CC BY
58УДК 635.64.044:631.8:631.674.6
С. М. Григоров, Е. Н. Еронова (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»)
ДИНАМИКА РОСТА И РАЗВИТИЯ ТОМАТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ПОЛИВЕ В ПЛЕНОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ
Целью исследований являлось совершенствование технологии капельного орошения томата в весенних пленочных теплицах на светло-каштановых почвах, обеспечивающих получение урожайности на уровне 80-140 т/га плодов при поддержании необходимых водного и питательного режимов. Одна из задач исследований - оценка влияния капельного орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности растений томата в зависимости от режима орошения и минерального питания в весенних пленочных теплицах. В статье представлены закономерности продукционных процессов изучаемой культуры в условиях регулируемых водного и пищевого режимов почв, динамика роста и развития томата при различных сочетаниях управляемых факторов внешней среды. Урожайность томата на уровне 80 т/га обеспечивается поддержанием предполивного порога влажности почвы в пределах 80-70 и 70-80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N85P60K0 или 70-70 % НВ при повышенных дозах удобрений N160P120K100. Повышение продуктивности томата до 110 т/га связано с повышением доз вносимых удобрений до N160P120K100 при режимах орошения 80-80 и 80-70 % НВ или увеличением доз вносимых удобрений до N230P180K270 с поддержанием режима орошения 70-70 % НВ. Урожайность томата на уровне 140 т/га может быть достигнута на вариантах водного режима 80-70 и 80-80 % НВ при внесении минеральных удобрений нормой N230P180K270. Формирование планируемых урожаев томата характеризуется следующими показателями роста и развития растений: 80 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 61,9-79,2 кг/га при высоте главного стебля 1,433-1,510 м; 110 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 82,3-104,4 кг/га при высоте главного стебля 1,547-1,632 м; 140 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 110,0-121,7 кг/га при высоте главного стебля 1,672-1,719 м.
Ключевые слова: томат, капельное орошение, режим орошения, минеральное питание, пленочные теплицы, продуктивность, рост, развитие.
S. M. Grigorov, Ye. N. Yeronova (FSBEI HPE “VolSAU”)
DYNAMICS OF TOMATO GROWTH AND DEVELOPMENT DEPENDING ON IRRIGATION MODE AND MINERAL NUTRITION UNDER DRIP IRRIGATION IN PLASTIC HIGH TUNNELS
The purpose of the research was to improve the technology of drip irrigation for tomatoes in spring plastic high tunnels on light chestnut soils providing the yield of 80-140 t/ha of tomato fruits by maintaining the required water and nutrient mode of soil. One of the tasks of the research is to assess the drip irrigation impact on the main indicators of growth, development and productivity of tomato plants depending on the mode of irrigation and mineral nutrition in spring plastic high tunnels. The article presents the regularities for production processes of the studied crop under the regulated water and nutrient mode of soil, dynamics of growth, and plant development at various combinations of managing ambient factors. Maintaining the pre-irrigation thresholds of soil moisture within 80-70 and 70-80 % of field capacity (FC) in combination with mineral fertilizer by the dose of N85P60K0 or
70-70 % FC at the higher fertilizer dose of N160P120K100 supplies tomato productivity at the level of 80 t/ha. The increase of tomato yield up to 110 t/ha is connected with 1) applied fertilizer dose increase up to N160P120K100 at the irrigation modes of 80-80 and 80-70 % FC or 2) applied fertilizer dose increase up to N230P180K270 maintaining the irrigation mode of 70-70% FC. Tomato yield of 140 t/ha can be reached at the irrigation mode of 80-70 and 80-80 % FC and mineral fertilizer of N230P180K270. Formation of planned tomato yields is characterized by the following indicators of plant growth and development: 80 t/ha - average daily increase of dry biomass 61.9-79.2 kg/ha at the height of main stem 1.433-1.510 m; 110 t/ha - average daily increase of dry biomass 82.3-104.4 kg/ha at the height of main stem 1.547-1.632 m; 140 t/ha - average daily increase of dry biomass 110.0-121.7 kg/ha at the height of main stem 1.672-1.719 m.
Keywords: tomato, drip irrigation, irrigation mode, mineral nutrition, plastic high tunnels, productivity, growth, development.
Продолжительность периода вегетации, в течение которого томат проходит разнокачественные фазы развития, является одним из важных критериев оценки условий формирования урожая его плодов. На сроки прохождения и продолжительность межфазных периодов обычно существенное влияние оказывают метеорологические условия, биологические особенности сорта и технология возделывания томата [1-11].
В основу рабочей гипотезы получения высокой продуктивности томата в ранние сроки был положен учет биологических особенностей культуры, ее реакции на комплекс внешних факторов, определяющих формирование урожайности и качества плодов. Для решения поставленных задач исследования проводились по схеме двухфакторного полевого опыта, где в факторе А исследовалось влияние водного режима почвы, а в факторе В - уровня минерального питания на продуктивность томата.
Схемой опыта по водному режиму почвы (фактор А) были заложены следующие варианты поддержания предполивного порога влажности почвы в расчетном слое 0,5 м:
А1 - на уровне 80-70 % НВ: 80 % НВ в период от высадки рассады до плодообразования и 70 % НВ - в период от плодообразования до полной спелости;
А2 - на уровне 80-80 % НВ в период от высадки рассады до полной спелости;
А3 - на уровне 70-80 % НВ: 70 % НВ в период от высадки рассады до плодообразования и 80 % НВ - в период от плодообразования до полной спелости;
А4 - на уровне 70-70 % НВ в период от высадки рассады до полной спелости.
