CC BY
96
УДК 635:635.21:631.58
UDC 635:635.21:631.58
ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРОСИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И КАРТОФЕЛЯ
Кулыгин Владимир Анатольевич к.с.-х.н.
Федеральное государственное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации», Новочеркасск, Россия
В статье приводятся результаты исследований по влиянию разных режимов орошения на урожайность культур и эффективность использования оросительной воды при возделывании картофеля, капусты, лука, томата и огурца в условиях орошения
Ключевые слова: КАПУСТА, ЛУК, КАРТОФЕЛЬ, ТОМАТ, ОГУРЕЦ, ПЕРИОДЫ ВЕГЕТАЦИИ, РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ, ВОДНЫЙ БАЛАНС, ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, УРОЖАЙНОСТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ
INFLUENCE OF DIFFERENT IRRIGATION MODES ON EFFICIENCY OF USE OF IRRIGATING WATER AT CULTIVATION OF VEGETABLE CULTURES AND POTATOES
Kulygin Vladimir Anatolievich Сand.Agr.Sci.
Federal State Scientific Establishment «The Russian scientific research institute of land improvement problems», Novocherkassk, Russia
The results of researches of influence of different irrigation modes on productivity of cultures and efficiency of use of irrigating water at cultivation of potatoes, cabbages, onions, tomatoes and cucumbers in the conditions of an irrigation are resulted in the article
Keywords: CABBAGE, ONION, POTATO, TOMATO, CUCUMBER, VEGETATION PERIODS, IRRIGATION MODE, WATER BALANCE, WATER CONSUMPTION, PRODUCTIVITY, WATER CONSUMPTION FACTOR
Картофель и овощные культуры отличаются высокой потребностью в почвенной влаге. Однако зона недостаточного увлажнения, в которой расположена большая часть территории Северного Кавказа, характеризуется засушливым климатом. Количество выпадающих за вегетационный период осадков, высокие температуры, низкая влажность воздуха не позволяют здесь создать оптимальные условия для роста и развития влаголюбивых культур. Поэтому для восполнения дефицита водного баланса проводятся поливы, так как производственное выращивание овощей и картофеля в зоне недостаточного увлажнения экономически целесообразно лишь при наличии орошения. Орошение, дополняя естественные влагоза-пасы в почве, обеспечивает высокую и устойчивую урожайность данных культур, которые предъявляют повышенные требования к поливным режимам.
При выборе режима сельскохозяйственных культур существуют два наиболее распространенных подхода [1].
Известно, что в разные фазы своего развития картофель и овощи испытывают неодинаковую потребность во влаге. Кроме того, в связи с дефицитом водных ресурсов актуальным является изыскание резервов оросительной воды. Поэтому большое распространение получил дифференцированный режим орошения. Он предусматривает в начальный и заключительный периоды вегетации культур снижать предполивной порог влажности почвы до 70 % от НВ и ниже, а в критические фазы роста и развития растений, когда их потребность во влаге максимальная, проводить поливы при достижении влажности 80 % от НВ и выше. Это позволяет уменьшить число вегетационных поливов, сократить оросительную норму и, таким образом, экономить водные ресурсы.
Однако в зоне недостаточного увлажнения часто отмечаются дни с атмосферной засухой, которая негативно влияет на условия вегетации растений и формирование урожая картофеля и овощных культур. В связи с этим в ряде случаев целесообразно интенсивное орошение для поддержания высокого предполивного порога влажности почвы в течение всего периода вегетации растений (80 % от НВ и более), что создает благоприятные условия для развития растений, нейтрализуя негативные последствия дней с атмосферной засухой.
В связи с этим наши исследования были направлены на установление влияния разных режимов орошения овощных культур и картофеля на условия вегетации растений, изменение показателей урожайности, выявление путей повышения эффективности использования оросительной воды.
Исследования по изучению вариантов повышения эффективности использования оросительной воды при возделывании картофеля и овощных культур (капусты, лука, томата и огурца) проводились в Багаевском районе Ростовской области в течение трех лет.
По агроклиматическому районированию места исследований относятся к очень засушливой зоне. Почвы опытных участков были представлены предкавказскими тяжелосуглинистыми черноземами с содержанием в слое 0,6 м 3,14-3,23 % гумуса. В пахотном слое почвы содержалось 2-3 мг легкогидролизуемого азота, 1,4-2,9 мг подвижного фосфора и 24-38 мг обменного калия на 100 г абсолютно сухой почвы. Уровень грунтовых вод в годы исследований для всех культур был более 4 м.
