CC BY
61
ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ЛУКА В УСЛОВИЯХ НЕПАЛА
А.В. Шуравилип, Б.Б. Бимала
Кафедра почвоведения и земледелия Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, Москва, Россия, 117198
В статье представлены результаты исследований по влиянию режимов капельного орошения и доз минеральных удобрений на водопотребление и продуктивность репчатого лука, возделываемого на аллювиальных почвах юга Непала. Установлено, что с повышением порога предполивной влажности почвы и доз минеральных удобрений повышается урожайность лука.
Ключевые слова: лук репчатый, аллювиальная почва, капельное орошение, межфазные периоды, минеральные удобрения, водопотребление, урожайность.
Как отмечают многие авторы, капельное орошение, создавая условия оптимального снабжения растений водой и питательными веществами, оказывает положительное влияние на их рост и развитие, что приводит к существенному увеличению урожаев валовой и особенно товарной продукции [1; 3; 4; 5].
В Непале капельный способ орошения при возделывании овощных культур практически не используется либо используется без научного обоснования. Не разработаны оптимальные элементы капельного режима орошения и доз внесения минеральных удобрений под планируемую урожайность, а также не установлено их влияние на урожайность лука.
В связи с этим целью наших исследований явилось изучение влияния режима капельного орошения и доз минеральных удобрений на урожайность репчатого лука в условиях юга Непала.
Наши исследования проводились в пределах равнинной полосы Терай, в междуречье Тйнау и Рохини Нади. Опытный участок расположен на землях крестьянского (фермерского) хозяйства «Упстарт». Для данного района он является типичным по геоморфологическим, геологическим, гидрологическим и другим природным условиям.
Почва опытного участка аллювиальная. Содержание гумуса в пахотном слое 0—30 см составляет 1,75%, а общего азота — 0,11%.
Верхний слой почвы характеризуется щелочной реакцией, pH воды составляет 8,4.
Почва низко и слабо обеспечена питательными веществами. Содержание подвижного фосфора составляет 2—3 мг/100 г, а обменного калия — 6—9 мг/100 г.
По гранулометрическому составу почва опытного участка среднесуглинистая.
3
Плотность сложения почвы в слое 0—20 см составляет 1,25 г/см , в нижних слоях
3
отмечается увеличение плотности сложения до 1,40—1,45 г/см .
Опыт по возделыванию лука при капельном орошении заложен по двухфак-торной схеме: фактор А — режим предполивной влажности почвы, фактор В — дозы минеральных удобрений.
В схеме опыта по фактору А изучалось три режима предполивной влажности почвы: 90—80—70%, 80—80—70% и 80—70—60% НВ (наименьшей влагоемко-сти) в расчетном слое почвы 0,3—0,4—0,4 м соответственно межфазным периодам «посев — начало формирования луковиц» «начало формирования луковиц — начало полегания» и «начало полегания — уборка».
Схемой опыта по фактору В было предусмотрено также три режима питания. Двухфакторная схема опыта приведена в табл. 1.
Таблица 1
Схема полевого опыта при капельном орошении лука-репки
Номер варианта Режим передполивной влажности почвы по периодам вегетации, % НВ Дозы питательных элементов, кг/га
посев начало — формирования луковиц начало формирования луковиц — начало полегания начало полегания — уборка N Р К
1 90 80 70 85 80 45
2 90 80 70 185 140 145
3 90 80 70 285 200 245
4 80 80 70 85 80 45
5 80 80 70 185 140 145
6 80 80 70 285 200 245
7 80 70 60 85 80 45
8 80 70 60 185 140 145
9 80 70 60 285 200 245
Закладка и проведение полевых исследований осуществлялись в соответствии с требованиями методики опытного дела [2]. В процессе исследований проводились учеты и анализы почв.
Предшественником лука в опыте являлась морковь. Схема посева — шестистрочная лента с расстоянием между рядами 16 см, шириной захвата 80 см, между строками 70 см с общей шириной полосы 1,5 м.
В опыте использовалась система капельного орошения израильского производства со средним расходом капельниц 1,6 л/час при автоматизированном назначении сроков полива с помощью тензиометров.
Поливные трубопроводы размещены вдоль второго и пятого рядков лука по поверхности земли через 24 см друг от друга. На трубопроводе капельницы расположены через 30 см. Расстояния между растениями в ряде составляло 6—10 см.
Режим капельного орошения лука поддерживался на заданном уровне в течение вегетационных периодов 2010/2011 и 2012/2012 гг.
