CC BY
21УДК 631.674:635.63
С. М. Григоров, А. С. Орлов (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОННЕЛЬНЫХ УКРЫТИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОГУРЦА ИЗ РАССАДЫ
Цель исследований - обосновать геометрические параметры временных пленочных укрытий тоннельного типа для выращивания раннего огурца из рассады с использованием капельного орошения в регионе Нижней Волги. В качестве рабочей гипотезы исследований было принято положение о возможности использования преимуществ капельного способа орошения для эффективного выращивания огурца из рассады в пленочных тоннельных укрытиях, обеспечивающих с учетом оптимизации водного, пищевого режимов почвы и геометрических параметров конструкций тоннелей формирование планируемой урожайности на уровне 50-90 т/га. Результаты эксперимента показали, что использование тоннельных укрытий шириной 1,0 м позволяет оптимизировать тепловой режим воздуха и почвы, что обеспечивает хорошую приживаемость рассады огурца, сильный рост и раннее вступление в фазу плодоношения. В тоннельных укрытиях шириной 1,0 м переход к фазе плодоношения происходил на 4-5 суток раньше. Наиболее раннее вступление огурца в фазу плодоношения наблюдалось при внесении удобрений дозой N100P60K0 и поддержании порога предполивной влажности почвы 70 % НВ, что позволило приступить к первому сбору урожая уже в третьей декаде мая и начать массовые поставки продукции к первой декаде июня. Продуктивность фотосинтеза при внесении удобрений дозой N240P140K200 и предполивной влажности почвы 90 % от НВ повышается до 3,67 г/м2 в сутки при урожайности 81,8 т/га в широких тоннельных укрытиях, против 3,16 г/м2 в сутки и 43,3 т/га в тоннельных укрытиях шириной 0,5 м соответственно. Использование пленочных тоннельных укрытий шириной 1,0 м обеспечивает возможность получения планируемой урожайности рассадного огурца на уровне 70 т/га. Для этого требуется внесение минеральных удобрений дозой N170P100K100 и поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 90 % НВ, что в опыте обеспечивалось проведением 24-32 поливов нормой 90 м3/га.
Ключевые слова: огурец, рассадная культура, тоннельные укрытия, динамика развития, урожайность, орошение, удобрение.
S. M. Grigorov, A. S. Orlov (FSBEE HPE “VolSAU”)
USE OF TUNNEL COVERINGS FOR CUCUMBER GROWING FROM SEEDLING
The objective of the research is to justify the geometric parameters of tunnel type temporary coverings for growing early seedlings of cucumber using drip irrigation in the Lower Volga Region. As a working hypothesis of the study was accepted a proposition about the ability of using the advantages of drip irrigation for effective cucumber growing from seedlings in plastic tunnels providing to obtain the planned yield of 50-90 t/ha while optimizing water and nutrition soil regimes and the geometric parameters of plastic tunnels. The experiment results showed that the use of 1-meter wide tunnel coverings allowed optimizing the thermal conditions of air and soil, which provided a good survival of cucumber seedlings, strong growth, and early coming of fruiting phase. In 1-meter wide tunnel coverings the transition to fruiting phase has occurred by 4-5 days earlier. The earliest coming of fruiting phase was observed at the fertilizing dose of N100P60K0 and the pre-irrigation soil moisture of 70 % of field capacity (FC), which allowed beginning the first harvest at the third decade of May and the
bulk deliveries of production at the first decade of June. At the fertilizing dose of N240P140K200 and the pre-irrigation soil moisture of 90 % FC, photosynthetic productivity has increased up to 3.67 g/m2 per day at the crop yield of 81.8 t/ha in 1-meter wide tunnel coverings, against 3.16 g/m2 per day and 43.3 t/ha in 0.5-meter wide tunnel coverings respectively. Using of plastic tunnel coverings by the width of 1.0 m provides an opportunity to get planned yield of seedling cucumber at the level of 70 t/ha. This requires applying mineral fertilizers at the dose of N170P100K100 and maintaining the pre-irrigation soil moisture at the level of 90 % FC by conducting 24-32 irrigations of 90 m3/ha.
