Совершенствование агротехнических приемов возделывания моркови на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Совершенствование агротехнических приемов возделывания моркови на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Посевная площадь моркови в мире составляет около 1 млн. га, в России - 200 тыс. га, а в Волгоградской области 3,8 тыс. га. Средняя урожайность моркови в области не превышает 22 т/га при потенциальной урожайности современных сортов и гибридов моркови около 90 т/га.

Приоритетной задачей в комплексе мероприятий для повышения продуктивности посевов моркови является совершенствование агротехнических приемов ее возделывания при орошении в условиях засушливого климата юга России.

Одним из главных факторов, лимитирующих продуктивность посевов столовой моркови на мелиорируемых каштановых почвах, является отсутствие тщательной предпосевной обработки почвы, неправильное применение удобрений без учета режима орошения и биологических особенностей сортов и гибридов.

Агроклиматические условия Волгоградской области определяют орошение решающим фактором в системе агротехнических приемов возделывания овощных культур. При орошении моркови важно знать не только количество доставленной воды растениям, но также, каким способом и в какое время эта вода подана. Как известно, в зависимости от способа орошения изменяются затраты оросительной воды, свойства почв и продуктивность растений. Поэтому на посевах моркови перспективно применение капельного орошения.

Исследований по совершенствованию агротехнических приемов возделывания моркови при капельном орошении на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья до настоящего времени не проводилось. В связи с этим необходимо дать оценку нормам реакции моркови на условия водного и минерального питания по показателям роста, развития, формирования корнеплодов. Обосновать сочетание комплекса агротехнических и гидромелиоративных приемов, способствующих в условиях орошения формированию урожайности корнеплодов моркови на уровне 70 т/га.

Необходимость применения комплексного единого подхода в методах получения опытного материала с качеством и в объемах достаточных для четкого формализованного обоснования практически значимых выводов, разработка общих схем и моделей возделывания столовой моркови при капельном орошении является основным критерием актуальности проводимых исследований.

Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 г.).

Цель исследований - повышение эффективности возделывания моркови столовой за счет совершенствования агротехнических приемов, обеспечивающих рациональное расходование воды и минеральных удобрений при формировании корнеплодов моркови до 70 т/га.

В соответствии с этой программой исследовании предусматривалось решение следующих задач:

1. С учетом биологических особенностей моркови оценить научно обоснованные уровни продуктивности этой культуры и возможности их реализации.

2. Установить закономерности роста, развития моркови, формирования корнеплодов в зависимости от условий водного и минерального питания.

3. Обосновать основные элементы технологии капельного орошения моркови, обеспечивающие поддержание влажности в активном контуре увлажнения почвы для формирования планируемой урожайности корнеплодов.

4. Дать оценку комплексного влияния орошения и удобрений, метеорологической среды региона исследования на формирование эвапотранспирации посевов моркови.

5. Провести экономический анализ эффективности проведения агротехнических приемов при выращивании корнеплодов моркови в различных сочетаниях уровня водного и минерального питания растении, оценить инвестиционную привлекательность производства корнеплодов моркови при капельном орошении.

Научная новизна работы определяется новыми подходами к обоснованию основных агротехнических приемов возделывания столовой моркови, основанных на тщательной предпосевной подготовке почвы, включений капельного орошения с использованием фертигации, направленных на наиболее полную реализацию потенциала продуктивности моркови сорта Шантенэ 2461.

В комплексной взаимосвязи установлены параметры формирования урожая при различном сочетании урожаеобразующих факторов, уточнены биоклиматические температурные коэффициенты, используемые для управления водным режимом почв.

Основные положения, выносимые на защиту:

- комплекс агротехнических и гидромелиоративных приемов (предпосевная обработка почвы, режимы капельного орошения и дозы удобрений, внесенные способом фертигации) в наибольшей степени согласующихся с биологическими особенностями растений, способствующих в условиях орошения на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья формированию урожайности корнеплодов моркови до 70 т/га

- закономерности влияния водного и минерального питания на водопотребление и продуктивность моркови при возделывании на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья

- модель технологического процесса возделывания корнеплодов моркови при капельном орошении в сочетании с минеральным питанием

- экономическое обоснование эффективности агротехнических приемов возделывания столовой моркови в условиях орошения.

Достоверность результатов исследований подтверждается большим объемом результатов экспериментальных исследований, выполненных с применением современных, апробированных и стандартизированных методик, применением общепринятых методов математического анализа и данными производственной проверки.

