CC BY
82
УДК 635.34:631.587:631.675
ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ,
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КАПУСТЫ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
Кулыгин Владимир Анатольевич к.с.-х.н.
Федеральное государственное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»,
Новочеркасск, Россия
В статье приводятся данные о результатах исследований по выявлению оптимальных режимов орошения, особенностей водопотребления растений и определению рационального уровня минерального питания капусты, выращиваемой в открытом грунте в условиях орошения
Ключевые слова: КАПУСТА, РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ, ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, ДОЗЫ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ, ПЕРИОДЫ ВЕГЕТАЦИИ, БИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ КОЭФИЦИЕНТЫ, УРОЖАЙНОСТЬ
Капуста является важной продовольственной культурой, отличающейся высокими вкусовыми качествами, имеющей большое диетическое значение, используемой не только в продовольственных, но и в медицинских целях. Поэтому получение высоких, устойчивых урожаев данной культуры имеет важное народнохозяйственное значение. Среди главных факторов, отрицательно влияющих на условия возделывания капусты на Юге России, в частности Ростовской области, являются дефицит почвенной влаги в критические периоды вегетации растений, высокие температуры воздуха (+ 25 °С и более), негативно воздействующие на формирование кочана, в связи с чем при поливах культуры требуются высокие оросительные нормы (до 4000-5000 м /га) [1]. Кроме того, для формирования высоких урожаев капусте требуется большое количество элементов минерального питания, по выносу которых она превосходит все другие овощные культуры [2].
Исходя из вышесказанного, целью трехгодичных исследований, проведенных в Центральной орошаемой зоне Ростовской области, было выяв-
UDC 635.34:631.587:631.675
MODES FEATURES OF THE IRRIGATION, WATER CONSUMPTION AND A MINERAL FOOD OF CABBAGE IN THE IRRIGATION CONDITIONS
Kulygin Vladimir Anatolevich Сand.Agr.Sci.
Federal State Scientific Establishment «The Russian scientific research institute of land improvement problems»,Novocherkassk, Russia
The data about results of researches on revealing of optimum irrigation modes, features of water consumption of plants and definition of rational level of a mineral food of the cabbage which is grown up in an open ground in the conditions of an irrigation is cited in the article
Keywords: CABBAGE, IRRIGATION MODE, WATER CONSUMPTION, DOSES OF MINERAL FERTILIZERS, VEGETATION PERIODS, BIOCLIMATIC FACTORS, PRODUCTIVITY
ление оптимальных режимов орошения, особенностей водопотребления растений по фазам их вегетации, перспективных агромелиоративных приемов и определение рационального уровня минерального питания капусты при выращивании в открытом грунте на орошении.
Опыты проводились на почвах, представленных черноземами, содержание гумуса в слое 0,3 м - 4,3 %. В пахотном слое почвы содержалось 2-3 мг легкогидролизуемого азота, 1,3-2,6 мг подвижного фосфора и 23-34 мг обменного калия на 100 г абсолютно сухой почвы. Объемная масса почвы в слое 0,5 м - 1,27-1,34 г/см , уровень грунтовых вод - более 4,0 м. По обеспеченности дефицита водного баланса первый год характеризовался как среднесухой, второй - влажный, третий - средневлажный.
Белокочанная капуста относится к группе растений, плохо добывающих воду и расходующих ее неэкономно. В то же время данная культура требует повышенной влажности почвы весь период вегетации, особенно ее средние и поздние сорта.
Основными периодами вегетации, по которым назначаются поливы для капусты, являются: 1. Посев - начало завязывания кочана. 2. Начало завязывания кочана - начало технической спелости. 3. Начало технической спелости - последний сбор [3].
На основании вышесказанного, в опыте по установлению оптимального режима орошения данной культуры были приняты четыре схемы орошения: 1. 70-70-70 % НВ; 2. 70-80-70 % НВ; 3. 70-80-80 % НВ и 4. 80-80-80 % НВ. В первый период вегетации расчетная глубина была принята 0,4 м, во второй и третий - 0,6 м. В опыте использовался сорт капусты Амагер. Фон удобрений на всех вариантах был идентичен.
Соблюдение предусмотренных опытом режимов орошения в разные годы исследований потребовало проведение от 5 до 10 поливов, при поливной норме 390-650 м /га. Рост числа поливов, оросительной нормы и
суммарного водопотребления капусты происходил по мере увеличения предполивного порога влажности почвы.
Отличия условий вегетации растений при разных режимах орошения нашли свое отражение в показателях урожайности и водопотребления капусты (табл. 1).
