CC BY
29
УДК 502/504:631.674.6:634.75
В. Т. СКОРИКОВ, А. В. ШУРАВИЛИН
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский университет дружбы народов
В. В. БОРОДЫЧЕВ
Федеральное государственное научное учреждение Волгоградский филиал Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации
ВЛИЯНИЕ КАПЕЛЬНО-ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕМЛЯНИКИ И ЕЕ КАЧЕСТВО
Изложены результаты исследований 2008-2010 годов по капельно-внутрипочвен-ному орошению земляники сорта «Ред Гонтлет». Установлено, что при расположении поливных трубопроводов на поверхности или на глубине 5 см и расстоянии между капельницами 33 см урожайность земляники повышается: по сравнению с поливом дождеванием - на 70...80 %, с другими параметрами капелъно-внутрипочвенного орошения - на 30.50 %о. При этом создаются более благоприятные условия для повышения питательной ценности ягод (содержание сухих веществ, сахаров, витаминов).
Капелъно-внутрипочвенное орошение, дождевание, почва, земляника, урожайность, питательная ценность, макро- и микроэлементы.
The researches results of 2008-2010 аге stated оп a drip-inter-soil irrigation of wild strawberry of Red Gontlet grade. It is established that at the position of irrigation pipelines on the surface or on the depth of 5 cm and at the distance between droppers 33 cm, the productivity of wild strawberry increases: in comparison with sprinkler irrigation - by 70.80 % , in comparison with other parameters of the drip-inter-soil irrigation - by 30.50 %. At the same time more favorable conditions are created for increasing a nutritive value of berries (content of solids, sugars, vitamins).
Drip-inter-soil irrigation, overhead irrigation, soil, wild strawberry, productivity, nutritive value, macro- and microcells.
Основными факторами, определя- В течение трех лет исследований проводи-
ющими урожайность земляники, являют- ли поливы и вносили удобрения в период
ся следующие: высокопродуктивные сор- вегетации через капельницы по капельно-
та, здоровый высококачественный внутрипочвенным трубопроводам. На
посадочный материал, схема размещения участке полива дождеванием минеральные
растений, орошение, а также защита от удобрения вносили вразброс перед посадкой
вредителей и болезней. Для получения вы- и в качестве подкормки в период роста и раз-
соких и стабильных урожаев земляники вития растений в наиболее ответственные
на сельскохозяйственном предприятии к питательному режиму фазы (табл. 1).
используют современные ресурсосберега- Исследования проводили в 2008-
ющие технологии возделывания на осно- 2010 годах по двухфакторной схеме: фак-
ве внедрения малообъемного способа тор А - схема расположения поливных
орошения - капельно-внутрипочвенного. трубопроводов, фактор В - расстояние
В совхозе имени Ленина Московской между капельницами. В опыте изучали
области капельно-внутрипочвенная ороси- три схемы укладки поливных трубопро-
тельная система при возделывании земля- водов (на поверхности, на глубинах 5 и
ники впервые была использована в 15 см ) и два расстояния между капель-
2008 году. Посадку земляники проводили в ницами - 33 и 66 см. Контролем являл-
мае 2008 года и после посадки установили ся полив дождеванием. Почва дерново-
систему поливных трубопроводов капельно- подзолистая, среднесуглинистая, в
внутрипочвенного орошения. Расстояния пахотном горизонте в обоих разрезах плот-
между рядами растений земляники - ность сложения составляла 1,28 г/см3,
100 см, между растениями в рядах - 25 см. пористость - 5 0,4 %, наименьшая
Таблица 1
Схема полевого опыта (2008-2010)
Номер варианта Параметры поливной сети
Размещение поливных трубопроводов (фактор А) Расстояние между капельницами (фактор В), см
1 (контроль) Дождевание (контроль) Сплошной полив
2 Поливные трубопроводы размещены на поверхности 33
3 66
4 Поливные трубопроводы размещены на глубине 5 см 33
5 66
6 Поливные трубопроводы размещены на глубине 15 см 33
7 66
влагоемкость (НВ) - 26,2...26,4 %. С глубиной почвенных горизонтов плотность сложения почв возрастала, а пористость и НВ снижались.
Почва опытного участка слабогуму-сированная, в пахотном горизонте - до 2,05.2,20 % гумуса, реакция почвенного раствора слабокислая (рНсол= 5,8.5,9), по мере углубления кислотность увеличивалась до рН = 5,5.5,6 в переходном и 5,2.5,3 в иллювиальном горизонтах. Перед началом исследований содержание лег-когидролизуемого азота было 5,9.6,1 мг на 100 г почвы, подвижного Р205 -9,5.9,6 мг на 100 г почвы, обменного К20 - 16,3.16,5 мг на 100 г почвы.
