42,7	47,5	33,5	36,3
	2005	35,6	39,3	44,1	36,9	38,5
	2006	30,4	48,1	45,4	37,7	39,2
	среднее	32,3	43,4	45,7	36,0	38,0

Самый высокий коэффициент водопотребления получен на варианте с порогом влажности почвы 80-80-70% НВ и внесением минимальных доз минеральных удобрений (N₄₅P₃₀К₀). Изменение предполивного порога влажности до уровня 70-80-70% НВ и 70-80-80% НВ способствовало улучшению условий влагообеспеченности, соответственно, и понижению коэффициента водопотребления. Дальнейшее повышение порога влажности почвы до 80-90-80% НВ, способствовало эффективному использованию воды на формирование урожая, коэффициент водопотребления составил 95,4 м³/т.

Исследованиями установлено определяющее влияние урожайности баклажана на величину коэффициента водопотребления. На основании статистической обработки полученных опытных данных установлена зависимость эффективного использования водных ресурсов посевами баклажана от уровня формируемой урожайности.

Зависимость (рис. 2) представлена полиномиальной моделью второй степени (квадрат коэффициента корреляция составил R² = 0,93):

у=0,0581•x²-7,3317•х+300,35, (2)

где у-коэффициент водопотребления, м³/га; х-урожайность баклажана, т/га.

Рисунок 2 График эффективности использования водных ресурсов посевами баклажана

Полученное уравнение позволяет с высокой точностью прогнозировать потребность посевов баклажана в воде для различных, в пределах 30…70 т/га уровней планируемой урожайности.

Установлены закономерности изменения биоклиматических коэффициентов: наиболее низкие значения биоклиматического коэффициента (0,140 мм/⁰С) сложились в условиях более жесткого режима орошения при поддержании влажности активного слоя почвы на уровне 70-80-70% НВ в засушливом 2006 году.

На вариантах с предполивными порогами влажности почвы 70-80-80 и 80-80-70% НВ эти значения составили в среднем по годам исследований соответственно 0,150…0,160 мм/⁰С.

На варианте с интенсивным режимом орошения 80-90-80% НВ биоклиматические коэффициенты испарения достигли наибольших значений - 0,175 мм/⁰С.

В пятой главе «Обоснование технологии возделывания и экономическая оценка эффективности производства баклажана при капельном орошении» представлена технология полива баклажана с применением системы капельного орошения, предусматривающая регулирование водного и пищевого режимов почвы с целью формирования урожайности баклажана на уровне 30…70 т/га, приведена оценка экономической эффективности изучаемых вариантов.

Капельное орошение предусматривает конкретный перечень работ, который регламентирует процесс возделывания сельскохозяйственных культур с применением данных систем.

Возделывание баклажана в условиях Нижнего Поволжья на капельном орошении связано с необходимостью адаптирования технологии капельного полива применительно к почвенно-климатическим условиям данного региона. Это позволит в производственных условиях получать до 70 т/га плодов баклажана при поддержании предполивной влажности почвы 80-90-80% НВ в сочетании с внесением N₂₀₅P₁₃₀K₆₀ (табл. 5).

Таблица 5 - Показатели продуктивности полива баклажана (80-90-80% НВ, N₂₀₅P₁₃₀K₆₀ )

Гибриды	Средняя высота растения, м	Средняя длина плода, м	Урожайность, т/га
Мирабелла F1	1,00	0,19	65,4
Бибо F1	0,95	0,22	66,6
Рива F1	0,97	0,22	67,3

Одним из этапов технологии возделывания баклажана является регулирование условий водного и минерального питания растений в течение периода вегетации (проведение вегетационных поливов для поддержания предполивной влажности почвы).

Для поддержания предполивного порога влажности почв 70% НВ в слое 0,5 м необходимо проведение поливов нормой 190 м³/га. Для поддержания уровня предполивной влажности на уровне 80% НВ и 90% НВ в слое 0,5 м вегетационные поливы проводят нормой 125 м³/га и 60 м³/га соответственно.

Подача поливной воды нормой 60 м³/га на опытный участок обеспечивается работой системы в течение 2,1 ч. Для подачи поливной воды нормой 125 м³/га требуется 4,3 ч. Объем водоподачи нормой 190 м³/га достигается за 6,6 часов работы системы.

Оценка экономической эффективности возделывания баклажана проводилась с учетом затрат на приобретение и монтаж системы капельного орошения. Все расчеты проводились в ценах, сложившихся на 1 января 2007 год.

Эффективность проекта характеризуется следующими показателями:

- накопленное сальдо (накопленный эффект) определяется как сумма соответствующих характеристик денежного потока за весь предшествующий период;

- индекс доходности затрат - определяемый как отношение суммы денежных притоков (накопленных поступлений) к сумме денежных оттоков (накопленным платежам);

- срок окупаемости - продолжительность периода от начального момента до момента окупаемости.

