CC BY
99
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (40), 2015
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА:
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
10. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and drainage [Text]/ Richard G. Allen, Luis S. Pereira, Dirk Raes, Martin Smith. - Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1998. - 326 с.
Literature list:
1. Borodychev, V.V. A set of indicators for monitoring operation of a sprinkler technology in real time [Text]/ V.V. Borodychev, M.N. Lytov, E.E. Golovinov // News Nizhnevolzhskiy agricultural university complex: Science and Higher Vocational Education. - 2015. - №3(39). - P. 33-37.
2. Borodychev, V.V. An algorithm for solving problems of management of soil water regime for irrigation of crops [Text]/ V.V. Borodychev, M.N. Lytov // Irrigation and Water Management. -2015. - № 1. - P. 8-11.
3. Borodychev, V.V. On the question of the organization of complex monitoring of sprinkler equipment in real time [Text]/ V.V. Borodychev, M.N. Lytov // Proceedings of the International Scientific Forum: Problems of water and land resources. - M.: RSAU-MACA, 2015 - P. 287-295.
4. Ilinskaya, I.N. Rationing water demand for irrigation of crops in the North Caucasus [Text]/ I.N. Ilinskaya. - City of Novocherkassk: ROSNIIPM, 2001. - 163 p.
5. Irrigation and Water Management. Irrigation [Text] : a handbook /Ed. B.B. Shumakova. -M.: Kolos, 1999. - 432 p.
6. Guidelines for operational planning of crop irrigation regimes on mineral soils of Belarusian SSR [Text]/ Ed. M.G. Golchenko. - Gorki: BAA, 1986. -44 p.
7. Guidelines and standards for the development of control systems of environmental sustainability of irrigated agricultural landscapes [Text]/ I.P. Kruzhilin, V.F. Mamin, A.G. Bolotin and etc. -M.: Rosselhozakadenia, 2007. - 105 p.
8. Features of the water regime of the soil under drip irrigation of crops [Text]/ N.N. Dubenok, V.V. Borodychev, M.N. Lytov, О.А. Belik // Scientific and technological agribusiness. -2009. - № 4. - P. 22-24.
9. Shabanov V.V. Optimal control of watering in the operation of irrigation systems (recommendation) [Text]/ V.V. Shabanov, Y.M. Zemlyanov. - M.: Agropromizdat, 1990. - 56 p.
10. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and drainage [Text] / Richard G. Allen, Luis S. Pereira, Dirk Raes, Martin Smith. - Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1998. - 326 с.
E-mail: [email protected]
УДК 631.674:635.25
ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ РЕПЧАТОГО ЛУКА ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ПОСЕВА
THE EFFICIENCY OF DRIP IRRIGATION OF ONIONS UNDER DIFFERENT METHODS OF SOWING
С.М. Григоров1, доктор технических наук, профессор Д.С. Винников1, аспирант
Ю.Н. Черкашин2, кандидат технических наук, доцент S.M. Grigorov, D.S. Vinnikov, J.N. Cherkashin
волгоградский государственный аграрный университет
2Белгородский государственный национальный исследовательский университет
1 Volgograd State Agrarian University 2Belgorod National Research University
Актуальность разработок, обсуждению которых посвящена настоящая работа, определяется растущим дефицитом потребления репчатого лука в России, при сохраняющейся доле импортного лука на уровне 20 % от общего объема производства. В работе исследованы возможности повышения эффективности капельного орошения репчатого лука, в том числе, за счет оптимизации агротехнических приемов возделывания в сочетании с обоснованием мощности увлажняемого горизонта почвы. Получены данные, подтверждающие возможность получе-
28
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (40), 2015
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА:
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ния свыше 110 т/га лука-репки при минимальных затратах воды на формирование урожая. Наибольшая продуктивность репчатого лука 114,7-115,3 т/га, в среднем за годы исследований, обеспечивалась при посеве на грядовой поверхности ленточным способом с поделкой 6-ти или 8-ми рядов растений в ленте и поддержании дифференцированного, 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,4 м. Установлено, что для поддержания дифференцированного, 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,4 м в условиях засушливой зоны региона Нижней Волги требуется проведение 14-16 поливов по 160 м3/га и до 8 поливов по 240 м3/га с использованием системы капельного орошения. На этих же вариантах получены наименьшие значения коэффициента водопотребления, 46,5-46,6 м3/т, что характеризует высокую эффективность капельного орошения лука при таком агротехническом обеспечении.