По обеспеченности дефицита водного баланса годы исследований характеризовались: для картофеля - среднесухой, засушливый, средневлажный; для капусты - среднесухой, средневлажный, засушливый; для лука - среднесухой, средневлажный, засушливый; для томата - среднесухой, средневлажный, засушливый; для огурца - средневлажный, влажный, среднесухой.
При назначении режимов орошения разных культур учитывались их биологические особенности.
Картофель - растение, требовательное к влаге. Потребность в ней изменяется по фазам роста. Время вегетации данной культуры нами условно разделено на три межфазных периода: от посадки до начала цветения; цветение - прекращение прироста ботвы; от прекращения прироста ботвы до ее естественного увядания. Наибольшая потребность во влаге для картофеля весенней посадки отмечается во второй период вегетации, а в начальный и заключительный периоды она снижается [2].
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. Однако известно, что в начальный период вегетации капуста хорошо растет и при снижении влажности почвы до 70 % НВ, что обусловлено способностью корневой системы растений
проникать в более глубокие слои почвы, где запасы влаги сравнительно устойчивы [3].
Основными периодами вегетации, по которым назначались поливы для капусты, были: посев - начало завязывания кочана; начало завязывания кочана - начало технической спелости; начало технической спелости -последний сбор.
Лук принадлежит к группе овощных растений, которые плохо добывают воду из почвы, но расходуют ее экономно. У растений лука, формирующих вегетативные органы (листья и луковицы), можно условно выделить три возрастных периода: первый - от всходов до начала роста луковицы; второй - завершается рост листьев; третий период - начинается отмирание листьев. Известно, что в первый период после посева высокая влажность почвы необходима для получения нормальных и дружных всходов. Во второй период чувствительность растений к влагообеспеченности особенно высока. В третий период растениям требуется меньше влаги.
Томат является овощной культурой, хорошо добывающей воду и расходующей ее экономно. Томат - влаголюбивое растение, что объясняется его свойством развивать мощную вегетативную массу. В то же время, имея развитую корневую систему, данная культура считается засухоустойчивым растением. Избыток влаги в почве, так же как и недостаток, вреден для томата. Очень нежелательны для растения колебания содержания воды в почве. Основными периодами вегетации, по которым назначаются поливы, для томата являются: массовые всходы - начало плодообразования; начало плодообразования - начало созревания; начало созревания - последний сбор.
Огурец относится к овощным растениям, плохо добывающим воду и расходующим ее неэкономно. Огурец - самое влаголюбивое растение из всех овощных культур, предъявляет повышенные требования к влажности почвы. В то же время данная культура очень сильно реагирует даже
на кратковременное затопление. Вегетационный период огурца по продолжительности на 1-2 месяца короче, чем у большинства других овощей. Основными периодами вегетации для огурца являются: массовые всходы -начало плодообразования; начало плодообразования - техническая спелость (первые сборы); техническая спелость (первые сборы) - последний сбор. Особенно велика потребность культуры в воде в период плодоношения [3, 4].
Исходя из вышесказанного, изучались следующие схемы орошения: для картофеля - 1. Без орошения, 2. 80-80-80 % НВ, 3. 70-80-70 % НВ,
4. 70-70-70 % НВ; для капусты - 1. 70-70-70 % НВ, 2. 70-80-70 % НВ,
3. 70-80-80 % НВ, 4. 80-80-80 % НВ; для лука - 1. 70-70-70 % НВ,
2. 80-80-70 % НВ, 3. 80-80-80 % НВ; для томата - 1. 70-70-70 % НВ,
2. 70-80-70 % НВ, 3. 80-80-80 % НВ; для огурца - 1. 70-70-70 % НВ, 2. 70-80-80 % НВ, 3. 80-80-80 % НВ.
Уровень минерального питания на вариантах с режимами орошения у каждой культуры был идентичным. В опытах применялись сорта: картофеля - Волжанин, капусты - Амагер, лука - Луганский, томата - Волгоградский 5/95, огурца - Конкурент. При проведении исследований использовались общепринятые методики.
Для поддержания заданных режимов орошения на вариантах опыта потребовалось проведение следующего количества вегетационных поливов: при возделывании картофеля - 4-5, капусты 5-10, лука 6-10, томата 7-10, огурца 4-6. При этом необходимость во влагозарядковых поливах в годы данных исследований отсутствовала.
Величина суммарного водопотребления картофеля и овощных культур складывалась из трех составляющих: атмосферных осадков, оросительной нормы и расхода воды из почвы. Эти показатели у разных культур имели существенные отличия, что видно из данных результатов исследований приведенных в таблице.