Таблица 1 - ВОДНЫЙ БАЛАНС КАПУСТНОГО ПОЛЯ, ОПХ РООМС (СРЕДНИЕ ДАННЫЕ ЗА 3 ГОДА)
Варианты Расход воды из почвы, м3/га Осад- ки, м3/га Оросительная норма, м /га Суммарное водо-потребление, м3/га Уро- жай, т/га Коэффициент водо-потребления, м3/т
1. 70-70-70 % НВ 315 2053 3450 5818 38,9 149,6
2. 70-80-70 % НВ 290 2053 3680 6023 46,9 128,4
3. 70-80-80 % НВ 260 2053 3810 6123 46,2 132,5
4. 80-80-80 % НВ 280 2053 3950 6283 49,5 126,9
Оросительная норма капусты на вариантах опыта была значительной и колебалась в пределах 3450-3950 м /га. Возрастание суммарного водопотребления данной культуры было пропорционально изменению оросительной нормы. Максимального значения этот показатель достиг при схеме орошения 80-80-80 % НВ и составил 6283 м /га. На этом же варианте отмечался и самый низкий коэффициент водопотребления - 126,9 м /т. Максимальный расход воды на единицу продукции был затрачен на варианте со схемой 70-70-70 % НВ и составил 149,6 м /т.
Следует отметить, что урожайность капусты на варианте 2 оказалась несколько выше, чем на варианте 3 (соответственно 46,9 и 46,2 т/га), хотя при схеме орошения 70-80-80 % НВ оросительная норма была на 130 м /га больше. Сравнительная оценка коэффициентов водопотребления на вариантах 2 и 4 показывает их незначительные отличия, хотя для поддержания предполивного порога влажности почвы в течение всего периода вегетации капусты на уровне 80 % от НВ потребовались значительно большие затраты оросительной воды - на 270 м /га. В связи с этим можно сделать
вывод о более рациональном использовании поливной воды при схеме орошения 70-80-70 % НВ.
Как показали проведенные нами исследования, перспективным приемом, способствующим повышению эффективности использования оросительной воды при возделывании капусты на тяжелых почвах, является щелевание. Орошение культуры на вариантах опыта осуществлялось по схеме 80-80-80 % НВ, фон удобрений был одинаков. За контрольный принят вариант, где применялась общепринятая технология выращивания. Щелевание проводилось на 0,20-0,25 м в период начала завязывания кочана. При этом учитывалось, что если на начальной стадии роста, когда вегетативная масса растений невелика, корневая система капусты, проникая в слои почвы со сравнительно устойчивыми запасами влаги, способна удовлетворить потребность культуры в воде даже при неблагоприятных условиях, то в критическую фазу вегетации необходимо стимулирующее воздействие на развитие корневой системы.
Нарезка щелей повышала скорость фильтрации воды в 2 раза, способствовала увеличению массы корневой системы капусты на 27,7 % по сравнению с контролем, что создавало более благоприятные условия для роста и развития растений, отразившись на показателях урожайности (табл. 2).
Таблица 2 - ВЛИЯНИЕ ЩЕЛЕВАНИЯ ПОЧВЫ НА УРОЖАЙНОСТЬ КАПУСТЫ
Вариант Суммарное водопо- требление, м3/га Урожай, т/га Прибавка в Коэффициент водо-потребления, м3/т
т/га %
1. Щелевание 0,20 м 6152 42,8 6,1 14,2 144
2. Контроль 6130 28,9 - - 212
НСР0,5 = 14,7-18,5 ц/га; т = 2,6-3,7 %
Таким образом, щелевание в период завязывания кочана способствовало увеличению урожайности капусты на 14,2 % и повышению эффек-
тивности использования оросительной воды (снижение коэффициента во-допотребления на 32,1 %) по сравнению с контролем.
Известно, что сельскохозяйственные культуры имеют разную потребность во влаге в отдельные периода роста и развития. Свои отличительные особенности имеет и изменение суммарного и среднесуточного водопотребления по фазам вегетации капусты (табл. 3, рис. 1).
Таблица 3 - СРЕДНЕСУТОЧНОЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ КАПУСТЫ
(СРЕДНЕЕ ЗА 3 ГОДА)
Фаза вегетации Длина фазы, сут. Сумма 1, °С Среднесуточная 1 за фазу, °С Водопотребление за фазу, м3/га На 1 °С Среднесуточное во-допотреб-ление за фазу, м3/га
Посев - начало завяз. кочана 61 41,2 % 1169,8 39,5 % 19,2 2089,7 33,2 % 1,8 34,3
Начало завяз. кочана - нач. тех. спелости 57 38,5 % 1318,9 44,6 % 23,1 3203,7 51,0 % 2,4 56,2
Нач. тех. спелости - посл. сбор 30 20,3 % 469,7 15,9 % 15,7 989,7 15,8 % 2,1 33,0
Вегетационный период 148 100 % 2958,4 100 % 20,0 6283 100 % 2,1 42,5
й
СП
8 2 И «и
5 §
И
а &
о) о
И
О о о рр
60
50
40
30
20
10
1
3,0
2.5 2,0
1.5
1,0
0,5
0,0
к
к
ч
*8 и
Он о Н ^ О ^
О
К
Он
и
и
Периоды вегетации, сут.