По пищевому режиму почвы (фактор В) было предусмотрено три варианта доз вносимых минеральных удобрений, рассчитанных на получение трех различных уровней урожайности плодов томата:
В1 - внесение минеральных удобрений дозой К85Р60К0, рассчитанной на формирование 80 т/га плодов томата;
В2 - внесение минеральных удобрений дозой К160Р120К100, рассчитанной на формирование 110 т/га плодов томата;
В3 - внесение минеральных удобрений дозой К230Р180К270, рассчитанной на формирование 140 т/га плодов томата.
Полевые и лабораторные исследования проводились в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области и на кафедре «Мелиорация земель и эксплуатация водохозяйственных объектов» ФГОУ ВПО ВГСХА в 2003-2005 годах. Для проведения исследований использовали полудетерминантный гибрид томата «Силуэт F1».
По площади земельного участка опыт был заложен методом организованных повторений. Повторность опытов - трехкратная. Площадь учетных делянок по водному режиму почвы - 594 м , по каждому варианту -198 м2, площадь повторности - 2376 м2.
Почвы опытного участка светло-каштановые, типичные для региона исследований, по гранулометрическому составу - среднесуглинистые. Обеспеченность почв опытного участка в расчетном слое легкогидролизуемым азотом низкая (30,2 мг/кг сухой почвы) подвижным фосфором средняя (27,0 мг/кг сухой почвы), обменным калием - повышенная (311,8 мг/кг сухой почвы). В верхнем пахотном слое плотность почвы ко-
леблется от 1,13 до 1,18 т/м , наименьшая влагоемкость - 24,7-26,0 % от массы сухой почвы, скважность - 52,0-53,3 %.
Агротехника в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов. Ежегодно осенью почва обрабатывалась мото- или электрофрезой. Ранней весной проводилась повторная перекопка. Против сорняков и для улучшения воздухообмена проводилось глубокое рыхление вручную на ширину 15-20 см в обе стороны от стебля в фазе цветения, затем мелкое рыхление в начале плодоношения и ручные прополки. Подкормки с поливной водой проводили хорошо растворимыми формами удобрений, а трудно растворимые (фосфорные) вносили в рядки вручную под основную обработку почвы. Схема внесения удобрений следующая (для вариантов В1, В2, В3):
- основная обработка почвы - Р60, Р120, Р180;
- предпосевная подготовка почвы - N25, N40K40, N70K90;
- подкормки:
первая - в период цветения - N30, N60, N80;
вторая - в период плодообразования - N30, N60, N80;
третья - в период плодоношения (дробно) - К0, К60, К180.
Исследования проводились в весенних пленочных теплицах шириной
6 м и длиной 100 м, по ширине теплицы располагалось 4 капельных линии на расстоянии 1,5 м друг от друга с шагом между капельницами 0,25 м. Растения томата высаживались вдоль капельных линий ленточно в две строчки в шахматном порядке с расстоянием между строчками 0,20 м, расстояние между растениями в строчке 0,50 см, густота посадки составила 26,7 тыс. шт./га. Для проведения исследований на опытном участке ежегодно монтировали комплект оборудования для системы капельного орошения ОАО «Ортех». Система комплектовалась капельными линиями «Нетафим» с капельницами полукомпенсированного типа. Капельницы оснащены простейшим устройством компенсации перепадов давления в сети - лабирин-
том, который обеспечивает расход воды капельницей на уровне 2 л/ч через отверстие диаметром 1 мм. С целью очистки системы от нерастворимых соединений металлов, закупоривающих поливные линии и капельницы, с водой подавалась ортофосфорная кислота повышенной (7-8 %) концентрации. Такая профилактическая промывка проводилась 1 раз в год.
Для выращивания ранних томатов в весенних пленочных теплицах использовалась 35-40-дневная рассада, которая к моменту высадки в грунт имела высоту 25-28 см, 6-7 настоящих листьев, и единичные раскрытые цветки на первой кисти. Высадку рассады в 2003 году произвели 20 апреля, в 2004 и 2005 годах - 15 апреля. Таким образом, во все три года исследований высадку рассады проводили во второй декаде апреля. Сбор товарной продукции из-за неодновременного созревания плодов и их ручной уборки проводили в растянутые сроки. Последний сбор плодов по различным вариантам опыта в 2003 году проводился с 8 по 30 сентября, в 2004 году -с 29 августа по 18 сентября, в 2005 году - с 1 по 21 сентября.
В пределах одного года увеличение продолжительности вегетации отмечалось на вариантах опыта с улучшенными водным и питательным режимами почвы, благодаря чему создавались благоприятные условия для повышения продуктивности томата. Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации начинает проявляться в межфазный период «высадка рассады - цветение» (таблица 1). Его продолжительность в вариантах с поддержанием предполивного порога влажности почвы 80-80 до 80-70 % НВ возросла в среднем за 2003-2005 годы на 1 день по сравнению с вариантами 70-70 и 70-80 % НВ. В результате фаза «цветение» в варианте с более высоким режимом влажности почв наступала через 9-10 дней после высадки рассады, фаза «плодообразование» - через 19-20 дней после цветения, фаза «начало плодоношения» - через 33-37 дней после плодообразования и последний сбор товарной продукции - через 84-92 дня после начала плодоношения.
Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов томата в среднем за 2003-2005 гг.
Доза минеральных удобрений, кг д. в./га Предпо-ливная влажность, % НВ Продолжительность межфазного периода, сут.
высадка рассады -цветение цветение -плодооб-разование плодо-образование - начало плодоношения начало плодоношения -последний сбор высадка рассады -последний сбор
^60^) 80-70 9 19 32 82 143
80-80 9 19 34 85 148
70-80 8 18 33 84 143
70-70 8 18 31 81 139
N^120^00 80-70 10 20 32 83 145
80-80 10 20 35 89 154
70-80 8 19 34 88 149
70-70 8 19 31 82 140
^30РшК270 80-70 10 20 34 86 151
80-80 10 20 37 92 159
70-80 9 19 36 89 154
70-70 9 19 32 84 145
В варианте с режимом орошения 80-80 % НВ общая продолжительность вегетации томатов от высадки рассады до полной спелости составила от 148 до 159 дней, что на 9-14 дней больше по сравнению с вариантом, где влажность почвы поддерживалась не ниже 70-70 % НВ. Благодаря более продолжительному периоду вегетации в этом варианте формировалась большая листовая поверхность, и увеличивался сбор товарной продукции.
Улучшение пищевого режима почвы также способствовало увеличению продолжительности межфазных периодов развития растений в среднем на 1-6 дней. В итоге повышение доз вносимых минеральных удобрений от К85Р60К0 до самых больших в нашем опыте значений К230Р180К270 способствовало увеличению периода вегетации томата в 2003-2005 годах на 6-11 дней.
Таким образом, полученные нами данные показали, что продолжительность отдельных межфазных периодов, сроки наступления фаз развития и весь период вегетации томатов в определенной степени определяются погодными условиями, уровнями водообеспеченности и минерального питания растений.
Урожай растений создается в ходе роста и развития растений в течение вегетационного периода. Это значит, что для получения высоких и устойчивых урожаев необходимо своевременно удовлетворять потребности растений в воде и элементах питания в доступной форме на протяжении всего вегетационного периода. Одним из критериев оценки условий формирования урожая плодов томата может служить высота главного стебля растения и накопление общей биомассы. Результаты исследований показали (таблица 2), что интенсивный линейный рост главного стебля продолжается до фазы «плодообразование». Затем наступает незначительное затухание скорости его роста. Такой рост главного стебля томата во многом совпадает с динамикой накопления сухой массы растений (таблица 3).
Таблица 2 - Динамика роста главного стебля растения томата, в среднем за 2003-2005 гг.
Доза минеральных удобрений, кг д. в./га Предполивная влажность, % НВ Высота главного стебля по фазам развития, м
цветение плодооб- разование начало плодоно- шения последний сбор
^5Р60К0 80-70 0,406 0,653 0,966 1,496
80-80 0,406 0,653 1,007 1,529
70-80 0,345 0,597 0,935 1,467
70-70 0,345 0,597 0,906 1,433
К160РшК100 80-70 0,418 0,701 1,012 1,589
80-80 0,418 0,701 1,054 1,632
70-80 0,361 0,632 0,976 1,547
70-70 0,361 0,632 0,943 1,510
^30РшК270 80-70 0,429 0,735 1,077 1,672
80-80 0,429 0,735 1,114 1,719
70-80 0,375 0,664 1,056 1,625
70-70 0,375 0,664 1,021 1,583
Анализ данных полученных в 2003-2005 годах также показал (таблица 2), что высота главного стебля растений данного гибрида томата (Силуэт F1) зависит, прежде всего, от условий увлажнения почвы и уровня минерального питания, их соответствия возможностям формирования планируемой урожайности.
8
Таблица 3 - Влияние водного и пищевого режимов почвы на высоту главного стебля растений томата
В зависимости от водного режима почв В зависимости от пищевого режима почв В соотношении с планируемой урожайностью
Доза удобрений, кг д. в./га W Л 5 ю В F Е О к ш Ч Л й с й ч© «2^ ен &S в Высота главного стебля, м Увеличение высоты главного стебля Предполивная влажность почвы, % НВ Доза удобрений, кг д. в./га Высота главного стебля, м Увеличение высоты главного стебля Урожайность томатов, т/га Предполивная влажность почвы, % НВ Доза удобрений, кг д. в./га Высота главного стебля, м
м % м % плани- руемая факти- ческая
О 80-70 1,496 0,063 4,4 80-70 N85P60K0 1,496 - - 80 86,3 80-70 N85P60K0 1,496
О 40 80-80 1,529 0,096 6,7 N160P120K100 1,589 0,093 6,2 81,2 70-80 N85P60K0 1,467
Рч «о 00 Ъ 70-80 1,467 0,034 2,4 N230P180K270 1,672 0,176 11,8 76,4 70-70 N85P60K0 1,433
70-70 1,433 - - 80-80 N85P60K0 1,529 - - 87,1 70-70 N160P120K100 1,510
о о 80-70 1,589 0,079 5,2 N160P120K100 1,632 0,103 6,7 110 105,8 80-70 N160P120K100 1,589
о <N 80-80 1,632 0,122 8,1 N230P180K270 1,719 0,190 12,4 113,7 80-80 N160P120K100 1,632
dn о 40 £ 70-80 1,547 0,037 2,5 70-80 N85P60K0 1,467 - - 118,6 70-80 N230P180K270 1,547
70-70 1,510 - - N160P120K100 1,547 0,080 5,5 109,5 70-70 N230P180K270 1,583
о С- <N 80-70 1,672 0,089 5,6 N230P180K270 1,583 0,158 10,8 140 130,7 80-70 N230P180K270 1,672
О 00 80-80 1,719 0,136 8,6 70-70 N85P60K0 1,433 - - 140,9 80-80 N230P180K270 1,719
dn о m <N 70-80 1,625 0,042 2,7 N160P120K100 1,510 0,077 5,4
70-70 1,583 - - N230P180K270 1,583 0,150 10,5
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(10), 2013 г., [32-52]
В наших исследованиях наименьшая высота стебля растения (1,433-1,583 м) была отмечена в фазу «полная спелость плодов» в вариантах с предполивным порогом влажности 70-70 % НВ. Улучшение условий увлажнения за счет повышения предполивной влажности почвы до 80-70 % и 70-80 % НВ стимулировало увеличение высоты главного стебля соответственно на 0,034-0,042 и 0,063-0,089 м или 2,4-2,7 и
4,4-5,6 %. Изменение режима увлажнения почвы с 70-70 до 80-80 % НВ позволило на наиболее водообеспеченном варианте получить увеличение длины главного стебля равное 0,096-0,136 м или 11,5-13,8 %.
