Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное научное учреждение

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации

Влияние разных режимов орошения на эффективность использования оросительной воды при возделывании овощных культур и картофеля

Кулыгин Владимир Анатольевич, к. с. - х. н.

Новочеркасск, Россия

В статье приводятся результаты исследований по влиянию разных режимов орошения на урожайность культур и эффективность использования оросительной воды при возделывании картофеля, капусты, лука, томата и огурца в условиях орошения

Ключевые слова: КАПУСТА, ЛУК, КАРТОФЕЛЬ, ТОМАТ, ОГУРЕЦ, ПЕРИОДЫ ВЕГЕТАЦИИ, РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ, ВОДНЫЙ БАЛАНС, ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ

Картофель и овощные культуры отличаются высокой потребностью в почвенной влаге. Однако зона недостаточного увлажнения, в которой расположена большая часть территории Северного Кавказа, характеризуется засушливым климатом. Количество выпадающих за вегетационный период осадков, высокие температуры, низкая влажность воздуха не позволяют здесь создать оптимальные условия для роста и развития влаголюбивых культур. Поэтому для восполнения дефицита водного баланса проводятся поливы, так как производственное выращивание овощей и картофеля в зоне недостаточного увлажнения экономически целесообразно лишь при наличии орошения. Орошение, дополняя естественные влагозапасы в почве, обеспечивает высокую и устойчивую урожайность данных культур, которые предъявляют повышенные требования к поливным режимам.

При выборе режима сельскохозяйственных культур существуют два наиболее распространенных подхода [1].

Известно, что в разные фазы своего развития картофель и овощи испытывают неодинаковую потребность во влаге. Кроме того, в связи с дефицитом водных ресурсов актуальным является изыскание резервов оросительной воды. Поэтому большое распространение получил дифференцированный режим орошения. Он предусматривает в начальный и заключительный периоды вегетации культур снижать предполивной порог влажности почвы до 70 % от НВ и ниже, а в критические фазы роста и развития растений, когда их потребность во влаге максимальная, проводить поливы при достижении влажности 80 % от НВ и выше. Это позволяет уменьшить число вегетационных поливов, сократить оросительную норму и, таким образом, экономить водные ресурсы.

Однако в зоне недостаточного увлажнения часто отмечаются дни с атмосферной засухой, которая негативно влияет на условия вегетации растений и формирование урожая картофеля и овощных культур. В связи с этим в ряде случаев целесообразно интенсивное орошение для поддержания высокого предполивного порога влажности почвы в течение всего периода вегетации растений (80 % от НВ и более), что создает благоприятные условия для развития растений, нейтрализуя негативные последствия дней с атмосферной засухой.

В связи с этим наши исследования были направлены на установление влияния разных режимов орошения овощных культур и картофеля на условия вегетации растений, изменение показателей урожайности, выявление путей повышения эффективности использования оросительной воды.

Исследования по изучению вариантов повышения эффективности использования оросительной воды при возделывании картофеля и овощных культур (капусты, лука, томата и огурца) проводились в Багаевском районе Ростовской области в течение трех лет.

По агроклиматическому районированию места исследований относятся к очень засушливой зоне. Почвы опытных участков были представлены предкавказскими тяжелосуглинистыми черноземами с содержанием в слое 0,6 м 3,14-3,23 % гумуса. В пахотном слое почвы содержалось 2-3 мг легкогидролизуемого азота, 1,4-2,9 мг подвижного фосфора и 24-38 мг обменного калия на 100 г абсолютно сухой почвы. Уровень грунтовых вод в годы исследований для всех культур был более 4 м.

По обеспеченности дефицита водного баланса годы исследований характеризовались: для картофеля - среднесухой, засушливый, средневлажный; для капусты - среднесухой, средневлажный, засушливый; для лука - среднесухой, средневлажный, засушливый; для томата - среднесухой, средневлажный, засушливый; для огурца - средневлажный, влажный, среднесухой.

При назначении режимов орошения разных культур учитывались их биологические особенности.

Картофель - растение, требовательное к влаге. Потребность в ней изменяется по фазам роста. Время вегетации данной культуры нами условно разделено на три межфазных периода: от посадки до начала цветения; цветение - прекращение прироста ботвы; от прекращения прироста ботвы до ее естественного увядания. Наибольшая потребность во влаге для картофеля весенней посадки отмечается во второй период вегетации, а в начальный и заключительный периоды она снижается [2].

Белокочанная капуста относится к группе растений, плохо добывающих воду и расходующих ее неэкономно. В то же время данная культура требует повышенной влажности почвы весь период вегетации, особенно ее средние и поздние сорта. Однако известно, что в начальный период вегетации капуста хорошо растет и при снижении влажности почвы до 70 % НВ, что обусловлено способностью корневой системы растений проникать в более глубокие слои почвы, где запасы влаги сравнительно устойчивы [3].

Основными периодами вегетации, по которым назначались поливы для капусты, были: посев - начало завязывания кочана; начало завязывания кочана - начало технической спелости; начало технической спелости - последний сбор.

