STRUCTURE OF SOY AGROPHYTOCENOSIS IN DEPENDS ON METHOD OF MAIN HANDLING OF SOIL E.B. Zakharova, K.A. Nikul’chev
Summary. At handling of soil by discator after barley harvestiny the part of weed component is increasing in structure of soy agrophytocenosis. It is lead to significant decreasing productivity of soy as compared with handling of eddish by plow and cultivator.
Key words: agrophytocenosis, soil, method of handling, soya, productivity, correlation analysis, variance analysis.
УДК 631.674:635.25
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГИБРИДОВ ЛУКА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ
Н.Н. ДУБЕНОК, академик РАСХН, академик-секретарь Отделение мелиорации Россельхозакадемии В.В. БОРОДЫЧЕВ, член-корреспондент РАСХН, директор
Волгоградский филиал ВНИИГиМ А.И. БОЛКУНОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник НПК «Русское поле»
E-mail: [email protected]
Резюме: Опытным путем доказано преимущество сочетания капельного орошения и внесения минеральных удобрений при возделывании перспективных гибридов репчатого лука, что обеспечивает в условиях Нижнего Поволжья формирование до 120 т/га луковиц стандартного качества. Для получения 80...100 т/га продукции, пригодной для длительного хранения, подходит гибрид Бургос, предполивную влажность почвы в посевах которого необходимо поддерживать в период «посев - начало созревания луковицы» на уровне 80 % НВ с последующим снижением в период созревания до 70 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений в дозах НдРэКзо и Для выращивания продукции, под-
лежащей к использованию без хранения, формирование 80 и100 т/га лука обеспечивается в посевахгибридов Бургос, Атос илиЛорензос при поддержании порога предполивной влажности почвы в течение вегетации на уровне 80 % НВ с применением N^^30 и М15Р10еК120, а 120 т/га - при возделывании гибрида Бургос в аналогичных условиях увлажнения в сочетании с использованием М21Р13К210-Ключевые слова: лук, капельное орошение, удобрение, водопотребление, продуктивность, урожай, качество, инвестиции, индекс доходности.
Нижнее Поволжье - перспективный регион для производства лука, где климатические ресурсы в сочетании с орошением обеспечивают формирование высоких урожаев. Однако сегодня средняя урожайность этой культуры в регионе не превышает 40 т/га, тогда как многие современные гибриды позволяют собирать более 100 т/га стандартных луковиц. Наиболее перспективно выращивание гибридов старейшей французской селекционно-семеноводческой компании - Р1 Бургос, Р1 Атос и Р1 Лорензос.
Цель нашей работы - обоснование элементов технологии орошения и удобрения посевов высокопродуктивных гибридов лука с использованием систем капельного орошения, обеспечивающих рациональное сочетание расхода ресурсов и выхода экологически безопасной продукции при планировании урожайности на уровне 80...120 т/га.
Условия, материалы и методы. Полевые и лабораторные исследования проводили в КФХ «Выборнов В.Д.» Ленинского района Волгоградской области в 2006-2008 гг. Двухфакторный эксперимент, предусматривающий регулирование водного (фактор А) и пищевого (фактор В) режимов почвы, проводили в посевах перспективных гибридов лука Бургос, Атос и Лорензос. Порог предполивной влажности почвы поддерживали в течение вегетационного периода на уровне 80 % НВ (А1), а также дифференцированно по периодам роста «посев - образование 5 листа», «5 лист - начало формирования луковицы», «начало формирования луковицы - техническая спелость» соответственно: 70-80-80 % НВ (А2), 80-70-80 % НВ (А3), 80-80-70 % НВ (А4) и 70-80-70 % НВ (А5).
Минеральные удобрений вносили в дозах, рассчитанных на получение урожайности лука 80, 100 и 120 т/га -
^90Р80К30’ М150Р105К120 и М210Р130К210 с°°тветственн°.
Во всех вариантах опыта рельеф, почвенные и гидрологические условия были идентичными.
Опыт заложен методом расщепленных делянок. Размещение вариантов в пределах фактора рендомизиро-ванное, повторность - трехкратная. Общая площадь опытного участка 10 га, одного организованного повторения -0,25 га, единичной делянки, включающей сочетание двух исследуемых факторов - 80 м2. Форма и направление делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями общепринятых методик.