Результаты биометрических исследований показали следующее:
1. Наибольшее число листьев, рожков, цветоносов и цветков там, где расстояние между капельницами 0,33 м. В результате увеличения расстояния между капельницами с 0,33 до 0,66 м число листьев и рожков снижалось, особенно при укладке поливных труб на глубину 15 см. При дождевании отмеченные показатели заметно уступали капельно-внутрипочвен-ному поливу. Наибольшее количество цветоносов и меньше всего слабых растений наблюдалось в вариантах 2 и 4, где поливные трубопроводы были расположены по поверхности или на глубине 5 см с расстоянием между капельницами 33 см, наименьшее - при расположении трубопроводов на глубине 15 см и расстоянии между капельницами 66 см. В среднем за два года в вариантах 2 и 4 количество цветоносов составило 63,4 шт. на погонном метре, в том числе слабых цветоносов было 18,4 %, а в варианте 7 цветоносов было меньше всего (50,2 шт.) при наибольшем проценте ослабленных цветоносов (22,7 %). По сравнению с поливом
дождеванием количество цветоносов на погонном метре при капельно-внутрипоч-венном орошении с расположением трубопроводов на поверхности и на глубине 5 см и с расстоянием между капельницами 33 см было больше на 8,7.9,3 %. 0днако при расположении капельниц через 66 см на трубопроводе, уложенном на глубину 15 см, количество цветоносов было меньше, чем при поливе дождеванием, а количество слабых цветоносов увеличилось на 1,8.2,1 %.
2. Наибольшие размеры кустов отмечены в варианте 2, где капельно-внутрипоч-венное орошение проводилось по трубопроводам, уложенным по поверхности, расстояние между капельницами - 33 см. В среднем за два года высота растений варианта 2 составила 38,7 см, ширина куста - 68,3 см (по сравнению с контролем больше на 31,2 и 37,1 % соотвественно). Наименьшие значения были зафиксированы при расположении поливного трубопровода на глубине 15 см и расстоянии между капельницами 66 см (высота куста - 31,6 см, ширина - 56,8 см).
3. Наиболее благоприятные условия формирования цветоносов, наполнения их ягодами, формирования массы ягод в соцветиях были созданы при расположении поливных трубопроводов по поверхности и расстоянии между капельницами 33 см. В этом варианте в среднем за два года плодоношения (2009-2010) длина цветоносов, наполнение их ягодами и масса ягод в соцветье составили соответственно 13,8 см, 10,4 штуки и 27,2 г, а при размещении поливных трубопроводов на глубине 15 см с расположением капельниц через 66 см -соответственно 11,4 см, 9,3 штуки и 22,7 г. В контроле (полив дождеванием) длина цветоносов, наполнение их ягодами и масса ягод в соцветьях меньше, чем при капельно-внутрипочвенном орошении и расположении
поливного трубопровода по поверхности с расстоянием между капельницами 33 см -соответственно на 9,5; 35,4; 34,6 %. Однако по сравнению с вариантом размещения капельниц через 66 см при поливе дождеванием длина цветоноса была меньше, но больше по наполнению ягодами и массе ягод.
Результаты исследований по росту и развитию земляники за период 20082010 годов показали, что наиболее благоприятные условия в опыте были созданы в варианте 2 при укладке поливных трубопроводов по поверхности земли и размещении капельниц на трубопроводе через 33 см, а также в варианте 4, где поливной трубопровод был уложен на глубину 5 см от поверхности земли, а капельницы на нем располагались через 33 см. В этих вариантах показатели роста и развития земляники были наибольшими и существенно отличались от контрольного варианта (полив - дождевание).
На производственных посадках совхоза урожайность земляники в 2008 году из-за неблагоприятных погодных условий (сильное переувлажнение почв) составляла 3,7 т/га, хотя в более благоприятные годы она была в два раза выше. Так, на полях с системой дождевания урожайность земляники в 2007 году составила в среднем 7,2 т/га, а в 2006 год - 7,6 т/га.
Урожай садовой земляники в первый год после посадки (2008) был ничтожно малым, в хозяйстве урожай не собирали, однако в опыте был проведен деляночный подсчет урожайности. Результаты определения урожая земляники в первый год посадки и в последующие два года плодоношения в пересчете на 1 га приведены в табл. 2. Из приведенных данных следует, что формирование наиболее высокой урожайности земляники в первые три года
посадки отмечалось при капельно-внутри-почвенном орошении с расположением трубопроводов по поверхности и расстоянии между капельницами 33 см. Несущественные различия в урожайности получены при укладке поливных трубопроводов на глубине 5 см от поверхности земли.
