CC BY
10УДК 631.67:635.11:631.445.51(470.45)
Н. В. Кузнецова, Н. Е. Степанова (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»)
ВЗАИМОСВЯЗЬ СРЕДНЕСУТОЧНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ С НАКОПЛЕНИЕМ ВЕГЕТАТИВНОЙ МАССЫ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Цель исследований сводилась к разработке водосберегающих режимов орошения столовой свеклы за счет дифференциации предполивного порога влажности (80-80-70 % НВ, 80-70-70 % НВ и 80-70-60 % НВ по периодам «всходы - начало формирования корнеплода», «начало формирования корнеплода - техническая спелость», «техническая спелость - уборка урожая» и глубины увлажняемого слоя почвы (0,3 м; 0,3-0,6 м; 0,6 м). Среднесуточное водопотребление столовой свеклы зависело от интенсивности накопления вегетативной массы и среднесуточных температур воздуха и было максимальным в период «формирование корнеплода - техническая спелость», изменяясь от 75,2 м3/га при поддержании уровня влажности почвы 80-70-70 % НВ и 80-70-60 % НВ и глубине увлажняемого слоя 0,6 м до 81,0 м3/га при 80-80-70 % НВ и увлажнении почвы на глубину 0,3 м. Минимальное среднесуточное водопотребление отмечено в период от посева до появления 5 листа (24,4-32,7 м3/га). Снижение среднесуточного водопотребления на 3-4 % наблюдалось в период «формирование корнеплода - уборка» в вариантах с глубиной увлажнения почвы 0,6 м по сравнению с вариантами 0,3 м и 0,3-0,6 м. В среднем при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80-80-70 % НВ на неудобренной светло-каштановой почве было получено
41.2 т/га товарных корнеплодов (при глубине промачивания 0,3 м), 40,5 т/га (0,3-0,6 м),
37.3 т/га (0,6 м). Внесение N320P175K145 обеспечило урожайность товарных корнеплодов на уровне 113,2 т/га (при глубине промачивания 0,3 м), 111,5 т/га (0,3-0,6 м), 103,6 т/га (0,6 м). Наиболее рентабельным и энергетически выгодным оказался вариант 80-80-70 % НВ при глубине промачивания 0,3-0,6 м: прибыль с 1 га составила 411338,6 руб. при себестоимости корнеплодов 1680,7 руб. за 1 т, уровень рентабельности 227 %, затраты энергии на производство урожая - 80,0 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности - 3,39.
Ключевые слова: свекла, водопотребление, масса, орошение, почва, культура, экономика, урожайность, эффективность, увлажнение.
N. V. Kuznetsova, N. Ye. Stepanova (FSBEE HPE «VolSAU»)
RELATIONSHIP OF DAILY WATER CONSUMPTION AND VEGETATIVE MASS ACCUMULATION FOR TABLE BEET AT LIGHT-CHESTNUT SOILS OF THE VOLGOGRAD REGION
The purpose of the research is to develop water-saving irrigation regimes of table beet due to the differentiation of the threshold of soil moisture (80-80-70 % FC, 80-70-70 % FC, and 80-70-60 % FC by periods "emergence-beginning of root formation", "beginning of root formation - technical maturity", "technical maturity - harvesting" and the depth of soil layer moisturizing (0.3 m, 0.3-0.6 m, 0.6 m). Daily water consumption of table beet depends on the intensity of vegetative mass accumulation and daily air temperatures. The maximum values of daily water consumption were in the period "beginning of root formation - technical maturity" varying from 75.2 m3/ha at soil moisture 80-70-70 % FC and 80-70-60 % FC in the soil
layer 0.6 m to 80.1 m3/ha at soil moisture 80-80-70 % FC in the soil layer 0.3 m. The minimum daily water consumption 24.4-32.7 m3/ha was marked in the period from sowing till the 5th leaf appearing. The decreasing of daily water consumption by 3-4 % was observed in the period "root formation - harvesting" in the variants where the depth of soil moisturizing was 0.6 m versus to the variants of 0.3 and 0.3-0.6 m. While maintaining the threshold of soil moisture 80-80-70 % FC at non-fertilized light-chestnut soil the average yield of market roots was 41.2 t/ha (at the moisturizing depth of 0.3 m), 40.5 t/ha (0.3-0.6 m), 37.3 t/ha (0.6 m). Applying of N320P175K145 provided the yield of market roots about 113.2 t/ha (at the depth of soil moisturizing 0.3 m), 111.5 t/ha (0.3-0.6 m), 103.6 t/ha (0.6 m). The most cost-effective and energy-profitable variant was the variant where the threshold of soil moisture maintained at 80-80-70 % FC in the depth of 0.3-0.6 m: profit - 411338.6 rubles per ha at the cost of 1680.7 rubles per 1 ton, cost-effectiveness - 227 %, energy consumption for crop production - 80.0 GJ/ha, energy efficiency factor - 3.39.