Таблица - ВОДНЫЙ БАЛАНС КАРТОФЕЛЯ И ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР
Вариант Расход воды из почвы, м3/га Осад- ки, м3/га Ороси- тельная норма, м3/га Суммарное водо-потребление, м3/га Уро- жай, т/га Коэффициент во-допот-ребления, м3/т
Картофель
1. Без орошения 831 1622 - 2453 8,8 279
2. 80-80-80 % НВ 818 1622 1850 4290 23,0 186
3. 70-80-70 % НВ 838 1622 1620 4080 21,6 189
4. 70-70-70 % НВ 820 1622 1480 3920 17,8 220
Капуста
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
Лук
1. 70-70-70 % НВ 170 1990 2520 4680 35,2 133
2. 80-80-70 % НВ 190 1990 2970 5150 40,9 126
3. 80-80-80 % НВ 155 1990 3100 5245 39,1 134
Томаты
1. 70-70-70 % НВ 445 2135 3160 5740 48,7 118
2. 70-80-70 % НВ 430 2135 3280 5833 59,5 98
3. 80-80-80 % НВ 418 2135 3430 5995 56,1 107
Огурец
1. 70-70-70 % НВ 184 1530 2250 3964 31,6 125
2. 70-80-80 % НВ 160 1530 2040 3730 35,5 105
3. 80-80-80 % НВ 153 1530 2110 3793 38,4 99
Из приведенных данных следует, что основной объем водного баланса картофеля и овощных культур приходится на атмосферные осадки и оросительную норму. При этом расход воды из почвы в суммарном водо-потреблении культур занимает незначительный объем (3-7 %) за исключением картофеля (19-21 %).
Сравнивая приведенные выше данные по разным культурам, необходимо отметить, что наибольшие суммарное водопотребление и оросительная норма имели место при возделывании капусты и составили, соответственно, 5818-6283 и 3450-3950 м /га. Несколько ниже эти показатели у томата - 5740-5995 и 3160-3430 м /га. Аналогичные данные составили: при возделывании лука - 4680-5245 и 2520-3100 м3/га; огурца - 3730-3964 и
2040-2250 м3/га; орошаемого картофеля - 3920-4290 и 1480-1850 м3/га. Таким образом, наименьшее суммарное водопотребление отмечено при выращивании огурца, а самая низкая оросительная норма - на посадках картофеля. Это обусловлено биологическими особенностями изучаемых культур, прежде всего - потребностью растений во влаге и продолжительностью вегетационного периода, которая в среднем составила: у картофеля -109, у капусты - 148, у лука - 144, у томата - 157, у огурца - 81 суток соответственно.
Наименьшие затраты воды на получение единицы продукции отмечены при возделывании томата и огурца, где коэффициенты водопотреб-ления на вариантах опыта составили, соответственно, 98-118 и 99-125 м /т. Несколько выше эти показатели у лука и капусты - 126-134 и 127-150 м /т. При этом коэффициенты водопотребления лука на вариантах опыта отличаются незначительно. Самый высокий расход воды на получение единицы продукции отмечен при орошении картофеля - 186-220 м /га, что в частности, обусловлено относительно невысокими по сравнению с другими культурами показателями урожайности.
Дифференциация режима орошения по-разному влияла на показатели урожайности картофеля и овощных культур. При возделывании картофеля самым высоким этот показатель был на варианте с высоким предпо-ливным порогом влажности почвы (80 % НВ) и составил 23,0 т/га, что на 1,4 т/га (6,1 %) больше, чем при схеме орошения 70-80-70 % НВ. Однако оросительная норма в условиях дифференцированного режима орошения оказалась на 230 м /га меньше. Коэффициенты водопотребления картофеля на рассматриваемых вариантах (то есть расход воды на получение единицы продукции) были практически одинаковыми.
Аналогичные тенденции просматривались при выращивании капусты и огурца. На посевах капусты наибольшая урожайность получена при схеме орошения 80-80-80 % НВ, которая равнялась 49,5 т/га. Это на 2,6 т/га
(5,2 %) больше, чем на варианте со схемой 70-80-70 % НВ, но затраты оросительной воды при этом также на 270 м /га больше, чем при дифференцированном поливном режиме. Коэффициенты водопотребления при рассмотренных схемах орошения практически не отличались.
