CC BY
30
ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ
ФОРМИРОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ РЕПЧАТОГО ЛУКА НА ЮГЕ НЕПАЛА
Б.Б. Бимала1, А.В. Шуравилин1, Ашраф Елсайед Махмуд Елсайед2
'Кафедра почвоведения, земледелия и земельного кадастра Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, Москва, Россия, 117198
2Кафедра почвоведения и воды Александрийский университет ул. Афлатон, 1/2, Александрия, Египет, 21545
В статье изложены результаты исследований по технологии капельного полива репчатого лука в Непале. Дана оценка влияния уровней увлажнения и питания растений на урожайность и качество лука.
Ключевые слова: лук репчатый, аллювиальная почва, капельное орошение, межфазные периоды:, минеральные удобрения, биологическая добавка, водопотребление, урожайность.
В настоящее время в Непале на орошаемых землях применяют поверхностный способ полива по бороздам, на некоторых крупных сельскохозяйственных предприятиях — дождевание. Малообъемные способы орошения (микродождевание, капельный) в стране практически не используют. Внедрение в практику орошаемого овощеводства водосберегающих, почвозащитных, экологически безопасных технологий позволит экономить водные ресурсы страны, сберегать плодородие почвы и повышать продуктивность орошаемых земель [1; 2].
Для капельного орошения овощных культур, в том числе лука, в Непале отсутствует научное обоснование: не выявлены закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы, не разработаны оптимальные элементы режима капельного орошения и доз внесения минеральных удобрений, не установлено влияние капельного орошения на урожайность лука в зависимости от технологии полива и питания растений. Изучению этих вопросов и были посвящены наши исследования.
Природно-климатические условия Непала позволяют получать до трех урожаев репчатого лука за год. По климатическим условиям выделяют два сезона, отли-
чающихся по влаго- и теплообеспеченности. С мая по октябрь — теплый и влажный сезон со средней температурой воздуха 23,5 °С, количеством атмосферных осадков 1300 мм. В этот период сельскохозяйственные культуры, за исключением риса, возделываются без орошения. Во второй, умеренно теплый и сухой сезон — с ноября по апрель — средняя температура воздуха составляет 21 °С, сумма осадков не превышает 80 мм, сельскохозяйственные культуры возделываются только при орошении.
Целью наших исследований является научное обоснование водного режима почв при капельном орошении репчатого лука в сочетании с минеральным питанием растении.
Наши исследования проведены на юге Непала в пределах равнинной полосы Терай, в междуречье рек Тинау и Рохини Нади. Опытный участок расположен на водоразделе в 6 км от русла реки Рохини Нади на землях хозяйства «Упстарт». Для данного района он является типичным по природным условиям.
Почва аллювиальная, среднесуглинистая, с незначительными карбонатными новообразованиями. Плотность сложения в слое 0—20 см составляет 1,25 г/см3, в нижних слоях — до 1,40—1,45 г/см3. Содержание гумуса в слое почвы 0— 30 см — 1,75%. Почва мало обеспечена питательными веществами: содержание подвижного фосфора 2—3 мг/100 г, обменного калия 6—9 мг/100 г, общего азота 0,11%. Реакция почвенного раствора щелочная, рНводн = 8,4. Поглотительная способность почвы высокая, емкость катионного обмена в верхнем слое составляет 30,6 мг экв/100 г, содержание обменного кальция 80—90% от суммы катионов, обменного магния — 10—15%.
Опыт по возделыванию лука при капельном орошении заложен по двухфак-торной схеме. По фактору А были предусмотрены три уровня поддержания пред-поливной влажности почвы с использованием системы капельного орошения для различных слоев промачивания почвы по межфазным периодам:
— Ах — поддержание предполивного порога влажности почвы в первый межфазный период (от посева семян до начало образования луковицы) в слое 0—30 см на уровне 90% НВ (наименьшей влагоемкости), во второй (от формирования луковицы до начала полегания) — 80% НВ в слое почвы 0—40 см и в третий межфазный период (от начала полегания до уборки) — 70% НВ в расчетном слое почвы 0—40 см;
— А2 — поддержание предполивного порога влажности почвы в первый межфазный период (от посева семян до начало образования луковицы) в слое 0—30 см на уровне 80% НВ, во второй период (от формирования луковицы до начала полегания) — 80% НВ в слое почвы 0—40 см и в третий межфазный период (от начала полегания до уборки лука) — 70% НВ в слое почвы 0—40 см;
— А3 — поддержание предполивного порога влажности почвы в первый межфазный период вегетации лука (от посева до начала формирования луковицы) на уровне 80% НВ в слое 0—30 см, во второй (от начала формирования до начала
полегания) — 70% НВ в слое почвы 0—40 см и в третий межфазный период (от начала полегания до уборки лука) — 60% НВ в слое почвы 0—40 см.
