CC BY
185
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 634.1.11:631.674
КАПЕЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ ЯБЛОНЕВОГО САДА ИНТЕНСИВНОГО ТИПА НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
APPLE ORCHARD DRIP IRRIGATION OF INTENSE TYPE ON SOD PODZOLIC SOILS OF MOSCOW REGION
А.С. Овчинников1, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
В.В. Бородычёв , член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д.Е. Кучер , аспирант А.В. Шуравилин3, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А-S. Ovchinnikov ,V.V. Borodichev, D.E. Kucher, A.V. Shuravilin
1 Волгоградский государственный аграрный университет 2Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (Волгоградский филиал) 3 Российский университет дружбы народов Агроинженерный департамент аграрно-технологического института, г. Москва
1 Volgograd State Agrarian University
2Volgograd branch of All-Russia scientific-research institute of hydraulic engineering and land-
improvement named after A.N. Kostyakov
3Agroengineering department of agrarian-technological institute ofPeoples' Friendship University of Russia
Изложены результаты исследований по режиму капельного орошения при возделывании яблоневого сада интенсивного типа и их влияние на урожайность яблок на дерново-подзолистых почвах Московской области. Выполненные исследования показали, что в южнотаежной зоне с достаточным природным увлажнением капельное орошение является прогрессивным, ресурсосберегающим и экологически безопасным способом полива яблоневого сада. Оно обеспечивает повышение эффективности применения удобрений, вносимых вместе с водой при получении высокой урожайности яблок и даёт возможность автоматизации процесса полива. В этих природных условиях орошение дополняет осадки и способствует увеличению увлажненности почвы в сухие периоды вегетации до оптимальных пределов. Применительно к условиям Московской области впервые разработана технология и режим орошения яблоневого сада интенсивного типа. Исследования проводились на дерново-подзолистых почвах. Схема посадки яблоневого сада сорта Весялина 4,2*1,5 м при расстоянии между капельными линиями 4,2 м, между капельницами - 0,5 м при трех капельницах на одно дерево и среднем расходе капельницы 1,2 л/ч, что создавало сплошное увлажнение почвы вдоль ряда деревьев. Режим капельного орошения яблоневого сада в основном определялся особенностями тепло-влагообеспеченности вегетационного периода, режимом предполивной влажности почвы и глубиной увлажняемого слоя. С повышением уровня предполивной влажности почвы от 65 до 85 % НВ в среднем за годы исследований оросительная норма увеличивается в 1,3 раза, 1,9 и 3,0 раза соответственно при глубинах увлажнения 0,25 м, 0,5 и 0,75 м. В то же время увеличение глубины увлажняемого слоя от 0,25 до 0,75 м приводит к снижению оросительной нормы на 70,3 %, 46,7 % и 31,7 % соответственно при уровнях увлажнения 65, 75 и 85 % НВ. Оросительная норма яблоневого сада была существенно меньше естественных осадков, что уменьшало негативное влияние на окружающую среду.
The results of studies on the mode of drip irrigation in cultivation of an apple orchard of intensive type and their influence on apple yield on sod-podzolic soils of Moscow region. The studies showed that in the southern taiga zone with sufficient natural moisture for drip irrigation is a progressive, resource-saving and environmentally friendly way of watering an apple orchard. It provides fertilizers application efficiency increase along with water while obtaining high yields of apples and gives the ability to automate the process of irrigation. In these natural conditions, irrigation supplements rainfall and increases in soil moisture during dry periods of the growing season to the optimum limits. In relation to the conditions of the Moscow region the technology and the irrigation regime of the apple-gardens of intensive type were developed for the first time. Studies were carried out on sod-podzolic soils. The scheme of planting an apple orchard varieties Vesyalina is 4,2* 1,5 m distance between drip lines to 4.2 m between drippers: 0.5 m at three droppers on one tree and the average consumption of the dropper 1.2 l/h, creating a continuous soil moisture along the row of trees. The mode of apple orchard drip irrigation is mainly determined by characteristics of heat-moisture growing period, the treatment of pre-irrigation soil moisture and the depth of the moist layer. With higher levels of pre-irrigation soil moisture from 65 to 85% of minimum moisture-holding capacity in average per years of research irrigation rate rises by 1.3 times and 1.9 and 3.0 times respectively at the depths of moistening 0.25 m, 0.5 and 0.75 m. At the same time increasing the depth of moistened layer from 0.25 to 0.75 m leads to the decrease of irrigation norm 70.3%, 46,7% and 31.7% respectively at moisture levels of 65, 75 and 85% minimum moisture-holding capacity. Irrigation rate of apple orchard was significantly less than natural precipitation, which reduced the negative impact on the environment.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, капельное орошение, сад интенсивного типа, режим орошения, контур увлажнения, предполивная влажность, глубина увлажнения, водопотребление, урожайность.