Keywords: cucumber, seedling crop, tunnel coverings, dynamics of development, crop yield, irrigation, fertilizing.
Для развития производства ранней овощной продукции в природных условиях России традиционно используется тепличное хозяйство. Как правило, это пленочные теплицы, которые в регионе Нижней Волги можно эксплуатировать уже с марта, что для культуры огурца обеспечивает вступление в фазу плодоношения во второй-третьей декаде мая. Основным недостатком такого производства огурца в ранние сроки является потребность в значительных капиталовложениях и увеличении себестоимости продукции.
Альтернативой пленочным теплицам в регионе является использование временных укрытий тоннельного типа для производства овощей рассадным способом. По сути, это открытый грунт, в котором недорогие конструкции тоннельных укрытий используются непродолжительный период для страхования от весенних заморозков. Себестоимость производства овощей рассадным способом с использованием тоннельных укрытий существенно ниже, чем в пленочных теплицах.
Основными легкоуправляемыми факторами воздействия на урожайность огурца являются минеральное питание и водный режим почвы. Общим мнением многих исследователей и практиков является то, что применяя удобрения и орошение в зоне сухих степей Нижнего Поволжья, можно оказывать то или иное влияние на продукционный процесс, который определяет уровень формируемой урожайности [1, 2]. Последнее, кстати, хорошо согласуется с представлениями о лимитирующих урожайность факторах, которые определяются природными условиями региона. Тем не ме-
нее, практику возделывания рассадного огурца в тоннельных укрытиях в регионе нельзя назвать удачной [3, 4]. Гибель от 25 до 80 % растений за первые 2 недели после высадки рассады, заболевания корневой системы, замедление процессов роста и развития существенно снижают эффективность производства и делают нерентабельным возделывание рассадного огурца в промышленной культуре. Наши исследования показали, что оптимизация конструкции тоннельных укрытий позволяет решить эту проблему и обеспечить поступление ранней продукции за счет использования рассадной культуры огурца.
Материалы и методы. Главным отличием предложенной технологии возделывания рассадного огурца является использование более широких (до 1,0 м) тоннельных пленочных укрытий. Общепринятая технология основана на общей схеме возделывания рассадных овощных культур в тоннельных укрытиях. Она предусматривает рядовую или ленточную высадку рассады огурца на одной капельной линии с расстоянием между капельными линиями 1,4 м. При этом для временного укрытия рассады используются пленочные тоннели с шириной у основания 0,5 м. Этот вариант (А1) принят нами за контроль. Модернизированная технология в опыте реализована ленточным способом посева огурца по схеме (рисунок 1):
2 рядка на двух капельных линиях с раскладкой спаренных поливных трубопроводов через 1,4 м (по осевым линиям) и расстоянием в рядке между капельными трубопроводами 0,6 м при формировании тоннельных укрытий шириной 1,0 м (вариант А2).
Учитывая особенности развития и плодоношения рассадного огурца, на каждом из вариантов с тоннельными укрытиями были заложены опытные делянки по изучению эффективности регулирования водного (фактор В) и пищевого (фактор С) режимов почвы.
Таким образом, полевой опыт заложен по трехфакторной схеме.
Рисунок 1 - Схема высадки рассады огурца и раскладки капельных линий при использовании широких (1,0 м) тоннельных укрытий
По фактору В изучалось три уровня поддержания постоянного в течение вегетационного периода огурца порога предполивной влажности почвы в слое 0,5 м:
- вариант В1 - на уровне 70 % НВ;
- вариант В2 - на уровне 80 % НВ;
- вариант В3 - на уровне 90 % НВ.