Практическая значимость результатов исследований работы определяется разработкой и практической реализацией на орошаемых светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья усовершенствованной технологии возделывания столовой моркови с использованием систем капельного орошения, обеспечивающих устойчивое формирование урожайности корнеплодов моркови около 70 т/га.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию корнеплодов моркови с использованием систем капельного орошения проводилась в КФХ «В.Д. Выборнов» на площади 4 га, СПК «Престиж» (10 га), СПК «Овощевод» (10 га) Ленинского района, ИП «Казаченко С.В.» (2 га) Городищенского района Волгоградской области подтвердила возможность получения урожайности корнеплодов моркови 62,9-68,6 т/га и в среднем чистого дохода 352 тыс. руб./га.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях «Проблемы развития мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (Москва, 11-14 апреля 2011 г.), «Инновационные технологии в мелиорации» (Костяковские чтения, ГНУ ВНИИГиМ, Москва, 12-13 апреля 2011 г.), «Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (ФГНУ ВНИИ «Радуга», 11.10.2010 г.), «Мелиорация и водное хозяйство ХХI века. Наука и образование (Посвященная 170-летию Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, 3-4 июня 2010 г., Горки), «Научные основы современного овощеводства» (Посвященная 80-летию создания ГНУ ВНИИО, 18-20 октября 2010 г., Москва), Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (ВГСХА, 26-28 января 2010 г., Волгоград), «Современные направления повышения эффективности использования мелиорированных территорий и охраны земель» (посвященная 45-летию эколго-мелиоративного факультета, 9-11 ноября 2009 г., ВГСХА, Волгоград), «Повышение эффективности мелиораций и сельскохозяйственного использования мелиорированных земель» (посвященная 80-летию Национальной академии наук Беларуси, 15-16 сентября 2009 г., Минск), «Мелиорация и водное хозяйство ХХI века. Наука и образование» (4-6 июня 2009 г., Горки), «100-летие мелиоративной науки в России и 85-летие ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» (24-25 ноября 2009 г., ВНИИГиМ, Москва), на научных чтениях «Современные энерго- и ресурсосберегающае экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (посвященные памяти члена корреспондента РАСХН и НАНКР, академика МАЭП и РАВН Бочкарева Я.В., 9 декабря 2009 г., Рязань). В составе творческого коллектива награждена Дипломом ВВЦ Золотая осень «За разработку и внедрение инновационной технологии возделывания овощных культур при капельном орошении» г. Москва, 2010 г. Награждена дипломом смены Зворыкинского проекта «Инновации и техническое творчество» Форума Селигер - 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа, в том числе 8 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 189 страницах. Работа содержит 29 таблиц, 17 рисунков, 33 приложения. Библиографический список включает 241 наименования, в том числе 6 иностранных. Доля личного участия автора в проведенных исследованиях не менее 80%.

Содержание работы

морковь корнеплод капельный орошение

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, представлена новизна полученных результатов и их практическое значение.

В первой главе «Особенности возделывания моркови в зоне недостаточного увлажнения (состояние вопроса)» приведен анализ современного состояния вопроса по проблеме интенсификации производства корнеплодов моркови, в том числе возможности использования преимуществ капельного орошения.

Разработке теоретических основ и технологий выращивания моркови обеспечивающих реализацию потенциала продуктивности посвящен ряд работ многих авторов (С.С. Литвинов, А.В. Борисов, Н.А. Рабунец, В.П. Переднев, М.С. Петрова, С.В. Сарана, А.В. Шатковский, С.С. Ванеян, М.А. Рябов, Ю.Ю. Лемякин и др.). Накопленный научный опыт отражает необходимость усовершенствования элементов агротехники возделывания моркови для повышения эффективности использования орошаемых земель.

Обобщение теоретических наработок и экспериментального материала позволило обосновать направление и разработать программу исследований, направленную на повышение эффективности производства столовой моркови за счет совершенствования агротехнических мероприятий.

Во второй главе «Программа, условия и методы исследований» приведена характеристика почвенных и погодных условий, программа и методика полевых исследований.

Полевые исследования проводились в 2008-2010 годах в КФХ «В.Д. Выборнов» Ленинского района Волгоградской области, опытное поле оборудовано системой капельного орошения. Полевой опыт закладывался по двухфакторной схеме и включал варианты по водному режиму почвы (фактор А) и режиму минерального питания (фактор В).