Keywords: beet, water consumption, mass, irrigation, soil, crop, economy, crop yield, efficiency, moistening.
Благоприятные климатические условия юга России позволяют получать на орошаемых землях высокие и устойчивые урожаи овощей, в том числе столовой свеклы. Однако фактическая урожайность столовой свеклы остается в несколько раз ниже потенциальной - 35 т/га. Вместе с тем производственный опыт и результаты научных исследований показывают, что возделывание столовой свеклы в условиях орошения Нижнего Поволжья является рентабельным и прибыльным при соблюдении научно обоснованных технологий. Применение апробированных методик при возделывании овощных культур позволяет повысить их урожайность в засушливых условиях Волгоградской области. Исследования, направленные на разработку водосберегающей технологии орошения столовой свеклы, обеспечивающей высокую урожайность при рациональном использовании водных, сырьевых и энергетических ресурсов с учетом охраны окружающей среды, являются весьма актуальными.
Актуальность наших исследований также подтверждается выполнением задач долгосрочной областной целевой программы «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы», связанных с увеличением производства сельскохозяйственной продукции и повышением ее конкурентоспособности.
Для достижения поставленной цели мы решали следующие задачи: изучить закономерности формирования урожая столовой свеклы в зависимости от различных водных режимов почвы, глубины увлажняемого слоя и доз внесения минеральных удобрений; дать экономическое и энергетическое обоснование рекомендуемых сочетаний управляемых факторов на формирование планируемой урожайности столовой свеклы.
Для решения поставленных задач были проведены исследования в трехфакторном полевом опыте в посевах столовой свеклы. Фактор А -режим орошения. Назначение вегетационных поливов при дифференциации предела снижения влажности почвы по фазам роста и развития столовой свеклы по схеме: «всходы - начало формирования корнеплода», «начало формирования корнеплода - техническая спелость», «техническая спелость - уборка урожая»: 80-80-70 % НВ (А1); 80-70-70 % НВ (А2); 80-70-60 % НВ (А3). Фактор В - глубина расчетного слоя увлажнения. Обеспечение заданных порогов влажности в слое почвы: 0,0-0,3 м (В1); 0,0-0,3-0,6 м (В2); 0,0-0,6 м (В3). Фактор С - дозы удобрений, рассчитанные на получение запланированного урожая (таблица 1): вариант С1 - без удобрений (контроль); вариант С2 - К128Р70К58 - 40 т/га; вариант С3 -^92Рю5К87 - 60 т/га; вариант С4 - М256РшКш - 80 т/га; вариант С5 -N320^75^45 - 100 т/га.
Орошение осуществляли дождевальной установкой ДКШ-64 «Волжанка», работающей от гидрантов закрытой оросительной сети с подачей воды от стационарной насосной станции. Дождевальная машина ДКШ-64 «Волжанка» наиболее приспособлена для полива низкостебельных растений, мобильна и удобна в использовании, поливная норма легко регулируется временем стояния на позиции со средним слоем дождя 0,27 мм/мин, близким к скорости впитывания в почву [1].
Экспериментальная часть работы выполнена в 2005-2007 гг. на оро-
шаемых почвах крестьянско-фермерского хозяйства «Гуляев Н. В.» Горо-дищенского района Волгоградской области в сухостепной зоне светло-каштановых почв.
