CC BY
39
***** ЯЗШСЖИ)Г ***** № 2(18) 2010
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.67:635.64
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ НА ДИНАМИКУ И ЧИСЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ СРЕДНЕСУТОЧНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ТОМАТОВ
GROWING CONDITIONS INFLUENCE ON TOMATOES DAILY WATER CONSUMPTION DYNAMICS AND NUMERICAL VALUE
Ю.В. Кузнецов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
ФГОУ В ПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Yu.V. Kuznetsov
Volgograd state agricultural academy
Установлены численные значения среднесуточного вододопотребления в зависимости от способа и техники полива, режима орошения и планируемого уровня урожайности, которые могут быть использованы для пополнения банка данных программы управления поливами.
Daily water consumption numerical values depending on irrigation technics and methods, irrigation mode and planned crop capacity level that can be used for irrigation control program data bank replenishment are established in the article.
Ключевые слова: среднесуточное водопотребление томатов, ресурсосбережение, оптимизация условий возделывания.
Key words: tomatoes daily water consumption, resources economy, growing conditions optimization.
Для всех сельскохозяйственных культур, возделываемых в зоне недостаточного увлажнения, важное значение имеет режим орошения. Особенно это прослеживается в засушливые годы, когда при наличии дефицита почвенной влаги добиться высоких и устойчивых урожаев практически невозможно, даже при высоком уровне агротехники. Обеспечить получение стабильного урожая в зоне недостаточного увлажнения при сохранении экологической обстановки возможно только посредством точного соблюдения режима орошения. Важной задачей в настоящее время является разработка оптимальных режимов увлажнения почвы поливами для каждого конкретного уровня планируемого урожая.
При решении вопросов ресурсосбережения посредством оптимизации водообеспечения растений необходимо учитывать не только допустимый предел снижения влажности почв, но и глубину расчетного слоя увлажнения.
Экспериментальные исследования по разработке основных принципов оптимизации и управления водным и питательным режимами почвы как основными регулируемыми урожаеобразующими факторами, проводились в двух- и трехфакторных полевых опытах со
среднеспелым сортом томата Волгоградец при различных способах и технике полива:
1) дождевании при помощи дождевальной машины «Кубань-ЛК» (1989... 1991 гг.);
2) поверхностном способе полива по тупым затопляемым бороздам (1993... 1995 гг.);
3) дождевании при помощи дождевального агрегата ДДА-100 МА (1998...2000 гг.);
4) системы капельного орошения (2000.. .2002 гг.).
В процессе исследований нами отмечено, что при поддержании постоянно большой глубины увлажнения почвы (0,6 м), когда предполивная влажность достигала заданного уровня, в верхних слоях (0,2; 0,3; 0,4 м) она находилась значительно ниже заданной. Растения томатов, особенно в начальные периоды развития, уже в середине межполивного периода испытывали недостаток влаги в горизонте, где расположена основная масса корней.
Как отмечают многие исследователи [1, 2], оптимизация влажности по толще активного слоя почвы достигается путем дифференциации глубины увлажнения за счет чередования малых поливных норм с большими, по мере иссушения влаги в отдельных слоях почвы.
При таком режиме увлажнения значительно повышается урожайность, снижаются затраты оросительной воды на единицу продукции, это имеет важное значение в связи с дефицитом пресной воды в засушливой зоне [1,2].
В наших опытах при дифференцировании глубины увлажнения необходимое количество вегетационных поливов и оросительная норма во все годы исследований по всем рассматриваемым вариантам сложились несколько выше, чем в вариантах с глубиной увлажнения в пределах 0,0...0,6 м.
В процессе изучения закономерности водопотребления томатов особый интерес представляет определение численных значений среднесуточного расхода воды. Динамика среднесуточного водопотребления более полно характеризует закономерности изменения потребности растений в воде и позволяет обосновать методику управления водным режимом почвы для получения различных планируемых урожаев плодов томата.
Анализируя полученные данные (рис. 1), можно сказать, что динамика среднесуточного водопотребления посевами томата независимо от способа подачи оросительной воды на поле согласуется с динамикой накопления вегетативной массы и среднесуточных температур воздуха.