Схемой опыта по водному режиму почвы (фактор А) предусмотрены следующие варианты: А1 - поддержание предполивного порога влажности почвы в слое 0,4 м, дифференцированно 70% НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80% НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 70% НВ от технической спелости до уборки; А2 - поддержание предполивного порога влажности почвы в слое 0,4 м, дифференцированно 70% НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80% НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80% НВ от технической спелости до уборки; А3 - поддержание предполивного порога влажности почвы в слое 0,4 м, дифференцированно 70% НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 90% НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80% НВ от технической спелости до уборки; А4 - поддержание предполивного порога влажности почвы в слое 0,4 м, дифференцированно 70% НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80% НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 90% НВ от технической спелости до уборки (рис. 1).

По пищевому режиму посева моркови предусмотрено внесение минеральных удобрений дозами, рассчитанными на планирование уровня урожайности 40, 50, 60 и 70 т/га. В1 - внесение минеральных удобрений дозой N₆₀P₃₀K₃₀ на планируемый урожай корнеплодов моркови 40 т/га. В2 - внесение минеральных удобрений дозой N₉₀P₄₀K₈₀ на планируемый урожай корнеплодов моркови 50 т/га. В3 - внесение минеральных удобрений дозой N₁₂₀P₅₀K₁₃₀ на планируемый урожай корнеплодов моркови 60 т/га. В4 - внесение минеральных удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ на планируемый урожай корнеплодов моркови 70 т/га.



Рис. 1. Схема полевого опыта

На всех вариантах опыта рельеф, почвенные, гидрологические условия были идентичны. Для исключения влияния почвенных разностей опыты закладывали в четырехкратной повторности

Площадь опытного участка 1 га, площадь варианта по режиму орошения - 0,25 га, по пищевому режиму площадь учетной делянки 150 м².

В соответствии с методикой полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985 г.), методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (С.В. Мельников, 1980 г.), методикой Госсортсети (1971 г.), методическими рекомендациями ВАСХНИЛ (Г.Ф. Никотенко Г.Ф., 1982 г., С.С. Ванеян, 1985 г.) опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими учетами, определением основных показателей фотосинтетической деятельности и урожайности. Гранулометрический состав почв определяли по методике Н.А. Качинского (1970 г.), плотность сложения - методом режущего кольца, наименьшую влагоемкость - методом заливаемых площадок, содержание минеральных элементов в почве - стандартными методами (ГОСТ 26205, ГОСТ 26951-86). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75), и с помощью тензиометров.

Опытный орошаемый участок, расположен в подзоне светло-каштановых почв. Гранулометрический состав почв опытного участка средне и легкосуглинистый. Плотность твердой фазы почвы опытного участка в пределах слоя мощностью 1,0 м изменяется от 2,39 до 2,57 т/м³. Влажность почв при наименьшей влагоемкости изменялась от 25,9-24,8% в пахотном слое до 21,3% от массы сухой почвы на глубине 1,0 м. В расчетном слое 0,4 м наименьшая влагоемкость составила 24,3% от массы сухой почвы. Влажность устойчивого завядания растений в пахотном слое равна 14,4% от сухой почвы. Почвы характеризуются низким содержанием гумуса с колебанием в пределах пахотного слоя от 0,95 до 2,28%. Реакция почвенной среды близка к нейтральной, с тенденцией в сторону увеличения рН с увеличением глубины взятия образцов: от 6,4 - 6,7 в пахотном слое, до 7,5 на глубине 1,0 м. Обеспеченность почв опытного участка легкогидролизуемым азотом низкая (39 мг/кг сухой почвы), подвижным фосфором и обменным калием средняя (35,6 и 331,3 мг/кг сухой почвы).

По совокупности гидротермических показателей вегетационного периода столовой моркови 2008 год характеризуется как среднесухой (обеспеченность осадками 64,3%), 2009 год - средневлажный (35,7%), 2010 год - острозасушливый (86,9%).

Расчет поливного режима корнеплодов моркови был ориентирован на увлажнение 0,4 - метрового слоя почвы. Норма высева семян в опытах составила 1 млн. шт./га. Посев осуществляется вакуумной сеялкой точного высева фирмы Gaspardo. Глубина заделки семян 1,5-2 см. При выращивании моркови применялась 4-х строчная ленточная схема размещения растений (рис. 2).



Рис. 2 Схема посева моркови четырехстрочным ленточным способом

Морковь очень требовательна к качеству обработки почвы. После уборки предшественника проводилось лущение тяжелыми дисковыми боронами БДТ-3 на глубину 0,06-0,08 м. Вспашка проводилась лемешно-отвальными плугами ПЛН-5-35 в агрегате с трактором Т-4А на глубину 0,25…0,27 м. Предпосевная обработка почвы проводилась фрезой-грядоделателем HORTECH «AF SUPER». Такая система подготовки почвы обеспечивает мелкокомковатую структуру в зоне развития корней растений (это обеспечивает правильную форму корнеплодов и высокую товарность продукции), исключает переуплотнение подпахотного горизонта, помогает сохранить благоприятные условия в течение всей вегетации, создает условия для качественного посева, а также уборки корнеплодов машинным способом без использования ручного труда.