Семена лука высевали вакуумной сеялкой «Gaspardo». В исследованиях использовали комплект капельного оборудования греческой фирмы «Еигс^пр».
Почва опытного участка тяжело- и среднесуглинистая, характеризуется низким содержанием гумуса с колебаниями в пределах пахотного слоя от 2,25 до 0,88 %. В среднем для расчетного слоя 0,0.. .0,4 м плотность сложения составляла 1,18.1,27 т/м3, твердой фазы -2,52.2,52 т/м3, наименьшая влагоемкость - 24,7 % массы сухой почвы. Обеспеченность опытного участка легкогидролизуемым азотом (24,0.36,9 мг/кг) и подвижным фосфором (21,3.31,2 мг/кг) низкая, обменным калием (254 мг/кг) средняя, что характерно для этого типа почв.
По совокупности гидротермических показателей вегетационный период лука в 2006 г. характеризовался как засушливый, 2007 г. - средневлажный, 2008 г. - близкий к среднемноголетним значениям. Глубина залегания грунтовых вод более 9 м, поэтому их влияние на формирование водного режима активного слоя почвы и продукционный процесс репчатого лука не учитывали.
Для создания оптимальных условий и повышения полноты всходов во все годы исследований после посева лука проводили полив нормой 150 м3/га.
По результатам исследований мы провели регрессионный анализ экспериментальных данных по урожайности лука в зависимости от минерального питания и водообеспечения. Фактор водообеспечения взят в долях от максимального в опыте уровня (см. табл. 1), где сумма оросительной воды и атмосферной влаги составила 5 тыс.м3/га. Переход от предполивной влажности почвы к относительному уровню водообеспечения (представленному в долях от максимального в опыте) позволяет сократить количество предикторов (а, следовательно, и сложность зависимости), а также изучить динамику урожайности в зависимости от непосредственно ресурсных факторов.
Результаты и обсуждение. Динамика влажности и поливной режим лука в годы исследований имели свои особенности, которые определялись изменением водо-потребления культуры при формировании различной урожайности, допустимым пределом иссушения почвы по горизонтам и погодными условиями. Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ в период от посева до образования 5-го листа в опытах потребовалось провести 2.4 полива по 160 м3/га, тогда как для поддержания 70 % НВ - не более 3 поливов по 250 м3/га (табл. 1). Предполивнй уровень влажности почвы 80 % НВ в период «образование 5-го листа - начало созревания луковицы» обеспечивали 11.17 поливов нормой 160 м3/га, на уровне 70 % НВ - 6.8 поливов нормой 250 м3/га.
Продолжительность межполивного интервала изменялась от 4.11 суток в период «посев - образование 5-го листа» до 2.5 суток в период «формирование - начало созревания луковицы» и существенно зависела от погодных условий, уровня предполивной влажности почвы и дозы внесения минеральных удобрений.
Установлено, что при продуктивности 80.120 т/га водопотребление лука составляет 4450.5540 м3/га (см. табл. 1). Повышение порога предполивной влажности почвы с 70 до 80 % НВ в период «посев - образование 5-го листа» сопровождается увеличением суммарного водопотребления на 160.240 м3/га, а в период «образование 5-го листа - начало созревания луковицы» - на 850.910 м3/га.
При повышении дозы внесения минеральных удобрений с N90P80K30 до N150P105K120 суммарное водопотребле-
ние лука возрастает в среднем на 120...230 м3/га, а до N210P130K210 - на 300...450 м3/га, что сопровождается сокращением продолжительности межполивных интервалов и увеличением частоты проведения поливов за вегетационный период в среднем на 1.2.
С начала фазы созревания требовательность лука к доступности почвенной влаги снижается, чем обосновывается устоявшееся мнение о том, что регулирование водного режима почвы в этот период - лишняя технологическая операция. Результаты наших исследований показали, что с начала созревания до уборки посевы лука расходуют около 1520.1840 м3/га воды, что не может быть обеспечено только запасами почвенной влаги в корнеобитаемой зоне. Поэтому поливы в опыте прекращали за 2.3 недели до уборки, при продолжительности периода «начало созревания - уборка» более 40 суток.