Keywords: sod-podzolic soil, drip irrigation, gardens of intensive type, irrigation mode, contour of moisture, pre-irrigation moisture content, depth of wetting, water consumption, yield.
Введение. При орошении плодовых культур широкое распространение получил поверхностный способ полива и дождевание [3, 6]. Однако эти способы орошения не обеспечивают рационального использования оросительной воды, энергетических, трудовых и других ресурсов и не являются экологически безопасными. В настоящее время известны малообъёмные способы орошения, которые позволяют регулировать подачу воды, водный и питательные режимы почвы в соответствии с потребностями растений. Одним из таких экологически безопасных способов полива является капельное орошение, при котором в почве создаётся оптимальный водно-воздушный режим без поверхностного и глубинного сброса.
Выполненные к настоящему времени теоретические и экспериментальные исследования по капельному орошению плодового сада относятся преимущественно к лесостепной, степной и полупустынной зонам Российской Федерации [1,2,4,8-12]. Однако, для умеренной южно-таёжной зоны, куда входит Московская область, такие исследования практически не проводились.
В связи с этим, целью исследований являлось научное обоснование и разработка ресурсосберегающих элементов техники и режимов капельного орошения яблоневого сада интенсивного типа в южно-таёжной зоне дерново-подзолистых почв Московской области, обеспечивающих экологическую устойчивость и повышение продукционного потенциала агроландшафта.
Материалы и методы. Исследования проводились в посадках яблоневого сада на землях ЗАО «Совхоз им. Ленина» Московской области в 2012-2014 гг. с дефицитом увлажнения в тёплые и сухие вегетационные периоды до 425 мм, а в экстремально влажном 2013 г. переувлажнение составило 257 мм. Общая площадь сада составляет 5,6 га. Расстояние между деревьями в ряду - 1,5 м, между рядами - 4,2 м. Яблоневый сад был заложен осенью 2008 г. Экспериментальные исследования проводились на 4-6-й год плодоношения. Сорт яблони - Весялина.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Климат умеренно континентальный с хорошо выраженной сезонностью. Период вегетации 2012 г. был по погодным условиям близким к среднемноголетним данным. Вегетационный период 2013 г. был очень влажным, а 2014 г. был сухим и тёплым. Почва участка дерново-подзолистая, среднесуглинистая, с плотностью сложения 1,29 г/см3, общей пористостью 50,4 %, наименьшей влагоемкостью 27,2 % от массы. На начало 2012 г. средняя скорость впитывания воды в почву за 6 часов составила 0,57 мм/мин. Содержание гумуса составляет 2,12 %; рН™ = 6,0 ед.; Р2О5 - 9,7 мг/100 г; К2О - 16,4 мг/100 г.
На опытном участке в осенний период 2008 г. была проведена подготовка почвы и посадка саженцев. В зоне размещения саженцев формируется профилированная полоса с уклоном в сторону междурядий (рисунок 1).
Подготовленный к орошению яблоневый сад подключался к капельной системе орошения. Уход за яблоневым садом заключается в ежегодной обвязке и обрезке деревьев, обработке междурядий, внесении удобрений в виде внекорневой подкормки и вместе с оросительной водой, борьбе с сорной растительностью, а также с вредителями и болезнями в саду.
Рисунок 1 - Поперечный профиль полосы с яблоневыми посадками
Полевой опыт заложен по двухфакторной схеме: фактор А - уровень предпо-ливной влажности почвы 65, 75 и 85 % НВ (наименьшая влагоемкость); фактор В -глубина увлажняемого слоя для каждого режима орошения - 0,25; 0,5 и 0,75 м. Всего изучалось 9 вариантов. Исследования выполнены в четырёхкратной повторности с систематическим расположением вариантов.
В лабораторном опыте изучалось формирование увлажняемой зоны путём моделирования на стендовой установке. Кроме этого, использованы методы математического моделирования влагопереноса при капельном орошении применительно к яблоневому саду, возделываемому в южно-таёжной зоне с достаточным увлажнением.