Величина среднесуточного водопотребления изменяется в течение вегетации по межфазным периодам от 14,1 до 14,3 в период посев -всходы у безрассадных томатов и от 28,5...29,0 в период от посадки до образования соцветий у рассадных до 47,8...76,7 м3/га в сутки в период цветение - завязь плодов.
В последующие межфазные периоды среднесуточный расход воды томатами постепенно снижается. Оценка по этому показателю вариантов опыта с различными режимами орошения свидетельствует о том, что с увеличением уровня увлажнения его значения возрастают и достигают максимума в вариантах с назначением поливов при влажности 85...95...85 % НВ, Ь=0,6 м (1989... 1991 гг.); 85 % НВ, Ь=0,4 м (1993... 1995 гг.); 75...80 % НВ, Ь=0,0...0,2...0,6 м (1998...2000 гг.); 70. ..90. ..80 % НВ, 11=0,5 м (2000. ..2002 гг.). Снижение среднесуточного водопотребления растений в менее водообеспеченных вариантах объясняется тем, что по мере иссушения почвы снижается подвижность и степень доступности почвенной влаги растениями, как следствие этого, ограничивается водопотребление посевов томата.
В зависимости от метеорологических условий лет исследований и фазы роста и развития растений значения среднесуточного водопотребления отличаются от величины аналогичных вариантов на
4...53 %.
Полученные результаты исследований позволили установить, что оптимизация глубины увлажняемого слоя путем чередования малых и больших поливных норм способствует росту среднесуточных расходов воды, которые достигают своего максимума в вариантах с более высоким предполивным порогом влажности почвы.
Проведение поливов поливными нормами, рассчитанными на промачивание 0,3 и 0,6 м слоя почвы (дождевание «Кубань-ЛК»), нивелировало влажность по всему активному горизонту почвы и увеличивало степень доступности влаги к корням томатов, это способствовало увеличению среднесуточного расхода воды в процессе роста и развития растений на 0,43...5,49 % относительно варианта, в котором на протяжении всего периода вегетации поливы назначались по заданной схемой опытов влажности в слое 0,6 м. Дифференциация глубины промачиваемого слоя почвы по схемам 0,0.. .0,2.. .0,6 и 0,0.. .0,4.. .0,6 м (дождевание ДДА-100МА) обеспечила увеличение суточной потребности во влаге соответственно на 1,75...9,69 и 0,70...6,63 %.
85% НВ Ь 0,6 м
65.,,75.-.65% НВ ЬО,6 м
75...85...75% НВЬ 0,6 м
- - -— 85.. .95.. .85% НВ Ь 0,6 м
---Ь0,0.-.0,3..-0,6 м
— ЬО,0...0,3...0,6 м
- -Ь0,0...0,3...0,6м
О
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Продолжительность вегетации, суг. -Ь0Д.,0,2...0,6м-----Ь0,0...0,4...0,6 м----ИОД.Дбм
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
- - • 65% НВ'---------------------------------------75% НВ-85% НВ ь °>4 м
Продолжительность вегетации, суг.
“70...90...80% НВ ----- 70...80...70% НВ
- 70...70...60% НВ Ь.0,5 м
75... 80% НВ
Рисунок! - Динамика среднесуточного водопотребления по вариантам исследований
Наименьшие среднесуточные затраты воды формировались в условиях капельного орошения. В среднем за период от высадки рассады до полного созревания плодов суточный расход влаги составлял 38,3...39,7 м3/га, это на 8,4... 12,4 % меньше, чем в среднем по исследуемым вариантам при других способах полива.
На основании регрессионного анализа данных, полученных в результате эксперимента, нами аппроксимирована зависимость, связывающая величину суточного водопотребления с периодом развития томатов. Зависимость представлена полиномом второй степени вида:
Еср,ут.=-а-Т2 +Ъ-Т + С, (1)
где Еср сут - значение суточного водопотребления, м3/га сут.; Т - период развития томатов, сут.; а, Ь, с - коэффициенты (табл. 1).
Таблица 1 - Численные значения коэффициентов и величины достоверности аппроксимации по вариантам исследований
Предполивная влажность почвы, % НВ Глубина расчетного слоя увлажнения почвы, м а Ъ с Величина достоверности аппроксимации
1 2 3 4 5 6
Безрассадные томаты при поливе ДМ «Кубань-ЛК» (1989... 1991 гг.)
