Совершенствование агротехники выращивания баклажанов при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Совершенствование агротехники выращивания баклажанов при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции

06.01.01 - Общее земледелие

06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Шенцева Екатерина Викторовна

Саратов 2012

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова» Россельхозакадемии

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Дубенок Николай Николаевич

Официальные оппоненты:

Денисов Константин Евгеньевич доктор сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», доцент кафедры земледелия и сельскохозяйственной мелиорации

Фомин Геннадий Иванович кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, ФГНУ «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации», заведующий лабораторией использования местного стока

Ведущая организация: Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации (РосНИИПМ) г. Новочеркасск

Защита состоится «28» мая 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

Е-mail: dissovet 01@ sgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «24» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Н.А. Пронько

баклажан продуктивность тоннельный

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В Волгоградской области овощи в 2011 году возделывались на площади 14,2 тыс. га. Средняя урожайность 31,3 т/га. Пасленовые культуры выращивают на площади 3,3 тыс. га и занимают они 23,6% в структуре посевных площадей. Баклажаны выращивают на площади 334 га, средняя урожайность плодов 15,6 т/га. Исследований по агротехнике выращивания баклажан для получения ранней продукции в условиях Нижнего Поволжья до настоящего времени не проводилось.

Производство ранней продукции баклажан имеет ряд преимуществ и экономически выгодно. В связи с этим весьма актуальными являются вопросы совершенствования агротехники возделывания ранних баклажан с использованием тоннельных укрытий, освоение кассетной технологии выращивания рассады, установления закономерностей роста, развития и формирования урожая с оценкой его качества в зависимости от поддержания водного режима почвы проведением капельного орошения и фертигации. Большое практическое значение будет иметь качественная оценка применяемых технических средств капельного орошения и выявление возможных путей повышения эффективности их работы. Все это определило направление наших исследований.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Цель исследований - совершенствование агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции плодов до 70-80 т/га стандартного качества.

В соответствии с программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

1. С учетом биологических особенностей баклажан оценить потенциал продуктивности этой культуры при выращивании из рассады с использованием тоннельных укрытий.

2. Освоить кассетную технологию выращивания рассады баклажан, с оптимизацией параметров рассадного материала.

3. Установить закономерности роста, развития и формирования урожая с оценкой качества в зависимости от поддержания водного режима почвы и фертигации.

4. Установить закономерности водопотребления ранних баклажан в онтогенезе при разных уровнях урожайности плодов.

5. Определить показатели эффективности возделывания баклажан в зависимости от изучаемых факторов, оценить инвестиционную привлекательность производства ранних плодов баклажан с использованием тоннельных укрытий.

Научная новизна заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании элементов технологии возделывания рассадных баклажан с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции. Разработаны методические подходы и предложены технологические решения в области создания оптимальных условий водного и минерального питания баклажан с учетом прогнозируемой в онтогенезе продуктивности посева с возможностью ограничения по затратам водных ресурсов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- кассетная технология выращивания рассады баклажан, позволяющая снизить себестоимость продукции и повысить ее конкурентноспособность;

- закономерности роста, развития, формирования урожайности и качества ранних баклажан при разных параметрах водного и питательного режимов почвы;

- технология управления водным режимом почвы при возделывании баклажан с использованием тоннельных укрытий;

- оценка инвестиционной привлекательности агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции;

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, полученного в опытах с применением современных апробированных и стандартизированных методик, применением стандартных методов математического анализа и данными производственной проверки.

Практическая значимость работы определяется тем, что реализация на орошаемых светло-каштановых почвах Волгоградской области усовершенствованной агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий способствует в 3 и более раз увеличить продуктивность культуры, обеспечивая получение до 80 т/га стандартной продукции в ранние сроки.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию ранних баклажан с использованием тоннельных укрытий при капельном орошении в фермерских хозяйствах Городищенского (10 га) Дубовского (15 га), Среднеахтубинского (20 га) районов Волгоградской области подтвердила возможность получения до 70-80 т/га стандартных плодов баклажан и среднего чистого дохода на уровне 250-340 тыс. руб./га.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Повышение эффективности мелиораций и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (Минск, 2009), «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных, ресурсосберегающих инновационных технологий» (Волгоград,2010), «Мелиорация и водное хозяйство XXI века. Наука и образование (Горки,2010), «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2011), «Проблемы развития мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (Москва, 2011), «Инновационные технологии в мелиорации» (Костяковские чтения, ГНУ ВНИИГиМ, Москва, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей, в том числе 4 в изданиях ВАК РФ и получено 4 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 211 страницах, в т.ч. основного текста 124 страниц. Работа содержит 31 таблицу, 17 рисунков. Список использованной литературы включает 160 источников, в том числе 17 работ иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, представлена научная новизна полученных результатов и их практическое значение.

