Научная статья на тему 'Обоснование режима капельного орошения картофеля в условиях Омана'

Обоснование режима капельного орошения картофеля в условиях Омана Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
90
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАПЕЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ / DRIP IRRIGATION / КАРТОФЕЛЬ / POTATO / НОРМЫ И СРОКИ ПОЛИВОВ / ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ / SOIL MOISTURE / ВОДОАККУМУЛИРУЮЩИЙ СЛОЙ ПОЧВЫ / WATER STORAGE SOIL LAYER / NORMS AND TIME TERMS OF IRRIGATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Шуравилин Анатолий Васильевич, Табук Мусаллам Ахмед, Сурикова Тамара Ивановна

Проведены полевые эксперименты по капельному орошению картофеля в условиях Омана для разных уровней предполивной влажности почвы и при создании водоаккумулирующего слоя из природных материалов сапропеля и голубой глины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Шуравилин Анатолий Васильевич, Табук Мусаллам Ахмед, Сурикова Тамара Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Substantiation of the potato drip irrigation regime under the conditions of Oman

Field experiments were carried out on potato drip irrigation under the conditions of Oman for different levels of pre-irrigation soil moisture and at creation of a water storage layer of natural materials sapropel and blue clay.

Текст научной работы на тему «Обоснование режима капельного орошения картофеля в условиях Омана»

Из таблицы 2 видим, что для того чтобы промочить слой в 40 см среднесуглини-стой почвы, необходимо выдать поливную норму 275 м3/га (достоковая поливная норма для ДДН-70 при этих условиях составляет 237 м3/га). В свою очередь, комплект под-кронового орошения с дефлекторными насадками в этих же условиях может выдать поливную норму 610 м3/га без образования поверхностного стока [5]. Это подтверждает высокую экологическую безопасность применения такого комплекта.

Выводы

Разработанный комплект способен обеспечить создание и поддержание в почве оптимальной для роста и развития растений влажности, сохраняющей структуру и водопрочность почвенных агрегатов и плодородие почвы, не допустить процесса лужеобразования, поверхностного стока и водной эрозии почвы, исключить переувлажнение почвы и глубинные сбросы оросительной воды за пределы зоны аэрации, являющиеся причиной пополнения и подъема грунтовых вод, засоления и заболачивания орошаемых земель.

1. Ирригационный комплект для под-кронового орошения садов: патент на полезную модель № 112596 / Н. А. Мищенко, А. А. Алдошкин, А. Г. Пономарев; зарегистрирован в Государственном реестре

полезных моделей РФ 20.01.2012. - Бюл. № 2.

2. Ерхов Н. С. Допустимая интенсивность искусственного дождя // Гидротехника и мелиорация. - 1967. - № 5. -С. 74-76.

3. Ильин Н. Л., Соломин И. А. О значении режима орошения с учетом впитывающей способности почв // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1983. -№ 11. - С.117-122.

4. Ванеян С. С., Меньших А. М., Сосонов В. С. Оптимальные решения орошения. - М.: Россельхозиздат, 1985.

- С. 98-102.

5. Ольгаренко Г. В., Алдошкин А. А. Научно-методические рекомендации по проектированию и эксплуатации оросительных систем при дождевании на агро-ландшафтах различной топографии. -М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2011.

- 112 с.

Материал поступил в редакцию 15.01.14. Ольгаренко Геннадий Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор Тел. 8 (496) 61704-74 E-mail: olgarenko@mail.ru Мищенко Николай Андреевич, старший научный сотрудник Тел. 8 (926)598-68-33 E-mail: mna61rus@mail.ru

УДК 502/504 : 631.6(075.8)

А. В. ШУРАВИЛИН, ТАБУК МУСАЛЛАМ АХМЕД

Российский университет дружбы народов, Москва

Т. И. СУРИКОВА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства»

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ОМАНА

Проведены полевые эксперименты по капельному орошению картофеля в условиях Омана для разных уровней предполивной влажности почвы и при создании водоаккумулирующего слоя из природных материалов - сапропеля и голубой глины.

Капельное орошение, картофель, нормы и сроки поливов, влажность почвы, водоаккумулирующий слой почвы.