Длительность различных периодов и фаз роста лука неодинаково изменяется с улучшением условий водного и минерального питания растений. Например, при повышении предполивного уровня влажности почвы с 70 до 80 % НВ период от посева до образования 5-го листа сократился в среднем на 3.4 суток, а такие же изменения режима водообеспечения в дальнейшем увеличили продолжительность периода «5-й лист - начало формирования луковицы» на 3...5 суток (табл. 2).
Фотосинтетический потенциал посева в период до образования 5-го листа возрастал при повышении порога предполивной влажности почвы с 70 до 80 % НВ на 257.317 тыс. м2 дней/га, в период «5-й лист - начало созревания луковицы» - на 634.888 тыс. м2 дней/га, в период созревания - на 93.132 тыс. м2 дней/га. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений с N90P80K30 до N210P130K210 сопровождалось повышением фотосинтетического потенциала посева на 127.404 тыс. м2дней/га, чистой продуктивности фотосинтеза - на 0,16.0,50 г/м2 в сут., среднесуточного прироста сухого вещества - на 6.27 кг/га в сут.
Исследования показали, что урожайность лука на уровне 120 т/га с наибольшей вероятностью (более 60 %) может обеспечиваться при выращивании гибрида Бургос при внесении N210P130K210 и поддержании постоянного предполивного уровня 80 % НВ. Посевы гибрида Лорензос формируют такой уровень продуктивности с вероятностью 30 %, а в случае возделывания
Таблица 1. Водопотребление и поливной режим лука (гибрид Бургос, среднее за 2006-2008 гг.)
Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в./га Уровень предполивной влажности почвы, %НВ Число поливов/поливная норма, м3/га Сум- марное водопо потреб треб- ление, м3/га Ороси- си- тель- ная норма, м3/га Сумма осадков и оросительной воды Среднесуточное водопотребление, м /га в сут. Биокли-матиче-ский ко -эффици-ент, мм/С
посев -образование 5-го листа 5-йлист -начало созревания луковицы начало созревания -техническая спелость
м/га в долях от максимума
NgoPæKæ 80-80-80 1 ...4/160 13...15/160 6...7/160 5170 3940 4603 0,92 44,4 0,189
70-80-80 1 ...3/250 11...14/160 6...7/160 4970 3740 4408 0,88 42,9 0,183
80-70-80 1 ...4/160 6.. .8/250 5...6/160 4320 3230 3860 0,77 41,3 0,176
80-80-70 1...4/160 13...15/160 4/250 4980 3870 4534 0,91 43,8 0,186
70-80-70 1 ...3/250 11...14/160 3...4/250 4840 3650 4311 0,86 42,5 0,181
N-i5cPiœKi2o 80-80-80 1 ...4/160 14...16/160 7/160 5350 4150 4826 0,96 45,1 0,193
70-80-80 1...3/250 12...15/160 7/160 5190 3960 4633 0,92 44,0 0,188
80-70-80 1...4/160 6.. .8/250 6/160 4450 3290 3911 0,78 43,0 0,184
80-80-70 1 ...4/160 14...16/160 4/250 5200 4030 4704 0,94 45,0 0,192
70-80-70 1...3/250 12...15/160 4/250 5070 3920 4584 0,92 43,8 0,186
N210P130K210 80-80-80 1 ...4/160 14...17/160 7...8/160 5540 4310 5009 1,00 46,0 0,197
70-80-80 1 ...3/250 12...15/160 7...8/160 5300 4060 4739 0,95 45,0 0,192
80-70-80 1 ...4/160 6...8/250 6...7/160 4630 3420 4086 0,82 43,8 0,187
80-80-70 1 ...4/160 14...17/160 4...5/250 5430 4220 4919 0,98 45,9 0,195
70-80-70 1 ...3/250 12...15/160 4...5/250 5190 3970 4644 0,93 44,4 0,189
Таблица 2. Показатели продукционного процесса лука (среднее за 2006-2008 гг.