Изучение влияния условий минерального питания на линейный рост томата показало, что наименьшая высота растений (1,433-1,529 м) наблюдалась на вариантах с пищевым режимом почвы на уровне К85Р60К0. Улучшение пищевого режима почв посредством внесения расчетной дозы минеральных удобрений К160Р120К100 сопровождалось увеличением длины главного стебля на 0,077-0,093 м или 5,4-6,1 %. Повышение уровня обеспеченности почвы элементами минерального питания до К230Р180К270, по сравнению с К85Р60К0, стимулировало увеличение длины главного стебля на 0,150-0,190 м.
Проведенные в 2003-2005 годах полевые опыты позволили установить, что при планируемой урожайности 80 т/га (таблица 3) высота главного стебля томата в период уборки находилась в пределах 1,433-1,510 м. Причем наибольшие параметры были достигнуты на вариантах с режимом орошения 80-70 % НВ в сочетании с дозами внесения минеральных удобрений К85Р60К0 или с режимом орошения 70-70 % НВ в сочетании с повышенными дозами внесения удобрений К160Р120К100. При урожайности плодов томата 110 т/га высота главного стебля колебалась от 1,547 до 1,632 м, достигая своих наибольших значений в варианте, сочетающем поддержание предполивного порога влажности 80-80 % НВ и питательного режима почвы К160Р120К100. Для урожайности 140 т/га характерна максимальная
в нашем опыте высота главного стебля, равная 1,672-1,719 м, которая достигается при водном режиме, допускающем снижение влажности активного слоя почвы до 80-70 или 80-80 % НВ и поддержании уровня обеспеченности элементами минерального питания К230Р180К270.
Динамика накопления сухой биомассы растениями характеризует ход формирования урожая в онтогенезе [1, 3, 6-8, 11, 12]. Анализ полученных данных (таблица 4) показывает, что в растениях томата до самой уборки плодов происходит процесс постепенного накопления сухой биомассы. Подтверждением этому является максимальное содержание сухого вещества в растениях в фазе полной спелости плодов.
Таблица 4 - Динамика накопления сухой массы томата
Доза удобрений, кг д. в./га Предполив-ная влажность, % НВ Сухая масса растений томата по фазам развития, т/га
цветение плодообра- зование начало плодоно- шения последний сбор
^РбоКо 80-70 0,72 2,94 6,37 11,28
80-80 0,72 2,94 6,70 12,76
70-80 0,53 2,22 5,21 9,82
70-70 0,53 2,22 4,87 8,57
^боРшКіоо 80-70 0,86 3,68 7,83 14,21
80-80 0,86 3,68 8,33 16,06
70-80 0,59 2,68 6,37 12,47
70-70 0,59 2,68 5,75 10,23
^30РшК270 80-70 0,98 4,38 9,19 16,57
80-80 0,98 4,38 9,96 19,37
70-80 0,73 3,26 7,70 14,72
70-70 0,73 3,26 6,65 11,87
Однако прирост сухого вещества по межфазным периодам происходит неравномерно (таблица 5). После высадки рассады до цветения нарастание сухой биомассы томата идет относительно медленно из-за небольших размеров ассимиляционного аппарата. Среднесуточные приросты в среднем за 2003-2005 гг. составляли от 64,3 до 94,7 кг/га в сутки.
В период «цветение - плодообразование» одновременно с интенсивным развитием листовой поверхности наблюдаются наиболее высокие темпы нарастания сухой биомассы томата, составившие 92,4-168,0 кг/га
в сутки. Затухание роста стебля и отмирание нижних листьев растений снижают прирост органической массы в периоды «плодообразование - начало плодоношения» и «плодоношение - последний сбор плодов» соответственно до 85,3-150,6 и 45,9-103,1 кг/га в сутки. В среднем за период вегетации суточный прирост составил 61,9-121,7 кг/га в сутки.
Таблица 5 - Среднесуточные приросты сухой биомассы томата, в среднем за 2003-2005 гг.
