Капельное орошение молодого яблоневого сада на слаборослых подвоях

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.674:634.

Волгоградский комплексный отдел ГНУ ВНИИГиМ РАСХН

КАПЕЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ МОЛОДОГО ЯБЛОНЕВОГО САДА НА СЛАБОРОСЛЫХ ПОДВОЯХ

В.В. Бородычев

А.В. Сергиенко

г. Волгоград, Россия

Задача расширенного воспроизводства плодово-ягодных насаждений в стране по праву является приоритетной в решении проблемы полноценного питания и здоровья нации. Большая роль в решении задачи расширенного воспроизводства плодово-ягодных при орошении, в том числе яблоневых насаждений, отводится технологии их культивирования в хорошо обеспеченных теплом и солнечной радиацией, но засушливых зонах юга России. Однако, вследствие неуклонного роста дефицита водных, энергетических и прочих видов ресурсов для полива наиболее перспективно использовать технологии, обеспечивающие возможность подачи поливной воды с растворенными в ней питательными элементами непосредственно в зону питания каждого дерева. В связи с этим в Нижнем Поволжье сегодня назрела острая необходимость в завершении разработок по технологии капельного орошения яблони на слаборослых подвоях. При этом важнейшим, неизученным сектором в технологии капельного орошения яблони в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья являются вопросы, касающиеся особенностей орошения интенсивных садов в молодом возрасте, когда вегетативный рост и развитие деревьев преобладает над их плодовой продуктивностью. Необходимость решения этих вопросов весьма актуальна.

Цель исследований - научное обоснование и определение эффективных параметров технологии капельного орошения молодого слаборослого яблоневого сада, учитывающих генетические особенности вегетативного развития деревьев при устойчивом росте плодовой продуктивности.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2004-2006 гг. Опытный участок расположен на территории фермерского хозяйства «Лиана» Дубовского района Волгоградской области. Почвы опытного участка светло-каштановые, среднесуглинистые, типичные для региона исследований. Содержание легкогидролизуемого азота, 25,4… 31,7 мг/кг, низкое, по содержанию подвижного фосфора, 28,7…29,7 мг/кг, и обменного калия, 272,4…292,4 мг/кг почвы характеризуются как среднеобеспеченные.

Экспериментальные исследования представлены двумя полевыми опытами, из которых первый предусматривал анализ эффективности различных уровней влажности почвы, 60, 70 и 80 % НВ, перед поливом молодого яблоневого сада, а второй - направлен на изучение закономерностей роста, развития, вегетативной и хозяйственной продуктивности яблони в зависимости от размеров зоны увлажнения и распределения влаги в ней. Второй опыт - двухфакторный. Фактор А предусматривал изменение горизонта увлажнения почвы с 0,5…1,1 м с шагом 0,3 м, а по фактору В увеличивали расчетную норму полива молодого яблоневого сада на 15 и 30 %, соответственно. Контроль - полив расчетной нормой.

В опытах применялась зональная агротехника, рекомендованная для интенсивных слаборослых садов с вариантами изучаемых приемов. Расчет поливной нормы проводили по формуле

mпол. = 100?h?Ь?S?(WHB - WHГ), м3/га,

где h - глубина расчетного слоя почвы, м; Ь - плотность сложения почвы, т/м3; S - доля площади, подлежащая увлажнению, в долях единицы; WHB - наименьшая влагоемкость почвы, % от сухой массы;

WHГ = л? WНВ,

л - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий нижней границе увлажнения, в долях единицы.

Несмотря на то, что в условиях капельного орошения вследствие локального распространения влаги в почве данная формула теряет свой физический смысл (поскольку она основывается на предположении равномерного насыщения влагой всех слоев расчетного горизонта), расчеты могут применяться на практике. При капельном орошении практически целесообразно при поливе ориентироваться на насыщение определенного участка контура влагой до заданного уровня, который и будет являться зоной контроля влажности и в который устанавливаются датчики влажности почвы, а параметры контура увлажнения увязывать уже с влагосодержанием почвы в зоне контроля [1, 2]. В этом смысле приведенная выше формула позволяет решать задачу, а расчетная поливная норма позволяет насыщать влагой почву в зоне контроля с предполивного уровня (WHГ) до наименьшей влагоемкости.