В первой главе «Технология и перспективы возделывания ранних овощей» приведен анализ накопленного научного и производственного опыта возделывания ранних овощных культур, дана оценка перспектив совершенствования технологии производства ранних баклажан с использованием тоннельных укрытий. По данным Байрамбекова Ш.Б., Бексеева И.Г., Борисова В.А., Бородычева В.В., Гуренко В.М, Дубенка Н.Н., Литвинова С.С., Патрона П.И., Пивоварова В.Ф., Кузнецова Ю.В. производство ранней овощной продукции имеет ряд преимуществ и экономически выгодно. Однако вопросы адаптации технологии производства ранних баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий и капельного орошения в регионе исследований остаются открытыми. В работах Дубенка Н.Н., Кружилина И.П., Губера К.В., Ванеяна С.С., Курбанова С.А., Храброва М.Ю., Шуравилина А.В., Овчинникова А.С., Ольгаренко Г.В., Ясониди О.Е. указывается, что с учетом региональных почвенно-климатических особенностей особое внимание должно быть уделено условиям формирования водного и питательного режима почвы, как основных факторов, определяющих динамику продукционного процесса. Обобщение результатов ранее проведенных исследований и практического опыта возделывания баклажан позволило обосновать программу, сформулировать цель и основные вопросы исследований, решение которых направлено на повышение эффективности возделывания рассадных баклажан с использованием тоннельных укрытий.

Во второй главе «Условия, схема опыта и методика проведения исследований» представлена программа полевых исследований и методики, используемые в эксперименте, дана характеристика природных условий, изучены особенности кассетной технологии выращивания рассады и формирования тоннельных укрытий.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2005-2008 гг. на орошаемых землях КФХ «Садко» Дубовского района Волгоградской области. Полевой эксперимент двухфакторный, где в составе фактора А к изучению было поставлено влияние трех уровней предполивной влажности почвы - 70 (А1), 80 (А2) и 90 % НВ (А3), а в составе фактора В - трех уровней минерального питания - N₁₀₀P₆₀K₀ (В1: планируемая урожайность 40 т/га), N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ (В2: планируемая урожайность 60 т/га) и N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀ (В3: планируемая урожайность 80 т/га).

Рельеф, почвенные, гидрологические условия на всех вариантах опыта были идентичными. Гранулометрический состав почвы на опытном участке среднесуглинистый, распространенный в регионе исследований. Плотность сложения гумусового горизонта 1,18-1,25 т/м³, наименьшая влагоемкость в слое 0,6 м - 24,7 % от массы сухой почвы. Содержание легкогидролизуемого азота (25-34 мг/кг) и подвижного фосфора (26-32 мг/кг) в почве низкое, обменного калия (299-317 мг/кг) - высокое.

По обеспеченности атмосферными осадками вегетационный период баклажан в 2005 году характеризуется как влажный (184 мм), в 2006 году - сухой (52 мм), в 2007 году - среднезасушливый (81мм), а в 2008 году - средневлажный (114 мм).

Опыт был заложен методом расщепленных делянок в четырехкратной повторности. Размещение вариантов опыта в пределах каждого фактора рендомизированное. Общая площадь опытного участка 1,08 га, площадь одного организованного повторения - 2700 м², учетной делянки в повторении - 300 м².

В соответствии с требованиями методики полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985 г.), методики полевого опыта в овощеводстве (С.С. Литвинов, 2011 г.), методики полевого опыта в условиях орошения (ВНИИОЗ, 1983 г.) опыты сопровождались определением влажности почвы, фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, анализом почвенных образцов, определением количества и качества урожая плодов баклажан. Гранулометрический состав почвы определяли по методике Н.А. Качинского (1970 г.), наименьшую влагоемкость - методом заливки площадок, влажность почвы - термостатно- весовым методом (ГОСТ 20915-75), содержание питательных веществ почве - стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 23213), учет урожая, оценка химического состава и вкусовых качеств по общепринятой методике ВНИИО. Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с использованием современных программных продуктов и ЭВМ. Оценка инновационной привлекательности агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий проводилась в соответствии с методическими рекомендациями по оценке инвестиционных проектов (П.Л. Виленский, 2000). Разработка технологии возделывания баклажан в ранней культуре проводилась поэтапно с использованием ранее накопленного опыта выращивания в открытом грунте. Капельные линии на опытном участке расположены через 1,4 метра. Расстояние между растениями в ряду 25 см, посадка рассады в две строки. Эта схема позволяет провести укрытие растений с наименьшими затратами, а так же создает удобства по дальнейшему уходу за растениями.