Field experiments were carried out on potato drip irrigation under the conditions of Oman for different levels of pre-irrigation soil moisture and at creation of a water storage layer of natural materials - sapropel and blue clay.

Drip irrigation, potato, norms and time terms of irrigation, soil moisture, water storage soil layer.

До настоящего времени малообъемные способы орошения применяются в Омане на небольших площадях без научного обоснования, хотя в условиях острого дефицита водных ресурсов они являются одним из основных путей получения гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур [1-3]. В проведенных авторами исследованиях капельного орошения картофеля также применен способ увеличения водоудерживающей способности почвы путем создания водоаккуму-лирующего слоя из природных добавок -сапропеля и голубой глины.

Полученные данные по режиму капельного орошения картофеля в зависимости от предполивной влажности почвы и

наличия водоаккумулирующего слоя приведены в таблице 1. Из них следует, что при поддержании нижнего предела пред-поливной влажности почвы на 70 % НВ (варианты 1...3) число поливов изменялось от 40 до 46, а оросительная норма - от 5476 до 6184 м3/га. При рассматриваемом режиме влажности почвы в контрольном варианте 1 без природных добавок в почву за вегетационный период было проведено 44...46 поливов, при внесении в почву сапропеля (вариант 2) число поливов уменьшилось до 40.41, при внесении голубой глины (вариант 3) - 41.42. Внесение сапропеля и голубой глины способствовало снижению средней оросительной нормы соответственно на 5,1 и 4,7 %.

Таблица 1

Распределение поливов и оросительной воды по фазам развития картофеля

при капельном орошении

Номер вари- Посадка — всходы Всходы — начало бутонизации Начало бутонизации — полное цветение Цветение — окончание роста ботвы Окончание роста ботвы — техническая спелость клубней Всего за вегетацию

анта Число Объем по- Число Объем Число Объем Число Объем Число Объем Число Объем

поли- данной поли- поданной поли- поданной поли- поданной поли- поданной поли- поданной

вов воды, м3/га вов воды, м3/га вов воды, м3/га вов воды,м3/га вов воды, м3/га вов воды, м3/га