По фактору С изучалось три уровня минерального питания:
- вариант С1 - внесение минеральных удобрений дозой К100Р60К0, рассчитанной на формирование планируемой урожайности огурца 50 т/га;
- вариант С2 - внесение минеральных удобрений дозой К170Р100К100, рассчитанной на формирование планируемой урожайности огурца 70 т/га;
- вариант С3 - внесение минеральных удобрений дозой К240Р140К200, рассчитанной на формирование планируемой урожайности огурца 90 т/га.
Фосфорные и калийные удобрения частично вносили под основную обработку почвы, а частично - в подкормки с поливной водой. С поливной водой фосфорные и калийные удобрения вносили, начиная с фазы цветения, а азотные, в форме слабого раствора, - в течение всего вегетационного периода. Повторность опыта по площади опытного участка - трехкратная. Общая площадь опытного участка - 2,5 га, площадь повторности -0,84 га, площадь учетной делянки - 420 м .
Материалы статьи основаны на результатах полевого эксперимента за 2011-2012 гг. при выращивании гибрида Компонист F1 голландской фирмы Rijk Zwaan, который широко используется в современном сельскохозяйственном производстве. Компонист F1 - партенокарпический гибрид огурца с очень высоким урожайным потенциалом. Начало плодоношения наступает через 38-40 дней после массовых всходов. Растения сильнорослые, характеризуются хорошей регенерирующей способностью, высокой устойчивостью к настоящей мучнистой росе, толерантностью к перенос-порозу и вирусу огуречной мозаики.
Экспериментальный участок расположен на орошаемых землях Николаевского района Волгоградской области в Заволжской сухостепной зоне. Почвы опытного участка - светло-каштановые, среднесуглинистые. Климат здесь характеризуется континентальностью, засушливостью и изменчивостью. Показатель континентальности климата по Н. Н. Иванову составляет 206-250 % и проявляется большими амплитудами колебания температур воздуха как по годам и сезонам, так и в течение суток. Это является типичным для зоны сухих степей региона Нижней Волги.
Поступление тепла в 2011 году было медленным. Средняя декадная температура воздуха в первых двух декадах апреля не превышала 5,6-6,8 °С, что в регионе обеспечивается с вероятностью не менее 70,4-90,1 %. В начале третьей декады апреля температура воздуха приблизилась к климатической норме. Но только к концу второй декады мая началось заметное потепление, что позволило снять пленку с тоннелей. В 2012 году, напротив, поступление теплых воздушных масс в регион было быстрым, атмосфера стремительно прогревалась, достигая минимальных достаточных для культуры огурца значений (16 °С) уже ко второй декаде апреля. Пленка с укрытий была снята в первой декаде мая.
Результаты исследований. Главной особенностью предложенной технологии выращивания рассадного огурца является использование ши-
роких тоннельных укрытий с шириной полосы укрытия не менее 1,0 м. Такое изменение геометрических параметров тоннельных пленочных укрытий направлено на увеличение объема прогреваемой почвы и использование его для увеличения стабильности теплового режима в тоннелях. Систематические измерения температуры почвы позволили оценить ее динамику при использовании обычных (с шириной у основания 0,5 м) и широких тоннельных укрытий (рисунок 2).Температуру почвы измеряли в ночной период, поскольку именно ночью наблюдаются ее минимальные значения и возможно ее понижение ниже критического уровня. Из приведенных на рисунке данных заметна достаточно существенная разница в формировании температурного режима почвы в тоннельных укрытиях шириной 1,0 м и 0,5 м. Наблюдения показали, что в широких тоннельных укрытиях (1,0 м) минимальные значения ночных температур почвы динамично увеличиваются сразу после формирования укрытий.