Доза удобрений, кг д. в./га Предпо-ливная влажность, % НВ Среднесуточный прирост сухой биомассы по периодам, кг/га в сутки
высадка рассады - цветение цветение -плодооб-разование плодообра-зование -начало плодоношения начало плодоношения -последний сбор высадка рассады -последний сбор
^5Р6оК) 8о-7о 77,3 115,2 Ю7,1 6о,2 79,2
8о-8о 77,3 115,2 11о,5 71,5 86,5
7о-8о 64,3 92,4 9о,6 55,3 68,7
7о-7о 64,3 92,4 85,3 45,9 61,9
^6оРшКюо 8о-7о 83,8 144,о 128,4 77,2 98,о
8о-8о 83,8 144,о 131,5 87,3 Ю4,4
7о-8о 71,3 112,7 Ю7,4 69,7 83,8
7о-7о 71,3 112,7 98,о 54,9 73,1
^3оРшК27о 8о-7о 94,7 168,о 139,9 86,3 11о,о
8о-8о 94,7 168,о 15о,6 Ю3,1 121,7
7о-8о 78,5 131,5 124,3 79,о 96,о
7о-7о 78,5 131,5 Ю4,8 62,7 82,3
Водный режим почвы, как видно из полученных опытных данных, оказывает определяющее влияние на интенсивность суточного прироста растений томата. Так, на фоне минерального питания ^6оР12оК1оо повышение предполивного порога влажности почвы с Ю-Ю до 8о-8о % НВ способствовало увеличению накопления массы сухого вещества в среднем за 2оо3-2оо5 годы на 31,3 кг/га в сутки, или на 42,8 %. Такая же закономерность наблюдалась и на других фонах минерального питания. Следовательно, интенсификация поливного режима за счет повышения предполив-ной влажности почвы способствует увеличению нарастания массы сухого вещества и плодов томата.
Важную роль в интенсификации накопления вегетативной массы растений томата играет пищевой режим почвы. Повышение дозы внесения
удобрений с К85Р60К0 до К230Р180К270 стимулировало прирост сухого вещества в среднем на 20,4-35,2 кг/га в сутки, что обеспечило увеличение сухой биомассы в конце вегетации на 3,30-5,29 т/га или 38,5-46,9 %, из чего можно сделать вывод о том, что прирост массы сухого вещества томата, выращиваемого при капельном орошении в пленочных теплицах, находится в прямой зависимости от улучшения пищевого режима почвы.
Рост корневой системы и растения в целом были взаимозависимы. Чем мощнее формировалась корневая система, тем лучше росло все растение. Велика роль корней в повышении растворимости труднодоступных для растений питательных веществ, а также в выполнении опорной роли для наземных органов. Корневая система, накапливая органическое вещество, способствует возврату части питательных элементов в почву и улучшению водно-физических свойств почвы. Ряд ученых [7, 9, 10, 13] считают зону распространения корневой системы растений одними из исходных параметров для обоснования активного слоя почвы и расчета режима орошения.
Корневая система у растений томата хорошо разветвлена. Сеянцы этой культуры имеют стержневой корень, проникающий на глубину до 1 м и более, боковые корни простираются горизонтально в радиусе до 0,8-1,0 м. При капельном орошении главную роль играют его боковые и многочисленные придаточные корни, относительно менее длинные, чем стержневой, распространяющиеся больше горизонтально, чем в глубину. При этом у томата корни (как и стебли) отличаются более высокой регенерационной (восстановительной) способностью после повреждений, чем у других культур [13].
Решение одной из задач наших исследований сводилось к изучению закономерностей формирования общей массы корней томата и их послойное распределение в 0,5-м слое почвы.
Результаты наших исследований (таблица 6) показали, что увеличение массы корней согласуется с накоплением надземной вегетативной массы растений (таблица 4) и урожайностью плодов томата.
13
Таблица 6 - Послойное распределение сухой массы корней томата по вариантам опыта, в среднем за 2003-2005 гг.
Слой почвы, м Доза минеральных удобрений, кг д. в./га
^5Р6оК) Nl60Pl20Kl00 ^30РшК270
Предполивная влажность почвы, % НВ
8о-7о 8о-8о 7о-8о 7о-7о 8о-7о 80-80 70-80 70-70 80-70 80-80 70-80 70-70
0-0,1 2,84 3,15 2,59 2,22 3,50 3,94 2,97 2,54 4,72 5,25 4,00 3,45
43,39 44,77 42,95 39,34 44,86 46,08 43,53 41,78 46,56 47,16 44,64 43,46
0,1-0,2 1,86 2,22 1,53 1,3о 2,44 2,91 1,83 1,44 3,17 3,87 2,52 2,04
28,38 31,55 25,37 22,98 31,20 33,97 26,84 23,68 31,29 34,79 28,09 25,77
0,2-0,3 о,84 о,92 о,96 о,93 0,93 1,09 1,06 0,99 1,21 1,40 1,30 1,24
12,77 13,о7 15,98 16,48 11,87 12,74 15,47 16,23 11,91 12,54 14,55 15,64
0,3-0,4 о,74 о,65 о,79 о,86 0,72 0,53 0,83 0,86 0,79 0,52 0,99 0,99
11,34 9,28 13,1о 15,18 9,18 6,23 12,20 14,20 7,83 4,67 11,05 12,53
0,4-0,5 о,27 о,о9 о,16 о,34 0,23 0,08 0,13 0,25 0,24 0,09 0,15 0,21
4,12 1,33 2,6о 6,о2 2,90 0,97 1,95 4,11 2,40 0,84 1,67 2,61
0-0,3 5,54 6,29 5,о8 4,45 6,87 7,94 5,86 4,97 9,09 10,52 7,82 6,73
84,54 89,39 84,3о 78,8о 87,92 92,79 85,85 81,69 89,77 94,49 87,28 84,87
0,3-0,5 1,о1 о,75 о,95 1,2о 0,94 0,62 0,97 1,11 1,04 0,61 1,14 1,20
15,46 1о,61 15,7о 21,2о 12,08 7,21 14,15 18,31 10,23 5,51 12,72 15,13
0-0,5 6,55 7,о4 6,о3 5,64 7,81 8,56 6,83 6,08 10,13 11,13 8,96 7,93
1оо,оо 1оо,оо 1оо,оо 1оо,оо 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Примечание - В верхней строке указана сухая масса корней томата, в т/га; в нижней - в % от сухой массы корней в слое 0-0,5 м.