2009/2010 год

1 6,0 754 11,0 1283 5,0 667 14,0 1976 8,0 1125 44,0 5805

2 6,0 803 10,0 1182 5,0 708 11,0 1648 8,0 1135 40,0 5476

3 6,0 799 11,0 1245 5,0 747 12,0 1739 7,0 1002 41,0 5532

4 11,0 997 20,0 1503 10,0 923 21,0 1965 16,0 1456 78,0 6844

5 10,0 936 20,0 1471 9,0 825 19,0 1832 15,0 1382 73,0 6446

6 10,0 943 20,0 1484 9,0 842 19,0 1826 15,0 1373 73,0 6468

7 7,0 075 12,0 1386 9,0 864 18,0 1683 9,0 1356 55,0 6264

8 7,0 921 12,0 1414 7,0 688 18,0 1676 8,0 1212 52,0 5911

9 7,0 908 13,0 1481 8,0 712 17,0 1594 8,0 1258 53,0 5953

2010/2011 год

1 7,0 815 12,0 1374 5,0 751 14,0 2072 8,0 1172 46,0 6184

2 6,0 858 11,0 1263 5,0 768 12,0 1753 8,0 1216 42,0 5858

3 6,0 862 11,0 1324 6,0 825 12,0 1802 7,0 1083 42,0 5896

4 12,0 1063 21,0 1598 11,0 992 22,0 2071 16,0 1537 82,0 7261

5 11,0 998 21,0 1569 10,0 911 20,0 1906 15,0 1444 77,0 6828

6 11,0 977 21,0 1563 10,0 924 21,0 1941 16,0 1465 79,0 6870

7 8,0 1032 13,0 1467 10,0 937 19,0 1754 10,0 1438 60,0 6628

8 7,0 984 13,0 1496 8,0 764 19,0 1747 9,0 1269 56,0 6260

9 7,0 976 13,0 1552 8,0 778 18,0 1673 9,0 1303 55,0 6282

2011/2012 год

1 6,0 795 11,0 1306 5,0 670 14,0 2009 8,0 1141 44,0 5921

2 6,0 814 11,0 1233 5,0 765 11,0 1672 8,0 1180 41,0 5664

3 6,0 820 11,0 1292 5,0 738 12,0 1781 7,0 1017 41,0 5648

4 11,0 1018 21,0 1570 10,0 935 21,0 1991 16,0 1501 79,0 7015

5 10,0 949 20,0 1520 9,0 856 20,0 1872 15,0 1392 74,0 6589

6 10,0 945 20,0 2531 9,0 847 20,0 1867 15,0 1425 74,0 6615

7 9,0 1005 12,0 1417 10,0 929 18,0 1717 9,0 1375 58,0 6443

8 7,0 951 12,0 1425 8,0 741 18,0 1704 8,0 1254 53,0 6075

9 7,0 957 13,0 1518 8,0 739 17,0 1617 9,0 1267 54,0 6098

Среднее за три года

1 6,3 788 11,3 1321 5,0 696 14,0 2019 8,0 1146 44,7 5970

2 6,0 825 10,7 1226 5,0 747 11,3 1691 8,0 1177 41,0 5666

3 6,0 827 11,0 1287 5,3 770 12,0 1774 7,0 1034 41,3 5692

4 11,3 1026 20,7 1557 10,3 950 21,3 2009 16,0 1498 79,7 7040

5 10,3 961 20,3 1520 9,3 864 19,7 1870 15,0 1406 74,7 6621

6 10,3 955 20,3 1526 9,3 871 20,0 1878 15,3 1421 75,3 6651

7 8,0 1007 12,3 1422 9,7 910 18,3 1710 9,3 1396 57,7 6445

8 7,0 952 12,3 1445 7,7 731 18,3 1709 8,3 1245 53,7 6082

9 7,0 947 13,0 1517 8,0 743 17,3 1628 8,7 1276 54,0 6111

Поддержание предполивной влажности почвы 80 % НВ в вариантах 4...6 потребовало более частых поливов и увеличения оросительных норм. В варианте 4 без водоаккумулирующего слоя оросительная норма изменялась в пределах 6844.7261 м3/га, а число поливов 78.82. Водоаккумулирующий слой способствовал снижению числа поливов на 4.5 и оросительной нормы на 5,5.6,0 %. В вариантах 7.9 с режимом предполивной влажности почвы 70.80.70 % НВ число поливов и оросительная норма были больше по сравнению с вариантом 70 % НВ, но меньше, чем при предполивной влажности 80 % НВ.

При всех изучаемых режимах влажности почвы распределение числа поливов и объемы подачи оросительной воды заметно изменялись по фазам развития растений. Наибольшее число поливов и наибольший объем подачи оросительной воды отмечались в фазу «начало цветения - окончание роста ботвы». Наличие водоаккумулирующе-го слоя снижало число поливов и объем поданной воды, при этом большее снижение характерно для сапропеля. По фазам развития картофеля объем оросительной воды при внесении в почву природных добавок последовательно снижался в среднем на 6,2; 2,2; 8,64; 6,7 и 5,6 %.

На рисунках 1 и 2 приведены графики зависимостей числа поливов и оросительной нормы от уровня влагообеспе-чения и биоэнергетического потенциала природных компонентов. Приведенные графики можно выразить в виде уравнений:

для числа поливов-п = а + Ь/Ж2 + сЬ + d• е1 /ку,

где п - число поливов; Ж - индекс уровня влагоо-беспечения; Ь -индекс биоэнергетического потенциала природной добавки; коэффициенты а = - 5460, Ь = - 716593, с = 47, d = 5649, ку = - 115,7 установлены по экспериментальным данным; коэффициент детерминации В2 = 0,85;

для оросительной нормы -Я = а + ЬЖ + с Ж2 + ФЬ + е-г2,

где Я - оросительная норма, м3/га; Ж - индекс уровня влагообеспечения; г - индекс биоэнергетического потенциала природной добавки; коэффициенты а = 12634, Ь = - 264, с = 2,4, d = - 97, е = 6,1 установлены по экспериментальным данным;

коэффициент детерминации В2 = 0,87.