Для орошения использовали комплект капельного оборудования греческой фирмы «Eurodrip», с расстояниями между капельницами 0,4 м. Расход одной капельницы 1,6 л/ч. Подача удобрений с поливной водой осуществляли с помощью инжектора.

В третьей главе «Водопотребление и водный режим почвы» представлены результаты исследований по изучению закономерностей формирования водного режима почвы при капельном орошении столовой моркови, исследована динамика водопотребления культуры во взаимосвязи с уровнем формируемой урожайности стандартных корнеплодов.

Исследованиями установлено, что наибольшее влияние на суммарное водопотребление моркови оказывали погодные условия, складывающиеся в период вегетации (79,6%). Важным по значимости фактором, определяющим изменение величины суммарного водопотребления моркови, является уровень минерального питания (12,0%). Доля участия водного режима почвы в изменении величины суммарного водопотребления не превышала 6,6%.

Наибольшим суммарным водопотреблением в опыте характеризовались посевы моркови на участках варианта, где влажность почвы в течение вегетационного периода поддерживали дифференцированно на уровне 70-90-80% НВ, а удобрения вносили дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀, рассчитанной на формирование до 70 т/га корнеплодов. В среднем за годы исследований суммарное водопотребление моркови составило 5133 м³/га, что на 113 м³/га или 2,3% больше, чем при поддержании предполивного уровня 70-80-70% НВ, на 70 м³/га больше, чем на варианте с порогом предполивной влажности почвы 70-80-80% НВ, и на 36 м³/га больше, чем на варианте с дифференцированным порогом предполивной влажности почвы 70-80-90% НВ (табл. 1).

Таблица 1. Водопотребление моркови при капельном орошении, м³/га

Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Вариант водного режима	Суммарное водопотребление, м3/га	Коэффициент водопотребления, м3/т
		2008 г.	2009 г.	2010 г.	Среднее
N60P30K30	70-80-70	4890	4380	4600	4623	108
	70-80-80	4930	4420	4650	4667	102
	70-90-80	5170	4510	4780	4820	104
	70-80-90	4970	4460	4710	4713	105
N90P40K80	70-80-70	5010	4510	4750	4757	96
	70-80-80	5060	4570	4800	4810	89
	70-90-80	5270	4690	4890	4950	90
	70-80-90	5210	4600	4830	4880	94
N120P50K130	70-80-70	5140	4630	4870	4880	84
	70-80-80	5170	4660	4920	4917	78
	70-90-80	5350	4740	5020	5037	79
	70-80-90	5310	4690	4960	4987	84
N150P60K180	70-80-70	5300	4730	5030	5020	81
	70-80-80	5360	4740	5090	5063	76
	70-90-80	5460	4780	5160	5133	75
	70-80-90	5440	4750	5100	5097	80

В годы исследований за счет поступления атмосферных осадков потребление влаги посевами моркови возмещалось на 15,3-16,6% в 2008 году, 22,7-24,7% в 2009 году и 14,0-15,4% в 2010 году.

Среднее за годы исследований суммарное водопотребление моркови в период «посев - всходы» составило 133 м³/га, в период «всходы - формирование 2-го листа» - 320 м³/га. За период от посева до формирования 2 листа при поддержании предполивной влажности почвы 70% НВ ежегодно было проведено по два полива нормой 250 м³/га. В период формирования 2-5 листа при поддержании предполивного порога 80% НВ водопотребление возрастало в среднем до 807-900 м³/га, для возмещения которого потребовалось провести 4-5 поливов нормой 166 м³/га. При поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне 90% НВ, в эту же фазу вегетации потребовалось в среднем 9-10 поливов поливной нормой 82 м³/га. В период формирования 5-7 листов на аналогичном варианте по уровню предполивной влажности почвы суммарное водопотребление в среднем за годы исследований составило 1050-1140 м³/га, для возмещения которого году потребовалось провести от 11 до 15 поливов поливной нормой 82 м³/га.

При поддержании уровня предполивной влажности 80% НВ в фазу «5-7 листов» суммарное водопотребление моркови сформировалось на уровне 970-1127 м³/га, для возмещения которого каждый год поливы проводились поливной нормой 166 м³/га, что обеспечивалось 4-6 поливами (рис. 3).