При планировании урожая баклажана на уровне 30 т/га минимальная цена, при которой сальдо денежного потока остается положительным, составляет 6300 руб. за тонну товарной продукции.

При планировании урожайности баклажана на уровне 50 т/га минимальная цена реализации составляет 4000 руб. за реализацию тонны продукции.

При получении урожайности баклажана 70 т/га минимальная цена реализации за тонну не ниже 3500 руб (табл. 6).

По результатам наших исследований установлено, что формируемый уровень урожайности баклажана оказывает определенное воздействие на величину показателей экономической эффективности.

Повышение урожайности баклажана от 30 до 70 т/га увеличило значение накопленного денежного притока с 143000 до 380600 руб. и способствовало росту накопленного экономического эффекта до 202630 руб./га. Индекс доходности затрат возрастает с 0,88 до 2,16.

Таблица 6 - Многовариантная оценка экономической эффективности баклажана на капельном орошении

Расчетная цена реализации продукции, тыс. руб. на тонну продукции	Планируемая урожайность, т/га
	30	50	70
	Уровень предполивной влажности почвы, % НВ
	70-80-70	70-80-80	80-80-70	80-90-80	70-80-70	70-80-80	80-80-70	80-90-80	70-80-70	70-80-80	80-80-70	80-90-80
	Доза внесения минеральных удобрений, кг.д.в./га
	N45P30K0	N45P30K0	N45P30K0	N45P30K0	N125P80K30	N125P80K30	N125P80K30	N125P80K30	N205P130K60	N205P130K60	N205P130K60	N205P130K60
	Сальдо денежного потока, тыс. руб.
2,5	-98,3	-96,4	-98,6	-81,2	-58,8	-48,6	-57,1	-30,5	-40,5	-25,6	-36,9	-4,9
2,6	-95,6	-93,5	-96,0	-77,6	-54,4	-43,7	-52,7	-24,8	-35,3	-19,6	-31,4	2,0
2,7	-93,0	-90,7	-93,3	-74,1	-50,1	-38,8	-48,2	-19,0	-30,0	-13,6	-26,0	8,9
3,0	-85,2	-82,1	-85,5	-63,5	-37,1	-24,1	-34,8	-1,8	-14,4	4,3	-9,6	29,6
3,5	-72,2	-67,8	-72,4	-45,7	-15,6	0,4	-12,5	26,7	11,8	34,4	17,6	64,2
4,0	-59,2	-53,6	-59,3	-27,9	0,6	24,9	9,7	55,3	38,0	64,4	44,8	98,8
4,5	-46,3	-39,4	-46,2	-10,2	27,7	49,4	32,1	83,9	64,1	94,4	72,1	133,4
5,0	-33,2	-25,1	-33,1	7,5	49,3	73,9	54,4	112,5	90,2	124,4	99,4	168,0
5,5	-20,3	-10,8	-20,0	25,3	70,8	98,4	76,7	141,1	116,4	154,4	126,6	202,6
6,0	-7,3	3,4	-6,9	43,0	92,5	122,9	98,9	169,7	142,6	184,4	153,8	237,2
6,1	-4,6	6,2	-4,3	46,6	96,7	127,8	103,4	175,5	147,8	190,4	159,3	244,2
6,2	-2,1	9,1	-1,6	50,1	101,1	132,7	108,0	181,2	153,0	196,4	164,8	251,1
6,3	0,5	11,9	0,9	53,7	105,4	137,6	112,4	186,9	158,2	202,4	170,2	258,0

Приведенные расчеты характеризуют высокую экономическую эффективность возделывания баклажана на капельном орошении. Окупаемость инвестиций на большинстве вариантах опыта происходит уже в первый год эксплуатации системы.

ВЫВОДЫ

1. Почвенно-климатические условия Нижнего Поволжья позволяют с использованием системы капельного орошения с определенным сочетанием водного и пищевого режимов почвы получать 30-70 т/га плодов баклажана.

2. Получение высокого урожая баклажана в открытом грунте обеспечивается использованием кассетной технологии выращивания рассадного материала, что позволяет получать 50-55-дневную рассаду высотой 0,18-0,20 м с 5-6 настоящими листьями. Высадка рассады в открытый грунт в зависимости от погодных условий производится с 12 по 30 мая.