Доза внесения минеральных удобрений, кг д.вУга \/ ГЛППЩІІ Гибрид Бургос Средняя урожайность, т/га
Продолжительность периода, сут. Максимальная пло-пло-щадь листьев, тыс. м2/га Фото- синте- тиче- ский потен- циал, тыс мгднУга Чистая продук-дуктив-тив-ность фотосинтеза, г/м2 в сут. Средне-
7 /ЛДЭСПЬ предпо- ливной влажно- сти почвы, %НВ всходы -обра- зование 5-го листа образование 5-го листа ■ формирование пуков иць Форми- рование -начало созре- вания лукови- цы начало созревания луковицы -техническая спелость
uyil/wf- ный при- рост сухой массы, кг/га Бур- гос Ї1 Атос F1 Ло- рен- зос F1
N90P80K30 80-80-80 14...17 21...23 28.. .29 37...41 42,6 3143 4,65 139 88,0 86,2 86,5
70-80-80 17-21 22.. .24 24.. .25 36...40 39,5 2886 4,55 125 82,5 81,0 83,4
80-70-80 14...17 18.. .20 22.. .23 34...38 36,7 2509 4,34 117 64,0 66,3 60,4
80-80-70 14...17 21...23 28.. .29 34...38 42,6 3027 4,60 136 81,8 81,2 83,0
70-80-70 17.. .21 22.. .24 24.. .25 34...38 39,5 2774 4,43 120 81,8 79,3 80,2
N150Р105К120 80-80-80 13...16 21...23 30.. .31 38...42 45,8 3387 5,00 158 108,7 97,4 104,2
70-80-80 16.. .21 23.. .25 25.. .26 37...41 43,1 3112 4,81 140 103,7 94,3 99,7
80-70-80 13...16 18.. .20 22.. .23 34...38 37,8 2544 4,42 122 79,7 73,5 65,3
80-80-70 13...16 21...23 30.. .31 35...39 45,8 3255 4,96 155 101,6 92,2 97,2
70-80-70 16.. .21 23.. .25 25.. .26 35...39 43,1 2998 4,73 135 97,1 90,0 95,0
N210P130K210 80-80-80 13...16 22.. .24 31 ...32 38...42 48,2 3524 5,13 165 123,2 102,3 119,1
70-80-80 16.. .21 23.. .25 25.. .26 37...41 46,3 3207 4,94 149 118,8 95,0 112,3
80-70-80 13...16 19.. .20 23.. .24 35...39 38,2 2636 4,50 126 86,2 74,3 69,4
80-80-70 13...16 22.. .24 31 ...32 36...40 48,2 3431 5,10 163 114,2 93,0 107,5
70-80-70 16.. .21 23.. .25 25.. .26 36...40 46,3 3143 4,87 145 111,3 90,2 104,0
НСР05 фактор А 3,55 5,42 3,60 6,11
фактор В 3,75 4,20 2,79 4,73
для частных средних 6,14 9,37 6,23 10,57
гибрида Атос получить урожайность на уровне 120 т/га луковиц не удалось.
Сбор лука не ниже 100 т/га гарантированно (с вероятностью свыше 95 %) обеспечивают гибриды Бургос и Ло-рензос при ранее упомянутом сочетании факторов или в посевах гибрида Бургос при внесении М|50Р105К|20 и поддержании предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала образования 5-го листа (с вероятностью 62...84 %). Планировать урожайность лука гибрида Атос на уровне 100 т/га рискованно, вероятность обеспечения такого уровня продуктивности посева не превышает 40 %.
Сбор стандартных луковиц на уровне 80 т/га гарантированно обеспечивают все изучаемые гибриды (Бургос, Лорензос, Атос) при внесении удобрений в дозе Ы^Р^К^ и поддержании порога предполивной влажности почвы 80 % НВ как минимум в период «образование 5-го листа -начало созревания луковицы».