По обеспеченности дефицита водного баланса для лука первый и второй годы исследований характеризовались как сухие. В вегетационный период 2010/2011 г. выпало 10,6 мм, а вегетационый период 2011/2012 был бездождным.
Как известно, составляющими баланса водопотребления у сельскохозяйственных культур, в том числе овощей, являются: расход воды из почвы, атмосферные осадки, оросительная норма и подпитка грунтовых вод, которые залегали в среднем за вегетацию на глубине 2,92 м от поверхности земли.
Водопотребление лука, как за вегетационный период, так и по фазам вегетации определялось, главным образом, напряженностью метеорологических факторов. При проведении исследований условно были приняты три основных межфазных периода вегетации лука.
Первый период «посев — начало формирования луковиц» продолжительностью 46 суток с 1 ноября по 16 декабря со среднесуточной температурой воздуха 22,6 °С и 22,2 °С соответственно в 2010/2011 и 2011/2012 гг.
Второй период «начало формирования луковиц — начало полегания» продолжительностью 56 суток с 17 декабря по 10 февраля. Среднесуточная температура воздуха за этот период по годам исследований соответственно составляла 18,5 °С и 19,1 °С. Продолжительность третьего межфазного периода «начало полегания — уборка» составляла 48 суток — с 11 февраля до 31 марта при среднесуточной температуре воздуха 23,3 °С и 24,5 °С соответственно периодам вегетации 2010/2011 и 2011/2012 гг.
В зависимости от продолжительности межфазного периода, среднесуточной температуры воздуха и режима предполивной влажности почвы изменялось количество поливов и объем оросительной воды (табл. 2).
Таблица 2
Режим орошения лука по межфазным периодам
(данные за 2010/2011 и 2011/2012 гг.).
Межфазный период Продолжительность, сут Среднесуточная температура воздуха т , ° С ср' Режим предполив-ной влажности почвы, % НВ Число поливов Объем оросительной 3 , воды, м /га Средняя поливная норма, 3 , м /га
Вегетационный период 2010/2011 г.
Посев — начало формирования луковиц 46 22,6 90—80—70 32 1 120 50,6
80—80—70 27 1 440 53,3
80—70—60 25 1 380 55,2
Начало формирования луковиц — начало полегания 56 18,5 90—80—70 16 2 270 141,9
80—80—70 15 2 190 146
80—70—60 13 1 976 152
Начало полегания — уборка 48 23,3 90—80—70 8 1 720 215
80—80—70 7 1 540 220
80—70—60 6 1 434 239
За период вегетации лука 150 21,4 90—80—70 56 5 610 100,2
80—80—70 49 5 170 105,5
80—70—60 44 4 790 108,9
Вегетационный период 2011/2012 г.
Посев — начало формирования луковиц 46 22,2 90—80—70 30 1 480 49,3
80—80—70 26 1 320 50,8
80—70—60 24 1 270 52,9
Начало формирования луковиц — начало полегания 56 19,1 90—80—70 18 2 390 132,8
80—80—70 16 2 260 141,3
80—70—60 15 2 210 147,3
Начало полегания — уборка 48 24,5 90—80—70 9 1 850 205,6
80—80—70 8 1 680 210
80—70—60 7 1 590 227,1
За период вегетации лука 150 21,8 90—80—70 57 5 720 100,4
80—80—70 50 5 260 105,2
80—70—60 46 5 070 110,2
При режиме предполивной влажности почвы 90—80—70 НВ за вегетационный период было преведено 56—57 поливов средней поливной нормой 100,2— 100,4 м3/га. При этом в первый межфазный период было проведено 30—32 полива средней поливной нормой 49,3—50,6м /га, во второй и третий периоды — соответственно 16—18 и 8—9 поливов, а средняя поливная норма варировала в пределах 132,8—141,9 м3/га и 205,6—215 м3/га.
Количество поливов заметно уменьшалось, а поливные нормы увеличивались при снижении уровня предполивной влажности почвы. Так, снижение режима предполивной влажности почвы с 90—80—70% НВ до 80—80—70% НВ приводило к уменьшению числа поливов на 7. При этом по межфазным периодам I, II и III число поливов сократилось на 4—5, 1—2 и на 1 полив, а средние поливные нормы по межфазным периодам и за вегетацию увеличились на 5м3/га.
Аналогичная картина наблюдалась при изменении режима предполивной влажности почвы с 80—80—70% НВ до 80—70—60% НВ. Здесь при поддержании режима предполивной влажности почвы на уровне 80—70—60% НВ число поливов за вегетацию, по сравнению с режимом 80—80—70% НВ, снизилось на 4—5; количество поливов уменьшилось до 24—25, 13—15 и 6—7 соответственно по межфазным периодам «посев — начало формирования луковиц», «начало формирования луковиц — начало полегания» и «начало полегания — уборка».