В тоннельных укры111ЯХНП 1р11НОЙ 0,5 м В тоннельных укрытиях шириной 1,0 м
Рисунок 2 - Динамика температуры почвы (в ночной период) в тоннельных укрытиях при выращивании рассадного огурца
В тоннельных укрытиях шириной 0,5 м температура почвы подвержена значительным колебаниям, обусловленным изменением температур-
ного режима в естественной среде. Например, в 2011 году до высадки рассады температура почвы не превышала 6 °С, а к 23-24 апреля наблюдалось ее снижение до 4 °С, обусловленное сложившимися метеоусловиями. Низкий температурный режим почвы в полуметровых тоннельных укрытиях оказал существенное влияние на приживаемость рассады, динамику начального роста и продукционный процесс в целом.
Растения огурца на участках, где использовали широкие (1,0 м) тоннельные укрытия, отличались быстрым ростом и развитием до фазы цветения и начала образования плодов. В сравнении с вариантами, где использовали полуметровые тоннельные укрытия, сумма среднесуточных температур воздуха, необходимая для перехода к фазе плодоношения была накоплена на 4-5 суток раньше. Наиболее раннее вступление огурца в фазу плодоношения наблюдалось при внесении удобрений дозой ^00Р60К0, поддержании порога предполивной влажности почвы 70 % НВ и использовании тоннельных укрытий шириной 1,0 м (через 29 суток после высадки рассады). Это позволило приступить к первому сбору урожая уже в третьей декаде мая и начать массовые поставки продукции к первой декаде июня.
Рост растений и плодов огурца на участках, где были использованы тоннельные укрытия шириной 0,5 м, был заторможен в течение всего вегетационного периода. В результате даже на самых обеспеченных водой и элементами минерального питания участках продуктивность фотосинтеза составила 3,16 г/м в сутки при урожайность плодов 41,2-45,4 т/га (таблица 1). В широких тоннельных укрытиях продуктивность фотосинтеза повышалась до 3,67 г/м2 в сутки при урожайности до 84,7 т/га.
Исследования показали, что переход на широкие (1,0 м) тоннельные укрытия является весьма эффективным мероприятием и позволяет существенно повысить продуктивность рассадного огурца. Прибавка урожайности по вариантам опыта изменялась от 13,3 до 39,3 т/га при наименьшей существенной разнице по этому фактору 0,5-0,8 т/га.
Таблица 1 - Физиологическая активность и продуктивность рассадного огурца при капельном орошении в тоннельных укрытиях
Конструкция тоннельных укрытий (фактор А) Предпо- ливная влажность почвы, % НВ (фактор В) Уровень минерального питания, кг д. в./га (фактор С) Физиологическая активность, среднее за 2011-2012 гг. Урожайность, т/га
продук- тивность фотосин- теза, г/м2 в сут. фотосин-тетиче-ский потенциал, 2 тыс. м дн./га 2011 г 2012 г. сред- няя
Ширина 0,5 м 70 ^00Р60К0 3,03 838 31,2 25,4 28,3
80 ^00Р60К0 3,06 904 34,2 26,2 30,2
90 ^00Р60К0 3,12 942 37,2 30,1 33,7
70 ^70Р100Кю0 3,08 867 35,5 27,5 31,5
80 ^70Р100Кю0 3,07 1013 40,3 33,4 36,9
90 ^70Р100Кю0 3,15 1091 43,2 37,8 40,5
70 N2^ 140К200 3,11 892 36,1 29,1 32,6
80 N2^ 140К200 3,12 1066 42,6 37,6 40,1
90 N2^ 140К200 3,16 1147 45,4 41,2 43,3
Ширина 1,0 м 70 ^00Р60К0 3,28 1349 44,5 43,2 43,9
80 ^00Р60К0 3,32 1580 54,7 51,3 53,0
90 ^00Р60К0 3,34 1718 59,3 57,1 58,2
70 ^70Р100Кю0 3,43 1457 53,4 50,7 52,1
80 ^70Р100Кю0 3,47 1757 67,2 64,3 65,8
90 ^70Р100Кю0 3,63 1913 74,3 70,2 72,3
70 ^40Р140К200 3,48 1557 58,6 55,3 57,0
80 ^40Р140К200 3,55 2003 76,3 71,3 73,8
90 ^40Р140К200 3,67 2162 84,7 78,8 81,8
НСР05 Фактор А 0,8 0,5
Фактор В 1,0 0,7
Фактор С 1,0 0,7
Использование пленочных тоннельных укрытий шириной 1,0 м обеспечивает возможность получения планируемой урожайности рассадного огурца на уровне 70 т/га. Для этого требуется внесение минеральных удобрений дозой ^70Р100К100 и поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 90 % НВ, что в опыте обеспечивалось проведением 24-32 поливов по 90 м /га. При прочих равных условиях поддержание предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ обеспечивается прове-
3
дением 11-17 поливов по 180 м /га, но урожайность огурца формируется на уровне 64,3-67,2 т/га.