Исследования показали, что для выращивания рассады целесообразно использовать кассетную технологию с применением кассет № 96 (диаметр ячейки 5 см). Это обеспечивает формирование высококачественной рассады, которая имеет 6-8 листьев темно-зеленой окраски, стебель толщиной около 0,5-0,7 см и высоту 23-25 см.

При устройстве тоннельных укрытий были определены следующие оптимальные параметры: высота тоннелей 0,7 м, ширина 0,5 м, длинна произвольная, каркас - из проволоки толщиной 6 мм, длинна дуг из расчета с превышения ширины полотна пленки на 0,5 -0,6 м, расстановка дуг - через 1,5-2,0 м. Нарезку гряд под установку дуг и высадку рассады баклажан проводили фрезой-грядоделом «AF SUPER 140 S».

Определяющим критерием для высадки рассады служит утренняя температура почвы на глубине 8-10 см, которая должна быть не ниже 12⁰С. Установлено, что для региона исследований в тоннельных укрытиях такие условия обеспечиваются в период с 10 по 25 апреля.

Для орошения использовали систему капельного орошения «НЕТАФИМ», со встроенными через 0,4 м капельницами полукомпенсированного типа с расходом воды 1,7 л/с.

В третьей главе «Динамика роста и закономерности развития рассадных баклажан при возделывании в ранней культуре» отражены результаты полевых исследований продукционного процесса баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий, установлены закономерности формирования урожайности в зависимости от уровня обеспечения растений водой и элементами минерального питания.

Баклажаны предъявляют особые требования к условиям теплообеспеченности во все периоды роста и развития. От высадки рассады до начала периода плодоношения им требуется накопить не менее 1211-1406 ⁰С среднесуточных температур воздуха, что в регионе обеспечивается, в среднем, за 67-75 суток (табл.1). При сочетании факторов, обеспечивающих формирование 40 т/га плодов баклажан, посевы до начала плодоношения должны накопить, в среднем, 1210 ⁰С среднесуточных температур воздуха; для формирования 60 т/га - не менее 1300 ⁰С; для формирования 70 т/га - не менее 1400 ⁰С (рис. 1).

Улучшение условий обеспечения баклажан водой и элементами минерального питания позволяет существенно активизировать фотосинтетическую деятельность посевов и повысить динамику накопления органического вещества (табл. 1). Повышение порога предполивной влажности почвы с 70 до 90 % НВ в сочетании с увеличением дозы внесения минеральных удобрений с N₁₀₀P₆₀K₀ до N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀ обеспечило формирование наибольшей площади листового аппарата (в среднем, 41,6 тыс. м²/га), на 19,0 % (с 2624 до 3122 тыс. м² дней/га) увеличило фотосинтетический потенциал посева, на 43,3 % (с 2,75 до 3,94 г/м² в сут.) возросла продуктивность фотосинтеза, что в комплексе позволило накопить больше органического вещества в растениях на 5,3 т/га или 74,3 %.

Установлено, что урожайность баклажан, близкая к планируемому уровню, 40 т/га, обеспечивается при внесении минеральных удобрений дозой N₁₀₀P₆₀K₀ и поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 70, 80 или 90 % НВ. Урожайность баклажан, близкая к планируемому уровню, 60 т/га, обеспечивалась при внесении минеральных удобрений дозой N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ и поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 80 или 90 % НВ. При поддержании предполивного уровня 70 % НВ в сочетании с таким уровнем минерального питания урожайность баклажан, в среднем за годы исследований, составила 50,6 т/га. Максимальный урожай, на уровне 69,6-71,0 т/га, был получен при поддержании постоянного предполивного уровня влажности почвы не ниже 80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀.

Повышение уровня предполивной влажности почвы с 70 до 80 % НВ и дозы внесения минеральных удобрений с N₁₀₀P₆₀K₀ до N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ сопровождается наиболее интенсивным ростом урожайности, который нивелируется при повышении обеспеченности факторов до следующего уровня. Изменение урожайности подчиняется нелинейному закону, и наиболее достоверно описывается уравнением регрессии следующей формы (рисунок 2):

Y=a+b·x+c/y+d·x²+e/y²+f·x/y,

где Y - прогнозируемая урожайность баклажан при возделывании в ранней культуре с использованием тоннельных укрытий, м³/т, х - показатель, характеризующий уровень минерального питания баклажан, y - уровень предполивной влажности почвы, % НВ, а следующие коэффициенты - a=-294,6, b=0,65, c= 48894,9, d=-0,0007, e=-1929690, f=-21,1, - получены в результате регрессионного анализа. Коэффициент детерминации зависимости, r² = 0,91, что позволяет использовать ее в оптимизационных моделях.