Заметное снижение урожайности земляники происходит при расположении капельниц через 66 см и закладке поливных трубопроводов на глубину 5 и 15 см. Так, в среднем за два года плодоношения земляники садовой (2009-2010) наилучшие условия для формирования высокой урожайности были созданы в варианте 2 на системе капельно-внутрипочвенного орошения, в которой поливные трубопроводы укладываются на поверхность земли, а расстояние между капельницами составляет 33 см. При этом влага в процессе орошения распределяется равномерно, обеспечивая оптимальный режим увлажнения и питания растений. В этом варианте урожайность земляники выше контроля на 6,75 т/га, или на 79,5 % .
При укладке поливного трубопровода на глубину 5 см (расстояние между капельницами 33 см) также создается благоприятный водный режим. Потери урожая в этом варианте незначительные (не превышают 7 %), однако улучшаются условия проведения технологических операций по уходу за культурой. В среднем за 2 года (2009-2010) урожайность земляники составила 14,58 т/га и была выше, чем при поливе дождеванием (контроль), на 4,51 т/га, или на 71,7 % , но ниже максимальной урожайности, полученной в варианте 2, на 0,66 т/га (на 7,8 %).
Более глубокая укладка трубопроводов (вариант 6) требует проведения специальных работ по устройству сети и приводит к снижению урожайности земляники на
Таблица 2
Урожайность садовой земляники в опыте в первые три года после посадки
(2008-2010), т/га
Номер варианта 2008 год 2009 год 2010 год Среднее за два года (2009-2010) Отклонение от контроля
т/га %
1 0,016 8,23 8,75 8,49 - 100,0
2 0,029 15,05 15,42 15,24 6,75 179,5
3 0,020 12,36 13,74 13,05 4,56 153,7
4 0,028 14,48 14,68 14,58 6,09 171,7
5 0,021 10,86 13,06 11,96 3,47 140,9
6 0,027 13,97 13,15 13,56 5,07 159,7
7 0,19 10,25 11,24 10,75 2,26 126,6
1,02...1,68 т/га, или иа 12,0...18,8 %% по сравнению с вариаитами 2 и 4, где полив-иые трубопроводы проложены по поверхности или на глубине 5 см от поверхности земли с капельницами через 33 см. Однако и при глубине заложения поливных трубопроводов на 15 см и расположении капельниц через 33 см отмечался достаточно высокий урожай, значительно больший, чем при расположении капельниц через 66 см. В среднем за два года плодоношения урожайность земляники на участках с капельницами, расположенными через 66 см, и поливными трубопроводами на поверхности на глубинах 5 и 15 см соответственно была выше контроля на 53,7 %%
В целом тенденция изменения урожайности земляники зависела от варианта опыта и сохранялась по годам исследования.
Выявленные закономерности сохраняются в течение всех трех лет исследований. Следовательно, наиболее благоприятные условия для роста, развития и урожайности земляники обеспечиваются при укладке трубопроводов на поверхности земли с расстоянием между капельницами 33 см. Достоверно высокие показатели также получены при глубине заложения трубопровода на 5 см и расстоянии между капельницами 33 см.
Анализ полученных данных показал, что наиболее высокая урожайность земляники формируется при суммарном во-допотреблении 4,5.6,0 тыс. м3/га в зависимости от влагообеспеченности года. Исследованиями установлена взаимосвязь между суммарным водопотреблением и урожайностью земляники при разных способах орошения. Получено уравнение, в наибольшей степени отражающее форму установленной взаимосвязи: у = -7,0219х3 + 280,61х2 - 3736,8х + + 22079,
где у - суммарное водопотребление посевов, м3/га; х - продуктивность посевов земляники, т/г.
Таким образом, связь между рассматриваемыми показателями нелинейная, полиномиальной формы. Зависимость характеризуется высокой степенью надежности, значение коэффициента детерминации составляет 0,93.