Климат района, где проводились исследования, характеризуется кон-тинентальностью, засушливостью и изменчивостью. Весна короткая, сухая, нарастание температур идет быстро и в сочетании вызывает интенсивное таяние снега и иссушение почвенного покрова. Лето жаркое и сухое. Средняя температура самого жаркого месяца июля + 23,5-24 °С. В отдельные годы температура достигает + 45 °С (абсолютный максимум). За теплый период года насчитывается 55-60 дней с суховеями. Количество осадков за этот период составляет 175-320 мм, а испаряемость - 895-1054 мм. По условиям влагообеспеченности территория проведения исследований относится к полусухой зоне незначительного увлажнения с гидротермическим коэффициентом 0,5-0,7.
Годы исследований по распределению осадков, ходу температуры воздуха характеризовались нами по данным наблюдений на опытном участке, а также по данным метеостанции г. Волгограда. Проведя анализ метеорологических показателей за ряд лет (1960-2007 гг.), мы получили, что 2005 и 2006 годы были маловодными, 2007 год - средним по водности годом.
По данным многих ученых (М. Н. Багров, М. С. Григоров, В. В. Бо-родычев и др.) дифференцирование предполивной влажности почвы по периодам развития столовой свеклы снижает оросительную норму, коэффициент водопотребления, повышает качество корнеплодов. Основываясь на результатах ранее проведенных исследований водного режима на посевах столовой свеклы в Нижнем Поволжье, принимая во внимание особенности столовой свеклы (хорошо развитую корневую систему, сравнительно невысокую потребность во влаге в первый и последний периоды роста,
резкое возрастание потребности в воде в период интенсивного роста корнеплода), в полевых опытах поддерживался полностью регулируемый водный режим почвы [2-4].
При изучении водопотребления столовой свеклы особый интерес представляет определение среднесуточного расхода воды в отдельные промежутки времени периода вегетации культуры. Изменение среднесуточного водопотребления позволяет полнее проследить закономерности использования запасов почвенной влаги и обосновать оптимальную глубину увлажнения почвы изучаемой культуры для получения планируемых урожаев.
По полученным данным можно сказать, что динамика среднесуточного водопотребления столовой свеклы согласуется с интенсивностью накопления вегетативной массы. Величина среднесуточного водопотребле-ния изменяется в течение вегетационного периода в зависимости от погодных условий года, от глубины увлажнения активного слоя, предполивной влажности почвы (таблица 1).
Максимальное среднесуточное водопотребление и масса корнеплодов столовой свеклы по годам исследований во всех вариантах опыта отмечена в период «формирование корнеплода - техническая спелость» (76,1-81,0; 75,5-78,5; 76,8-78,3 м /га). Минимальное среднесуточное водопотребление отмечено в период от посева до появления 5 листа (24,4-32,7 м /га).
В среднем за сутки водопотребление растениями столовой свеклы на фоне различной глубины увлажняемого слоя было максимальным при увлажнении активного слоя почвы 0,0-0,3 м. Оно изменялось в зависимости от предполивной влажности почвы и к уборке составляло от 29,7 до 32,6 м /га. Снижение среднесуточного водопотребления на 3-4 % наблюдалось в период «формирование корнеплода - уборка» в вариантах с глубиной увлажнения почвы 0,6 м по сравнению с вариантами 0,3 м и 0,3-0,6 м.
Таблица 1 - Среднесуточное водопотребление и накопление массы корнеплода посевами столовой свеклы при внесении N32^175^45 (среднее за 2005-2007 гг.)