При проведении исследований использовались общепринятые и современные методики, в соответствии с требованиями методики опытного дела [5]. Опыты сопровождались биометрическими и фенологическими учётами и анализом почвенных образцов. Наблюдение за влажностью почвы проводилось на динамических площадках по методике А.А. Роде [7]. Влажность в оросительный период определялась ежедневно по тензиометрам, установленным на глубину 20, 40 и 60 см. На начало и конец вегетации влажность почвы определялась термостатно-весовым методом. Водопотребление определялось методом водного баланса. Поливная норма учитывалась по продолжительности полива и расходомерам. Учёт урожая яблок проводился по каждому дереву (4 дерева на каждой повторности). Обработку экспериментальных данных проводили с использованием методов корреляционно-регрессионного и дисперсионного анализов.
Результаты и обсуждение. В совхозе была использована система капельного орошения плодового сада израильского производства. Вода в капельную систему поступает из трубопровода через гидрант-водовыпуск. Система капельного орошения состоит из следующих элементов: 1) фильтровальная система до 80 м3/ч; 2) система фертигации (насос
600 л/ч + емкость); 3) бак для удобрений (1000 л); 4) армированный гибкий трубопровод; 5) капельные линии диаметром 16 мм с расходом капельницы - 1,2 л/ч (шаг капельницы -0,5 м); 6) автоматика для системы капельного полива; 7) программное обеспечение.
При капельном орошении яблоневого сада контур увлажнения нами определялся как расчётным путём с использованием предложенной модели, так и в полевых условиях по раскопкам. Расчётным путём были рассчитаны контуры увлажнения при малых нормах полива и частом расположении капельниц, через 0,5 м. Поэтому наблюдается быстрое смыкание контуров увлажнения. Это оправдывает условия почти равномерного увлажнения траншеи шпалерного сада по её длине. Из-за малых поливных норм глубина промачивания незначительна, около 0,2...0,25 м. С увеличением расхода капельниц контур более увлажнен и время смыкания контуров заметно уменьшается. С увеличением норм полива при прочих равных условиях контуры увлажнения увеличиваются вместе с ростом глубины увлажнения; время смыкания контуров уменьшается.
Моделирование контура увлажняемой зоны выполнялось на стендовой установке с насыпной среднесуглинистой почвой, взятой с опытного участка и уплотненной до естественного сложения в лабораторных условиях. Подача воды осуществлялась из бака со средним расходом 1,2 л/ч. Результаты опытов показали, что при расходе капельницы 1,2 л/ч и уровне увлажнения 65 % НВ диаметр увлажняемой зоны составлял 63 см, а глубина промачивания - 41 см, при уровне увлажнения 75 % НВ - соответственно 64 и 44 см, а при уровне 85 % НВ - 65 и 46 см. При увеличении уровня влажности почвы от 65 до 85 % НВ отмечается тенденция увеличения геометрических параметров контура увлажнения вследствие более высокой исходной влажности почвы. При этом диаметр увлажняемой зоны был больше глубины промачивания в 1,45-1,54 раза.
Видимый контур увлажнения, установленный опытным путём по раскопкам, заметно увеличивался с повышением уровня предполивной влажности почвы и поливной нормы, обеспечивающей увлажнение почвенного слоя глубиной 0,25 м, 0,5 и 0,75 м при работе одиночной капельницы (таблица 1).
Таблица 1 - Контуры увлажнения почвы при капельном орошении плодового сада
Уровень увлажнения Норма полива, м3/га Показатель промачивания, см Продолжительность полива, часов
2 5 8 12 16 20 25 35
65% НВ 70 диаметр 26 36 44 50
глубина 15 20 24 29
145 диаметр 24 34 42 49 56 66 79
глубина 14 19 23 28 36 44 53
220 диаметр 22 31 39 46 54 62 74 118
глубина 12 18 22 26 33 41 49 76
75% НВ 50 диаметр 31 42 51
глубина 18 23 29
105 диаметр 28 40 50 58 78
глубина 16 22 27 38 52
150 диаметр 26 37 48 55 75 96 114
глубина 15 20 26 36 51 66 78
85% НВ 30 диаметр 36 50
глубина 20 28
50 диаметр 34 47 71
глубина 18 26 50
95 диаметр 30 44 66 90 103
глубина 15 24 46 64 76
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
При рассматриваемых уровнях предполивной влажности почвы и глубинах про-мачивания создаётся зона сплошного увлажнения траншеи. При этом диаметр контура увлажнения оставался больше глубины промачивания в среднем в 1,5 раза, а доля увлажняемой зоны составляла 0,12; 0,18 и 0,27 от общей площади соответственно при глубинах промачивания не менее 0,25 м; 0,5 и 0,75 м. По режимам предполивной влажности почвы доля увлажняемой зоны изменялась незначительно. Существенные различия были установлены в продолжительности полива в зависимости от уровня увлажнения и глубины промачивания. Со снижением уровня предполивной влажности почвы от 85 до 65 % НВ при глубинах промачивания 0,25; 0,5 и 0,75 м продолжительность полива увеличивалась соответственно в 2,4 раза (от 5 до 12 часов), 3,1 раза (от 8 до 25 часов) и в 2,2 раза (от 16 до 35 часов).