■ среднесуточное водопотребление, м3/га □ среднесуточное водопотребление на 1 °С, м3/га на 1 °С
Рисунок 1 - Динамика изменения среднесуточного водопотребления
по периодам вегетации капусты
Первая фаза оказалась самой продолжительной (в среднем 61 суток) и продолжалась с первой-второй декад мая до последней декады июня -первой декады июля. Это обусловило относительно высокие среднесуточные температуры воздуха (19,2 °С), значительный расход влаги растениями, вызванный интенсивным ростом вегетативной массы капусты и составившим 2089,7 м /га, или 33,2 % от суммарного водопотребления. При этом расход влаги на 1 °С равнялся 1,8 м /га, а среднесуточное водопотребление за фазу - 34,3 м3/га.
Во вторую фазу происходили развитие репродуктивных органов капусты, начинал формироваться урожай кочанов, в связи с чем, растения испытывали повышенную потребность во влаге - водопотребление за фазу составило 51,0 % от суммарного водопотребления. Этот период по срокам совпадал с июлем - августом, в отдельные годы продолжался до первых чисел сентября, что обусловило высокие среднесуточные температуры воздуха - 23,1 °С. Данная фаза характеризовалась самыми высокими: рас-
3
ходом влаги на 1 °С - 2,4 м /га и среднесуточным водопотреблением растений - 56 м /га.
В третью фазу вегетации, которая в годы проведения исследований приходилась на сентябрь - первую декаду октября, происходило созревание урожая капусты. Этот период был самым непродолжительным (в среднем 30 суток), и характеризовался умеренными среднесуточными температурами воздуха (15,7 °С). Среднее ежесуточное водопотребление за фазу составило 33,0 м3/га и было практически таким же, как и в начальный период вегетации растений. Однако при этом имел место относительно высокий расход влаги на 1 °С - 2,1 м /га.
При проведении исследований нами была установлена связь суммарного водопотребления орошаемыми полями с метеорологическими данными, в частности с температурой воздуха на основе методических разработок С.М. Алпатьева [4]. Определены фактические биоклиматические ко-
эффициенты культуры при оптимальных условиях увлажнения (табл. 4, рис. 2).
Таблица 4 - БИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ КАПУСТЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ С УЧЕТОМ СУММЫ ТЕМПЕРАТУР НАРАСТАЮЩИМ ИТОГОМ, (СРЕДНИЕ ЗА 3 ГОДА)
Сумма Биоклиматические Сумма Биоклиматические
температур, °С коэффициенты температур, °С коэффициенты
200-300 0,105-0,123 1700-1800 0,248-0,248
300-400 0,123-0,140 1800-1900 0,248-0,247
400-500 0,140-0,155 1900-2000 0,247-0,245
500-600 0,155-0,170 2000-2100 0,245-0,241
600-700 0,170-0,183 2100-2200 0,241-0,236
700-800 0,183-0,195 2200-2300 0,236-0,230
800-900 0,195-0,206 2300-2400 0,230-0,223
900-1000 0,206-0,215 2400-2500 0,223-0,214
1000-1100 0,215-0,223 2500-2600 0,214-0,205
1100-1200 0,223-0,231 2600-2700 0,205-0,194
1200-1300 0,231-0,237 2700-2800 0,194-0,182
1300-1400 0,237-0,241 2800-2900 0,182-0,168
1400-1500 0,241-0,245 2900-3000 0,168-0,154
1500-1600 0,245-0,247 3000-3100 0,154-0,138
1600-1700 0,247-0,248 3100-3200 0,138-0,121
Сумма среднесуточных температур, I Рисунок 2 - Кривая связи биоклиматических коэффициентов капусты
от метеорологических факторов
Из приведенных данных видно, что максимального значения (0,25) биоклиматические коэффициенты капусты достигали, когда суммы сред-
несуточных температур воздуха по нарастающей находились в диапазоне от 1600 до 1900 °С. Это совпадало с периодом вегетации данной культуры начало завязывания кочана - начало технической спелости, который характеризуется повышенной потребностью растений во влаге.