Таблица 1 - Динамика развития и продуктивность баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий

Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Уровень предполивной влажности почвы, %НВ	Продолжительность периода «высадка рассады - начало плодоношения»	Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га	Фотосинтетический потенциал, тыс. м2 дней/га	Продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут.	Масса накопленного органического вещества, т/га	Урожайность, т/га
		сут.	0С					2005	2006	2007	2008	Средняя
N100P60K0	70	67	1211	38,1	2624	2,75	7,13	37,3	40,1	37,8	41,3	39,1
	80	69	1260	38,3	2710	2,95	7,74	39,6	48,4	44,6	50,2	45,7
	90	72	1315	38,8	2786	3,04	8,29	44,0	46,6	46,8	48,4	46,5
N180P110K20	70	69	1250	38,8	2706	3,06	8,26	44,9	50,4	52,9	54,3	50,6
	80	71	1293	40,3	2885	3,51	9,88	56,6	66,3	61,0	68,2	63,0
	90	73	1352	40,4	2974	3,56	10,43	58,0	65,1	61,4	66,9	62,9
N260P160K190	70	71	1298	39,2	2841	3,19	9,04	48,3	55,8	52,8	56,0	53,2
	80	73	1339	41,2	3015	3,78	11,39	62,5	70,8	71,6	73,4	69,6
	90	75	1406	41,6	3122	3,94	12,43	65,0	70,9	72,9	75,0	71,0
НСР05	Фактор А: Водный режим почвы	2,4	2,7	1,8	1,9	4,3
	Фактор В: Уровень минерального питания	2,4	2,7	1,8	1,9	4,3
	Для частных средних	4,1	4,6	3,1	3,3	7,3

Рисунок 1 - Потребные суммы среднесуточных температур воздуха для прохождения фаз роста и развития баклажан во взаимосвязи с уровнем продуктивности

Рис. 2 - График зависимости урожайности баклажан от уровня водообеспечения и минерального питания при возделывании в ранней культуре с использованием тоннельных укрытий



В четвертой главе «Режим орошения и водопотребление рассадных баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий» изучены закономерности формирования водного режима почвы при капельном орошении баклажан, исследованы закономерности водопотребления и методы его прогноза во взаимосвязи с уровнем формируемой урожайности.

Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ потребовалось провести 2-3 полива по 140 м³/га в период «высадка рассады - бутонизация» и 9-10 поливов по 240 м³/га в период «бутонизация - последний сбор». Для поддержания предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ в слое 0,4 м за период «высадка рассады - бутонизация» было проведено 4-5 поливов по 95 м³/га и до 7-9 поливов по 50 м³/га потребовалось провести для поддержания предполивного уровня 90 % НВ. Поддержание предполивного порога влажности почвы 90 % НВ в период «бутонизация - последний сбор» (расчетный слой 0,6 м) обеспечивалось проведением от 30 до 40 поливов по 80 м³/га, тогда как для поддержания предполивного уровня 80 % НВ было достаточно проведения 13-18 поливов по 160 м³/га (табл. 2).

Таблица 2 - Поливной режим баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий (2005-2008 гг.)

Уровень предполивной влажности почвы, % НВ	Показатель	Период роста и развития
		Высадка - бутонизация	Бутонизация - цветение	Цветение - начало плодоношения	Начало - 20 й день плодоношения	20 й день плодоношения - посл. сбор
70	Число поливов	2-3	1-3	2-3	1-3	2-3
	Поливная норма, м3/га	140	240	240	240	240
80	Число поливов	4-5	2-5	3-5	3-5	3-6
	Поливная норма, м3/га	95	160	160	160	160
90	Число поливов	7-9	4-10	7-12	4-10	9-14
	Поливная норма, м3/га	50	80	80	80	80



Установлено, что при сочетании факторов, обеспечивающих формирование урожайности на уровне 40 т/га, баклажаны за вегетационный период расходуют не более 3320-3610 м³/га воды на суммарное испарение (табл. 3). При сочетании факторов, обеспечивающих формирование 60 т/га стандартной продукции, суммарное водопотребление баклажан возрастает до 3700-4230 м³/га, а при формировании максимальной в опыте урожайности (70 т/га) на суммарное испарение было израсходовано до 4280-4910 м³/га воды.