По результатам определения влажности почвы после полива в зоне междурядий деревьев методом интерполяции были установлены уточнённые параметры контура увлажнения. При уровне предполивной влажности почвы 65 % НВ и норме полива 145 м3/га диаметр увлажняемой зоны составлял 125 см, а глубина промачивания - 68 см. Эти показатели при уровне увлажнения 75 % НВ и норме полива 105 м3/га соответственно составляли 116 и 54 см, а при уровне 85 % НВ и поливной норме 50 м /га - 96 и 51 см. При этом диаметр контура увлажнения был больше глубины промачивания в 1,9 раза (рисунок 1).
При режиме предполивной влажности почвы 65 % НВ контур увлажнения получен более расширенным по сравнению с повышенным режимом предполивной влажности почвы 75 и 85 % НВ. Это обусловлено большим иссушением почвы перед проведением полива в увлажняемой зоне. Результаты измерения геометрических параметров контура увлажнения показали, что доля орошаемой площади при капельном поливе в среднем составляла 0,30; 0,28 и 0,23 от общей площади питания растений соответственно при режимах предполивной влажности почвы 65 % НВ, 75 и 85 % НВ и нормах полива соответственно 145, 105 и 50 м3/га, обеспечивающих промачивание почвы на глубину 50 см.
Полисная норма 50 м У г а
& ич
30 <0 °Р50 60
Рисунок 1 - Распределение влаги в контуре после полива нормой 50 м /га, рассчитанной на увлажнение слоя почвы 0,5 м при уровне увлажнения 85% НВ
При капельном орошении яблоневого сада режим грунтовых вод обеспечивает благоприятные условия для роста, развития и плодоношения деревьев, не создавая подтопления корневой системы. Средние глубины уровня грунтовых вод за вегетационные периоды 2012-2014 гг. составляли соответственно 2,3, 1,92, 2,77 м, в среднем 2,33 м, менее 1,5 м были в 1-й декаде апреля, а в августе-сентябре грунтовые воды снижались до глубины 2,853,5 м и обеспечивались естественной дренированностью данного участка.
Данные по режиму влажности почвы показали, что в начале вегетации во все годы исследований влажность в слоях почвы 0-25, 0-50, 0-75 см в среднем составляла соответственно 86,2; 90 и 92,7 % от наименьшей влагоёмкости. В течение вегетации при капельном орошении она находилась в заданных пределах, с отклонениями ±1,5-2,5 % по НВ. К концу вегетации яблоневого сада влажность почвы понижалась, но не ниже 60 % НВ и только во влажном 2013 г. она заметно увеличивалась до 90-95 % НВ. К концу вегетации в среднем за три года влагозапасы уменьшились (например, в слое 0-75 см на 35,5-36,5 мм) и только в 2013 г. увеличились на 9-13,5 мм.
