Совершенствование приемов возделывания посевных томатов при капельном орошении

Размещено на http://www.allbest.ru/

4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградская ГСХА

Совершенствование приемов возделывания посевных томатов при капельном орошении

А.С. Овчинников, доктор технических наук, профессор

И.И. Азарьева, аспирант

Аннотация

Особенности распространения влаги в контуре увлажнения исследованы как фактор продуктивности томатов. Определены оптимальные геометрические параметры контура увлажнения при капельном орошении томатов в почвенно-климатических условиях региона Нижней Волги.

увлажнение капельный томат орошение

Водно-воздушный режим почвы при возделывании томатов на тяжелосуглинистых почвах лимитирует продуктивность посева, а следовательно, является тем самым фактором, регулирование которого позволит максимально повысить эффективность производства плодов этой культуры. Целью наших исследований являлось повышение эффективности капельного орошения томатов за счет обоснования геометрических параметров контура увлажнения и способа обработки почвы, обеспечивающих формирование оптимального водно-воздушного режима в корнеобитаемой зоне и получение до 100 т/га плодов томата с соблюдением требований ресурсосбережения.

Исследования базируются на результатах полевого эксперимента, реализованного в 2006-2008 гг. на орошаемых землях КФХ «Садко» Дубовского района Волгоградской области. В опытах использована ленточная схема посева томатов, к которой на два ряда растений приходится одна капельная линия. Такая схема наиболее распространена в регионе при возделывании томатов с использованием систем капельного орошения. Очевидно, что при таком взаиморасположении капельных линий и растений томата особое внимание должно быть уделено горизонтальной составляющей контура увлажнения, что было учтено при закладке полевого эксперимента. При разработке программы исследований также учитывалось, что при всем многообразии систем и оборудования для капельного орошения расходные характеристики используемых капельниц достаточны однородны.

В соответствии с требованиями типичности опыта и принципа единственного различия, на всех вариантах использовалась система капельного орошения с капельницами, расходно-напорные характеристики которых были одинаковы. Поэтому размеры контура увлажнения дифференцировали изменением поливных норм. В качестве шага дифференцирования уровней опыта принят объем воды, подаваемой на участок за один час, 30 м³/га, и, соответствующее этому, приращивание размеров контура увлажнения: вариант А1 - полив нормой 100 м³/га, ориентированной на обеспечение параметров контура увлажнения: глубина промачивания h = 0,45 м, горизонтальный размер в поперечном сечении профиля увлажнения d = 0,40 м; - вариант А2 - полив нормой 130 м³/га, ориентированной на обеспечение расчетных параметров контура увлажнения: h = 0,50 м, d = 0,60 м; - вариант А3 - полив нормой 160 м³/га, ориентированной на обеспечение расчетных параметров контура увлажнения: h = 0,60 м, d = 0,75 м; - вариант А4 - полив нормой 190 м³/га, ориентированной на обеспечение расчетных параметров контура увлажнения: h = 0,70 м, d = 0,80 м; - вариант А5 - полив нормой 220 м³/га, ориентированной на обеспечение расчетных параметров контура увлажнения: h = 0,75 м, d = 0,85 м. Фактор B представлен способом обработки почвы в предпосевной период: вариант В1 - базовая система обработки почвы; вариант В2 - с включением локального рыхления почвы в зоне увлажнения.

В результате проведения эксперимента стандартными и общепринятыми методами был получен опытный материал, обработка которого позволяет сделать ряд важных, практически значимых выводов.

Основой проведения исследования явилась модель контура увлажнения почвы, который формируется при проведении капельного полива. Модель дифференцирована по степени увлажнения почвы после полива в функции расстояния от точки увлажнения (рис. 1).

Модель сознательно упрощена и во внимание принимались состояния переувлажненной, оптимально увлажненной и недостаточно увлажненной почвы.

Проведение полевого опыта позволило:

- экспериментально подтвердить существование в границах контура увлажнения зон, содержание влаги в которых после полива неодинаково. Количественно дифференцированы по площади зон увлажнения участки контура содержание влаги после проведения полива в которых больше наименьшей влагоемоксти (избыточное увлажнение), в пределах 70-100 % НВ (условно-оптимальный уровень влагосодержания) и меньше 70 % НВ (табл.);

- установлено, что поливная норма и способ обработки почвы в среде с однородными условиями (предполивной уровень влагосодержания, тип, гранулометрический состав и водно-физические свойства почвы, взаимное расположение капельных линий, расходно-напорная характеристика капельных водовыпусков, давление в системе и др.) являются основными факторами, определяющими геометрические параметры контура увлажнения. При обработке малогумусной почвы с тяжелосуглинистым гранулометрическим составом по традиционной технологии и поддержании уровня предполивной влажности 80 % НВ наибольшая глубина промачивания почвы в пределах 0,45 м обеспечивается при проведении поливов нормой 100 м³/га, в пределах 0,50 м - при проведении поливов нормой 130 м³/га, в пределах 0,60 м - 160 м³/га, 0,70 м - 190 м³/га, 0,75 м- 220 м³/га. Максимальный диаметр контура увлажнения соответственно возрастает с 0,40 м при проведении поливов нормой 100 м³/га до 0,60 м при поливной норме 130 м³/га, до 0,75 м - при норме 160 м³/га, до 0,80 м - 190 м³/га, 0,85 м - при норме 220 м³/га. При обработке почвы по модернизированной технологии, с включением полосного объемного рыхления почвы в зоне увлажнения, и проведении поливов нормой 100 м³/га наибольшая глубина промачивания почвы, h, составляет 0,5 м, а диаметр контура увлажнения, d, - 0,40 м, при поливной норме 130 м³/га h=0,6 м, d=0,50 м, при норме 160 м³/га h = 0,65 м, d=0,55 м, при норме 190 м³/га h=0,70, d= 0,60 м, при норме 220 м³/га h=0,75 м, d=0,65 м.