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(10), 2013 г., [32-52]
Результаты полевых наблюдений показали, что водный режим почвы, определяющим образом воздействуя на надземную часть растений, аналогично воздействует на их подземную часть. Повышение предполив-ной влажности почвы от 70-70 до 80-80 % НВ способствует постепенному увеличению к концу вегетации массы сухих корней в слое 0-0,5 м в среднем за 2003-2005 годы (таблица 6) на 1,4-3,2 т/га. Эта закономерность очень хорошо просматривается в слое 0-0,2 м, сохраняется в слое 0-0,3 м и полностью изменяется на обратную в слое 0,3-0,5 м. Объясняется это тем, что при малых поливных нормах в условиях капельного полива и небольшой глубине промачивания основная масса корней располагается ближе к поверхности. Так, в варианте с высоким порогом влажности почвы 80-80 % НВ в слое 0-0,3 м сформировалось в среднем за 3 года наблюдений 89,39-94,49 % массы сухих корней. По мере снижения влагообеспе-ченности их содержание в этом слое уменьшилось до 78,80-84,87 % на варианте с наиболее жестким режимом увлажнения активного слоя почвы, допускающим снижение влажности до 70-70 % НВ.
Проведенные нами исследования также показали, что внесение минеральных удобрений способствовало развитию вегетативной массы и генеративных органов томата, оказывая значительное влияние на увеличение массы корней, сформированных к концу вегетации на всех вариантах опытов по режиму увлажнения почвы. Улучшение пищевого режима почв путем повышения доз вносимых минеральных удобрений от К85Р60К0 до К160Р120К100 сопровождалось увеличением корневой массы в слое 0-0,5 м на 0,44-1,52 т/га. Дальнейшее улучшение содержания питательных веществ в почве посредством внесения минеральных удобрений дозой ^30Р180К270 способствует наращиванию корневой массы в активном слое почвы еще на 2,29-4,019 т/га.
Анализ опубликованных результатов исследований показывает, что к важнейшим факторам, определяющим урожайность томата, относятся
плодородие почвы, метеорологические условия, биологические особенности культуры, водный и пищевой режимы почвы на орошаемых землях, выбранный способ полива [1, 4, 5, 7-10, 14-16].
Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что улучшение водного режима почвы оказывает позитивное воздействие на урожайность томата. Минимальный выход конечной продукции получен на вариантах с наиболее жестким режимом орошения томата, т. е. при поддержании влажности почвы не ниже 70-70 % НВ, при этом урожайность в среднем за 2003-2005 годы изменялась в пределах от 76,4 до 109,5 т/га. С повышением предполивного порога влажности почвы до 80-70 и 70-80 % НВ продуктивность томата возрастает соответственно на 9,9-21,2 и 4,8-9,1 т/га или 13,0-21,5 и 6,2-10,2 %, достигая наибольших значений (91,3-140,9 т/га) на наиболее влагообеспеченных вариантах (80-80 % НВ). Следовательно, урожайность томата, выращиваемого при капельном орошении в пленочных теплицах, возрастала в вариантах с увеличением предполивной влажности с 70-70 до 80-80 % НВ.
Пищевой режим почвы, как видно из приведенных в таблице 7 данных, также оказывал положительное влияние на количество получаемой товарной продукции. Минимальная урожайность плодов томата была получена на вариантах с дозой внесения минеральных удобрений К85Р60К0 и в зависимости от принятого режима орошения в среднем за 2003-2005 годы изменялась в пределах 76,4-91,3 т/га. Увеличение содержания питательных веществ в почве за счет внесения повышенной дозы минеральных удобрений (К160Р120К100) по сравнению с вариантом внесения К85Р60К0 способствовало увеличению продуктивности томатов на 10,7-22,4 т/га или
14,0-24,5 %. При этом каждый килограмм действующего вещества удобрений внесенных сверх 145 кг/га д. в. (доза К85Р60К0) окупался получением 45,5-95,3 кг плодов томата.