Полученные в экспериментах сроки и нормы поливов при разных режимах орошении приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Параметры режима капельного орошения яблоневого сада
Уровень увлажнения, % НВ 2012 г. 2013 г. 2014 г. Среднее
№ варианта Слой почвы, м Число поливов Средняя поливная норма, м3/га Оросительная норма, м3/га Число поливов Средняя поливная норма, м3/га Оросительная норма, м3/га Число поливов Средняя поливная норма, м3/га Оросительная норма, м3/га Число поливов Средняя поливная норма, м3/га Оросительная норма, м3/га
1 0,25 3 73,2 219,7 2 71,8 143,5 5 73 365,2 3,3 72,7 242,8
2 65 0,50 1 142,7 142,7 0 0 0 2 142,7 285,4 1 95,1 142,7
3 0,75 0 0 0 0 0 0 1 217 217 0,3 72,3 72,3
4 0,25 5 52,2 261 3 52 156 9 51,9 467,2 5,7 52,0 294,7
5 75 0,50 2 104,3 208,6 1 104,8 104,8 4 104,8 419 2,3 104,6 211,4
6 0,75 1 157,0 157 0 0 0 2 157 314 1 104,7 157
7 0,25 9 31,1 282 5 36,5 182,7 16 31,5 503,6 10 33,1 356,1
8 85 0,50 5 48,7 243,7 3 48,1 144,3 9 48,9 440,5 5,7 48,6 276,2
9 0,75 2 94,4 188,8 1 94,1 94,1 4 94,6 378,2 2,3 94,4 220,4
В варианте с предполивной влажностью 65 % НВ поливной период в среднем продолжался с третьей декады мая до третьей декады августа. Число поливов по годам составило 3, 2, 5 при регулировании влажности в слое 0-25 см; 1; 0; 2 поливов для слоя 0-50 см и 0; 0 и 1 - для слоя 0-75 см. Поливные нормы при этом равнялись 73; 142,7 и 217 м3/га соответственно для слоёв 0,25; 0,5 и 0,75 м. Оросительные нормы по вариантам глубины увлажнения в среднем за три года равны 243,5; 142,7 и 72,3 м3/га, их величины отражают интенсивность расходования воды из разных слоев почвы и подпитывание грунтовыми водами. Для слоя 0,75 см было достаточно естественного увлажнения в 2012 и 2013 годах, а для слоя 0-50 см - в 2013 году.
В вариантах поддержания предполивной влажности 75 % НВ в слоях 0-25, 0-50, 075 см при средних поливных нормах 52; 104,6 и 157 м3/га потребовалось поливов соответственно 5; 2 и 1 (2012 г.), 3; 1 и 0 (2013 г.), 9; 4 и 2 (2014 г), межполивные периоды в 2012 и 2014 годах были 1,5-3 недели, в 2013 г. - один месяц. Средние оросительные нормы по вариантам тех же глубин увлажнения составили 294,7; 244,1 и 157 м3/га. Естественное увлажнение было достаточно для слоя 0-75 см в более прохладном и влажном 2013 году.
При поддержании предполивной влажности 85 % НВ поливы требовались во все годы. В слоях 0-25, 0-50 и 0-75 см проведено соответственно поливов 9; 5 и 2 (2012 г.), 5; 3 и 1 (2013 г.), 16; 9 и 4 (2014 г.), межполивные периоды в среднем 1-2 недели, а средние за 3 года оросительные нормы равны 322,8; 276,9 и 220,4 м3/га, фактические поливные нормы - 32,3; 48,7 и 94,4 м3/га.
Сравнение фактических данных с результатами моделирования (таблица 3) показало, что в процессе верификации уточненной модели получена удовлетворительная сходимость параметров режима орошения, опыта и моделирования. Таким образом, разработанная математическая модель позволяет осуществить корректировку режимов капельного орошения яблоневого сада в разные годы и оценить их изменчивость.
Таблица 3 - Средние за 3 года оросительные нормы
Предполивная влажность, % НВ Глубина увлажнения, м Оросительные нормы (опыт), мм Оросительные нормы (модель), мм Разность,%
0,25 24.4 21.3 13
65 0,50 14.3 13.3 7
0,75 7.2 5.3 26
0,25 29.5 28.4 4
75 0,50 24.4 25.8 -6
0,75 15.7 14.2 10
0,25 32.3 28.6 11
85 0,50 27.7 25.4 8
0,75 22.0 24.0 -9
Среднее по всем вариантам 21.9 20.7 7
Водопотребление яблоневого сада в вегетационный период обеспечивалось атмосферными осадками, оросительной нормой, подпитыванием от грунтовых вод и запасами почвенной влаги в корнеобитаемом слое (таблица 4). В зависимости от предполивной влажности почвы и глубины увлажняемого слоя суммарное водопотребление в среднем за годы исследований варьирует в пределах 507-527,4 мм, наименьшее - в тёплом и очень сухом вегетационном периоде 2014 г., а наибольшее - в очень влажном 2013 г. Зависимость суммарного водопотребления яблоневого сада от уровня предполивной влажности почвы и глубины увлажняемого слоя можно выразить уравнением вида:
Е = а + Ьх + сх2 + (1у + еу2 (1)
где Е - суммарное водопотребление, мм; х - уровень предполивной влажности почвы, % НВ; у - глубина увлажняемого слоя, м. Коэффициенты были установлены экспериментальным путём и составляют: а = 326; Ъ = 1,1; с = 0,02; d = 14,8; е = 21,4. Коэффициент детерминации зависимости Я2=0,89.