При внесении удобрений дозой ^00Р60К0 и использовании широких тоннельных укрытий урожайность, близкая к планируемому уровню (50 т/га), обеспечивалась даже при поддержании умеренного уровня водо-обеспечения (предполивной порог влажности почвы 70 % НВ). Повышение предполивной влажности до 80 % НВ при прочих равных условиях позволило увеличить урожайность стандартных плодов до 51,3-54,7 т/га, а при поддержании предполивной влажности 90 % НВ - до 57,1-59,3 т/га.
Планируемого уровня урожайности рассадного огурца 90 т/га в опыте достичь не удалось. Вместе с тем, сочетание порога предполивной влажности почвы 90 % НВ с внесением минеральных удобрений дозой ^40Р140К200 и использование широких тоннельных укрытий позволило получить до 78,8-84,7 т/га стандартных плодов огурца, что более, чем на 10 т/га больше, чем при внесении удобрений дозой ^70Р100К100.
Выводы. Таким образом, использование тоннельных укрытий шириной 1,0 м позволяет оптимизировать тепловой режим воздуха и, самое главное, почвы, что обеспечивает хорошую приживаемость рассады огурца, сильный рост и раннее вступление в фазу плодоношения. В сочетании с оптимизацией режима минерального питания и поддержанием предпо-ливного уровня влажности почвы не ниже 80 % НВ использование тоннельных пленочных укрытий такой конструкции позволяет получать свыше 70 т/га плодов огурца с началом периода массового плодоношения уже в первой декаде июня.
Список использованных источников
1 Овчинников, А. С. Оценка технологии возделывания огурца в открытом грунте при капельном орошении / А. С. Овчинников, М. А. Шувае-ва // Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования. - М.: ВНИИГиМ, 2007. - Т. 1. - С. 301-305.
2 Овчинников, А. С. Повышение эффективности орошаемого земледелия в засушливых условиях юго-востока России / А. С. Овчинников, А. М. Гаврилов // Орошение земель в обеспечении продовольственной безопасности России. - Волгоград: ВНИИОЗ, 2008. - С. 174-179.
3 Григоров, С. М. Способы полива овощных культур в открытом и защищенном грунте / С. М. Григоров, В. П. Зволинский // Перспективы развития аридных территорий через интеграцию науки и практики. - М.: Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия, 2008. - С. 111-118.
4 Кудряшов, Ю. С. Особенности микроклимата и формирования урожая огурца в тоннельных пленочных укрытиях на центральном участке зоны БАМ / Ю. С. Кудряшов, Н. Г. Ктиторов // Селекция, семеноводство и сортовая технология производства овощей. - М., 1988. - С. 44-53.
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]
Орлов Александр Сергеевич - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»), аспирант.
Контактный телефон: 8-937-538-90-40.
E-mail: [email protected]
Orlov Aleksandr Sergeyevich - Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Agricultural University” (FSBEE HPE “VolSAU”), Postgraduate Student.
Contact telephone number: 8-937-538-90-40.
E-mail: [email protected]