Рис. 3. Водный режим почвы в посевах моркови (70-90-80% НВ)

При поддержании предполивного порога влажности почвы 90% НВ суммарное водопотребление моркови составило 1547-1697 м³/га. На участке в 2008 г. Было проведено 20-21 полив, в 2009 г. - 10-11 поливов, в 2010 г. - 14 поливов.

В период технической спелости моркови, вследствие снижения температурной напряженности, интенсивность иссушения расчетного слоя почвы снижалась, поэтому динамика водопотребления носила убывающий характер.

Наиболее интенсивно вода посевами моркови потреблялась на фоне внесения минеральных удобрений дозой N₁₅₀P₉₀K₁₈₀ при поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 70-90-80% НВ (43,1 м³/га в сут.). При внесении минеральных удобрений дозой N₉₀P₄₀K₈₀, интенсивность водопотребления, в среднем составила 41,9-42,3 м³/га в сут., что на 0,5 м³/га в сут., больше чем при дозе удобрений N₁₂₀P₅₀K₁₃₀.

В среднем за годы исследований, наибольший расход воды 108 м³, на формирование 1 тонны урожая моркови был отмечен на участке варианта с поддержанием предполивного порога влажности почвы на уровне 70-80-70% НВ и дозе внесения удобрений N₆₀P₃₀K₃₀. При повышении предполивного порога до 90% НВ в фазу «техническая спелость-уборка» коэффициент водопотребления в среднем уменьшился на 3 м³/т и составил 105 м³/т, что практически не отличалось от варианта, где поддерживали предполивной порог влажности почвы на уровне 70-90-80% НВ (104 м³/т).

С увеличением доз вносимых удобрений наблюдается тенденция к уменьшению коэффициента водопотребления. Наименьшие показатели коэффициента водопотребления обеспечиваются при внесении N₁₅₀P₆₀K₁₈₀. Затрачивая в среднем от 75 до 81 м³/т, посевы формируют урожай корнеплодов на уровне 64 - 69 т/га.

На основании математического анализа экспериментальных данных с использованием статистических программных продуктов и ЭВМ нами получены регрессионные зависимости, описывающие закономерности изменения коэффициента водопотребления моркови для регулируемых условий водного и минерального питания растения (рис. 4).



Рис. 4. График изменения коэффициента водопотребления моркови при регулируемых условиях водного и минерального питания растений.

Зависимость представлена полиномиальным уравнением вида:

К=918,46-0,27N+0,34V+0,0022N²+0,000036V²-0,0001NV;

где К - коэффициент водопотребления, м³/т; N - доза внесения минерального азота, кг д.в./га; V = М+О - показатель водообеспеченоости, м³/га; М - оросительная норма, м³/га; О - осадки, м³/га.

Полученная аналитическая зависимость характеризуется высокой степенью надежности. Величина коэффициента детерминации составила 0,93.

В четвертой главе «Основные показатели фотосинтетической деятельности посевов моркови в зависимости от изучаемых агроприемов» приведены результаты влияния водного и минерального питания на прохождение растениями фенологических фаз, фотосинтетическую деятельность, формирование урожайности и качество корнеплодов моркови.

Анализ экспериментальных данных подтверждает гипотезу о существенном влиянии условий водного и минерального питания растений на фотосинтетические показатели посевов моркови. Масса сухого вещества моркови при капельном орошении на участках наименее обеспеченных водой и элементами минерального питания была более, чем в 1,5 раза меньше в сравнении с наиболее удобренными вариантами, где влажность почвы поддерживали дифференцированно по фазам развития растений на уровне 70-90-80% НВ.

Посевы с наибольшей массой накопленного сухого вещества в опыте формировались при поддержании порога предполивной влажности почвы 70-90-80% НВ в сочетании с внесением расчетной дозы удобрений, N₁₅₀P₆₀K₁₈₀. В среднем за годы исследований при таком сочетании факторов было накоплено 9,74 т/га сухого вещества.

Установлено, что наибольшие значения максимальной площади листьев (32,8 - 34,9 тыс. м²/га) формировались на фоне удобрений N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ при поддержании предполивного порога влажности почвы 70-90-80% НВ. Это на 8,1% больше, чем на варианте минерального питания N₆₀P₃₀K₃₀ (30,9 тыс. м²/га), на 5,2 и 2,3% больше в сравнении с внесением N₉₀P₄₀K₈₀ (31,8 тыс. м²/га) и N₁₂₀P₅₀K₁₃₀ (32,7 тыс. м²/га) соответственно.