£ Уровень увлажнения, % НВ Слой почвы, м Приход из почвы Атмосферные осадки Оросительная норма Поступление воды вместе с удобрениями Приход от грунтовых вод Водопотребление
всего за сутки
1 65 0,25 10,2 441 24,4 9,6 21,8 507 2,98
2 0,50 23 441 14,3 10,3 22,3 510,9 3,01
3 0,75 36,5 441 7,2 10,6 22,9 518,2 3,05
4 75 0,25 9,7 441 29,5 9,1 19,6 508,9 2,99
5 0,50 22,2 441 24,4 9,9 20,3 517,8 3,05
6 0,75 36,5 441 15,7 10,3 20,9 524,4 3,08
7 85 0,25 9,1 441 32,3 8,7 17,8 508,9 2,99
8 0,50 22 441 27,0 8,9 18,4 517,9 3,05
9 0,75 35,5 441 22,0 9,9 19,0 527,4 3,10
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В суммарном водопотреблении яблоневого сада основной статьей водного баланса являются атмосферные осадки, оросительная норма дополняет увлажнение почвы в сухие периоды. В среднем за три года как в целом за вегетацию, так и по месяцам при всех режимах увлажнения отмечалось повышение водопотребления с глубиной увлажняемого слоя. Наибольшие значения водопотребления отмечались в июле и сентябре - 20,2-23,4 % и 20,2-26,3 % от суммарного водопотребления. Несколько меньшие значения приходились на май, июнь и август - 16,7-19 %, 12-20 % и 13,7-17,1 %. Наименьшие значения водопотребления были установлены для апреля - 3,8-6,1 % от суммарного водопотребления.
Одним из важнейших показателей роста растений является побегообразование. В связи с повышением уровня предполивной влажности почвы от 65 до 85 % НВ, увеличивалась прибавка годичного прироста побегов на 10-40 %, и, как правило, снижалась с увеличением глубины промачивания почвенного слоя от 0,25 до 0,75 м, в среднем на 6 %. Сроки наступления и прохождения фаз развития яблоневого сада в зависимости от режима орошения и климатических условий года изменялись несущественно.
При всех изучаемых порога предполивной влажности почвы наибольшая масса корней - 79-97 % сосредоточена в почвенном горизонте 0-50 см, который следует рассматривать оптимальным для яблоневого сада интенсивного типа при капельном орошении. При режиме увлажнения 65 % НВ и большей глубине увлажняемого слоя (0,75 м) происходит перераспределение корневой системы в более глубокие почвенные горизонты.
В среднем за три года наиболее высокая урожайность яблок получена при поддержании нижнего порога предполивной влажности почвы на уровне 85 % НВ при глубине увлажняемого слоя 0,5 м и составляла 21,37 т/га, что больше на 7,94 т/га или на 59,1 % самой низкой урожайности (13,43 т/га), полученной при режиме увлажнения 65 % НВ и глубине увлажняемого слоя 0,75 м (таблица 5).
Таблица 5 - Урожайность яблоневого сада при капельном орошении
№ вар. Уровень увлажнениям/о НВ Глубина увлажнения, м 2012 г. 2013 г. 2014 г. Среднее за 3 года, т/га Отклонения от минимума
т/га %
1 65 0,25 14,46 12,55 19,07 15,36 1,93 114,4
2 0,50 15,14 13,04 19,32 15,83 2,40 117,9
3 0,75 12,66 10,84 16,78 13,43 - 100
4 75 0,25 17,93 14,61 22,13 18,22 4,79 135,7
5 0,50 18,88 15,18 22,63 18,90 5,47 140,7
6 0,75 15,75 12,92 20,76 16,48 3,05 122,7
7 85 0,25 20,94 17,45 24,93 20,87 7,44 155,4
8 0,50 21,02 18,24 24,85 21,37 7,94 159,1
9 0,75 18,74 16,33 22,14 19,07 5,64 142,0
HCP05 по фактору А 0,14 1,05 0,78
HCP05 по фактору В 0,68 0,72 0,36
HCP05 по взаимодействию факторов А и В 1,51 1,34 1,03
Трехлетними исследованиями была выявлена эмпирическая зависимость изменения урожайности яблок от режима предполивной влажности почвы и глубины увлажняемого слоя при капельном орошении в виде линейного уравнения:
У = а + Ъ-]М + с-к + <1-}I2 (2)
где Y - продуктивность яблоневого сада, т/га, W - уровень предполивной влажности почвы, % НВ, h - расчетная глубина увлажнения почвы, м. Параметры уравнения а=-4,60, Ь=0,261, c=17,74 d=-20,72, определены методом регрессионного анализа по данным трехлетнего полевого эксперимента. Коэффициент детерминации зависимости равен 0,91.