Таблица 3 - Показатели водопотребления баклажан в зависимости от сочетания условий минерального и водного питания (2005-2008 гг.)

Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Уровень предполивной влажности почвы, %НВ	Водопотребление	Биоклиматический коэффициент, мм/0С	Коэффициент водопотребления, м3/т
		суммарное, м3/га	среднесуточное, м3/га в сут.
N100P60K0	70	3490	31,2	0,152	89,3
	80	3730	32,5	0,157	82,2
	90	4010	34,0	0,161	86,4
N180P110K20	70	3610	31,7	0,154	71,5
	80	3960	33,8	0,162	63,0
	90	4260	35,5	0,168	67,9
N260P160K190	70	3810	33,3	0,156	71,9
	80	4200	35,2	0,167	60,4
	90	4570	37,2	0,176	64,4

В среднем от 9,1 до 12,3 % воды на суммарное испарение расходовалось за период от высадки рассады до начала бутонизации, 16,2-21,3 % - потреблялось в фазу бутонизации, еще 24,1-27,7 % - в период «цветение - начало плодоношения» и до 40,9-47,5 % воды потреблялось в фазу плодоношения. Оросительная вода во все годы исследований являлась основной приходной статьей баланса почвенной влаги при возделывании баклажан в тоннельных укрытиях. Ее доля в балансе достигала 69,7-84,5 % от суммарного водопотребления.

Динамика среднесуточного водопотребления баклажан характеризуется одновершинной кривой с максимумом (37,9-43,5 м³/га в сут.) в период «цветение - начало плодоношения» (рис. 3).

Исследованиями уточнены параметры прогнозной модели суммарного водопотребления баклажан при возделывании в тоннельных укрытиях. За основу была принята локальная биоклиматическая модель вида: Е = k·f(t), где в качестве показателя, характеризующего энергетическое состояние атмосферы, использованы значения среднесуточной температуры воздуха. Параметр k=k_t в представленной зависимости является температурным коэффициентом испарения влаги. Установлено, что в среднем за вегетационный период, при разных сочетаниях регулируемых в опыте факторов, баклажанами расходовалось от 0,152 до 0,176 мм влаги на каждый градус накопленных среднесуточных температур воздуха.

Рисунок 3 - Динамика среднесуточного водопотребления баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий

Выявлена связь между реализацией потенциала продуктивности баклажан и динамикой изменения значений температурных коэффициентов в течение вегетационного периода, которая нашла отражение в следующей зависимости: k_t =a+b/x + c/x² + d/x³ + e·y+f·y² + g·y³, где х - прогнозируемый уровень продуктивности, т/га, у - накопленная сумма среднесуточных температур воздуха, ⁰С, k_t - значение температурного коэффициента испарения влаги посевами баклажан в фазу, соответствующую сумме накопленных среднесуточных температур воздуха, мм/⁰С, а следующие коэффициенты - a=0,635, b=-78,1, c=3783, d=-60847, e=0,0002, f=-1,8·10^-7, g = 4,01·10^-11 получены эмпирическим путем. Коэффициент детерминации зависимости, r² = 0,93. Использование зависимости позволяет надежно прогнозировать динамику суммарного водопотребления с учетом параметров состояния посева и энергетических ресурсов атмосферы.

В расчете на формирование урожая при капельном орошении и разных сочетаниях исследуемых в опыте факторов баклажанами расходовалось, в среднем, от 60,4 до 89,3 м³/т воды. Установлена зависимость коэффициента водопотребления баклажан от условий водного и минерального питания. Форма зависимости представлена уравнением регрессии вида:

K_E = a + b·x + c/y + dx² + e/y² + f·x/y,

где K_E - прогнозное значение коэффициента водопотребления баклажан при возделывании в ранней культуре с использованием тоннельных укрытий, м³/т, х - показатель, характеризующий уровень минерального питания баклажан при внесении удобрений методом фертигации (численно равен дозе минерального азота, как минерального элемента, лимитирующего урожайность культуры в регионе, кг д.в./га), y - уровень предполивной влажности почвы, % НВ, а следующие коэффициенты - a=547,4, b=-0,71, c=-65834, d=0,001, e=2583840, f=-9,3, - получены в результате обработки экспериментального материала. Коэффициент детерминации зависимости, r² = 0,93, существенен на 0,01 уровне значимости.