Контроль за влажностью почвы проводили по центру полосы увлажнения, что соответствовало расположению поливных трубопроводов. В опытах в формулу введен коэффициент в, равный 1,0, 1,15 и 1,30, учитывающий отбор влаги корнями деревьев в течение периода полива и перераспределения влаги из первичного контура увлажнения во вторичный. Для изучения влажности почвы в контуре увлажнения отбор почвенных образцов проводили по диагонали к полосе увлажнения таким образом, чтобы расстояние между проекциями двух ближайших зон отбора проб на ось Х (рис. 1). составляло 0,1 м. По глубине пробы также отбирались через 0,1 м. капельный орошение яблоня плодоношение

Полученные в ходе полевого эксперимента данные подтверждают вывод о неравномерности распределения влаги по контуру увлажнения. Установлено, что распределение почвенной влаги в контуре увлажнения при одинаковых почвенных условиях и равной интенсивности подачи воды тесно коррелирует с глубиной промачивания почвы и распределением влаги в вертикальной составляющей в зоне расположения поливных трубопроводов. Коэффициент корреляции между влагосодержанием почвы в этой зоне и любом участке контура увлажнения достигает 0,86-0,93, что позволяет использовать ее в качестве зоны контроля. Основной характеристикой зоны контроля является диапазон допустимого влагосодержания, нижним порогом которого является заданный уровень предполивной влажности почвы, а верхним - состояние наименьшей влагоемкости.

Анализируя результаты эксперимента (рис. 2), следует заметить, что подача поливной воды, объем которой рассчитан по общепринятой формуле (1) обеспечивает насыщение зоны контроля в расчетном горизонте до наименьшей влагоемкости на участках без насаждений в начале (май-июнь) вегетационного периода яблони. Измерения влажности почвы в период интенсивного водопотребления яблони (в опыте - 1-я декада августа), показали, что зона увлажнения почвы в саду в этот период сужалась, а горизонт почвы не увлажнялся на заданную глубину. Например, при проведении полива в расчете на увлажнение 0,8-метрового слоя почвы, средняя влажность почвы в зоне контроля на второй и третий год плодоношения яблони изменялась в пределах 90…95 % НВ. Следовательно, поливная норма, рассчитанная по указанной формуле, не обеспечивает выполнения технического задания в период наиболее интенсивного водопотребления (преимущественно июль-август), начиная уже со второго года плодоношения. Результаты исследований доказывают, что на второй год плодоношения полную компенсацию отбора влаги корнями деревьев в течение периода перераспределения влаги из первичного контура во вторичный обеспечивает увеличение расчетной нормы полива на 15 %, а на третий год плодоношения в связи с увеличением интенсивности влагоотбора - на 30 %.

Рис. 2. Распределение влаги в почве при поливе капельным способом (расчетный слой почвы 0,8 м, порог предполивной влажности почвы 70 % НВ)

а) контроль, mрасч. (230 м3/га), без яблоневых посадок; б) mрасч. (230 м3/га), яблоневые посадки 2-го года плодоношения, отбор проб I декада августа; в) б•mрасч. (260 м3/га при б = 1,15), яблоневые посадки 2-го года плодоношения, отбор проб I декада августа; г) б•mрасч. (260 м3/га при б = 1,15), яблоневые посадки 3-го плодоношения, отбор проб I декада августа; д) б•mрасч. (290 м3/га при б = 1,30), яблоневые посадки 3-го плодоношения, отбор проб I декада августа.

Исследование динамики влажности почвы подтвердило возможность регулирования водного режима почвы в заданном диапазоне с отклонением не более 1…2 % при поливе яблоневого сада в первый год плодоношения расчетной поливной нормой, во второй год плодоношения - поливной нормой увеличенной на 15 %, а в третий год - увеличенной на 30 % (рис. 3).

Исследования показали, что в 2005 г., несмотря на снижение термической напряженности в приземном слое атмосферы, повышении относительной влажности воздуха, и в целом, снижении испаряемости, водопотребление яблоневых посадок возросло на 7,9…29,8 % по отношению к 2004 г. Другими словами, выявлена нестабильность взаимосвязи «водопотребление - энергетические ресурсы атмосферы», которая обусловливается состоянием посадок, изменением биометрии деревьев, площади листового покрытия, развитием корневой и водопроводящей системы яблонь. В 2006 году (третий год плодоношения) водопотребление яблони в сравнения с 2005 г. (второй год плодоношения) увеличилось на 1040…2390 м3/га или 16,9…34,4 %.