Результаты расчёта экономической эффективности яблоневого сада при капельном орошении показали, что инвестирование проекта закладки яблоневого сада интенсивного типа при капельном орошении в условиях Московской области экономически выгодно.
Наибольшая эффективность была установлена при режиме предполивной влажности 85% НВ и слое увлажнения почвы 0,5 м. При этом дисконтированный чистый доход и чистый операционный доход составляли соответственно 1028,47 и 2205,02 тыс. руб./га. Капитальные затраты на закладку сада и капельное орошение окупаются на третий год плодоношения т.е. при достижении уровня проектной урожайности.
Выводы
1. При капельном орошении яблоневого сада интенсивного типа создаётся зона сплошного увлажнения поверхности, ширина которой в 1,4-1,8 раза больше глубины промачивания.
2. При капельном орошении доля увлажняемой зоны составляет 0,30; 0,28 и 0,23 от общей площади междурядий соответственно при уровнях предполивной влажности почвы 65 % НВ, 75 и 85 % НВ и нормах полива 145 м /га, 105 и 50 м /га, рассчитанных на промачивание 0,5 м. При режиме предполивной влажности почвы 65 % НВ контур увлажнения получен более расширенным, по сравнению с режимами увлажнения 75 и 85 % НВ.
3. В процессе верификации уточненной модели орошения получена удовлетворительная сходимость параметров режима орошения, опытных данных и результатов моделирования.
4. При капельном орошении яблоневого сада интенсивного типа с расходом капельниц 1,2 л/ч, расстоянием между ними 0,5 м и схемой посадки яблонь 4,2*1,5 м для создания сплошного увлажнения почвы по длине поливного трубопровода рекомендуется проводить поливы нормой 50 м3/га с продолжительностью полива 8-9 часов. В зависимости от тепло-влагообеспеченности вегетационного периода достаточно 5 поливов в средние годы, 3 поливов во влажные и 9 поливов в сухие вегетационные периоды
3 3
при средних оросительных нормах соответственно 244 м /га, 145 и 441 м /га.
5. Анализ водного баланса показал, что основной статьёй в суммарном водопо-треблении яблоневого сада являются атмосферные осадки, их доля по годам и вариантам опыта составляла 67,4-96,5 %. На долю оросительной нормы приходится до 16,1 % на 1 га площади сада.
6. Наибольшая урожайность яблока (в среднем за три года 21,37 т/га) была получена при режиме предполивной влажности почвы 85% НВ и глубине увлажняемого слоя 0,5 м. С повышением порога предполивной влажности почвы от 65 % НВ до 75 % НВ урожайность увеличивалась в среднем на 15,6-22,7 %, а от 75% НВ до 85 % НВ - на 13,1-15,7 % в зависимости от глубины увлажняемого слоя.
Библиографический список
1. Бородычев, В.В. Водопотребление яблоневого сада интенсивного типа на шпалерной опоре [Текст]/ В.В. Бородычев, А.А. Криволуцкий // Мелиорация и водное хозяйство. -2012. - №1.
2. Бородычев, В.В. Водный режим почвы и продуктивность яблоневого сада [Текст]/ В.В. Бородычев, А.В. Сергиенко, М.Н. Лытов //Вестник Российского университета дружбы народов. - 2008. - №4. - С. 30-31.
3. Ветренко Е.А. Научно-экспериментальное обоснование внутрипочвенного орошения яблоневого сада [Текст] : дис. канд. техн. наук / Е.А. Ветренко. - Волгоград, 2003. - 209 с.
4. Водяницкий В.И. Режимы капельного орошения яблоневых садов [Текст]/ В.И. Во-дяницкий // Садоводство и виноградарство. - 2002. - С.4-6.
5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта [Текст] / Б.А. Доспехов. - Агропромиз-дат, 1985. - 351 с.
6. Мищенко, Н.А. Технология и технические средства подкронового микроорошения садовых культур [Текст] : автореф. дисс. к.т.н. /Н.А. Мищенко. - М., 2014. - 23 с.
