Ростовская область является очень важным сельскохозяйственным регионом Российской Федерации. Почвенно-климатические и экономические условия области весьма благоприятны для роста и развития многих сельскохозяйственных культур, поэтому здесь достаточно эффективно возделываются пшеница и ячмень, рис, подсолнечник, соя, овощи и картофель [1]. В то же время нельзя говорить о полном использовании потенциала области, ведь лимитирующим фактором здесь остаются сложные условия увлажнения [2, 3].

Картофель в мировом сельскохозяйственном производстве является одной из самых ценных культур наряду с пшеницей, рисом, кукурузой. Картофель - растение, требовательное к влаге, высокие и устойчивые урожаи он дает только на орошаемых землях. По сравнению с возделыванием в богарных условиях, при орошении урожайность картофеля может увеличиваться до 200 % и более [4-6].

Для полива сельскохозяйственных угодий применяются различные дождевальные машины, системы и установки как отечественного, так и зарубежного производства [7]. Наибольшей популярностью у сельхозтоваропроизводителей пользуются дождевальные машины Reinke, Valley и Zimmatic, которых на территории области в 2015 г. работало 130 единиц (72,6 % от общего количества) [8]. Достоинствами дождевальных машин Valley и Zimmatic, позволившими выбрать их для проведения наших исследований, явились наличие множества опций, позволяющих поливать практически все сельскохозяйственные культуры и на любых площадях, хорошее качество дождя, способность работать на склонах до 15 %, низкое давление на входе в машину (2,5-3,0 атм.), возможность внесения удобрений и средств защиты растений с поливной водой, низкие затраты труда [9].

Согласно политике импортозамещения, основной задачей сельхозпроизводителей является получение стабильно высоких урожаев возделываемых культур. В этих целях применяются новые высокоурожайные сорта сельскохозяйственных культур, в т. ч. картофеля. Известно, что они расходуют на фотосинтез значительно больше энергии, чем ранее использовавшиеся сорта, и, следовательно, более требовательны к влаге [10].

Однако в производственных условиях зачастую применяются либо режимы орошения, разработанные десятилетиями ранее, либо режимы орошения, рекомендуемые производителями дождевальной техники, не адаптированные к почвенно-климатическим условиям конкретной территории.

В связи с этим цель исследований заключалась в разработке и научном обосновании режима орошения картофеля при поливах современной дождевальной техникой в условиях центральной орошаемой зоны Ростовской области.

Материалы и методы. Исследования проводились в 2014-2015 гг. на землях хозяйств Семикаракорского района Ростовской области: КФХ "Юзефов Н. Н." и ООО "Исток-1". Хозяйства выращивают высокоурожайные сорта картофеля по современным технологиям. Орошение проводится современной дождевальной техникой зарубежного производства.

При проведении исследований определялась влажность в активном слое почвы. Величина влажности почвы затем учитывалась при установлении сроков полива картофеля, так как она не должна быть меньше нижнего оптимального предела, особенно в критические периоды развития сельскохозяйственных культур. Результаты наблюдений за влажностью почвы также использовались для прогнозирования влагообеспеченности картофеля по периодам роста и развития.

В течение вегетационных периодов на опытных участках (ОУ) определялись водно-физические и агрохимические свойства почвы, проводились наблюдения за качеством оросительной воды, за ростом и развитием растений картофеля, производился учет биологической урожайности, изучалась динамика влажности почвы. Все исследования проводились по общепринятым методикам [11-14].

Почвенные условия в хозяйствах отличались незначительно. Почвы представлены черноземами обыкновенными. Наименьшая влагоемкость (НВ) в расчетном слое почвы (0-60 см) составляла в среднем 28,1 %, скважность - 54 %, плотность сложения - 1,33 г/см³. Различной была обеспеченность питательными веществами (NO₃, P₂O₅, K₂O) в начале вегетации, но разница восполнялась достаточным внесением минеральных удобрений.

Содержание солей в расчетном слое почвы изучаемых участков было невысоким, грунтовые воды залегали на глубине более 5 м.

Поливная вода на всех орошаемых участках использовалась из Донского магистрального канала с минерализацией 0,38-0,40 г/дм³, рН = 7,35, что полностью соответствовало условиям ее применения для орошения.

Все вышесказанное позволило сделать вывод, что почвы рассматриваемых участков вполне пригодны для выращивания сельскохозяйственных культур, в частности картофеля, при орошении.