Схемой опыта по питательному режиму почвы (фактор В) для каждого уровня поддержания предполивной влажности почвы было предусмотрено также три варианта минерального питания растений. При планировании эксперимента расчетная урожайность принята равной 80 т/га. Поэтому дозы минеральных удобрений были увеличены до уровня ^90Р160К340 кг/га по д.в. Этот уровень минерального питания репчатого лука принимался как фон. Второй уровень минерального питания включал фон + микроудобрения. Здесь дополнительно к фону в почву вносились бор, цинк и марганец, дефицит которых принимался соответственно 0,75 кг/га, 2,0 кг/га и 10 кг/га. Третий уровень минерального питания предусматривал общий фон минеральных удобрений и дополнительное внесение биологической добавки — микробного препарата «Байкал-ЭМ1» в количестве 10 л/га для усиления интенсификации микробиологических процессов в почве.
Методы полевых исследований и обработка результатов — стандартные, использовались общеизвестные и современные методики [3; 4].
В опыте применялась система капельного орошения израильского производства с расходом капельниц 1,6 л/час при автоматизированном назначении сроков полива с помощью тензиометров [4—6]. При проведении исследований были приняты три основных межфазных периода вегетации лука: «посев — начало формирования луковиц» продолжительностью 46 суток — с 1 ноября по 16 декабря, со среднесуточной температурой воздуха 22,2—22,6 °С; «начало формирования луковиц — начало полегания» продолжительностью 56 суток — с 17 декабря по 10 февраля, со среднесуточной температурой воздуха 18,5—19,1 °С; «начало полегания — уборка» — 48 суток — с 11 февраля до 31 марта, при среднесуточной температуре воздуха 23,3—24,5 °С.
В зависимости от продолжительности фазы, среднесуточной температуры воздуха и режима предполивной влажности почвы изменялось число поливов и оросительная норма. Повышение уровня предполивной влажности почвы даже в один из межфазных периодов заметно сказывается на количестве поливов и оросительной норме (табл. 1). В среднем за годы исследований наименьшее число поливов и величина оросительной нормы были зафиксированы при уровне пред-поливной влажности почвы 80—70—60% НВ (вар. 7—9) — соответственно 32,7 и 4026 м3/га. Повышение уровня предполивной влажности почвы до 80—80—70% НВ (вар. 4—6) приводило к увеличению число поливов до 46 (на 40,7%) и оросительной нормы в среднем до 4739,7 м3/га (на 713,1 м3/га, или на 17,7%), а повышение предполивной влажности до уровня 90—80—70% НВ — к увеличению числа поливов до 70, а оросительной нормы до 5090,3 м3/га, или на 1063,7 м3/га (на 26,4%) по сравнению с вариантами 7—9 — при уровне увлажнения 80—70— 60% НВ. Набольшее количество оросительной воды и поливов независимо от уровня предполивной влажности почвы приходится на межфазный период «начало формирования луковиц — начало полегания», а наименьшее отмечалось в межфазный период «начало полегания — уборка».
Таблица 1
Число поливов и объем оросительной воды по межфазным периодам в зависимости от режима предполивной влажности почвы
№ варианта Межфазные периоды Всего за вегетацию
посев — начало формирования луковиц начало формирования луковиц — начало полегания начало полегания — уборка(период созревания урожая)
число поливов объем оросительной воды, м3/га число поливов объем оросительной воды, м3/га число поливов объем оросительной воды, м3/га число поливов оросительная норма, м3/га
2010/2011 гг.
1—3 42 1 692 22 2 280 7 1 125 71 5 097
4—6 18 1 431 22 2 323 6 968 46 4 723
7—9 18 1 406 13 2 044 3 635 34 4 085
2011/2012 гг.
1—3 41 1 616 24 2 529 8 1 278 73 5 423
4—6 17 1 340 24 2 521 7 1 143 48 5 004
7—9 16 1 290 14 2 210 3 640 33 4 140
2012/2013 гг.
1—3 39 1 538 21 2 239 6 974 66 4 751
4—6 17 1 320 21 2 211 6 962 44 4 493
7—9 16 1 280 12 1 930 3 645 31 3 855
Среднее за три года
1—3 40,7 1 615,3 22,3 2 349,3 7 1 125,7 70 5 090,3
4—6 17,3 1 363,7 22,3 2 351,7 6,3 1 024,3 46 4 739,7
7—9 16,7 1 325,3 13 2 061,3 3 640 32,7 4 026,6
Для расчета водопотребления лука определялись элементы водного баланса по периодам. Влагообмен — приход от грунтовых вод (+) или инфильтрацию (-) определяли расчетным путем [7].