7. Роде, А.А. Основы учения о почвенной влаге [Текст] / А.А. Роде. - Л.: Гидрометео-издат, 1969. - Т. 2. Методы определения водного режима почв. - 287 с.
8. Режим капельного орошения плодового сада на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья [Текст] / А.В. Шуравилин, В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, А.В. Сергиенко // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2011. - №1. - С. 76-78.
9. Шуравилин, А.В. Влияние режимов капельного орошения на рост и плодоношение яблони в саду интенсивного типа [Текст]/ А.В. Шуравилин, В.В. Бородычев, А.А. Криволуцкий // Вестник РУДН. - 2012. - № 4. - С. 50-54.
10. Ясониди, О.Е. Капельное орошение [Текст] : монография / О.Е. Ясониди; НГМА. -Новочеркасск, ЛИК, 2011. - 322 с.
11. Aldrich Т., Shulbach Н. Drip Irrigation maximizing your water dollars. - Fruit Grower, 1980, 100,4,9,34-35.
12. Liuni C.S., Calo A, Ulannini B. (e.a.). Influence de l'irrigation sur les caracteristiques, culturaleset sur la productivite de la vignedansquel- quesregionsd'Italie.Bull. O.I. V. 1985. 58. 648/649: 164-172.
Reference
1. Borodychev, V.V. Vodopotreblenie jablonevogo sada intensivnogo tipa na shpalernoj opore [Tekst] / V.V. Borodychev, A.A. Krivoluckij // Melioracija i vodnoe hozjajstvo. - 2012. - №1.
2. Borodychev, V.V. Vodnyj rezhim pochvy i produktivnost' jablonevogo sada [Tekst] / V.V. Borodychev, A.V. Sergienko, M.N. Lytov //Vestnik Rossijskogo universiteta druzhby narodov. - 2008. - №4. - P. 30-31.
3. Vetrenko, E.A. Nauchno-jeksperimental'noe obosnovanie vnutripoch-vennogo oroshenija jablonevogo sada [Tekst] : dis. kand.tehn.nauk/ E.A. Vetrenko. - Volgograd, 2003. - 209 p.
4. Vodjanickij, V.I. Rezhimy kapel'nogo oroshenija jablonevyh sadov [Tekst] / V.I. Vodjanickij // Sadovodstvo i vinogradarstvo. - 2002. - P. 4-6.
5. Dospehov, B.A. Metodika polevogo opyta [Tekst] / B.A. Dospehov. - М., Agropromizdat, 1985. - 351 p.
6. Mishhenko, N.A. Tehnologija i tehnicheskie sredstva podkronovogo mikrooroshenija sadovyh kul'tur. [Tekst] : Avtoref. diss. k.t.n. / N.A. Mishhenko. - M., 2014. - 23 p.
7. Rode, A.A. Osnovy uchenija o pochvennoj vlage [Tekst] /A.A. Rode. - Vol. 2. Metody opredelenija vodnogo rezhima pochv. - L.: Gidrometeoizdat, 1969. - 287 p.
8. Rezhim kapel'nogo oroshenija plodovogo sada na svetlo-kashtanovyh pochvah Nizhnego Povolzh'ja [Tekst] / A.V. Shuravilin, V.V. Borodychev, M.N. Lytov, A.V. Sergienko // Zemleustrojst-vo, kadastr i monitoring zemel'. - 2011. - №1. - P. 76-78.
9. Shuravilin, A.V. Vlijanie rezhimov kapel'nogo oroshenija na rost i plodonoshenie jabloni v sadu intensivnogo tipa [Tekst] / A.V. Shuravilin, V.V. Borodychev, A.A. Krivoluckij // Vestnik -RUDN. - 2012. - № 4. - P. 50-54.
10. Jasonidi, O.E. Kapel'noe oroshenie [Tekst] : monografija / O.E. Jasonidi, NGMA. - Novocherkassk, LIK, 2011. - 322 p.
11. Aldrich T., Shulbach N. Drip Irrigation maximizing your water dollars [Tekst]. - Fruit Grower, 1980, 100,4,9,34-35.
12.Liuni C.S., Calo A, Ulannini B. (e.a.). Influence de l'irrigation sur les ca-racteristiques, culturaleset sur la productivite de la vignedansquel- quesregionsd'Italie.Bull. O.I. V. 1985. 58. 648/649: 164-172.
E-mail: vkovniigim@yandex.ru