Индекс уровня водообеспечения принимался по режиму предполивной влажности почвы 70 % НВ, 70.80.70 % НВ, 80 % НВ, а индекс биоэнергетического потенциала природных добавок условно принимался 5 т/га для голубой глины и 10 т/га для сапропеля.

Рис. 1. График зависимости потребного числа капельных поливов картофеля от уровня влагообеспечения и биоэнергетического потенциала природной добавки

7500

7500

6500

Рис. 2. График зависимости оросительной нормы от уровня влагообеспечения и биоэнергетического потенциала природной добавки

В зависимости от фазы развития картофеля изменялись поливные нормы. При режиме влажности почвы 70 % НВ они составляли 134,0.138,0 м3/га, в вариантах 4.6 с режимом предпо-ливной влажности почвы 80 % НВ поливные нормы заметно уменьшались, при дифференцированном режиме капельного орошения (варианты 7.9) поливные нормы варьировали в пределах

111,7.113,3 м3/га.

Капельное орошение картофеля проводилось через 1-3 дня в зависимости от режима предполивной влажности почвы, фазы развития, наличия водоаккумулирующего слоя. С увеличением предполивной влажности почвы интервалы между поливами сокращались. В вариантах 1.3 они составляли 2,3-2,6 сут, в вариантах 4.6 - 1-2 дня, при дифференцированном режиме орошения (варанты 7...9) межполивные периоды составляли 1,8-2 сут. Водоак-кумулирующие слои увеличивали межполивные интервалы на 0,2-0,3 сут во всех вариантах.

По вариантам опыта изменялось время одного полива и продолжительность непрерывной работы капельной системы орошения. При режиме влажности почвы 70 % НВ продолжительность непрерывной работы капельной системы составила 66-70 ч. Использование сапропеля и голубой глины снижало продолжительность работы капельной системы в среднем на 3,6 и 3,3 ч. В вариантах 4.6 по фазам развития картофеля продолжительность одного полива в среднем составляла 65; 53; 65; 66 и 65 мин, а непрерывной работы капельной системы - 77-82 ч. В вариантах 7.9 один полив составлял 78-79 мин, а время проведения всех поливов - 71-75 ч. В вариантах с водоаккумулирующим слоем продолжительность непрерывной работы капельной системы в течение вегетации уменьшалась в среднем на 4 ч.

Распределение оросительной нормы по фазам развития картофеля изменялось по вариантам опыта. Наибольшая доля подачи оросительной воды приходилась на фазу «начало цветения - окончание роста ботвы» (26,5.33,8 %), меньше всего -на фазы «посадка - всходы» (13,2.15,6 %) и «бутонизация - начало цветения» (11,7.14,1 %).

Влажность почвы определялась термостатно-весовым методом ежегодно после влагозарядкового полива затоплением и посадки картофеля, в конце каждой фазы вегетации и в период уборки картофеля. В послепосадочный период она регистрировалась ежеднев-

1' 2014

но тензиометрами. Результаты определения влажности и влагозапасов в слое почвы 0,5 м в начале и конце вегетации приведены в табл. 2. Влажность почвы после посадочного полива соответствовала наименьшей влагоемкости. На период уборки картофеля влажность почвы и влагозапасы составили 51,3.60,3 % НВ, а запасы влаги - 57,6.67,7 мм. При режиме предполивной влажности почвы 80 % НВ (варианты 4.6) влажность почвы и влагозапасы к концу вегетации увеличились. В варианте 4 без аккумулирующего слоя влажность составляла 56,8 % НВ, влагозапасы - 63,8 мм. При наличии водоаккумулирующего слоя отмечено повышение влажности почвы до 57,7.58,1 % НВ и влагозапасов - до 64,8.65,3 мм. Аналогичная картина прослеживалась и при режиме предпо-ливной влажности почвы 70.80. 70 % НВ. На период уборки она составляла 55,1.56,4 % НВ, а запасы влаги 61,9.63,3 мм, в эту фазу водоаккуму-лирующий слой обеспечил увеличение влажности почвы на 1.3 % НВ и запасов влаги на 1.4 мм.