В среднем за 2 года исследований при режимах предполивной влажности почвы 90—80—70% НВ, 80—80—70% НВ и 80—70—60% НВ оросительная норма соответственно составляла 5665, 5215 и 4930 м /га.
Наибольшее количество оросительной воды подавалось во второй межфазный период «начало формирования луковиц — начало полегания» — в среднем 42% от оросительной нормы, а в первый и третий межфазные периоды — соответственно 27 и 31%.
В результате проведенного исследования (табл. 3) установлено, что самый высокий расход воды за вегетацию был на варианте с предполивным порогом влажности почвы 90—80—70% НВ, он составил 6113—6122 м /га при среднесуточном водопотреблении 40,8 м3/га.
Снижение порога предполивной влажности почвы до 80—80—70% НВ приводит к уменьшению суммарного и среднесуточного водопотреблении лука соответственно до 5717—5693 и 38,0—38,1 м /га.
Наименьший расход воды за период вегетации был зафиксирован при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80—70—60% НВ (5340—
33
5558 м /га при среднесуточном расходе 35,6—37,1 м /га). Следовательно, с увеличением режима предполивной влажности почвы улучшаются условия водоснабжения растений лука.
Следует отметить, что по годам исследований, а также межфазным периодам различия в водопотреблении лука были незначительные.
В среднем за годы исследований суммарное водопотребление репчатого лука было наибольшим при режиме предполивной влажности почвы 90—80—70% НВ и составило 6117,5 м3/га.
Таблица 3
Водный баланс и водопотребление лука
(данные за 2010/2011 и 2011/2012 гг.)
Межфазный период Режим предполивной влажности почвы,% НВ Использовано влаги из метрового слоя почвы, 3 / м /га Влагообмен: приход от грунтовых вод (+) или инфильтрация (-), м3/га Осад ки, 3 , м /га Оросительная норма, 3 м /га Водопотребление, 3 м /га
суммарное сред. суточное
Вегетационный период 2010/2011 г. (ноябрь-март)
Посев — начало формирования луковиц 90—80—70 22 160 0 1 620 1 802 39,2
80—80—70 66 190 0 1 440 1 696 36,9
80—70—60 65 180 0 1 380 1 625 35,3
Начало формирования луковиц — начало полегания 90—80—70 46 110 106 2 270 2 532 45,2
80—80—70 45 70 106 2 190 2 411 43,1
80—70—60 84 60 106 1 976 2 226 39,8
Начало полегания — уборка 90—80—70 89 30 0 1 720 1 779 37,1
80—80—70 96 50 0 1 540 1 586 33,0
80—70—60 125 70 0 1 434 1 489 31,0
За период вегетации лука 90—80—70 157 240 106 5 610 6 113 40,8
80—80—70 207 210 106 5 170 5 693 38,0
80—70—60 274 170 106 4 790 5 340 35,6
Вегетационный период 2011/2012 г.
Посев — начало формирования луковиц 90—80—70 18 190 0 1 480 1 688 36,7
80—80—70 54 210 0 1 320 1 584 34,4
80—70—60 37 220 0 1 270 1 547 33,6
Начало формирования луковиц — начало полегания 90—80—70 38 100 0 2 390 2 528 45,1
80—80—70 42 80 0 2 260 2 382 42,5
80—70—60 79 60 0 2 210 2 349 41,9
Начало полегания — уборка 90—80—70 96 40 0 1 850 1 906 39,7
80—80—70 131 60 0 1 680 1 751 36,5
80—70—60 152 80 0 1 590 1 662 34,6
За период вегетации лука 90—80—70 152 250 0 5 720 6 122 40,8
80—80—70 227 230 0 5 260 5 717 38,1
80—70—60 288 200 0 5 070 5 558 37,1
Со снижением предполивного порога влажности почвы до 80—80—70% НВ суммарное водопотребление уменьшилось в среднем на 412,5 м /га (на 6,7%) и составило 5705 м /га. Суммарное водопотребление лука было наименьшим (в среднем 5449 м3/га) при режиме предполивной влажности почвы 80—70—60% НВ. Наибольшие значения величины водопотребления (в среднем 42%) от суммарного водопотребления были зафиксированы во второй межфазный период, а в первый и третий периоды расходовалось примерно по 30% от суммарного водопотреб-ления лука.