В результате проведенного исследования установлено, что самый большой расход воды за вегетацию был в варианте с предполивной влажностью почвы 90— 80—70% НВ — 6025—6424 м3/га (табл. 2). Наименьшее водопотребление за вегетацию зафиксировано в варианте с предполивной влажностью почвы 80—70— 60% НВ (5258—5280 м3/га). Полученные данные показали, что наибольшую долю в суммарном водопотреблении лука составляет оросительная вода — 76,4—81,9%. Из метрового слоя почвы было использовано 12,3—16,7% влаги, из грунтовых вод — 3,5—4,2%, от осадков — 2,3—2,7% суммарного водопотребления.
В зависимости от режима орошения, минерального питания растений изменялись урожайность лука и коэффициент водопотребления. Наиболее высокая урожайность лука была получена в варианте с высоким уровнем предполивной влажности почвы и при внесении минеральных удобрений в сочетании с микроэлементами.
Таблица 2
Суммарное и среднесуточное водопотребление лука по межфазным периодам и в целом за вегетацию, м3/га
№ ва- Посев - начало Начало формирова- Начало полегания — Всего за вегетацию
рианта формирования ния луковиц — начало уборка(период
луковиц полегания созревания урожая)
за период за сутки за период за сутки за период за сутки за период за сутки
2010/2011 гг.
1—3 1 875 41,6 2 516 46,6 1 809 37,7 6 202 42,2
4—6 1 655 36,8 2 546 48 1 651 35,1 5 852 40,4
7—9 1 707 39,7 2 344 44,2 1 229 26,7 5 280 37,2
2011/2012 гг.
1—3 1 772 39,3 2 638 48,8 2 014 41,9 6 424 43,7
4—6 1 535 34,1 2 630 49,6 1 878 39,9 6 043 41,7
7—9 1 497 34,8 2 436 45,9 1 337 29,1 5 270 37,1
2012/2013 гг.
1—3 1 765 39,2 2 402 44,5 1 858 38,7 6 025 41
4—6 1 573 34,9 2 399 45,3 1 834 39 5 806 40
7—9 1 610 37,4 2 209 41,7 1 433 30,5 5 252 37
Среднее за три года
1—3 1 804 40,1 2 519 46,6 1 895 39,5 6 217 42,3
4—6 1 588 35,3 2 525 47,6 1 788 38 5 901 40,7
7—9 1 605 37,3 2 330 43,9 1 333 29 5 268 37,1
При повышенном уровне предполивной влажности почвы 90—80—70% НВ на фоне внесения минеральных удобрений в сочетании с микроудобрениями урожайность лука в среднем за три года составляла 85,9 т/га. При более низком уровне влагообеспеченности и применении только минеральных удобрений урожайность лука заметно снижалась (табл. 3).
Таблица 3
Урожайность лука в зависимости от уровня предполивной влажности почвы и питания растений, т/га
№ варианта 2010/ 2011/ 2012/ Средн. Превышение по сравне-
2011 гг. 2012 гг. 2013 гг. за три нию с фоном (минераль-
года, т/га ные удобрения)
т/га %
1 78,7 79,3 76,9 78,3 — —
2 85,8 87,6 84,3 85,9 7,6 9,7
3 82,6 83,4 81,2 82,4 4,1 5,2
4 73,8 75,6 72,1 73,8 — —
5 80,2 81,6 77,9 79,9 6,1 8,3
6 77,2 79,1 75,6 77,3 3,5 4,7
7 70,1 72,3 68,5 70,3 — —
8 75,1 77,6 73,2 75,3 5 7,1
9 73,2 75,4 71,6 73,4 3,1 4,4
НСР05 по фактору А 2,49 2,34 2,13 2,68 — —
НСР05 по фактору В 1,34—1,55 1,55 1,27 1,59 — —
Так, если при уровне предполивной влажности почвы 90—80—70% НВ урожайность лука была наибольшей и в зависимости от особенностей питания растений в среднем за три года находилась в пределах 78,3—85,9 т/га, то при снижении порога предполивной влажности почвы до 80—80—70% НВ она уменьшилась на 4,5—6,0 т/га, или на 5,7—7,0%, а при снижении влагообеспеченности с 90— 80—70% НВ до уровня 80—70—60% НВ — на 8,0—10,6 т/га, или на 10,2—12,3%. При уровне предполивной влажности почвы 90—80—70% НВ с применением микроудобрений, по сравнению с фоном минерального питания растений, урожайность увеличивалась на 7,6 т/га, или на 9,7%, а с применением микробного препарата — на 4,1 т/га, или на 5,2%. В вариантах с уровнем предполивной влажности почвы 80—80—70% НВ эти показатели были ниже и составляли соответственно 6,1 т/га (8,3%) и 3,5 т/га (4,7%), а при увлажнении 80—70—60% НВ — еще меньше: соответственно, 5,0 т/га (7,1%) и 3,1 т/га (4,4%).