Глубина Предполив- Среднесуточное водопотребление, м /га
увлажняе- ная влаж- масса корнеплода, т/га
мого слоя ность почвы, по фазам роста и развития столовой свеклы
почвы, м % НВ посев 2-ой 5-ый 7-ой лист - формирование техниче-
- лист - лист - формиро- корнеплодов - ская спе-
2-ой 5-ый 7-ой вание кор- техническая лость -
лист лист лист неплодов спелость уборка
0,3 80-80-70 24,5 32,7 48,8 65,8 81,0 32,6
0,0 0,0 0,0 0,87 100,2 113,2
0,3 и 0,6 24,5 32,7 48,8 65,7 79,0 31,4
0,0 0,0 0,0 0,86 99,1 111,5
0,6 24,4 32,6 48,5 65,2 76,1 29,8
0,0 0,0 0,0 0,86 90,1 103,6
0,3 80-70-70 24,5 32,7 48,8 65,7 78,5 31,4
0,0 0,0 0,0 0,87 96,7 100,3
0,3 и 0,6 24,5 32,7 48,8 65,7 76,0 30,3
0,0 0,0 0,0 0,86 97,5 103,8
0,6 24,4 32,6 48,5 63,8 75,2 28,8
0,0 0,0 0,0 0,86 86,5 94,2
0,3 80-70-60 24,5 32,7 48,8 65,7 78,5 29,7
0,0 0,0 0,0 0,87 85,3 98,2
0,3 и 0,6 24,5 32,7 48,8 65,7 76,0 28,5
0,0 0,0 0,0 0,86 82,6 96,4
0,6 24,4 32,6 48,5 63,8 75,2 25,2
0,0 0,0 0,0 0,86 76,8 89,2
Анализ среднесуточного водопотребления столовой свеклы показал, что в средний по водности 2007 год оно было меньше, чем в маловодные 2005 и 2006 годы (рисунок 1). Например, максимальное среднесуточное водопотребление в 2007 году составляло 76,4 м /га в варианте 0,0-0,3 м при 80-80-70 % НВ, в 2006 году на этом же варианте - 85,4 м /га, а в 2005 году -81,3 м3/га. За вегетационный период 2007 года среднесуточное водопо-требление в среднем при глубине 0,0-0,3 м и предполивном уровне 80-80-70 % НВ составляло 45,0 м3/га, в 2005 году - 47,0 м3/га, а в 2006 году эти показатели увеличились до 50,8 м3/га. Такая же закономерность изменения среднесуточного расхода воды прослеживалась и в вариантах при увлажнении на 0,3-0,6 и 0,6 м (рисунок 2).
август месяцы
Рисунок 1 - Количество выпавших осадков по годам исследований
о S X о
п ю о
g *
О о
Ч и о
m ей <u
О m
X s
F о
k о о X
п
о Л О
90 80 70 60 50 40 30 20 10
40 60 80 100 120 140 160 Период вегетации, n
0
Рисунок 2 - Динамика среднесуточного водопотребления столовой свеклы (среднее за 2005-2007 гг.) при 80-70-70 % НВ и глубине
увлажнения почвы 0,3-0,6 м
Установление закономерности динамики среднесуточного водопотребления столовой свеклы в течение вегетационного периода позволяет обосновать глубину увлажнения почвы. В период максимального нарастания листовой поверхности и формирования корнеплода необходимо поддерживать влажность почвы на уровне 80 % НВ во всей толще активного слоя (0,0-0,3-0,6 м). Достигается это чередованием поливных норм
33
(200-350 м /га). Поливные нормы 200 м /га выдаются в промежутке между поливами по 350 м /га по мере снижения влажности в верхних слоях почвы (0,0-0,3 м) до принятого предполивного порога влажности (80-70-60 % НВ). При чередовании поливных норм повышается подвижность и доступность почвенной влаги растениям.
Среднесуточное водопотребление столовой свеклы дает количественную оценку потребности растений в воде для формирования запланированного урожая.
В среднем при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80-80-70 % НВ на неудобренной светло-каштановой почве в общем было получено 41,2 т/га товарных корнеплодов (при глубине прома-чивания 0,3 м), 40,5 т/га (0,3-0,6 м), 37,3 т/га (0,6 м).