Анализ полученных данных показал, что наибольший удельный расход воды в суммарном водопотреблении лука принадлежит оросительной норме — 90,5—
92,6% в зависимости от режима предполивной влажности почвы. Из метрового слоя почвы за весь период вегетации лука было использовано 2,5—5,0%, от грунтовых вод — 3,4—4,0% и от осадков — менее 1,0% от суммарного водопотребле-ния. В зависимости от режима орошения и доз внесения минеральных удобрений изменялась урожайность лука и коэффициент водопотребления (табл. 4).
Таблица 4
Урожайность лука (т/га) и коэффициент водопотребления (м3/т) в зависимости от режимов капельного орошения и доз внесения минеральных удобрений
№ вар. Режим предполивнй влажности почвы по межфазным периодам, % НВ Дозы минеральных удобрении, кг/га по д.в. Урожайность лука, т/га Коэффициент водопотребления, м3/т
2010/ 2011 2011/ 2012 Cредн. за 2 года 2010/ 2011 2011/ 2012 Cредн. за 2 года
1 90—80—70 N P K |ч85' 80|х45 36,6 37,5 37,05 157,5 153,8 155,7
2 90—80—70 N P K 185 140 145 60,1 62,4 61,25 95,9 92,4 94,2
3 90—80—70 N P K 2851 240 245 78,7 80,6 79,15 73,3 72,4 73,1
1 80—80—70 N P K |ч85г80,ч45 36,1 36,9 36,5 147,3 143,6 145,5
2 80—80—70 N P K 185 140 145 57,2 58,8 58,0 93,0 90,1 91,6
3 80—80—70 N P K 2851 240 245 73,8 75,6 74,7 72,0 70,1 71,1
1 80—70—60 N P K |ч85г80,ч45 34,1 35,7 34,9 144,5 142,9 143,7
2 80—70—60 N P K 'М85' 140 145 53,7 55,2 54,45 91,8 92,4 92,1
3 80—70—60 N P K 2851 240 245 70,1 72,3 71,2 70,3 70,6 70,5
Наиболее высокая урожайность лука была получена на варианте с высоким режимом предполивной влажности почвы (90—80—70% НВ) и при внесении повышенной дозы минеральных удобрений ^85Р200К245 (79,15 т/га в среднем за 2 года). При меньшей дозе внесения удобрений С^85Р80К45) и аналогичном режиме орошения урожайность уменьшилась почти в два раза (37,05 т/ га в среднем за 2 года). С понижением режима предполивной влажности почвы и доз внесения минеральных удобрений наблюдалось существенное снижение урожайности лука.
В зависимости от режима увлажнения почвы и минерального питания изменялся расход влаги на формирование единицы урожая.
Наиболее продуктивно оросительную воду использовали растения лука при внесении повышенных доз минеральных удобрений: в этом варианте коэффициент водопотребления был самый низкий (70,5—73,1 м /т в среднем за 2 года).
Таким образом, при капельном орошении репчатого лука наибольшая продуктивность обеспечивается при поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне 90—80—70% НВ в расчетном слое почвы 30—40—40 см и доз внесения минеральных удобрений на 1 га из расчета ^85Р200К245 д.в. Однако при этом отмечается некоторые увеличение суммарного и среднесуточного водопотреб-ления.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Бородычев В.В., Казаченко В. С. Режим орошения и продуктивность репчатого лука // Мелиорация и водное хозяйство. — 2011. — № 2. — С. 31—33.
[2] Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромиздат, 1985.
[3] Шуравилин А.В., Кибека А.И. Мелиорация. Учебное пособие. — М.: ЭКМОС, 2006.
[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] Щедрин В.Н., Кулыгин В.А. Особенности водопотребления овощных культур по периодам вегетации при орошении // Мелиорация и водное хозяйство. — 2011. — № 2. — С. 28—31.
SUBSTANTIATION REGIME OF DRIP IRRIGATION AND MINERAL NUTRITION OF ONIONS IN NEPAL'S CONDITION
A.V. Shuravilin, B.B. Bimala
Department of soil science and agriculture Peoples' Friendship University of Russia
Miklukho-Maklaya str., 8/2, Moscow, Russia, 117198
The results of research on the effect of drip irrigation regimes and doses of mineral fertilizers on water consumption and yield of onions cultivated on alluvial soils of southern Nepal are presented in this work. It was established that with an increase in the preirrigation threshold moisture level of soil and mineral fertilizers increased crop yield of onions.
Key words: onions, drip irrigation, interphase periods, mineral fertilizers, water consumption, productivity.