Лук принадлежит к группе овощных растений, которые плохо добывают воду из почвы, но расходуют ее экономно. У растений лука, формирующих вегетативные органы (листья и луковицы), можно условно выделить три возрастных периода: первый - от всходов до начала роста луковицы; второй - завершается рост листьев; третий период - начинается отмирание листьев. Известно, что в первый период после посева высокая влажность почвы необходима для получения нормальных и дружных всходов. Во второй период чувствительность растений к влагообеспеченности особенно высока. В третий период растениям требуется меньше влаги.

Томат является овощной культурой, хорошо добывающей воду и расходующей ее экономно. Томат - влаголюбивое растение, что объясняется его свойством развивать мощную вегетативную массу. В то же время, имея развитую корневую систему, данная культура считается засухоустойчивым растением. Избыток влаги в почве, так же как и недостаток, вреден для томата. Очень нежелательны для растения колебания содержания воды в почве. Основными периодами вегетации, по которым назначаются поливы, для томата являются: массовые всходы - начало плодообразования; начало плодообразования - начало созревания; начало созревания - последний сбор.

Огурец относится к овощным растениям, плохо добывающим воду и расходующим ее неэкономно. Огурец - самое влаголюбивое растение из всех овощных культур, предъявляет повышенные требования к влажности почвы. В то же время данная культура очень сильно реагирует даже на кратковременное затопление. Вегетационный период огурца по продолжительности на 1-2 месяца короче, чем у большинства других овощей. Основными периодами вегетации для огурца являются: массовые всходы - начало плодообразования; начало плодообразования - техническая спелость (первые сборы); техническая спелость (первые сборы) - последний сбор. Особенно велика потребность культуры в воде в период плодоношения [3, 4].

Исходя из вышесказанного, изучались следующие схемы орошения: для картофеля - 1. Без орошения, 2.80-80-80 % НВ, 3.70-80-70 % НВ, 4.70-70-70 % НВ; для капусты - 1.70-70-70 % НВ, 2.70-80-70 % НВ, 3.70-80-80 % НВ, 4.80-80-80 % НВ; для лука - 1.70-70-70 % НВ, 2.80-80-70 % НВ, 3.80-80-80 % НВ; для томата - 1.70-70-70 % НВ, 2.70-80-70 % НВ, 3.80-80-80 % НВ; для огурца - 1.70-70-70 % НВ, 2.70-80-80 % НВ, 3.80-80-80 % НВ.

Уровень минерального питания на вариантах с режимами орошения у каждой культуры был идентичным. В опытах применялись сорта: картофеля - Волжанин, капусты - Амагер, лука - Луганский, томата - Волгоградский 5/95, огурца - Конкурент. При проведении исследований использовались общепринятые методики.

Для поддержания заданных режимов орошения на вариантах опыта потребовалось проведение следующего количества вегетационных поливов: при возделывании картофеля - 4-5, капусты 5-10, лука 6-10, томата 7-10, огурца 4-6. При этом необходимость во влагозарядковых поливах в годы данных исследований отсутствовала.

Величина суммарного водопотребления картофеля и овощных культур складывалась из трех составляющих: атмосферных осадков, оросительной нормы и расхода воды из почвы. Эти показатели у разных культур имели существенные отличия, что видно из данных результатов исследований приведенных в таблице.

Таблица - Водный баланс картофеля и овощных культур

Из приведенных данных следует, что основной объем водного баланса картофеля и овощных культур приходится на атмосферные осадки и оросительную норму. При этом расход воды из почвы в суммарном водопотреблении культур занимает незначительный объем (3-7 %) за исключением картофеля (19-21 %).

Сравнивая приведенные выше данные по разным культурам, необходимо отметить, что наибольшие суммарное водопотребление и оросительная норма имели место при возделывании капусты и составили, соответственно, 5818-6283 и 3450-3950 м³/га. Несколько ниже эти показатели у томата - 5740-5995 и 3160-3430 м³/га. Аналогичные данные составили: при возделывании лука - 4680-5245 и 2520-3100 м³/га; огурца - 3730-3964 и 2040-2250 м³/га; орошаемого картофеля - 3920-4290 и 1480-1850 м³/га. Таким образом, наименьшее суммарное водопотребление отмечено при выращивании огурца, а самая низкая оросительная норма - на посадках картофеля. Это обусловлено биологическими особенностями изучаемых культур, прежде всего - потребностью растений во влаге и продолжительностью вегетационного периода, которая в среднем составила: у картофеля - 109, у капусты - 148, у лука - 144, у томата - 157, у огурца - 81 суток соответственно.

Наименьшие затраты воды на получение единицы продукции отмечены при возделывании томата и огурца, где коэффициенты водопотребления на вариантах опыта составили, соответственно, 98-118 и 99-125 м³/т. Несколько выше эти показатели у лука и капусты - 126-134 и 127-150 м³/т. При этом коэффициенты водопотребления лука на вариантах опыта отличаются незначительно. Самый высокий расход воды на получение единицы продукции отмечен при орошении картофеля - 186-220 м³/га, что в частности, обусловлено относительно невысокими по сравнению с другими культурами показателями урожайности.