- в межполивной период интенсивность расходования влаги в контуре увлажнения не равномерна, и определяется, преимущественно, развитием и распространением корневой системы растений в посевах. Расход влаги в периферийной части контура увлажнения приводит к переходу определенной доли увлажняемой почвы от состояния с оптимальным уровнем влагосодержания (влажность почвогрунта в пределах 70-100 % НВ) к состоянию с недостаточным уровнем влагосодержания (влажность почвогрунта менее 70 % НВ).

- установлено, что доля площади контура увлажнения, влажность почвы в которой переходит от оптимального для растений уровня после полива к недостаточному перед проведением следующего, возрастает пропорционально увеличению поливной нормы. В случае, если обработка почвы проводится по традиционной технологии, в среднем, значения этой доли увеличиваются с 8,3 % при поливной норме 100 м³/га до 18,8 % при поливной норме 160 м³/га и до 29,2 % при поливной норме 220 м³/га. При обработке почвы по модернизированной технологии, с включением полосного объемного рыхления зоны увлажнения, значения доли возрастают с 8,3 % при поливной норме 100 м³/га до 14,6 % при поливной норме 160-220 м³/га;

- с наибольшей плотностью корневая система томата размещается в зонах, где влажность почвы в течение межполивного периода находится в оптимальном для растений диапазоне.

В пределах этой зоны в ячейках размером 0,1Ч0,1 м формируется в среднем от 42 до 103 кг/га сухих корней.

Таблица 1 - Особенности водного режима почвы и продуктивность посевных томатов при капельном орошении

Примечание: А - зона контура увлажнения с избыточным содержанием влаги после полива; В - зона с биологически оптимальным уровнем влагосодержания; С- зона с недостаточным содержанием влаги после полива; В₁ - зона контура увлажнения с биологически оптимальным уровнем влагосодержания перед проведением полива; С₁ - зона с недостаточным содержанием влаги перед поливом.

На участках зоны контура увлажнения, где влажность почвы изменяется в пределах от 69-94 % НВ после полива до 60-67 % НВ перед проведением очередного полива плотность размещения корней томата в почве снижается и не превышает 6-40 кг/га сухой массы. Коэффициент продуктивности корневой системы томатов (соотношение массы сухого вещества надземной части растения и корней) снижается с 5,5 при проведении поливов нормой 100-160 м³/га до 4,3 при поливной норме 220 м³/га на участках с традиционной технологией обработки почвы. Применение модернизированной технологии обработки почвы, с включением полосного объемного рыхления зоны увлажнения позволяет сохранить коэффициент продуктивности корневой системы томатов на уровне 5,7-5,8 при проведении поливов нормой 100-190 м³/га. Это обеспечивает формирование до 13,4 т/га сухого вещества посева на участках, где использование предложенного способа обработки почвы сочетается с проведением поливов нормой 190 м³/га.

Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили гипотезу о влиянии особенностей распространения влаги в контуре увлажнения, заключающихся в существовании и динамичном трансформировании «переходной» (от состояния с оптимальным для растений уровнем влагосодержания к недостаточному) зоны, на рост, развитие и продуктивность томатов. Это подтверждается и результатами корреляционного анализа. Частный коэффициент корреляции урожайности томатов с показателем доли «переходной» зоны в контуре увлажнения почвы в линейной модели равен 0,87.

Получение около 100 т/га плодов томата при минимальных затратах воды на формирование урожая, 61,8 м³/т, обеспечивается, если на фоне модернизированной технологии обработки почвы (с включением полосного объемного рыхления зоны увлажнения) будет сформирован контур увлажнения с параметрами: наибольшая глубина промачивания почвы h = 0,70 м, наибольший диаметр контура увлажнения d = 0,60 м, доля «переходной» (от состояния с оптимальным для растений уровнем влагосодержания после полива к недостаточному перед проведением следующего) зоны, Sv ? 14,6 %.

Опытами доказана эффективность полосного объемного рыхления почвы в зоне распространения корневой системы томатов. При этом технология орошения томатов капельным способом должна быть ориентирована на формирование контура увлажнения почвы со следующими параметрами: наибольшая глубина промачивания почвы h = 0,70 м, наибольший диаметр контура увлажнения d = 0,60 м, доля площади контура увлажнения, влажность почвы в которой переходит от оптимального (70-80 % НВ) для растений уровня после полива к недостаточному (менее 70 % НВ) перед проведением следующего Sv ? 15 %. На малогумусных светло-каштановых почвах тяжелосуглинистого гранулометрического состава при обработке почвы по предлагаемому способу такие параметры контура увлажнения обеспечиваются проведением поливов поливной нормой 190 м³/га.

Размещено на Allbest.ru