Исследование опытных данных и полученной зависимости показало, что для обеспечения формирования урожая баклажан при минимальных затратах воды на единицу продукции необходимо поддержание порога предполивной влажности почвы 80 % НВ и внесение максимальной в опыте дозы минеральных удобрений, N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀. Снижение дозы внесения минеральных удобрений до N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ при прочих равных условиях сопровождается увеличением коэффициента водопотребления баклажан на 4,1 %.

В пятой главе «Технология возделывания баклажан с использованием тоннельных укрытий» рассмотрены усовершенствованные элементы технологии выращивания баклажан, представлены результаты оценки экономической эффективности и инвестиционной привлекательности проектов, ориентированных на производство ранней продукции с учетом внедрения результатов исследований.

Сетевой график возделывания ранних баклажан предусматривает блок работ по основной и предпосевной обработке почвы, блок работ по формированию, эксплуатации и демонтажу сооружений тоннельных укрытий, интегрированную защиту растений, уход за посевами в течение вегетационного периода, блок работ по внесению минеральных удобрений и фертигации, орошению. Доказана целесообразность внесения минеральных удобрений дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀.

По результатам исследований разработан алгоритм управления водным режимом почвы при возделывании баклажан с использованием тоннельных укрытий (рис. 4). Для расчета потребности в оросительной воде на каждом этапе онтогенеза баклажан использована биоклиматическая модель. Особенностью используемой биоклиматической модели является учет уровня продуктивности посева на каждом этапе роста и развития: f (д) = f(Y;?t), где ?t - сумма среднесуточных температур воздуха, накопленных с момента высадки рассады баклажан, ⁰С; Y - уровень прогнозируемой продуктивности баклажан, т/га. Определив уровень прогнозируемой продуктивности баклажан и подставив его значение в расчетное уравнение, перейдем к выражению вида: f (д) = f(?t), которое элементарно интегрируется -

,

где Е_i - суммарное водопотребление баклажан за i-тый период.

В предложенном алгоритме предусмотрена процедура уточнения прогнозируемого уровня продуктивности баклажан в связи с фактически складывающимися природными условиями, а также реализована возможность ограничения по затратам оросительной воды, что расширяет сферу его применения в практике орошаемого земледелия.

Производство ранней продукции баклажан по предлагаемой технологии экономически выгодно. Наивысшие показатели доходности проекта: чистый дисконтированных доход (221714 руб./га), индекс доходности затрат (1,67) и внутренняя норма доходности (96,8 %) обеспечивались при поддержании порога предполивной влажности почвы 90 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀.

При сочетании факторов, обеспечивающих формирование планируемой урожайности баклажан на уровне 60 т/га (поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N180P110K20) внутренняя норма доходности проекта составляет 95,9 %, индекс доходности затрат - 1,66, что позволяет за расчетный период в 1 год с расчетной площади 1 га получить 195336 руб. чистого дисконтированного дохода.

Рис. 4 - Блок-схема управления поливным режимом баклажан при возделывании с использованием тоннельных укрытий

ВЫВОДЫ

1. В сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья использование тоннельных укрытий при возделывании баклажан позволяет получать до 70 т/га ранней продукции.

2. Для выращивания рассады целесообразно использовать кассетную технологию с применением кассет № 96 (диаметр ячейки 5 см), что обеспечивает формирование высококачественной рассады, которая имеет 6-8 листьев темно-зеленой окраски, стебель толщиной около 0,5-0,7 см и высоту 23-25 см.

3. Благоприятные условия для высадки рассады баклажан в тоннельных укрытиях в Нижнем Поволжье обеспечиваются с 10 по 25 апреля, когда утренняя температура почвы на глубине 8-10 см устанавливается на уровне 12 ⁰С.

4. Урожайность баклажан на уровне 40 т/га обеспечивается при внесении минеральных удобрений дозой N₁₀₀P₆₀K₀ и поддержании порога предполивной влажности почвы 70, 80 или 90 % НВ. Обеспечение планируемой урожайности на уровне 60 т/га связано с необходимостью внесения минеральных удобрений дозой N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ и поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80 или 90 % НВ.

Для формирования максимального урожая, на уровне 69,6-71,0 т/га, при поддержании постоянного предполивного уровня влажности почвы не ниже 80 % НВ необходимо внесение минеральных удобрений дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀.

5. Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ требуется проведение 2-3 поливов по 140 м³/га в период «высадка рассады - бутонизация» и 9-10 поливов по 240 м³/га в период «бутонизация - последний сбор», что связано с необходимостью расходования 2440-2820 м³/га оросительной воды.

Поддержание предполивного уровня 70 % НВ связано с необходимостью проведения 4-5 поливов в период «высадка рассады - бутонизация» и 13-18 поливов по 160 м³/га в период «бутонизация - последний сбор», для чего необходимо затратить 2630-3260 м³/га оросительной воды.