The relevance of development, the discussion of which this paper is devoted, is determined by the increasing shortage of consumption of onions in Russia, the continuation of the share of imported onion at 20 % of total production. In this paper, we investigated the possibility of increasing the efficiency of drip irrigation of onions, including through the optimization of agrotechnical methods of cultivation in combination with reasoning power-irrigated soil. The data obtained, confirm-ing the possibility of obtaining more than 110 t/ha onions-turnips at minimum cost of water to the crop formation. The highest productivity of onion 114,7-115,3 t/ha, on average over the study years, was provided under sowing on ridge surface band method with a hack 6 or 8 rows of plants in the tape and the maintenance of a differentiated, 80-70 % normal, pre-irrigation threshold soil moisture in the layer
0.4 m. it is Established that to maintain a differentiated, 80-70 % normal, pre-irrigation threshold soil moisture in the layer 0.4 m in arid zone of the Lower Volga region requires 14-16 irrigation at 160 m3/ha and up to 8 irrigations at 240 m3/ha using drip irrigation system. In these embodiments, the obtained minimum value of the coefficient of water consumption 46,5-46,6 m3/t, which characterizes the high efficiency of drip irrigation of onions in this agro-technical support.
Ключевые слова: репчатый лук, капельное орошение, водопотребление, водосбережение, урожайность, способ посева, расчетный слой, грядовая технология.
Key words: onion, drip irrigation, water consumption, water saving, yield, sowing method, the calculated layer ridge technology.
Введение. В отличие от большинства сельскохозяйственных культур производство репчатого лука в постперестроечной России нисколько не сократилось и даже наращивается, достигая сегодня полутора миллионов тонн в год [10]. Тем не менее, дефицит потребления репчатого лука полностью не перекрывается, а доля импортного лука составляет более 20 % от объемов производства. В Нижнем Поволжье, одном из лукосеющих регионов России, эффективное производство репчатого лука возможно только при орошении [6, 3, 4].
Важнейшими критериями эффективного производства в самых развитых странах мира сегодня считаются удельные затраты ресурсов и показатели экологической безопасности. При орошении сельскохозяйственных культур, в первую очередь, необходимо ориентировать производство на экономию водных ресурсов [9, 8, 1]. Капельное орошение является одним из самых маловодозатратных способов орошения [8, 7]. В то же время остаются неиспользованными значительные возможности экономии водных ресурсов за счет оптимизации комплекса агротехнических факторов и водного режима почвы при капельном орошении репчатого лука.
Материалы и методы. Методологическим базисом исследований стал полевой многофакторный эксперимент. В рамках полевого опыта была предусмотрена закладка вариантов, сочетающих в себе параметры трех факторов: фактора А (слой промачива-ния почвы), фактора В (способ посева) и фактора С (профиль поверхности поля). Фактор А был размещен на трех уровнях и включал вариант А1 - поддержание дифференцированного, 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,3 м, вари-
29
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (40), 2015
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА:
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ант А2 - в слое 0,4 м, вариант А3 - в слое 0,5 м. Порог предполивной влажности почвы не ниже 80 % НВ поддерживали от посева до начала активного роста луковицы, а на уровне 70 % НВ - от начала активного роста до начала созревания луковицы. Отбор проб почвы на влажность проводили послойно, через 0,1 м до глубины активного слоя перед посевом, до и после проведения поливов, после выпадения атмосферных осадков, а также при регистрации наступления очередных фаз роста и развития растений.