16
Таблица 7 - Динамика продуктивности томата в годы наблюдений
В зависимости от водного режима почв В зависимости от пищевого режима почв
Доза минеральных удобрений, кг д. в./га Вариант водного режима почвы, % НВ Г од исследований, т/га В среднем за 3 года, т/га Прибавка урожая Вариант водного режима почвы, % НВ Доза минеральных удобрений, кг д.в./га В среднем за 3 года Прибавка урожая
2003 2004 2005 т/га % т/га %
К85Р60К0 80-70 83,7 89,7 85,5 86,3 9,9 13,0 80-70 К85Р60К0 86,3 - -
80-80 88,4 94,8 90,6 91,3 14,9 19,5 N^120^00 105,8 19,5 22,6
70-80 78,6 85,2 79,7 81,2 4,8 6,2 ^30РшК270 130,7 44,4 51,5
70-70 72,8 80,3 76,1 76,4 - - 80-80 К85Р60К0 91,3 - -
N^120^00 80-70 101,5 111,1 104,8 105,8 18,7 21,5 N^120^00 113,7 22,4 24,5
80-80 110,6 117,2 113,2 113,7 26,6 30,6 ^30РшК270 140,9 49,6 54,4
70-80 91,9 101,3 94,7 96,0 8,9 10,2 70-80 К85Р60К0 81,2 - -
70-70 83,1 91,6 86,5 87,1 - - N^120^00 96,0 14,8 18,2
^30РшК270 80-70 125,3 137,0 129,8 130,7 21,2 19,3 ^30РшК270 118,6 37,5 46,2
80-80 134,7 147,8 140,1 140,9 31,3 28,6 70-70 К85Р60К0 76,4 - -
70-80 110,4 126,8 118,7 118,6 9,1 8,3 N^120^00 87,1 10,7 14,0
70-70 104,1 115,2 109,3 109,5 - - ^30РшК270 109,5 33,1 43,4
НСР05 (т/га) Фактор А 0,96 1,10 0,83
Фактор В 0,83 0,95 0,72
Сочетание факторов АВ 1,66 1,91 1,44
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(10), 2013 г., [32-52]
Наибольший в среднем за три года опытов выход товарной продукции (109,5-140,9 т/га) формировался на вариантах с самой высокой дозой внесения минеральных удобрений К230Р180К270. На таком фоне минерального питания продуктивность томата повысилась на 33,1-49,6 т/га. Каждый килограмм действующего вещества удобрений, внесенных сверх 380 кг/га д. в. (при дозах К160Р120К100), на разных водных режимах почв способствовал получению 74,7-90,7 кг плодов томата.
Таким образом, исследования показали, что выход товарной продукции томата, выращиваемого с применением системы капельного орошения в пленочных теплицах, возрастал с улучшением пищевого режима почв благодаря увеличению дозы вносимых минеральных удобрений.
Исследованиями установлено, что урожайность плодов томата, возделываемого на фоне водного режима с допустимым снижением влажности активного слоя почвы до 80-70 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой К85Р60К0, в среднем за три года составила 86,3 т/га. Это было на 19,5 и 44,4 т/га или 22,6 и 51,5 % меньше по сравнению с вариантами, где доза минеральных удобрений повышалась соответственно до К160Р120К100 и К230Р180К270. Такая же закономерность наблюдалась и на других вариантах режима орошения. Это позволяет сделать вывод о том, что эффективность возделывания томата, оцениваемая по урожайности, при капельном орошении в пленочных теплицах возрастала с увеличением дозы внесения минеральных удобрений до К230Р180К270.
Полученные результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что внесение на светло-каштановых почвах удобрений дозой К160Р120К100 в сочетании с режимом орошения, обеспечивающим поддержание влажности не ниже 70-70 % НВ, позволяет получать урожайность плодов томата в среднем 87,1 т/га. Повышение влагообеспеченности на том же агрохимическом фоне за счет поднятия предполивных порогов влажности до 80-70 и 70-80 % НВ позволяет увеличить продуктивность
томата соответственно на 18,7 и 8,9 т/га, а на самом влагообеспеченном водном режиме 80-80 % НВ - на 26,6 т/га. Такая же закономерность изменения урожайности наблюдалась и в вариантах с другими уровнями минерального питания. Следовательно, воздействие пищевого режима почвы на выход товарной продукции томата, возделываемого при капельном орошении в пленочных теплицах, значительно возрастает при повышении предполивной влажности почвы до 80-80 % НВ.
Выводы
1 Улучшение водного режима почвы оказывает позитивное воздействие на урожайность томата, выращиваемого с применением системы капельного орошения в пленочных теплицах. Минимальный выход конечной продукции получен на вариантах с наиболее жестким режимом орошения томата, т. е. при поддержании влажности почвы не ниже 70-70 % НВ. При этом урожайность в среднем за 2003-2005 годы изменялась в пределах от 76,4 до 109,5 т/га. С повышением предполивного порога влажности почвы до 80-70 и 70-80 % НВ продуктивность томата возрастает соответственно на 9,9-21,2 и 4,8-9,1 т/га или 13,0-21,5 и 6,2-10,2 %, достигая наибольших значений (91,3-140,9 т/га) на наиболее влагообеспеченных вариантах (80-80 % НВ).
2 Выход товарной продукции томата возрастал с улучшением пищевого режима почв благодаря увеличению дозы вносимых минеральных удобрений. Минимальная урожайность плодов томата была получена на вариантах с дозой внесения минеральных удобрений К85Р60К0 и в зависимости от принятого режима орошения изменялась в пределах
76,4-91,3 т/га. Увеличение содержания питательных веществ в почве за счет внесения повышенной дозы минеральных удобрений (К160Р120К100) способствовало увеличению продуктивности томатов на 10,7-22,4 т/га или
14,0-24,5 %. При этом каждый килограмм действующего вещества удобрений, внесенных сверх 145 кг/га д. в. (доза К85Р60К0), окупался получением
45,5-95,3 кг плодов томата. Наибольший в среднем за три года опытов выход товарной продукции (109,5-140,9 т/га) формировался на вариантах с самой высокой дозой внесения минеральных удобрений К230Р180К270 На таком фоне минерального питания продуктивность томата повысилась на 33,1-49,6 т/га, а каждый килограмм действующего вещества, внесенных сверх 380 кг/га д. в. удобрений (доза К160Р120К100), при разных режимах орошения способствовал получению 74,7-90,7 кг плодов томата.