Анализ численного материала с применением ЭВМ позволил подобрать форму зависимости, наиболее отвечающий распределению фактических данных: У=а+ЫпЕ+с-\|/ +с1-(1пЕ)2+е-\|/2+1-\|/-1пЕ, где У - уровень продуктивности лука (т/га стандарт-ныхлуковиц), ^-уровень планируемой урожайности лука, принятый для расчета доз внесения минеральныхудоб-рений (т/га), Е- относительный уровень водообеспече-ния посева, определяемый суммой оросительной воды и влаги атмосферных осадков, отнесенной к максималь-номууровню водообеспечен ия (в долях единицы, см. табл. 1), а, Ь, с, с/, е, f- эмпирические коэффициенты (табл. 3).
Таблица 3. Параметры зависимости урожайности лука от уровня обеспечения водой и элементами минерального питания
Гибрид Параметр R2
лука а Ь с | d | е f
Бургос Атос Лорензос -57,9 -26,3 -61,2 -101,5 54,7 -336,6 2,61 -190,6-0,009 2,39 -14,9-0,011 2,58 -479,2-0,009 1,89 0,54 3,85 0,94 0,79 0,87
График зависимости (см. рисунок) позволяет наглядно оценить краевые эффекты при минимальной и максимальной обеспеченности изучаемых факторов.
Видно, что при минимальном в опыте уровне водо-обеспечения (80-70-80 % НВ) прибавка урожайности от увеличения дозы внесения минеральныхудобрений меньше, чем при максимальном. Надежность предложенной
Рисунок. Зависимость урожайности стандартной продукции лука (гибрид Бургос) от уровня водообеспечения (3) и минерального питания (ш).
зависимости достаточно высока (Р2 = 0,94), что позволяет использовать ее для прогнозирования урожайности лука в диапазоне 70... 120 т/га.
Исследования показали, что при формировании высокопродуктивных агроценозов динамично изменяется химический состав луковиц. Содержание сухого вещества в луковице гибрида Атос варьировало от 13,5 до 8,9 %, Бургос - от 13,3 до 10,8 %, Лорензос - от 11,8 до 8,6 %. При этом сочетания водного и пищевого режимов почвы, обеспечивающие формирование урожайности на уровне 120 т/га, не позволяют накопить в луковицах гибрида Бургос более 10,8... 11,2 % сухого вещества, а у гибрида Ло-
Таблица 4. Эффективность возделывания лука при капельном орошении
Доза внесения минеральных удобрений, кг д.в/га Уровень предполивной влажности почвы, %НВ Коэффициент во-допотребл ения лука, м3/т Содержании нитратов в луковице, мг% Интегральные характеристики денежного потока (расчетный период 4 года, расчетная площадь 5 га)
Бур- гос Атос Лоре- нзос
ЧДД, руб. | ИДЗ
N90P80K30 80-80-80 58,8 52 61 56 3435360 2,06
70-80-80 60,3 53 62 59 3173769 2,03
80-70-80 67,7 61 79 68 1965085 1,73
80-80-70 61,0 59 74 67 3107231 2,01
70-80-70 59,2 61 76 70 3119142 2,02
N150P105K120 80-80-80 49,2 59 70 64 4364607 2,11
70-80-80 50,1 64 74 67 4068249 2,07
80-70-80 55,9 81 93 88 2593957 1,79
80-80-70 51,2 80 91 93 4242948 2,12
70-80-70 52,2 84 90 88 3961952 2,08
N210P130K210 80-80-80 45,0 70 80 75 4831099 2,06
70-80-80 44,6 81 93 88 4645926 2,05
80-70-80 53,7 105 118 110 2679893 1,71
80-80-70 47,6 103 116 109 4637753 2,06
70-80-70 46,8 102 119 111 4590210 2,07
НСР05 фактор А 3,75 3,70 3,45
фактор В 2,90 2,87 2,68
для частных средних 6,49 6,42 5,98
рензос - более 9,1 %. Для длительного хранения можно использовать лук гибрида Бургос, выращенный при под-
держании предполивной влажности почвы до начала созревания луковиц на уровне 80 % НВ и внесении удобрений в дозах М90Р80К30 или М150Р105К120. При этом урожайность культура не превышает 100 т/га, а в луковице накапливается 11,6.13,3 % сухого вещества.
Наименьшее содержание нитратов в луке отмечено при поддержании постоянного (80 % НВ) порога предпо-ливной влажности почвы в сочетании с внесением наименьшей в опыте дозы удобрений (М90Р80К30) у гибрида Бургос - 52 мг/кг (табл. 4).