При разработке программы эксперимента было учтены особые требования к агротехнике возделывания орошаемых культур. С распространением современной техники и технологий посева репчатого лука в регионе стало практиковаться сразу несколько способов размещения растений на орошаемом участке. Все они относятся к ленточному способу посева, однако количество рядков в ленте существенно отличается [2]. В регионе сегодня нет однозначных рекомендаций по способу посева репчатого лука при капельном орошении. Для решения этой задачи в рамках наших исследований был заложен фактор В многофакторного полевого опыта, который включал следующие варианты: вариант В1 - ленточный четырехстрочный с расстоянием между смежными строками 0,3x0,3x0,3 м и 0,7 м между крайними растениями в ленте, вариант В2 - ленточный шестистрочный с расстоянием между смежными строками 0,15x0,15x0,2*0,15x0,15 м и 0,7 м между крайними растениями в ленте, вариант В3 - ленточный восьмистрочный с расстоянием между смежными строками 0,07*0,20x0,07x0,2*0,07x0,2x0,07 м и 0,6 м между крайними растениями в ленте. В рамках фактора С исследования были направлены на изучение эффективности грядового способа возделывания репчатого лука, который успешно используется, например, при возделывании моркови: вариант С1 - без профилирования поверхности почвы, вариант С2 - с формированием грядового профиля поверхности почвы. Полевой опыт с таким набором вариантов был впервые нами заложен в 2014 году, на опытном участке, территориально расположенным в границах КФХ «Пионер» Городищенского района Волгоградской области. Опыт закладывался методом расщепленных делянок [5]. Для исключения влияния почвенных разностей на результаты полевого эксперимента все варианты опыта по площади опытного участка размещались в четырех повторениях. Каждая повторность была организована с полным набором всех изучаемых в опыте вариантов. Площадь учетной делянки опыта, образованной сочетанием всех изучаемых в опыте факторов в 1 повторности составляет 300 м2.
Исследования проводятся с районированным гибридом репчатого лука Блустер F1. Посев проводился высевающей системой «Клен-1,5/8». Почвы опытного участка светло-каштановые, со средним содержанием гумуса в пахотном слое 1,71 %. Гранулометрический состав почвы на опытном участке среднесуглинистый.
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что высокая требовательность репчатого лука к воде сохраняется и при капельном орошении. Несмотря на все преимущества капельного способа полива, позиционирования его как водосберегающего способа орошения, суммарное водопотребление репчатого лука в опытах оказалось на уровне 4750-5360 м3/га (таблица 1). Причем до 74,4-83,7 % потребляемой влаги может быть восполнено только за счет подачи оросительной воды.
Диапазон варьирования объемов суммарно потребляемой влаги по вариантам опыта составил 610 м3/га, что свидетельствует о существенном влиянии условий, определенных программой исследований на эвапотранспирацию репчатого лука. Установлено, что при увеличении мощности увлажняемого слоя почвы с 0,3 до 0,4 м суммарное водопотребление несколько возрастает, а при регулировании влажности почвы в слое 0,5 м - существенно снижается.
30
Таблица 1 - Водопотребление и продуктивность лука при капельном орошении (по данным исследований 2014-2015 гг.)
Профиль поверхности почвы (фактор С) Способ посева (фактор В) Расчетный слой почвы, м (фактор А) Суммарное водопотребление, м3/га Число поливов/поливная норма, м3/га Доля оро-сительной воды в водном балансе, % Урожайность, т/га Коэффи-циент водопо-треблв’ ния, м3/т
2014 г. 2015 г. Среднее
2014 г 2015 г.
Без изменения профиля поверхности почвы 4-строчный 0,3 4750 21/120+8/160 18/120+8/160 79,3 63,4 66,5 65,0 73,1
0,4 4940 15/160+7/240 13/160+6/240 80,1 74,5 78,0 76,3 64,7
0,5 4730 11/200+5/300 10/200+5/300 74,4 65,5 69,0 67,3 70,3
6-строчный 0,3 4940 21/120+9/160 19/120+8/160 82,8 87,8 90,8 89,3 55,3
0,4 4940 15/160+7/240 14/160+7/240 81,1 99,3 103,1 101,2 48,8
0,5 4760 11/200+6/300 10/200+5/300 77,2 92,3 95,5 93,9 50,7
8-строчный 0,3 4870 21/120+9/160 19/120+8/160 83,2 86,2 89,2 87,7 55,5
0,4 5110 16/160+7/240 14/160+7/240 81,1 98,7 102,5 100,6 50,8
0,5 4800 12/200+6/300 10/200+5/300 75,0 92,0 95,3 93,7 51,2
Размещение посевов на грядах 4-строчный 0,3 4780 21/120+8/160 17/120+8/160 82,9 65,7 68,7 67,2 71,1
0,4 4970 16/160+7/240 13/160+6/240 78,3 77,0 81,0 79,0 62,9
0,5 4630 11/200+5/300 10/200+5/300 77,1 67,1 70,3 68,7 67,4