Данные коэффициенты могут быть использованы для оперативной корректировки поливных режимов в условиях Центральной орошаемой зоны Ростовской области.
Разные овощные культуры ввиду своих биологических особенностей неодинаково реагируют на условия минерального питания. Белокочанная капуста неприхотлива в отношении плодородия почвы, что объясняется хорошим развитием ее корневой, системы и, следовательно, способностью мобилизовать имеющиеся запасы питательных веществ. Однако, как показывают результаты наших исследований, наиболее высокая урожайность данной культуры имеет место на хорошо удобренных почвах (табл. 5,
рис. 3).
Таблица 5 - ВЛИЯНИЕ ДОЗ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ КАПУСТЫ (СРЕДНИЕ ЗА 3 ГОДА)
Дозы удобрений Сумма КРК, кг д.в./га Урожай- ность, т/га Прибавка урожая Произведено продукции на 1 кг удобрений, кг
т/га % на весь урожай на прибавку урожая
1. Без удобрений 0 23,2 - - 0 0
2. N60 Р90 К60 210 29,3 6,1 26,3 140 29
3. N90 Р90 К60 240 36,0 12,8 55,2 150 53
4. N90 Р120 К60 270 37,0 13,8 59,5 137 51
5. N120 Р150 К90 360 45,5 22,3 96,1 126 62
6. N180 Р150 К90 420 51,2 28,0 120,7 122 67
7. N240 Р150 К90 480 54,3 31,1 134,0 113 65
8. N240 Р180 К120 540 55,4 32,2 138,8 102 60
Разный фон минерального питания обеспечил прибавку урожайности культуры в пределах 6,1-32,2 т/га, или 26,3-138,8 %. Применение высоких доз удобрений К180-240Р150-180К90-120 увеличивает продуктивность капусты в 2,2-2,4 раза по сравнению с вариантом без удобрений. Однако доза удобрений К240Р180К120 повышает урожай по сравнению с К180Р150К90 всего http://ei.kubagro.ru/2010/10/pdf/11.pdf
на 4,2 т/га (8,2 %), при этом внесение удобрений увеличивается на 120 кг действующего вещества на гектар.
Суммарная доза удобрений, кг д.в.
♦ - произведено продукции на 1 кг д.в. удобрений, кг - прибавка урожая на 1 кг д.в. удобрений, кг
Рисунок 3 - Влияние дозы минеральных удобрений на прибавку урожая капусты
Из табличных и графических данных видно, что урожайность капусты, приходящейся на единицу дозы удобрений, снижается постоянно, со 150 до 102 кг капусты на 1 кг удобрений. В то же время прибавка урожая имеет явно выраженный перегиб кривой с максимальной прибавкой 67 кг капусты на 1 кг удобрений при дозе К180Р150К90. С увеличением дозы прибавка урожайности также увеличивается. Однако при достижении уровня ^20Р150К90 темпы прироста прибавки урожая сокращаются и, видимо, дальнейшее увеличение дозы удобрений неэффективно. Приведенные данные показывают, что более рациональное использование удобрений отмечено на вариантах К120Р150К90 и К180Р150К90. Дальнейшее повышение дозы удобрений хотя и увеличивает урожайность, однако отдача от удобрений (прибавкой урожая) снижается.
Таким образом, при выращивании капусты в условиях Центральной орошаемой зоны Ростовской области можно рекомендовать, как оптималь-http://ei.kubagro.ru/2010/10/pdf/11.pdf
ные, режимы орошения капусты при схеме поливов 70-80-70 % НВ с учетом максимальной потребности растений во влаге во второй период вегетации.
Для повышения эффективности использования оросительной воды необходимо рекомендовать проведение щелевания междурядий посевов капусты на 0,20-0,25 м в период начала завязывания кочана.
Рассчитанные биоклиматические коэффициенты могут быть применены для оперативной корректировки поливного режима капусты в данных зональных условиях.
Наиболее рациональное использование удобрений отмечено на вариантах КшРшК90 и КшРшК90.
Литература
1. Щедрин В.Н. Орошение сегодня: проблемы и перспективы. - М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2004. - 255 с.
2. Ковалева Т.Д., Назарова В.М. Перспективные технологии возделывания овощных культур на Дону: практ. пособие. - Ростов-на-Дону, 1988. - 160 с.
3. Ванеян С.С., Вишнякова А.Ф. Орошение овощных культур. - Картофель и овощи, 2001. - № 3. - С. 29-33.
4. Алпатьев С.М., Остапчик В.П. К обоснованию формирования поливных режимов с использованием биоклиматического метода расчета суммарного испарения // Мелиорация и водное хозяйство. - Киев, 1971. - Вып. 19. - С. 3-17.