Климатические условия 2014 и 2015 гг. можно охарактеризовать как не совсем благоприятные для произрастания сельскохозяйственных культур: осадки выпадали неравномерно, в целом за вегетационный период 2014 г. их сумма составила 177,5 мм, что на 40,5 мм ниже нормы. За вегетационный период 2015 г. сумма осадков составила 205,0 мм, что на 10,0 мм ниже нормы. В целом вегетационные периоды 2014 и 2015 гг. можно охарактеризовать как очень засушливые с гидротермическим коэффициентом, равным соответственно 0,50 и 0,58.

В 2014 г. исследования, посвященные разработке и научному обоснованию режимов орошения картофеля весенней посадки, в КФХ "Юзефов Н. Н." проводились на площади 80 га, возделывался картофель сорта Молли, полив выполнялся дождевальной машиной Zimmatic; в ООО "Исток-1" исследования проводились на площади 63 га, возделывался картофель сорта Невский при поливе дождевальной машиной Valley. В 2015 г. в КФХ "Юзефов Н. Н." исследования проводились на площади 92 га, возделывался картофель сорта Импала, в ООО "Исток-1" - на 100 га, картофель сорта Артемис; в обоих хозяйствах использовались дождевальные установки фирмы Valley.

Результаты и обсуждение. На контрольных участках (КУ) в хозяйствах реализовывался режим орошения картофеля, рекомендуемый производителями дождевальных машин. На ОУ основным критерием для установления сроков поливов являлся предполивной порог влажности 75-80 % от НВ в слое 0-60 см (таблица 1).

Таблица 1 - Режимы орошения картофеля, в среднем за 2014-2015 гг.

Режимы орошения картофеля в среднем за годы исследований складывались следующим образом: на ОУ в КФХ "Юзефов Н. Н." было дано 12 поливов средней поливной нормой 334 м³/га (оросительная норма 4025 м³/га). В то же время на КУ реализовывался режим орошения согласно рекомендациям производителя дождевальных машин: в среднем 13 поливов нормой 286 м³/га (оросительная норма 3700 м³/га). В ООО "Исток-1" на ОУ было произведено 18 поливов нормой 327 м³/га. Оросительная норма составила 5705 м³/га. На контроле - 21 полив нормой 259 м³/га. При этом оросительная норма была равна 5305 м³/га.

Увеличение влагообеспеченности растений позволило повысить урожайность картофеля на всех ОУ. В среднем прирост урожайности составил в КФХ "Юзефов Н. Н." 7,5 т/га, или 15,2 %, в ООО "Исток-1" - 7,9 т/га, или 13,8 % (таблица 2).

Таблица 2 - Биологическая урожайность картофеля, в среднем за 2014-2015 гг.

В опытных и контрольных вариантах определялось суммарное водопотребление картофеля, величина которого дает конкретное представление о потребности культуры в воде для создания определенного урожая. Суммарное водопотребление в наших исследованиях рассчитывалось по уравнению водного баланса и складывалось из суммы атмосферных осадков, за исключением малоэффективных (менее 5 мм в сутки), продуктивных запасов влаги и оросительной нормы (таблица 3).

Таблица 3 - Суммарное водопотребление картофеля, в среднем за 2014-2015 гг.

Анализ показателей таблицы 3 позволил отметить, что суммарное водопотребление картофеля на ОУ в КФХ "Юзефов Н. Н." составило 5516 м³/га, что на 243 м³/га больше, чем на контроле, в ООО "Исток-1" - соответственно 7486 и 325 м³/га. Оценить степень полезного использования оросительной воды сельскохозяйственной культурой на создание 1 т продукции позволил коэффициент водопотребления. Анализ рассчитанных коэффициентов водопотребления, приведенных в таблице 3, позволяет утверждать, что наиболее рационально влага использовалась в опытных вариантах, в которых поливы проводились в соответствии с разработанным режимом орошения. Так, на ОУ в КФХ "Юзефов Н. Н." расход воды на создание 1 т картофеля был меньше, чем на контроле, на 9,9 м³/т, или 10,2 %; в ООО "Исток-1" - на 10,2 м³/т, или 8,9 %.

Анализ структуры суммарного водопотребления позволяет установить долю участия используемой продуктивной влаги, осадков и оросительной нормы (рисунки 1,2). Можно отметить, что основную долю в структуре суммарного водопотребления картофеля составляла оросительная норма, а затем осадки и запасы продуктивной влаги, используемые растениями.

Рисунок 1 - Структура суммарного водопотребления картофеля, КФХ "Юзефов Н. Н.", 2014-2015 гг.

Разработанный режим орошения картофеля, обеспечивающий поддержание оптимального уровня влагообеспеченности - 75-80 % от НВ в периоды наибольшей потребности культуры во влаге, позволяет повысить урожайность картофеля на 13,8-15,2 % при поливах современной дождевальной техникой в условиях центральной орошаемой зоны Ростовской области.

Список использованных источников