В целом заметные изменения запасов влаги в слое почвы 0,5 м при капельном орошении картофеля отмечались только в первую и последнюю фазы - на 10.17,4 и 34,0.39,9 мм соответственно. Отклонения фактической влажности почвы перед поливами от заданного нижнего порога предполивной влажности почвы изменялись в пределах ± 0,9.3 % по НВ в 2009/2010 году, ± 0,8..3 % по НВ в 2010/2011 году и ± 0,9.2,7 % НВ в 2011/2012 году.

Наибольшая урожайность картофеля (в среднем 25,6 т/га) получена на фоне водоаккумулирующего слоя из сапропеля при поддержании предполив-ной влажности почвы на уровне 80 % НВ и при дифференцированном режиме орошения 70.0.70 % НВ (24,7 т/га) при высокой товарности клубней картофеля (88,6.9,5 %). Урожайность картофеля увеличивается с повышением уровня влагообеспеченности с 70 до 80 % НВ на 26,2 %. На фоне внесения сапропеля урожайность возрастает на 11.13 %, при внесении голубой глины - на 4.5 %.

1эб)

Таблица 2

Влажность и влагозапасы в корнеобитаемом слое почвы на периоды посадки и уборки картофеля

Номер варианта 2009/2010 год 2010/0211 год 2011/2012 год Среднее значение за 3 года

% массы % НВ мм % массы % НВ мм % массы % НВ мм % массы % НВ мм

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На период посадки картофеля

1.9 15,6 100 112 15,6 100 112 15,6 100 112 15,6 100 112

На период уборки картофеля

1 8 51,3 57,6 8,2 52,6 59,0 8,8 56,4 63,4 8,3 53,4 60,0

2 8,2 51,3 59,0 8,4 53,8 60,5 9,0 57,7 64,8 8,5 54,7 61,4

3 8,2 52,6 59,0 8,4 53,8 60,5 8,8 56,4 63,4 8,5 54,3 61,0

4 8,6 52,6 61,9 8,8 56,4 63,4 9,2 59,0 66,2 8,7 56,8 63,8

5 8,8 56,4 63,4 9,0 57,7 64,8 9,4 60,3 67,7 9,0 58,1 65,3

6 8,8 56,4 63,4 9,0 57,7 64,8 9,2 59,0 66,2 9,0 57,7 64,8

7 8,4 53,8 60,5 8,4 53,8 60,5 9,0 57,7 64,8 8,6 55,1 61,9

8 8,6 55,1 61,9 8,6 55,1 61,9 9,2 59,0 66,2 8,8 56,4 63,3

9 8,6 55,1 61,9 8,6 55,1 61,9 9,2 59,0 66,2 8,8 56,4 63,3

Выводы

При капельном орошении поливы картофеля целесообразно проводить при влажности в активном слое почвы 0,4.05 м до 80 % НВ на фоне формирования водоаккумулирующего слоя из сапропеля поливными нормами 89 м3/га с межполивным интервалом 1,4—1,5 сут и продолжительностью одного полива 52—66 мин. В зависимости от погодных условий вегетационного периода следует проводить 73.77 поливов оросительной нормой 6446.6828 м3/га.

1. Андрианов А. Д., Андрианов Д. А.

Эффективность различных режимов капельного орошения при выращивании раннего картофеля // Агро XXI. — 2009. — № 4—6. — С. 44—46.

2. Григоров М. С., Жидков В. М., Заха-

ров В. В. Дифференцированный режим орошения картофеля при капельном поливе // Картофель и овощи. — 2009. — № 9. — С. 19—20.

3. Шляхов В. А., Самодуров В. Н., Ко-ринец В. В. Ресурсосберегающие элементы технологии возделывания картофеля при капельном орошении. — Астрахань, 2008. — 111 с.

Материал поступил в редакцию 05.04.13. Шуравилин Анатолий Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Почвоведение и земледелие» Тел. 8 (495) 334-11-73

Сурикова Тамара Ивановна, кандидат технических наук, профессор кафедры «Мелиорация и рекультивация» Тел. 8 (499) 482-66-62 Табук Мусаллам Ахмед, аспирант Тел. 8 (495) 334-11-73

<3б)

1' 2014

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.