Статистическая обработка показала существенные различия в урожайности в зависимости от схемы расположения трубопроводов и расстояний между капель-
ницами на трубопроводе. Результаты дисперсионного анализа показателей урожайности земляники садовой в зависимости от способа орошения, схемы расположения капельниц и расстояний между капельницами показали, что ^факт > ^теор Следовательно, в годы плодоношения (2009-2010) влияние схемы расположения поливного трубопровода и расстояний между капельницами на урожайность земляники существенно, также достоверен и эффект от взаимодействия этих факторов. За два года плодоношения земляники выявлено существенное действие схемы расположения поливных трубопроводов, расстояний между капельницами и фактора их взаимодействия на продуктивность земляники. Установлена наименьшая разность для главных эффектов по вариантам расстояний между капельницами - НСР05 = 1,97 т/га; по вариантам схемы расположения поливных трубопроводов -НСР05 = 0,94 т/га; по взаимодействию факторов - схемы расположения поливных трубопроводов и расстояний между капельницами - НСР05 = 2,68 т/га.
Исследованиями установлена зависимость урожайности земляники от глубины расположения поливного трубопровода и расстояния между капельницами при капельно-внутрипочвенном орошении. Получено уравнение, связывающее перечисленные показатели одним математическим выражением следующего вида: У = а + Ь 1п х1 + с(1п х1)2 + бх2,
где У - урожайность земляники, т/га; а = 14,0; Ь = -1,02; с = -0,001; б = -7,69 - эмпирические коэффициенты, рассчитанные по результатам полевого эксперимента (рисунок); х1 - глубина расположения поливного трубопровода относительно поверхности поля; х2 - расстояние между капельницами.
Способ орошения и параметры поливной сети повлияли на химический состав продукции и ее питательную ценность. При капельно-внутрипочвенном способе орошения влага и питательные элементы поступали преимущественно в зону корневой системы. При этом растворенные питательные вещества подавались регулярно (1 раз в 2-5 дней) в течение всего периода вегетации, тем самым обеспечивался оптимальный питательный режим во все фазы роста и развития растений земляники. Как показали результаты исследований
капельницами, м поливного
трубопровода, м
Зависимость урожайности земляники
садовой от глубины расположения поливных трубопроводов и расстояния между капельницами
(см. табл. 3), на сорт земляники «Ред Гон-тлет», обладающий качественным биохимическим составом, регулируемые в опыте факторы оказывали незначительное влияние. В то же время при капельно-внут-рипочвенном орошении большинство показателей химического состава ягод земляники было несколько лучше, чем при поливе дождеванием. Так, в среднем за два года (2009-2010) содержание сухих веществ при дождевании составляло 10,3 %, а при капельно-внутрипочвенном орошении с расположением капельниц через 33 см - 11,7 %, при расположении через 66 см - 11,0 %. Следовательно, по сравнению с дождеванием количество сухих веществ увеличивалось на 1,4 и 0,7 % соответственно при капельницах 33 и 66 см. При этом влияние схемы укладки поливных трубопроводов практически не сказывалось
на процентном содержании сухих веществ. Сумма сахаров в контроле при дождевании составляла 8 %, при капельно-внутрипоч-венном орошении и расстоянии между капельницами 33 см - 8,8 %, а при капельницах через 66 см - 8,3 %. Заметные различия в содержании сахара были зафиксированы только между способами орошения. Общая кислотность независимо от варианта опыта изменялась несущественно -в пределах 0,76.0,84 %. Несущественные изменения были также зафиксированы в показателе индекса С/К - отношении суммы сахаров к общей кислотности (10,1.10,7).
В целом ягоды земляники богаты витаминами. По вариантам опыта содержание витамина С - 64,2.68,5 мг%. Наибольшее его количество отмечалось в варианте 2 с расположением поливных трубопроводов по поверхности и расстояниях между капельницами 33 см (68,4 мг%) и было выше контроля (полив дождеванием) на 4,2 мг%.
При расположении капельниц через 33 см и различных схемах укладки трубопровода содержание витамина С составляло 68,3.68,5 мг%. В вариантах 3, 5 и 7 с капельницами через 66 см его содержание изменялось от 65,5 до 66,9 мг%. Следовательно, капельное орошение способствовало некоторому увеличению содержания витамина С по сравнению с контролем.