И при возделывании огурца наиболее низкий коэффициент водопотребления и самая высокая продуктивность культуры отмечены на варианте с высокой предполивной влажностью почвы. Урожайность при этом составила 38,4 т/га, что на 2,9 т/га (7,6 %) больше, чем при дифференцированном режиме орошения. Однако оросительная норма огурца при дифференцированном поливном режиме оказалась незначительно ниже (на 70 м /га), а коэффициент водопотребления несколько больше, чем при схеме 80-80-80 % НВ.
Несколько иные показатели отмечались при изучении режима орошения лука. Наибольшая урожайность (40,9 т/га) отмечена при дифференцированном поливном режиме (вариант 2), которая была на 1,8 т/га (4,6 %) выше, чем на варианте со схемой орошения 80-80-80 % НВ. Здесь же был получен наименьший коэффициент водопотребления, оказавшийся на 8 м /т ниже по сравнению с вариантом интенсивного орошения. Кроме того, дифференцированный поливной режим обеспечил экономию оросительной воды (130 м /га) по сравнению с условиями увлажнения, предусматривающими высокий предполивной порог влажности почвы в течение всего периода вегетации растений.
Аналогичные закономерности наблюдались при выращивании томата. Наиболее продуктивное использование оросительной воды и самая высокая урожайность получена при дифференцированном режиме орошения (вариант 2) - 59,5 т/га. Этот поливной режим обеспечил прибавку урожайности 3,4 т/га (6,1 %), экономию оросительной воды 150 м /га и снижение коэффициента водопотребления на 9 м /т по сравнению со схемой орошения 80-80-80 % НВ.
Таким образом, при возделывании картофеля, капусты и огурца поддержание высокого предполивного порога влажности почвы весь период вегетации позволяло получать более высокую урожайность по сравнению с дифференцированным режимом орошения. Наибольшую прибавку урожайности и самый низкий расход воды на получение единицы продукции по сравнению с дифференцированным поливным режимом интенсивное орошение обеспечило при выращивании огурца. Соответствующие показатели составили 2,9 т/га (7,6 %) и 6 м /т.
В опытах с картофелем и капустой аналогичные прибавки урожайности составили 1,4 т/га (6,1 %) и 2,6 т/га (5,2 %). Однако на вариантах со схемой орошения этих культур 70-80-70 % НВ отмечалась экономия оросительной воды, которая составила у картофеля 230 м /га, а у капусты -270 м /га по сравнению с интенсивным орошением. Коэффициенты водопотребления на рассматриваемых вариантах у названных культур были практически одинаковыми.
Иные тенденции отмечены при возделывании лука и томата, где дифференцированный режим орошения позволял получать прибавки урожайности, снижение коэффициента водопотребления и экономию оросительной воды по сравнению с вариантами интенсивного орошения. Соответствующие показатели составили: у лука - 1,8 т/га (или 4,6 %), 8 м /т и 130 м /га; у томата - 3,4 т/га (или 6,1 %), 9 м /т и 150 м /га.
В целом, при выращивании огурца интенсивное орошение обеспечивает самую высокую урожайность и рациональное использование оросительной воды. При возделывании картофеля и капусты данный вариант орошения также дает наибольшую урожайность. Однако дифференциация поливных режимов этих культур по схеме орошения 70-80-70 % НВ позволяет при минимальном снижении урожайности на 1,4 т/га (6,1 %) и 2,6 т/га (5,2 %) существенно экономить оросительную воду на 230 и 270 м /га. Поэтому с точки зрения рационального использования оросительной воды
оба рассмотренные варианта орошения для картофеля и капусты следует признать примерно равнозначным. При возделывании лука и томатов дифференцированные поливные режимы со схемами орошения, соответственно, 80-80-70 % НВ и 70-80-70 % НВ обеспечивали наибольшую урожайность, самый низкий коэффициент водопотребления, позволяя при этом экономить оросительную воду.
Литература
1. Кулыгин В. А., Евтухов М.В., Райлян Р.Н. Совершенствуя технологию выращивания картофеля при орошении // Мелиорация и водное хозяйство, 2006. - № 6. -С. 48-49.
2. Тыктин Н.В. Выращивание картофеля на Дону. - Ростов н/Д: Ростовское кн. изд-во, 1974. - 119 с.
3. Ковалева Т.Д., Назарова В.М. Перспективные технологии возделывания овощных культур на Дону: практ. пособие. - Ростов-на-Дону, 1988. - 160 с.
4. Ванеян С.С., Вишнякова А.Ф. Орошение овощных культур // Картофель и овощи, 2001. - № 3. - С. 29-33.