85 0,6 0,0147 2,0220 4,7772 0,87
0,0...0,3...0,6 0,0142 1,9984 4,4371 0,89
65...75...65 0,6 0,0146 1,8396 2,1638 0,87
0,0...0,3...0,6 0,0139 1,8049 1,8649 0,88
75...85...75 0,6 0,0146 1,9551 4,0267 0,86
0,0...0,3...0,6 0,0142 1,9483 4,1077 0,87
85...95...85 0,6 0,0145 2,0656 5,8200 0,87
Безрассадные томаты при поливе по тупым затопляемым бороздам (1993... 1995 гг.)
65 0,4 0,0131 1,7077 1,4796 0,86
75 0,4 0,0127 1,7560 2,6610 0,85
85 0,4 0,0120 1,7890 3,0855 0,89
Рассадные томаты при полр іве дождевальным агрегатом ДД А-100 МА 1998...2000 гг.)
75...80 0,0...0,2...0,6 0,0169 1,8058 17,655 0,85
75...80 0,0...0,4...0,6 0,0185 1,9317 14,168 0,88
75...80 0,0...0,6 0,0196 1,9742 12,405 0,86
Окончание таблицы 1
1 2 3 4 5 6
Рассадные томаты при поливе системой капельного орошения (2000.. .2002 гг.)
70...70...60 0,0...0,5 0,0096 0,8989 26,357 0,99
о 00 о -О о 0,0...0,5 0,0095 0,9247 26,124 0,99
70...90...80 0,0...0,5 0,0095 0,9447 26,002 0,98
Высокие значения корреляционной зависимости полученных аппроксимаций позволяют с известной степенью точности
прогнозировать величину среднесуточного водопотребления в течение всего периода вегетации томатов.
Анализ динамики среднесуточного водопотребления томатов по периодам вегетации позволяет обосновать оптимальный режим влажности почвы для различных уровней планируемой урожайности.
В период наибольшей водопотребности необходимо поддерживать такой уровень увлажнения почвы, который, в связи с высокой подвижностью и доступностью почвенной влаги, полнее удовлетворяет потребность растений в воде. Поскольку в начальный и завершающий периоды вегетации отмечена меньшая потребность растений во влаге, по сравнению с периодами активного нарастания вегетативной массы и формирования плодов, то в эти периоды, без существенной потери продуктивности томатов допустимо снижать предполивной порог влажности почвы.
Подтверждением этому являются полученные результаты по урожайности томатов в вариантах, обеспечивших реализацию потенциала продуктивности при условии экономии оросительной воды.
В процессе наших исследований установлено, что увеличение продуктивности томатов сопровождается ростом среднесуточного расхода влаги. Урожайность 50 т/га плодов томата в зависимости от способа полива обеспечивается при среднесуточном за весь период вегетации потреблении воды растениями 38,3...42,2 м3/га. Повышение урожайности до 60 т/га связано с увеличением среднесуточного расхода воды за вегетационный период до 39,1.. .45,4 м3/га. Уровень продуктивности 70 т/га плодов томата достигается при увеличении среднесуточного расхода воды за вегетационный период до 39,7...46,4 м3/га. При среднесуточном расходе влаги до 40,1...47,2 м3/га возможно получение 80 т плодов с 1 гектара посевов.
При условии достаточного обеспечения растений элементами минерального питания и водой при среднесуточном водопотреблении
41,2...47,9 м3/га возможно получить урожайность плодов томата близкую к 100 т/га.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таким образом, среднесуточное водопотребление дает количественную оценку потребности растений в воде для формирования планируемого урожая, полученные нами численные значения которого могут быть использованы при составлении прогностических программ для назначения сроков проведения поливов в производственных условиях.
Библиографический список
1. Багров, М. Н. Пути рационального и экономного использования оросительной воды /М.Н. Багров // Биологические и агротехнические основы орошаемого земледелия. - М.: Наука, 1983. - С. 155-161.
2. Принципы управления орошаемыми агроландшафтами, обеспечивающие их экологическую устойчивость / П.П. Кружилин, В.Ф. Мамин, Т.Н. Дронова и др. // Видовое разнообразие и динамика развития природных и производственных комплексов Нижней Волги. -М., 2003.-Т. 2.-С. 12-23.
E-mail: kuznetsov-gidro@mail.ш