Аналогичная тенденция по вариантам опыта в зависимости от способа орошения и параметров сети сохранялась в показателях витамина Р и актоцианов. Так, содержание витамина Р при капельницах через 33 и 66 см в среднем по схемам укладки поливных трубопроводов соответственно составляло 107,8 и 104,7 мг%. Полученные данные свидетельствуют о более
Таблица 3
Биохимический состав ягод земляники (среднее значение за 2009-2010 годы)
Номер варианта Показатели качества
Сухие вещества, % Сумма сахаров, % Общая кислотность, % Индекс С/К Витамины, мг%
С Р Актоцианы
1 10,3 8,0 0,76 10,5 64,2 102,4 88,7
2 11,9 8,8 0,83 10,6 68,4 108,7 94,3
3 11,2 8,4 0,79 10,6 66,9 105,4 91,2
4 11,5 8,8 0,82 10,7 68,3 107,1 94,6
5 10,8 8,2 0,81 10,1 65,5 104,8 91,1
6 11,8 8,7 0,84 10,4 68,5 107,5 93,5
7 11,0 8,3 0,80 10,4 65,7 103,9 91,5
НСР05 0,58 0,51 0,08 3,26 4,88 3,73
Примечание: индекс С/К - отношение суммы сахаров к общей кислотности.
благоприятных условиях при капельно-внутрипочвенном орошении и капельницах через 33 см для повышения питательной ценности ягод. При поливе дождеванием содержание витамина Р составляло 102,4 мг % и было ниже на 5,3 мг % и 2,3 мг % соответственно при расстояниях между капельницами на поливном трубопроводе 33 и 66 см.
Содержание актоцианов в опытных вариантах также было высоким и составляло 88,7; 94,1 и 91,3 мг% соответственно на контроле, при капельно-внутрипоч-венном орошении и расположении капельниц через 33 и 66 см. Следует отметить, что различные схемы укладки поливных трубопроводов практически не сказывались на содержании актоцианов. Здесь также отмечена существенная разница только в значениях полива дождеванием и капельно-внутрипочвенным способом при капельницах, расположенных на поливном трубопроводе через 33 см.
Таким образом, полученные данные по биохимическому составу ягод земляники показали, что капельно-внутрипочвенное орошение создает более благоприятные условия для повышения питательной ценности ягод земляники садовой по сравнению с контролем, особенно при расположении капельниц через 33 см. Ягоды земляники также богаты макроэлементами (табл. 4).
Из приведенных материалов следует, что способы орошения и различные параметры поливной сети не оказывали существенного влияния на содержание макроэлементов в ягодах земляники. Разница в численных значениях всех рассматриваемых элементов была несущественной. При этом содержание кальция изменялось в пределах 33,8.34,9 мг/кг, содержание магния -17,0.18,0 мг/кг, а натрия и калия соответственно 16,5.18,0 и 159.161,5 мг/кг.
Содержание нитратов в ягодах было значительно ниже ПДК. В контроле при поливе дождеванием содержание нитратов составляло 53,2 мг/кг, а при капельно-внутрипочвенном орошении их значения были несколько больше и в среднем составляли 56,1 и 55,4 мг/кг соответственно при капельницах 33 и 66 см. Таким образом, при капельно-внутрипоч-венном орошении качество ягод земляни-
Таблица 4 Содержание макроэлементов в ягодах земляники в расчете на сухое вещество (среднее значение за 2009-2010 годы), мг/кг
Номер варианта Кальций Магний Натрий Калий Нитраты
1 33,8 17,0 16,50 159,0 53,2
2 34,9 18,0 18,0 161,2 56,4
3 34,6 17,6 17,7 169,5 55,8
4 34,8 17,8 18,0 160,8 56,2
5 34,5 17,4 17,5 160,5 55,5
6 34,9 17,7 17,8 160,7 55,7
7 34,5 17,5 17,7 160,4 54,8
НСР05 1,27 1,03 1,35 4,48 1,0
ки садовой улучшалось (исключение -несущественное увеличение нитратов, по-видимому, в результате локального внесения удобрений в зону корневой системы).
Выводы
Выполненные исследования показали, что наибольшая урожайность земляники (15,24 т/га в среднем за два года плодоношения) получена на системе капельно-внутрипочвенного орошения, в которой поливные трубопроводы укладываются на поверхности и расстояния между капельницами составляют 33 см. При укладке поливного трубопровода на глубину 5 см и расстоянии между капельницами 33 см урожайность земляники снижается в среднем на 7,8 %, но улучшаются условия проведения технологических операций по уходу за культурой. В этих вариантах по сравнению с поливом дождеванием урожайность выше на 79,5.71,7 %о.
Капельно-внутрипочвенное орошение улучшает питательную ценность ягод земляники и сводит к минимуму негативные явления по сравнению с поливом дождеванием.
Материал поступил в редакцию 17.03.11. Скориков Василий Терентьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Почвоведение и земледелие»
Шуравилин Анатолий Васильевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Почвоведение и земледелие» Тел. 8-915-408-26-47
Бородычев Виктор Владимирович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент Россельхозакадемии E-mail: StanislavPiven@mail.ru