Урожайность корнеплодов моркови в среднем за годы исследований изменялась от 42,7 т/га при поддержании порога предполивной влажности почвы дифференцированно по фазам развития растений на уровне 70-80-70% НВ и дозе внесения удобрений N₆₀P₃₀K₃₀ до 68,6 т/га при поддержании предполивного уровня 70-90-80% НВ в сочетании с внесением удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ (табл. 2).

Наименьшая урожайность отмечена на вариантах с внесением удобрений дозой N₆₀P₃₀K₃₀ и составила 42,7-46,3 т/га. Повышение предполивного порога влажности почвы с 70 до 80 и 90% НВ в период «начало технической спелости - уборка» давало статистически значимую прибавку урожая корнеплодов моркови.

Повышение уровня минерального питания до N₉₀P₄₀K₈₀ обеспечивало статистически достоверную прибавку урожая корнеплодов моркови в среднем за годы исследований на 17,8-19,7%. Общая продуктивность посевов моркови возрастала до 50,3-55,0 т/га.

Таблица 2. Динамика показателей продуктивности моркови по вариантам опыта (среднее 2008-2010 гг.)

Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га	Вариант водного режима почвы	Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га	Урожайность, Y т/га	?Y на каждом агрофоне	Фотосинтетический потенциал, тыс. м2 сут./га	Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут.	Масса сухого вещества, т/га
				т/га	%
N60P30K30	70-80-70	30,9	42,7	-	-	1733	3,4	5,93
	70-80-80	30,9	45,8	3,1	7,3	1776	3,5	6,24
	70-90-80	31,6	46,3	3,6	8,4	1850	3,6	6,73
	70-80-90	30,9	44,4	1,7	4,0	1838	3,5	6,49
N90P40K80	70-80-70	31,8	50,3	-	-	1829	3,7	6,83
	70-80-80	31,8	54,8	4,5	8,9	1885	3,9	7,28
	70-90-80	32,3	55,0	4,7	9,3	1967	4,0	7,82
	70-80-90	31,8	52,3	2,0	4,0	1948	3,9	7,57
N120P50K130	70-80-70	32,7	59,9	-	-	1912	4,0	7,78
	70-80-80	32,7	64,3	4,4	7,3	1978	4,1	8,17
	70-90-80	33,1	65,5	5,6	9,3	2046	4,3	8,80
	70-80-90	32,7	61,8	1,9	3,2	2040	4,1	8,50
N150P60K180	70-80-70	33,4	62,9	-	-	2008	4,3	8,65
	70-80-80	33,4	67,3	4,4	7,0	2071	4,3	9,01
	70-90-80	34,0	68,6	5,7	9,1	2134	4,6	9,74
	70-80-90	33,4	64,4	1,5	2,4	2110	4,4	9,27
НСР05 для частных средних	0,58	2,38					0,44
НСР05 фактор А	0,29	1,19					0,22
НСР05 фактор В	0,29	1,19					0,22

На основании математического анализа экспериментальных данных с использованием статистических программных продуктов получена регрессионная зависимость изменения урожайности корнеплодов моркови от условий водообеспечения растений и доз минерального питания (рис. 5).

Зависимость представлена полиномиальным уравнением вида:

U=-512,09-0,045N+0,23V+0,001N²+0,000025V²+0,000106NV;

где U - уровень формируемой урожайности моркови, т/га; N - уровень внесения минерального азота, кг д.в./га; V = М+О - показатель водообеспечености, м³/га; М - оросительная норма, м³/га; О - осадки, м³/га.

Полученные аналитические зависимости характеризуются высокой степенью надежности. Величина коэффициента детерминации составила 0,96.

Решение данных зависимостей и экспериментальный материал, полученный по результатам трех лет исследований, позволяет обосновать условия получения различных уровней урожайности корнеплодов моркови.

Удобрение и орошение в комплексе оказывают существенное влияние на химический состав корнеплодов. С увеличением влажности почвы наблюдается тенденция снижения, прежде всего содержания сухого вещества и нитратов в корнеплодах.



Рис. 5. График изменения урожайности моркови при регулируемых условиях водного и минерального питания растений

Так, при повышении предполивной влажности почвы с 70 до 80% НВ в фазу «техническая спелость - уборка» на фоне внесения удобрений N₆₀P₃₀K₃₀ содержание сухого вещества в корнеплодах моркови уменьшалось с 11,6 до 11,3%, а при увеличении предполивной влажности почвы до 90% НВ уменьшалось до 11,1%. Поддержание предполивного порога влажности почвы, дифференцированно по фазам развития растений, 70-90-80% НВ снижает содержание сухого вещества в корнеплодах моркови до 10,9%. В годы исследований концентрация нитратов в товарных корнеплодах в зависимости от доз внесения удобрений изменялась в пределах 128,2 - 146,0 мг/кг, что в 1,7-1,9 раза меньше допустимого содержания нитратов в корнеплодах моркови (ПДК - 250 мг NО₃/кг).