6-строчный 0,3 5090 22/120+9/160 18/120+8/160 77,1 92,5 95,0 93,8 54,3
0,4 5350 16/160+8/240 14/160+7/240 79,4 112,6 116,8 114,7 46,6
0,5 4960 12/200+6/300 11/200+5/300 83,2 95,4 98,6 97,0 51,1
8-строчный 0,3 5030 22/120+9/160 18/120+8/160 80,1 89,9 93,0 91,5 55,0
0,4 5360 16/160+8/240 14/160+7/240 76,7 113,4 117,1 115,3 46,5
0,5 4980 12/200+6/300 11/200+5/300 83,7 94,2 97,4 95,8 52,0
НСР05 Фактор А 3,01 3,21
Фактор В 3,01 3,21
Фактор С 2,46 2,62
Для частных средних 7,38 7,87
Ы
ы IS)
8n
45 щ
tb со О
gN
Ss
1°
g << Й ы
О |в 2“ О *4
&з о &; ^ 4 £ й
о о й й °°
Й
СО О
Е Ь £ 2 Н о
*
*
*
*
*
й
Й
Й
0
1
*
*
*
*
*
№4(40) 20
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (40), 2015
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА:
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Например, на участках с грядовой технологией возделывания лука, при посеве четырехстрочным способом, суммарное водопотребление на участках вариантов, где полив проводили в расчете на промачивание 0,3 м слоя почвы, достигало, в среднем, 4780 м3/га, при увлажнении 0,4 м слоя почвы - возрастало до 4970 м3/га, а при увлажнении 0,5 м слоя почвы - не превышало 4630 м3/га. Данная закономерность сохранялась и при других способах посева лука, поставленных к изучению в настоящем опыте.
Наибольшим суммарным водопотреблением, 5350-5360 м3/га, в опыте отличались варианты, где посевы лука размещали на грядах шестистрочным или восьмистрочным способом, а поливы проводили в расчете на поддержание дифференцированного, 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,4 м.
Для поддержания такого уровня предполивной влажности почвы на участках этих вариантов требовалось проведение 14-16 поливов по 160 м3/га и до 7-8 поливов по 240 м3/га. Для поддержания дифференцированного, 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,4 м на участках вариантов, где лук сеяли четырехстрочным способом без обустройства гряд, проводилось 13-15 поливов по 160 м3/га и 6-7 поливов по 240 м3/га, а суммарное водопотребление не превышало 4750 м3/га. Таким образом, агротехнические приемы, такие как способ посева и профиль поверхности почвы оказывают существенное влияние на водопотребление и формирование водного режима почвы при капельном орошении репчатого лука.
Опытами установлено, что при любых сочетаниях параметров увлажняемого горизонта почвы и способа посева репчатого лука безусловное преимущество остается за грядовой технологией возделывания. Прибавка урожая, в сравнении с вариантами, где посев лука проводили без формирования профиля поверхности почвы, составила 1,4-14,7 %. В свою очередь, эффективность применения грядовой технологии была неодинаковой по вариантам опыта и зависела от сочетания вариантов способа посева и мощности увлажняемого горизонта почвы. Наибольший эффект от перехода на грядовую технологию возделывания репчатого лука был получен на участках, где посев лука проводили по шестистрочной схеме. Хороший эффект также был получен при посеве лука восьмистрочным способом на грядовой поверхности при поддержании предполивной влажности почвы, 8070 % НВ, в слое 0,4 м. Урожайность репчатого лука на участках этих вариантов достигала, в среднем, 114,7-115,3 т/га. На этих же вариантах получены наименьшие значения коэффициента водопотребления, 46,5-46,6 м3/т, что характеризует высокую эффективность капельного орошения лука при таком агротехническом обеспечении.
Следует признать, что при использовании четырехстрочного способа посева создание оптимального водного режима почвы в слое 0,4 м не позволяет эффективно использовать водные ресурсы. Удельные затраты воды на формирование урожая при этом составляют 62,9-64,7 м3/т.
Заключение. Эффективность капельного орошения лука зависит от агротехники возделывания, в том числе, таких агротехнических приемов, как способ посева и профиль поверхности почвы. Наибольшая продуктивность репчатого лука 114,7-115,3 т/га была обеспечена при посеве на грядовой поверхности ленточным способом с поделкой 6-ти или 8-ми рядов растений в ленте и поддержании дифференцированного 80-70 % НВ, порога предполивной влажности почвы в слое 0,4 м, при наименьших затратах воды, которые составили 46,5-46,6 м3/т.
Библиографический список:
1. Бородычёв, В.В. Алгоритм решения задач управления водным режимом почвы при орошении сельскохозяйственных культур [Текст]/ В.В. Бородычёв, М.Н. Лытов //Мелиорация и водное хозяйство. - 2015.- № 1.- С. 8-11.