Следовательно, применение минеральных удобрений в сочетании с микроудобрениями дает значительно большую прибавку урожая лука, чем в сочетании с микробным препаратом.
При капельном орошении репчатого лука для получения максимальной урожайности удельные затраты оросительной воды составляли 59,3 м3/га и коэффициент водопотребления 72,4 м3 на 1 тонну продукции. При этом значения коэффициента водопотребления были больше минимальных всего лишь на 3,3%, а затраты оросительной воды — на 9,8%.
В целом полученные данные показали, что на аллювиальных почвах Непала наиболее благоприятные водный и питательный режимы для получения высокой урожайности репчатого лука(75—85 т/га) при капельном орошении создаются при поддержании предполивной влажности почвы в расчетном слое по межфазным периодам на уровне 90—80—70% НВ на фоне внесения минеральных удобрений под планируемую урожайность в сочетании с микроудобрениями.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Бородычев В.В. Современные технологии капельного орошения овощных культур. — Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2010.
[2] Шуравилин А.В., Кибека А.И. Мелиорация. Учебное пособие. — М.: ЭКМОС, 2006.
[3] Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, 1985.
[4] Шуравилин А.В., Ляшко М. У., Ашраф Елсайед Махмуд Елсайед. Технология капельного орошения земляники на дерново-подзолистых почвах Московской области // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. — 2010. — № 8. — С. 59—64.
[5] Бородычев В.В., Казаченко В.С. Режим орошения и продуктивность репчатого лука // Мелиорация и водное хозяйство. — 2011. — № 2. — С. 31—33.
[6] Щедрин В.Н., Кулыгин В.А. Особенности водопотребления овощных культур по периодам вегетации при орошении // Мелиорация и водное хозяйство. — 2011. — № 2. — С. 28—31.
[7] Голованов А.И., Айдаров И.П.., Григоров М. С. и др. Мелиорация земель. Учебник для вузов. — М.: КолосС, 2011.
CULTIVATION OF ONIONS UNDER DRIP IRRIGATION IN SOUTHERN NEPAL
B.B. Bimala1, A.B. Shuravilin1, Ashraf Elsayed Mahmoud Elsayed2
1Department of soil science, agriculture and land registry Peoples' Friendship University of Russia
Miklukho-Maklaya str., 8/2, Moscow, Russia, 117198
2Department of soil science and water Alexandria University
Aflaton str., 1/2, Alexandria, Egypt, 21545
Results of research on technology of drip irrigation on onions in Republic of Nepal are presented. The assessment of influence of moisture and nutrition levels of plants on productivity and quality of onions crop was done.
Key words: onions, alluvial soil, drip irrigation, interphase periods, mineral fertilizers, biological addition, water consumption, productivity.
REFERENCES
[1] Borodychev V.V. Sovremennye tehnologii kapel'nogo oroshenija ovoshhnyh kul'tur. — Kolomna: FGNU VNII «Raduga», 2010.
[2] Shuravilin A.V., KibekaA.I. Melioracija. Uchebnoe posobie. — M.: JeKMOS, 2006.
[3] DospehovB.A. Metodika polevogo opyta. — M.: Agropromizdat, 1985.
[4] Shuravilin A.V., Ljashko M. U., Ashraf Elsajed Mahmud Elsajed. Tehnologija kapel'nogo oroshenija zemljaniki na dernovo-podzolistyh pochvah Moskovskoj oblasti // Zemleustrojstvo, ka-dastr i monitoring zemel'. — 2010. — № 8. — S. 59—64.
[5] Borodychev V.V., Kazachenko V.S. Rezhim oroshenija i produktivnost' repchatogo luka // Melioracija i vodnoe hozjajstvo. — 2011. — № 2. — S. 31—33.
[6] Shhedrin V.N., Kulygin V.A. Osobennosti vodopotreblenija ovoshhnyh kul'tur po periodam vegetacii pri oroshenii // Melioracija i vodnoe hozjajstvo. — 2011. — № 2. — S. 28—31.
[7] Golovanov A.I., Ajdarov I.P., Grigorov M.S. i dr. Melioracija zemel'. Uchebnik dlja vuzov. — M.: KolosS, 2011.