Увеличение дозы внесения минеральных удобрений способствует накоплению сухого вещества в корнеплодах. Содержание сухого вещества под влиянием удобрений варьирует в пределах 10,9-12,0%.

Улучшение условий минерального питания растений моркови способствует увеличению концентрации каротина с 8,4-8,7 мг% на варианте с дозой внесения минеральных удобрений N₆₀P₃₀K₃₀, рассчитанных на получение урожайности 40 т/га до 10,3 мг% на варианте N₁₅₀P₆₀K₁₈₀.

Под действием удобрений отмечено увеличение содержания сахаров в корнеплодах моркови. На фоне удобрений дозой N₆₀P₃₀K₃₀ содержание сахаров находится в пределах 5,77-6,03%, повышение дозы минеральных удобрений до N₉₀P₄₀K₈₀ увеличивало содержание сахаров в корнеплодах до 6,18-6,24%.

При внесении N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ и поддержанием влажности почвы 70-80-70% НВ показатели сухого вещества (12,0%), суммы сахаров (6,59%) и каротина (10,3 мг%) оказались наилучшими. Содержание нитратов (146,0 мг/кг) не превышало ПДК.

Использование установленных закономерностей синтеза и накопления органического вещества посевами моркови позволяет регулировать условия выращивания в течение вегетационного периода с целью обеспечения оптимального соотношения расходования производственных ресурсов и выхода хозяйственно ценной части продукции.

В пятой главе «Экономическое обоснование параметров эффективного производства корнеплодов моркови при капельном орошении» представлены результаты оценки сочетаний водного режима почвы и доз внесения минеральных удобрений для производства корнеплодов моркови при капельном орошении.

Усовершенствованная технология возделывания моркови включает перечень последовательного применения агроприемов для получения урожаев корнеплодов моркови 70 т/га (рис. 6).



Рис. 6. Сетевой график возделывания корнеплодов моркови

Экономический эффект применения различных агроприемов определяли по разности стоимости произведенной продукции и производственных затрат на возделывание моркови по вариантам опыта.

Улучшение условий минерального питания растений приводит к дополнительным расходам, складывающимся из затрат на приобретение, доставку, внесение минеральных удобрений и уборку дополнительного урожая. Дополнительные затраты в зависимости от варианта опыта изменялись от 12401,5 до 20757,5 руб./га, что существенно ниже стоимости дополнительной продукции, которая составляла 69600-178400 руб./га. Максимальное значение чистого дохода, полученного за счет улучшения минерального питания, отмечено на варианте с внесением минеральных удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀. Наибольшие показатели окупаемости дополнительных затрат (9,0 руб.) наблюдаются на варианте с внесением минеральных удобрений дозой N₁₂₀P₅₀K₁₃₀.

Улучшение условий водообеспеченности посевов моркови способствовало росту основных экономических показателей возделывания культуры. На вариантах с порогом предполивной влажности почвы 70-80-80 и 70-90-80% НВ стоимость дополнительной продукции (35200-44800 руб./га) превышала дополнительные затраты (16029,6-17143,0 руб./га) связанные с изменением водообеспечения растений. В среднем чистый доход (325 тыс. руб./га) получен на фоне внесения удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ и поддержании предполивного порога влажности почвы.

Выводы

1. Почвенно-климатические ресурсы Нижнего Поволжья в сочетании с регулированием условий водного режима и минерального питания растений позволяют формировать 40-70 т/га стандартных корнеплодов моркови.

2. Мелкокомковатая структура почвы в зоне развития корней растений, формирование правильной формы корнеплодов и высокая товарность продукции обеспечиваются проведением предпосевной обработки почвы фрезой грядоделателем HORTECH «AF SUPER»

3. При выращивании моркови с применением 4-х строчной ленточной схемы размещения растений и нормы высева семян 1 млн. шт./га полнота всходов составляла 89-93%. Выживаемость растений моркови к уборке в зависимости от погодных условий вегетационного периода изменялась от 81 до 90%.

4. Наиболее эффективно на формирование урожая вода расходовалась на участках поддержания порога предполивной влажности почвы 70-90-80% НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀. Коэффициент водопотребления 75 м³/т.