6. Оросительная вода является основной приходной статьей водного баланса при возделывании баклажан с использованием тоннельных укрытий и составляет, в среднем, 72,9-78,0 % от суммарного водопотребления.

Суммарное водопотребление при сочетании факторов, обеспечивающих формирование 40 т/га баклажан, составляет 3490-4010 м³/га, при урожая на уровне 60 т/га расходуется 3960-4260 м³/га воды и до 4200-4570 м³/га воды баклажанам необходимо для формирования урожайности на уровне 70 т/га.

7. Наиболее эффективно (60,4 м³/т) на формирование урожая вода расходуется при поддержании постоянного предполивного уровня 80 % НВ и внесении минеральных удобрений дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀. Снижение дозы внесения минеральных удобрений до N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ при прочих равных условиях сопровождается увеличением коэффициента водопотребления баклажан.

8. При сочетании факторов, обеспечивающих формирование 40 т/га плодов баклажан, посевы до начала плодоношения должны накопить, в среднем, 1210 ⁰С среднесуточных температур воздуха; для формирования 60 т/га - не менее 1300 ⁰С; для формирования 70 т/га - не менее 1400 ⁰С. При использовании тоннельных укрытий в регионе исследований это обеспечивается за 67-75 суток с возможностью получения первой продукции уже в 3 декаде июня.

9. Повышение порога предполивной влажности почвы с 70 до 90 % НВ в сочетании с увеличением дозы внесения минеральных удобрений с N₁₀₀P₆₀K₀ до N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀ обеспечивает рост фотосинтетического потенциала, в среднем, с 2624 до3122 тыс. м² дней/га или на 19,0 % и повышение с 2,75 до 3,94 г/м² в сут. или на 43,3 % чистой продуктивности фотосинтеза, что в совокупности позволяет на 5,3 т/га или 74,3 % увеличить массу органического вещества посева. При сочетании порога предполивной влажности почвы 80 % НВ с внесением минеральных удобрений дозой N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ продуктивность фотосинтеза баклажан не превышает 89 %, фотосинтетический потенциал - 92,4 %, масса сухого вещества посева - 79 % от максимального, достигнутого в опытах уровня.

10. Разработаны модели продукционного процесса и использования воды на формирования урожая баклажан класса регрессии, позволяющие адаптировать режимы выполнения основных агротехнических приемов при использовании тоннельных укрытий и капельного орошения. Предложен алгоритм управления водным режимом почвы, в котором предусмотрена процедура уточнения прогнозируемого уровня продуктивности баклажан и реализована возможность ограничения производства по затратам оросительной воды.

11. Инвестирование проекта производства ранних баклажан с использованием тоннельных укрытий при капельном орошении экономически выгодно. При сочетании факторов, обеспечивающих формирование планируемой урожайности баклажан на уровне 60 т/га (поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₁₈₀P₁₁₀K₂₀) внутренняя норма доходности проекта составляет 95,9 %, индекс доходности затрат - 1,66, что позволяет за расчетный период в 1 год с расчетной площади 1 га получить 195336 руб. чистого дисконтированного дохода.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В условиях Нижнего Поволжья весенние возвратные заморозки по средним многолетним данным возможны до середины мая. Поэтому при выращивании баклажан в открытом грунте целесообразно использовать временные тоннельные укрытия, которые позволяют избежать повреждения растений весенними заморозками и получать первую продукцию уже в 3-й декаде июня.

2. Высадку рассады в тоннельные укрытия проводить в зависимости от складывающихся погодных условий в период с 10 по 25 апреля при температуре почвы на глубине 8-10 см не ниже 12⁰ С.

3. Применять капельное орошение при выращивании баклажан с использованием тоннельных укрытий с обязательным выполнением следующих агроприемов:

- для производства 40 т/га плодов баклажан в наиболее ранние сроки вносить минеральные удобрения дозой N₁₀₀P₆₀K₀ с возможностью снижения предполивного порога влажности почвы до уровня 70 % НВ;

- для производства 60 т/га плодов баклажан с получением гарантированных урожаев вносить минеральные удобрения дозой N₁₈₀P₁₁₀K₂₀ в сочетании с поддержанием предполивного уровня 80 % НВ;

- для обеспечения максимальной экономической выгоды при минимальном расходовании воды на формирование урожая с возможностью получения до 70 т/га плодов баклажана минеральные удобрения вносить дозой N₂₆₀P₁₆₀K₁₉₀ с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 90 % НВ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Шенцева Е.В., Бочарникова О.В., Бочарников В.С., Николенко И.А. Затраты на капельное орошение окупаются за один год. Картофель и овощи». - 2007. -№ 7. - С. 30-31.