2. Выращивание лука репчатого на Нижней Волге [Текст]: монография / М.Ю. Анишко, В.П. Зволинский, М.Ю. Пучков, В.Г. Головин. - Астрахань, 2011. - 227 с.
32
***** ИЗВЕСТИЯ *****
№ 4 (40), 2015
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА:
НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
3. Григоров С. М. Приемы повышения эффективности интенсивной технологии возделывания репчатого лука при капельном орошении [Текст]/ С.М. Григоров, Д.С. Винников // Научное обозрение. - 2015. - № 5. - С. 15-19.
4. Дубенок, Н.Н. Возделывание перспективных гибридов лука при капельном орошении [Текст]/ Н.Н. Дубенок, В.В. Бородычев, А.И. Болкунов //Достижения науки и техники АПК. -2010. - № 10. - С. 18-21.
5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта [Текст]/ Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиз-дат, 1985.- 351 с.
6. Кузнецова, Н.В. Эффективность орошения лука репчатого на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья [Текст]/ Н.В. Кузнецова, Л.Н. Маковкина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2010. - № 3 (19). - С. 76-83.
7. Особенности водного режима почвы при капельном орошении сельскохозяйственных культур [Текст]/ Н.Н. Дубенок, В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, О.А. Белик // Достижения науки и техники АПК. -2009. - № 4. - С. 22-24.
8. Ресурсосберегающая технология капельного орошения огурца [Текст]/ А.С. Овчинников, М.А. Акулинина, В.В. Бородычев, Е.В. Шенцева // Картофель и овощи. - 2009. - № 3. -С. 23.
9. Юданова, А.В. Ресурсосберегающие технологии и технические средства орошения [Текст]/ А.В. Юданова // Инженерно-техническое обеспечение АПК: реферативный журнал. -2009.- № 3.- С. 739.
10. TheFAOStatisticalDatabase, 2014. - URL: http://faostat.fao.org (дата обращения 17.05.2015).
Literature list:
1. Borodychev, V.V. An algorithm for solving problems of management of soil water regime for irrigation of crops [Текст]/ V.V. Borodychev, МА. Lytov //Irrigation and Water Management. -2015. - № 1. - P. 8-11.
2. Cultivation of onions in the Lower Volga [Текст] : monograph / М/Y. Anishko, V.P. Zvo-linskiy, М/Y. Puchkov, V.G. Golovin. - Astrakhan, 2011. -227 p.
3. Grigorov, SM. Methods of increase of efficiency of intensive technolo-gies of cultivation of onions under drip irrigation [Текст]/ SM. Grigorov, D.S. Vinnikov// Scientific Review. - 2015. -№ 5. - P. 15-19.
4. Dubenok, N.N. Cultivation of promising hybrids of onion under drip irrigation [Текст]/
N.N. Dubenok, V.V. Borodychev, А.1. Bolkunov // Scientific and technological agribusiness. - 2010. - № 10. - P. 18-21.
5. Dospekhov, BA. Methods of field experience [Текст]/ BA Dospekhov. - М.: Ag-ropromizdat, 1985. - 351 p.
6. Kuznetsova, N.V. Irrigation efficiency of onion on a light-brown soils of the Volga-Don interfluve [Текст]/ N.V. Kuznetsova, L.N. Makovkina // News Nizh-nevolzhsky agricultural university complex: of Science and Higher Vocational Education. - 2010. - № 3 (19). - P. 76-83.
7. Features of the water regime of the soil under drip irrigation of crops [Текст]/ N.N. Dubenok, V.V. Borodychev, М.К Lytov, О.А. Belik // Scientific and technological agribusiness. -2009. - № 4. -P. 22-24.
8. Resource-saving drip irrigation technology of cucumber [Текст]/ А^. Ovchinnikov, М.А. Akulinina, V.V. Borodychev, E.V. Tschentseva // Potatoes and Vegetables. - 2009. - № 3. - P. 23.
9. Yudanova, А^. Resource-saving technologies and means of irrigation [Текст]/ А^. Yudanova // Engineering and technical support agribusiness: refereed journal. - 2009.- № 3.- P. 739.
10. TheFAOStatisticalDatabase, 2014. - URL: http://faostat.fao.org (date of the application 17.05.2015)
E-mail: [email protected]
33