5. В засушливых условиях региона исследований основной приходной статьей водного баланса является оросительная вода. В зависимости от принятого режима капельного орошения моркови доля оросительной воды в балансе изменяется от 77,4 до 80,3%, осадков от 17,8 до 18,9%, почвенных влагозапасов от 1,7 до 3,5%.

6. Среднесуточный расход воды по межфазным периодам роста и развития моркови изменяется в пределах 16,9-62,9 м³/га, достигая максимума в период технической спелости корнеплодов моркови.

7. Уровень формируемой урожайности корнеплодов моркови тесно коррелирует с основными показателями фотосинтетической деятельности посевов. Урожайность корнеплодов моркови 70 т/га формируется при средних значениях площади листьев 32,8-34,9 тыс. м²/га, чистой продуктивности фотосинтеза 4,3-4,6 г/м²в сут., фотосинтетического потенциала 2008-2134 тыс. м² в сут./га, накоплении сухой биомассы 8,65-9,74 т/га.

8. Биохимическая оценка корнеплодов моркови сорта Шантенэ 2461 показала, что увеличение дозы внесения минеральных удобрений способствовало накоплению сухого вещества 10,9-12,0%, суммы сахаров 6,44-6,59%, каротина 9,7-10,3 мг%. Концентрация нитратов в товарных корнеплодах в зависимости от доз внесения удобрений изменялась в пределах 128,2 - 146,0 мг/кг, что в 1,7-1,9 раза меньше допустимого содержания нитратов (ПДК - 250 мг NО₃/кг).

9. Разработанная модель технологии возделывания корнеплодов моркови, включающая перечень последовательного применения агротехнических приемов, обеспечивает при капельном орошении и минеральном питании формирование урожая корнеплодов моркови на уровне 70 т/га.

10. Экономическая оценка рекомендуемых элементов технологии возделывания столовой моркови при капельном орошении свидетельствует о высокой их эффективности. Поддержание дифференцированного по фазам развития уровня предполивной влажности почвы 70-90-80% НВ в сочетании с внесением удобрений N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ обеспечивает формирование до 70 т/га корнеплодов и получение чистого дохода до 325 тыс. руб./га.

Предложения производству

При возделывании моркови на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья с использованием систем капельного орошения для получения 70 т/га товарной продукции корнеплодов необходимо:

- базовую систему подготовки почвы дополнить проведением предпосевной обработки фрезой-грядоделателем HORTECH «AF SUPER», что обеспечивает мелкокомковатую структуру в зоне развития корней растений, правильную форму корнеплодов и высокую товарность продукции;

- экономически целесообразно поддерживать порог предполивной влажности почвы на уровне 70-90-80% НВ в слое 0,4 м, внесение минеральных удобрений дозой N₁₅₀P₆₀K₁₈₀ осуществлять с помощью фертигации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Мартынова А.А. Орошение и удобрение моркови / А.А. Мартынова // Плодородие. - 2009. - №4. - С. 36-37 (авт. 0,25 п.л.).

2. Бородычев, В.В. Применяйте удобрения с учетом режимов капельного орошения / В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Картофель и овощи. - 2009. - №8. - С. 10-11 (авт. 0,12 п.л.).

3. Бородычев, В.В. Водопотребление и продуктивность моркови при капельном орошении / В.В. Бородычев, А.В. Шуравилин, А.А. Мартынова // Агро-XXI век. - 2010 г. - №7-8. - С. 42-43 (авт. 0,06 п.л.).

4. Дубенок, Н.Н. Минеральное питание - важный ресурс повышения продуктивности моркови при капельном орошении / Н.Н. Дубенок, В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - №7. - С. 24-26 (авт. 0,07 п.л.).

5. Мартынова А.А. Орошение, удобрение и качества моркови / А.А. Мартынова // Агрохимический вестник. - 2010. - №3. - С. 15-18 (авт. 0,23 п.л.).

6. Бородычев, В.В. Водопотребление и урожай моркови при капельном орошении / В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Мелиорация и водное хозяйство. - 2011. - №1. - С. 39-41 (авт. 0,12 п.л.).

7. Бородычев В.В. Режим орошения и минеральное питание моркови / В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Мелиорация и водное хозяйство. - 2011. - №1.-С. 39-41 (авт. 0,11 п.л.).

8. Бородычев, В.В. Управление реализацией потенциальной продуктивности моркови / В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011.- №1 (21). - С. 17-23 (авт. 0,19 п.л.).

Размещено на Allbest.ru

...