3. Урожайность баклажана на уровне 30 т/га стандартных плодов обеспечивается при внесении минеральных удобрений дозой N₄₅P₃₀K₀ в сочетании с поддержанием предполивной влажности в период «высадка рассады-бутонизация» на уровне 80% НВ в слое 0,3 м и в слое 0,5 м в период «бутонизация-последний сбор» на уровне 90-80% НВ. Повышение урожайности баклажана на уровне 50 т/га связано с увеличением доз внесения удобрений до N₁₂₅P₈₀K₃₀ при поддержании дифференцированного предполивного порога влажности почв на уровне 70-80-80% НВ и 80-90-80% НВ.

4. Формирование урожая баклажан на уровне 70 т/га обеспечивается при поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне 80% НВ в слое 0,3 м (фаза «высадка рассады-бутонизация») и 90-80% НВ в слое 0,5 м (фаза «бутонизация-последний сбор») при внесении удобрений дозой N₂₀₅P₁₃₀K_60.

5. Формирование планируемых уровней урожайности баклажана характеризуется следующими показателями роста и развития, фотосинтетической деятельности:

30 т/га - продолжительность вегетации до созревания плодов 57-63 суток, среднесуточный прирост сухой биомассы 155-180 кг/га при высоте стебля 0,60-0,70 м, максимальная площадь листьев - 48,2-49,2 тыс.м²/га, фотосинтетический потенциал - 1326-1343 тыс.м² дн./га и чистая продуктивность фотосинтеза - 2,65-2,79 г/м²/сутки.

50 т/га - продолжительность вегетации до созревания плодов 63- 67 суток, среднесуточный прирост сухой биомассы - 195-227 кг/га при высоте стебля 0,73-0,75 м, фотосинтетический потенциал - 1382-1423 тыс. м² дн. /га и чистая продуктивность фотосинтеза -2,82-2,95 г/ м²/сутки.

70 т/га - продолжительность вегетации до созревания плодов 63-67 суток, среднесуточный прирост сухой биомассы 225-270 кг/га при высоте стебля 0,75-0,77 м, максимальная площадь листьев - 45,3-52,0 тыс.м²/га, фотосинтетический потенциал - 1479-1543 тыс.м² дн./га и чистая продуктивность фотосинтеза - 2,98-3,19 г/м²/сутки.

6. Среднесуточный расход воды при поддержании порога влажности 70-80-70% НВ изменяется в пределах 31,0-35,4 м³/га, при поддержании 80-90-80% НВ - 36,3-39,2 м³/га. Существенные различия изменения величины среднесуточного водопотребления заметны в период «цветение-начало плодоношения» от 35,8 до 47,5 м³/га .

7. Повышение урожайности плодов баклажана взаимосвязано с накоплением органической массы посевами. Формирование 12,38-12,75 т/га сухой биомассы посева обеспечивает урожайность плодов баклажан на планируемом уровне до 70 т/га. Формирование 10,65-11,32 т/га сухой органической массы посевами обеспечивает урожайность плодов баклажан на планируемом уровне 50 т/га.

8. Поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 70% НВ в слое 0,3 м обеспечивается проведением от 3 до 5 поливов нормой 110 м³/га, в слое 0,5 м -до 13 поливов нормой 190 м³/га. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 80% НВ в слое 0,3 м обеспечивается проведением от 4 до 10 поливов нормой 75 м³/га, а в слое 0,5 м до 16 поливов нормой 125 м³/га. В период «цветения - начало плодошения» повышение предполивной влажности почвы до 90% НВ в 0,5 м обеспечивалось проведением от 5 до 16 поливов нормой полива 60 м³/га.

9. Инвестирование проекта производства баклажан при капельном орошении экономически выгодно. Индекс доходности вложенных в производство затрат возрастает с 0,88 до 2,16 при увеличении урожайности баклажана. Повышение урожайности баклажана от 30 до 70 т/га увеличило значение накопленного притока с 143000 до 380600 руб. и способствовало росту накопленного экономического эффекта до 202630 руб/га. Срок окупаемости проекта, с учетом затрат на приобретение и монтаж системы капельного орошения составил около 1 года.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для обеспечения эффективного производства плодов баклажана в почвенно-климатических условиях Нижнего Поволжья следует применять капельное орошение в сочетании с внесением расчетных доз удобрений. Это позволит получить 70 т/га баклажана.

2. Урожай баклажан зависит от качества рассады, для выращивания которой следует применять кассетную технологию. Использование кассеты №49 с ячейками 5х5х5 с объемом ячейки 80 см³ позволяет получать высококачественную 50-55 дневную рассаду, которая к моменту высадки в грунт имеет высоту 0,18-0,20 м, 5-6 настоящих листьев. Семена в кассеты в условиях Нижнего Поволжья следует высевать во 2-3 декадах марта.

3. Высадку рассады следует проводить в зависимости от погодных условий в период с 12 по 30 мая. Схема посадки: расстояние между строка- ми 0,7 м, между растениями в ряду ...