Дифференциация режима орошения по-разному влияла на показатели урожайности картофеля и овощных культур. При возделывании картофеля самым высоким этот показатель был на варианте с высоким предполивным порогом влажности почвы (80 % НВ) и составил 23,0 т/га, что на 1,4 т/га (6,1 %) больше, чем при схеме орошения 70-80-70 % НВ. Однако оросительная норма в условиях дифференцированного режима орошения оказалась на 230 м³/га меньше. Коэффициенты водопотребления картофеля на рассматриваемых вариантах (то есть расход воды на получение единицы продукции) были практически одинаковыми.

Аналогичные тенденции просматривались при выращивании капусты и огурца. На посевах капусты наибольшая урожайность получена при схеме орошения 80-80-80 % НВ, которая равнялась 49,5 т/га. Это на 2,6 т/га (5,2 %) больше, чем на варианте со схемой 70-80-70 % НВ, но затраты оросительной воды при этом также на 270 м³/га больше, чем при дифференцированном поливном режиме. Коэффициенты водопотребления при рассмотренных схемах орошения практически не отличались.

И при возделывании огурца наиболее низкий коэффициент водопотребления и самая высокая продуктивность культуры отмечены на варианте с высокой предполивной влажностью почвы. Урожайность при этом составила 38,4 т/га, что на 2,9 т/га (7,6 %) больше, чем при дифференцированном режиме орошения. Однако оросительная норма огурца при дифференцированном поливном режиме оказалась незначительно ниже (на 70 м³/га), а коэффициент водопотребления несколько больше, чем при схеме 80-80-80 % НВ.

режим орошение урожайность культура

Несколько иные показатели отмечались при изучении режима орошения лука. Наибольшая урожайность (40,9 т/га) отмечена при дифференцированном поливном режиме (вариант 2), которая была на 1,8 т/га (4,6 %) выше, чем на варианте со схемой орошения 80-80-80 % НВ. Здесь же был получен наименьший коэффициент водопотребления, оказавшийся на 8 м³/т ниже по сравнению с вариантом интенсивного орошения. Кроме того, дифференцированный поливной режим обеспечил экономию оросительной воды (130 м³/га) по сравнению с условиями увлажнения, предусматривающими высокий предполивной порог влажности почвы в течение всего периода вегетации растений.

Аналогичные закономерности наблюдались при выращивании томата. Наиболее продуктивное использование оросительной воды и самая высокая урожайность получена при дифференцированном режиме орошения (вариант 2) - 59,5 т/га. Этот поливной режим обеспечил прибавку урожайности 3,4 т/га (6,1 %), экономию оросительной воды 150 м³/га и снижение коэффициента водопотребления на 9 м³/т по сравнению со схемой орошения 80-80-80 % НВ.

Таким образом, при возделывании картофеля, капусты и огурца поддержание высокого предполивного порога влажности почвы весь период вегетации позволяло получать более высокую урожайность по сравнению с дифференцированным режимом орошения. Наибольшую прибавку урожайности и самый низкий расход воды на получение единицы продукции по сравнению с дифференцированным поливным режимом интенсивное орошение обеспечило при выращивании огурца. Соответствующие показатели составили 2,9 т/га (7,6 %) и 6 м³/т.

В опытах с картофелем и капустой аналогичные прибавки урожайности составили 1,4 т/га (6,1 %) и 2,6 т/га (5,2 %). Однако на вариантах со схемой орошения этих культур 70-80-70 % НВ отмечалась экономия оросительной воды, которая составила у картофеля 230 м³/га, а у капусты - 270 м³/га по сравнению с интенсивным орошением. Коэффициенты водопотребления на рассматриваемых вариантах у названных культур были практически одинаковыми.

Иные тенденции отмечены при возделывании лука и томата, где дифференцированный режим орошения позволял получать прибавки урожайности, снижение коэффициента водопотребления и экономию оросительной воды по сравнению с вариантами интенсивного орошения. Соответствующие показатели составили: у лука - 1,8 т/га (или 4,6 %), 8 м³/т и 130 м³/га; у томата - 3,4 т/га (или 6,1 %), 9 м³/т и 150 м³/га.

В целом, при выращивании огурца интенсивное орошение обеспечивает самую высокую урожайность и рациональное использование оросительной воды. При возделывании картофеля и капусты данный вариант орошения также дает наибольшую урожайность. Однако дифференциация поливных режимов этих культур по схеме орошения 70-80-70 % НВ позволяет при минимальном снижении урожайности на 1,4 т/га (6,1 %) и 2,6 т/га (5,2 %) существенно экономить оросительную воду на 230 и 270 м³/га. Поэтому с точки зрения рационального использования оросительной воды оба рассмотренные варианта орошения для картофеля и капусты следует признать примерно равнозначным. При возделывании лука и томатов дифференцированные поливные режимы со схемами орошения, соответственно, 80-80-70 % НВ и 70-80-70 % НВ обеспечивали наибольшую урожайность, самый низкий коэффициент водопотребления, позволяя при этом экономить оросительную воду.

Литература