По опытным данным разработана экспериментальная модель накопления нитратов в луковице в зависимости от дозы внесения минерального азота и уровня фактической урожайности:
МО3=а+Ь-У1п(У)+с-У^-У2+е-УЧп(УИ-У25+д-М-1п(М)
+Ь-е^шп
где Ы03 - содержание нитратов в луковице, мг/кг; У -фактическая (вероятная) урожайность посева, т/га; N -доза минерального азота, кг д.в./га; а =569; Ь = 2786,1; с = -3286,5; б = 539,8; е = -81,5; Г = 3,59; д = -0,32; И = 885,1; шп = 507,6. Коэффициент детерминации составляет 0,82.
Инвестиции в строительство систем капельного орошения при возделывании лука окупаются за 1 год. Расчеты показали, что наибольший чистый дисконтированный доход по инвестиционному проекту возделывания
лука с расчетной площади 5 га за расчетный период 4 года (3435,36.4831,1 тыс.руб.) можно получить при поддержании постоянного порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ. Снижение его в периоды «посев - образование 5-го листа» и созревания луковицы до 70 % НВ сопровождается сокращением доходной части проектов.Таким образом, при возделывании лука на площади 5 га за 4 года можно получить около 5 млн руб. чистого дохода. Каждый вложенный в производство лука рубль окупается и дает
1.1,08 рубля прибыли.
Выводы. Таким образом, при использовании современного капельного оборудования с элементами систем автоматизации технологического процесса полива для получения 80 и 100 т/га луковиц, пригодных для длительного хранения, порог предполивной влажности почвы в посевах гибрида Бургос нужно поддерживать на уровне 80 % НВ в период «посев - начало созревания луковицы» с последующим снижением до 70 % НВ (период созревания) в сочетании с внесением минеральных удобрений в расчетных дозах М90Р80К30 и М150Р105К120 соответственно.
Для выращивания 80 и 100 т/га продукции, подлежащей к использованию без хранения, порог предполивной влажности почвы в посевах гибридов Бургос, Атос или Лорензос должен находиться на уровне 80 % НВ в течение вегетационного периода в сочетании с внесением расчетных доз минерального удобрения (М90Р80К30 и М150Р105К120). Это обеспечивает наименьшие затраты воды на формирование урожая (49,2.58,8 м3/т) при наибольшем индексе доходности вложений (2,06.2,11).
При реализации проектов, предусматривающих использование луковиц без хранения, можно ориентировать производство на повышение продуктивности лука до 120 т/га. Для этого в посевах гибрида Бургос необходимо сочетать внесение минеральных удобрений в дозе М210Р130К210 с поддержанием постоянного порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ. Соблюдение указанных режимов при возделывании лука позволяет получать продукцию с содержанием нитратов в пределах ПДК.
Литература.
1. Литвинов С.С. Научные основы современного овощеводства. М: 2008, 776 с.
2. Борисов В.А., Литвинов С.С., Романова А.В. Качество и лежкость овощей. - М: 2003, 625 с.
3. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве. Под ред. В.Ф. Белика. - М: Агропромиздат, 1992. - 319 с.
4. Микаелян Г.А., Нурметов Р.Д. Основы оптимизации производственных процессов в овощеводстве. - М: ФГНУ «Росин-
формагротех», 2009. - 640 с.
5. Пивоваров В.Ф., Ершов И.М., Агафонов А.В. Луковые культуры. - М: 2001, 400 с.
6. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. - М: ОАО «НПО «Издательство Экономика», 2000, 421 с.
EXPERIENCE OF PROMISING ONION HYBRIDS CULTIVATION UNDER TRICKLE IRRIGATION N.N. Dubenok, V.V. Borodychev, A.I. Bolkunov
Summary. Advantage of simultaneous trickle irrigation with mineral fertilizer application during cultivation of promising onion hybrids is empirically proved. It ensure formation up to 120 tons per hectare of standard quality bulbs under condition of lower Volga region.
Key words: onion, trickle irrigation, fertilizer, water consumption, productivity, yield, quality, investment, profitability index.