3 При капельном орошении в пленочных теплицах в среднем за три года исследований наибольшая продуктивность томатов 140,9 т/га была получена на варианте, сочетающем уровень минерального питания ^30Р180К270 и поддержание влажности почвы не ниже 80-80 % НВ.
4 Формирование планируемой урожайности томата характеризуется следующими показателями роста и развития растений: 80 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 61,9-79,2 кг/га при высоте главного стебля 1,433-1,510 м; 110 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 82,3-104,4 кг/га при высоте главного стебля 1,547-1,632 м; 140 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 110,0-121,7 кг/га при высоте главного стебля 1,672-1,719 м.
Список использованных источников
1 Алиев, Д. А. Фотосинтетическая деятельность, минеральное питание и продуктивность растений / Д. А. Алиев. - Баку: Элм, 1974. - 344 с.
2 Алпатьев, А. В. Помидоры / А. В. Алпатьев. - М.: Колос, 1981. -
304 с.
3 Бексеев, Ш. Г. Выращивание ранних томатов / Ш. Г. Бексеев. - Л.: ВО «Агропромиздат» , 1989. - 272 с.
4 Гавриш, С. Ф. Томат: возделывание и переработка / С. Ф. Гавриш, С. Н. Галкина. - М.: Росагропромиздат, 1990. - 190 с.
5 Гуренко, В. М. Выращивание томатов при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук:
06.01.02 / Гуренко Владимир Михайлович. - Волгоград, 2006. - 24 с.
6 Гуренко, В. М. Опыт выращивания томатов при капельном орошении / В. М. Гуренко, Е. В. Шенцева // Агроэкологическое состояние АПК: опыт, поиски, решения: материалы Международной научно-практической конференции. - Саратов, 2005. - С. 113-117.
7 Егизарян, А. Г. Влияние удобрений на урожай и качество томатов / А. Г. Егизарян // Консервная и овощесушильная промышленность. -1984. - № 5. - С. 29-30.
8 Жабина, Т. М. Урожай и качество томатов в зависимости от орошения / Т. М. Жабина, А. М. Осипенко // Науч. тр. УСХА. - Киев, 1975. -Вып. 171. - С. 20-22.
9 Кружилин, А. С. Выращивание овощных культур и картофеля при орошении / А. С. Кружилин. - М.: Россельхозиздат, 1975. - 116 с.
10 Кружилин, А. С. Корневая система и продуктивность орошаемых культур / А. С. Кружилин // Биологические и агротехнические основы орошаемого земледелия: сб. науч. трудов. - М., 1963. - С. 235-242.
11 Кружилин, И. П. Оптимизация водного режима почвы для получения запланированных урожаев сельскохозяйственных культур в степной и полупустынной зоне Нижнего Поволжья: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук:
06.01.02 / Кружилин Иван Пантелеевич. - Волгоград, 1982. - 38 с.
12 Кружилин, Ю. И. Особенности режима орошения и водопотреб-ления для получения разных уровней урожайности томатов при капельном орошении светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.02 / Кружилин Юрий Иванович. - Волгоград, 2002. - 14 с.
13 Кузнецов, Ю. В. Режим орошения и водопотребление безрассад-ных томатов на фонах минерального питания при поливе дождевальной машиной «Кубань-ЛК» на светло-каштановых почвах Волгоградского За-
волжья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.02 / Кузнецов Юрий Владимирович. - Волгоград, 1995. - 23 с.
14 Потребность овощных культур в минеральном питании при капельном орошении / В. В. Бородычев [и др.] // Картофель и овощи. -2005. - № 8. - C. 27-28.
15 Ходяков, Е. А. Научное обоснование режима орошения сельскохозяйственных культур при использовании ресурсосберегающих способов полива для получения планируемых урожаев в Нижнем Поволжье: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.02 / Ходяков Евгений Алексеевич. - Волгоград, 2002. - 25 с.
16 Черенок, Л. Г. Помидоры, перец, баклажаны, физалис / Л. Г. Черенок. - Минск: Сэр-Вит, 1997. - 288 с.
Григоров Сергей Михайлович - доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»), заведующий кафедрой «Мелиорация земель и природообустройство». Контактный телефон 8 (8442) 41-81-78.
E-mail: [email protected]
Grigorov Sergey Mikhaylovich - Doctor of Technical Sciences, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Agricultural University” (FSBEE HPE “VolSAU”), Head of the Chair “Land reclamation and environmental engineering”.
Contact telephone number 8 (8442) 41-81-78.
E-mail: [email protected]
Еронова Елена Николаевна - кандидат сельскохозяйственных наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»), доцент кафедры «Мелиорация земель и природообустройство». Контактный телефон 8 (8442) 41-81-78.
E-mail: [email protected]
Yeronova Yelena Nikolayevna - Candidate of Agricultural Sciences, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Agricultural University” (FSBEE HPE “VolSAU”), Associate Professor of the Chair “Land Reclamation and Environmental Engineering”
Contact telephone number 8 (8442) 41-81-78.
E-mail: [email protected]