Урожайность столовой свеклы на всех изучаемых вариантах повышалась с увеличением доз внесения минеральных удобрений. При внесении К128Р70К58 в варианте с глубиной увлажнения 0,3 м прибавка в урожайности по отношению к контролю составляла 9,3 т/га, а при внесении ^эдР^К^ - 68,8 т/га (167 %). Наименьшая прибавка товарных корнеплодов по отношению к контролю была получена при увлажнении почвы на 0,6 м и внесении К128Р70К58 - 8,6 т/га (23,1 %). При уменьшении предполив-ной влажности почвы урожайность корнеплодов на контрольных вариантах без использования удобрений изменялась от 32,2 т/га (80-70-60 % НВ, слой 0,0-0,6 м) до 37,3 т/га (80-70-70 % НВ, слой 0,0-0,3 м). Наибольшая прибавка урожая по отношению к контролю была на вариантах при внесении К320Р175К145 с увлажнением слоя почвы 0,0-0,3 и 0,0-0,3-0,6 м, соответственно урожайность составила 62,8 и 62,5 т/га (80-70-70 % НВ) (рисунок 3).
Экономическая оценка изучаемых вариантов опыта свидетельствует, что при различной предполивной влажности и глубине увлажняемого слоя почвы с применением минеральных удобрений убыточных вариантов нет.
Рисунок 3 - Урожайность столовой свеклы при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80-80-70 % НВ
Уменьшение прямых затрат труда (чел.-ч) на 1 т корнеплодов, снижение себестоимости товарной продукции были отмечены при применении минеральных удобрений во всех изучаемых вариантах. При определении экономических и энергетических затрат на возделывание столовой свеклы самые высокие затраты энергии и средств на производство урожая были в варианте при увлажнении на глубину 0,0-0,3 м.
Энергетически и экономически эффективен вариант при поддержании предполивной влажности на уровне 80-80-70 % НВ и увлажнении слоя почвы 0,0-0,3-0,6 м с внесением удобрений К320Р175К145. Коэффициент энергетической эффективности равен 3,39, затраты энергии на производство урожая - 80,0 ГДж/га, энергоемкость 1 т корнеплодов - 0,74 ГДж/т, прибыль на 1 га составила 411338,6 руб. при себестоимости корнеплодов столовой свеклы 1680,7 руб. за 1 т и уровне рентабельности более 227 %.
Список использованных источников
1 Кузнецова, Н. В. Орошение дождеванием столовой свеклы на светло-каштановых почвах Волгоградской области / Н. В. Кузнецова, Н. Е. Степанова // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2009. - № 3. -С. 56-57.
2 Багров, M. H. Орошение полей / M. H. Багров. - Bолгоград, 1965. -
454 с.
3 Бородычев, B. B. Bнедрение новых способов орошения для экономного использования водных ресурсов в Bолгоградской области. / B. B. Бородычев, H. M. Лытов // Bодные проблемы ^жнего Поволжья и пути их решения: сб. науч. тр. - Bолгоград: BСХИ, 1982. - С. 61.
4 Григоров, С. M. Bодосберегающий режим орошения столовой свеклы на светло-каштановых почвах / С. M. Григоров, E. B. Mелихова. -Bестник BrcXA, 2007. - № 2. - С. 58-63.
Кузнецова Надежда Владимировна - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение «Волгоградский государственный аграрный университет», заведующая аспирантурой. Контактный телефон 8(8442) 41-82-06. E-mail: nat_stepanowa@mail.ru
Kuznetsova Nadezhda Vladimirovna - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education «Volgograd State Agrarian University » (FSBEE HPE "VolSAU"), Head of the Postgraduate Study. Contact telephone number 8(8442) 41-82-06. E-mail: nat_stepanowa@mail.ru
Степанова Наталия Егоровна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение «Болгоград-ский государственный аграрный университет», доцент кафедры комплексного использования водных ресурсов и экологии. Контактный телефон 8(8442) 41-82-06. E-mail: nat_stepanowa@mail.ru
Stepanova Nataliya Yegorovna - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education «Volgograd State Agrarian University » (FSBEE HPE "VolSAU"), Associate Professor of the Chair of Complex Water Management and Ecology. Contact telephone number 8(8442) 41-82-06. E-mail: nat_stepanowa@mail.ru