Этот вывод подтверждают результаты расчетов биоклиматических коэффициентов, значения которых уже учитывают влияние метеоусловий. При изменении предполивного уровня влажности почвы в пределах 60…80 % значения температурных коэффициентов испарения варьировали в первый год плодоношения с 0,187 до 0,214 мм/0С, во второй год плодоношения - с 0,220…0,264 мм/0С, в третий - с 0,255…0,316 мм/0С.

Повышение порога предполивной влажности почвы в контролируемой зоне обеспечивает существенный рост всех показателей вегетативной продуктивности яблоневых деревьев (табл. 1).

Таблица 1 Вегетативная продуктивность яблони при капельном орошении

Наибольший диаметр штамба, 60 мм, и максимальная площадь листьев, 27,1 тыс. м2/га, к третьему году плодоношения яблоневых посадок формировалась при поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне 80 % НВ. Динамика однолетних приростов вегетативных побегов максимальна при поддержании предполивного уровня 80 % НВ в первый и второй год плодоношения при смещении максимума в третий год - к поддержанию предполивного уровня 70 % НВ.

В зависимости от параметров зоны увлажнения изменение показателей вегетативной продуктивности яблони имеет свои особенности по годам исследований. Во второй год плодоношения наибольшим ростом штамба (13 мм), площадью листьев (18,2 тыс. м2/га), динамикой прироста однолетних вегетативных побегов, 8,854 м, характеризовались варианты, где мощность расчетного горизонта увлажнения почвы составляла 0,8 м, а поливную норму увеличивали на 15…30 %.

На третий год плодоношения для получения наибольшего прироста штамба (13 мм), максимального однолетнего прироста вегетативных побегов (11,97 м) и наибольшей прибавки площади листьев (6,9 тыс. м2/га) поливную норму при мощности увлажняемого горизонта почвы 0,8 м требовалось увеличить на 30 % от расчетной.

Целесообразно поддерживать порог предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ в слое 0,8 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Суммарная урожайность яблоневых посадок (1…3-й годы плодоношения) при поддержании такого уровня предполивной влажности почвы составила 10,68 т/га, что на 3,93 т/га больше, чем при поддержании 60 % НВ и на 0,82 т/га меньше, чем при поддержании 80 % НВ. Таким образом, эффективность повышения порога предполивной влажности почвы с 70 до 80 % НВ в 5 раз меньше, чем с 60 до 70 % НВ (табл. 2).

Таблица 2 Хозяйственная продуктивность и эффективность использования водных ресурсов при капельном орошении молодого яблоневого сада

При поддержании предполивной влажности почвы 70 % НВ в слое 0,8 м наибольшая суммарная продуктивность яблони, 11,98 т/га, отмечена на участках, где расчетную поливную норму увеличивали на 30 %.

Однако, это преимущество было получено за счет увеличения урожайности яблони на участках данного варианта в 2006 году (на третий год плодоношения посадок). В 2004 и 2005 годах (соответственно, 1-й и 2-й год плодоношения яблони) максимум урожайности достигался при увеличении расчетной нормы полива на 15 %. Таким образом, целесообразно комбинирование параметров капельного орошения яблоневого сада в зависимости от возраста деревьев. При равной урожайности яблони преимущество должно отдаваться технологии, обеспечивающей наименьшее ресурсопотребление.

С точки зрения привлекательности инвестиционных проектов предпочтительно поддерживать предполивную влажность почвы на уровне 70 % НВ в расчетном слое 1,1 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Индекс доходности вложенных затрат, 1,43, при этом максимален. На участках, где предполивной порог влажности почвы, 70 % НВ, поддерживали в слое 0,8 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 % индекс доходности вложенных затрат также остается на приемлемом уровне, 1,41.

Библиографический список

1. Голованов, А.И. Основы капельного орошения /А.И. Голованов, Е.В.Кузнецов. - Краснодар: КубГАУ, 1996. - 96 с.

2. Глобус, А.М. Почвенно-гидрофизическое обеспечение агроэкологических математических моделей / А.М. Глобус. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 428 с.

Аннотация

Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований по оптимизации параметров капельного орошения промышленных насаждений яблони на слаборослых подвоях в период вступление сада в плодоношение.

Results of experimental and theoretical researches on optimization of parameters of a drop irrigation of industrial plantings an apple-tree on слаборослых stocks during the introduction of a garden into fructification are resulted

Размещено на Allbest.ru