2. Бородычев В.В., Гуренко В.М., Глушихина Е.С., Шенцева Е.В. Выращивание ранних овощей с использованием тоннельных укрытий. Ж. Плодородие. - 2009. - № 5. - С.

3. Губер К.В., Шенцева Е.В.Выращивание ранних баклажанов с использованием тоннельных укрытий. Ж. Мелиорация и водное хозяйство, 2011. - № 1. - С.36-38.

4. Бородычев В.В., Глушихина Е.С., Шенцева Е.В., Гуренко В.М.Затраты на выращивание перца и баклажана в тоннелях при капельном орошении окупаются за один год. Ж. Картофель и овощи, 2010. - № 2. - С. 13-14.

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати:

5. Бородычев В.В., Гуренко В.М.. Шенцева Е.В. Минеральное питание овощных культур при капельном орошении. Мелиорация и водное хозяйство. Материалы научно-практической конференции «Повышение эффективности использования орошаемых земель Южного Федерального Округа (Шумаковские чтения). - 30 сентября 2005 г. - Новочеркасск, выпуск 4. - том 1. - г. Новочеркасск. - 2005. - С.35-39.

6. Шенцева Е.В. Оценка надежности систем капельного орошения. Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства// Сб.научных докладов 6-й международной школы молодых ученых /ГНУ НВ НИИСХ. - Волгоград, 2006. - с. 312-315.

7. Шенцева Е.В. К вопросу выбора показателей надежности элементов системы капельного орошения. Мелиорация сельскохозяйственных земель в ХХ1 веке: проблемы и перспективы. Доклады международной научно-практической конференции, Минск. - 20-22 марта 2007. - С. 345-348.

8. Губер К.В., Шенцева Е.В. Оценка работы систем капельного орошения в Волгоградской области. Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования Том 1. Материалы юбилейной международной научно-практической конференции (Костяковские чтения). - М.: Изд. ВНИИА, 2007. - С. 155-159. Губер К.В.

9. Бородычев, В.В. Салдаев А.М, Губаюк Ю.Д, Шенцева Е.В. К вопросу оценки качества распределения поливной воды водовыпусками гибких поливных трубопроводов систем капельного орошения. //Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: сб. научн. тр. Вып.3/Под общ. ред. Ю.А. Мажайского. - Рязань: Мещерский ф-л ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии, 2008. - С.39-45.

10. Шенцева Е.В. Приемы повышения продуктивности баклажан с использованием тоннельных укрытий. Альманах-2011. - Волгоградское отделение РЭА, РАЕН, Волгоградский госуниверситет. - Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2011. - С.311-319.

11. Дубенок Н.Н., Шенцева Е.В. К вопросу совершенствования технологии возделывания ранних баклажан. Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства: сб.научн. тр./ФГБОУ ВПО РГАТУ; под ред. Н.В. Бышова. - Рязань, 2011. - С.102-112.

12. Гуренко В.М., Шенцева Е.В. Производство ранней продукции баклажан при капельном орошении.Овощеводство и тепличное хозяйство, 2011, № 4. - С. 50-52.

- Изобретения, защищенные патентами РФ:

13. Овчинников А.С., Шенцева Е.В., Салдаев А.М., Бородычев В.В., Данилко О.В. Устройство для систем капельного орошения. Патент РФ на изобретение № 2243651 // Изобретения. Полезные модели. - 2005 г. - Бюлл. № 1.

14. Шенцева Е.В., Салдаев А.М. Система подготовки воды и подачи питательной смеси в почву при капельном орошении. Патент РФ на изобретение № 2304877 // Изобретения, полезные модели. - 2007. - Бюлл. № 24

15. Кизяев Б.М., Шенцева Е.В., Салдаев А.М., Бородычев В.В., Майер А.В., Долгополова Е.В., Губер К.В., Гуренко В.В. Стенд для исследования гибких поливных трубопроводов со встроенными в них капельницами. Патент РФ на изобретение № 2310320 // Изобретения, полезные модели. - 2007 г. - Бюлл. № 32.

16. Кизяев Б.М., Бородычев В.В., Шенцева Е.В., Гуренко В.М., Майер А.В., Губер К.В. Система капельного полива. Патент РФ на изобретение № 2322047 // Изобретения, полезные модели». - 2008. - Бюлл. № 1.

Размещено на Allbest.ru

...