Капельное орошение молодого яблоневого сада на слаборослых подвоях

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

КАПЕЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ МОЛОДОГО ЯБЛОНЕВОГО САДА НА СЛАБОРОСЛЫХ ПОДВОЯХ

Сергиенко Александр Витальевич

Саратов-2008

Работа выполнена в Волгоградском комплексном отделе ГНУ

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Решетов Геннадий Георгиевич

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Фомин Геннадий Иванович

Ведущая организация - Российский НИИ проблем мелиорации, г. Новочеркасск

Защита состоится "23" января 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" по адресу:

410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "___" _____________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Потребление свежих и разнообразных плодов и ягод на протяжении всего года признано необходимым для обеспечения здоровья населения. Научно обоснованная годовая норма потребления плодов и ягод для человека составляет минимум 80 - 85 кг, из которых на долю яблок приходится 35, то есть не менее 30 кг в год. В России уровень обеспечения населения всей плодово-ягодной продукцией находится в пределах 15-18 кг на человека в год. Поэтому задача расширенного воспроизводства плодово-ягодных насаждений в стране по праву является приоритетной в решении проблемы полноценного питания и здоровья нации.

Большая роль в решении задачи расширенного воспроизводства плодово-ягодных, в том числе яблоневых насаждений отводится технологии их культивирования в хорошо обеспеченных теплом и солнечной радиацией, но засушливых зонах юга России, при орошении. Однако, вследствие неуклонного роста дефицита водных, энергетических и прочих видов ресурсов для полива наиболее перспективно использовать технологии, обеспечивающие возможность подачи поливной воды с растворенными в ней питательными элементами непосредственно в зону питания каждого дерева. В связи с этим в Нижнем Поволжье сегодня назрела острая необходимость в завершении разработок по технологии капельного орошения яблони на слаборослых подвоях. При этом важнейшим, неизученным сектором в технологии капельного орошения яблони в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья являются вопросы, касающиеся особенностей орошения интенсивных садов в молодом возрасте, когда вегетативный рост и развитие деревьев преобладает над их плодовой продуктивностью. Необходимость решения этих вопросов определяет актуальность наших исследований.

Актуальность работы также подтверждается выполнением исследований в соответствии с НТП РАСХН "Земледелие, мелиорация и иное хозяйство" (2001 - 2005 гг., 2006-2010 гг.)

Цель исследований - научное обоснование и определение эффективных параметров технологии капельного орошения молодого слаборослого яблоневого сада, учитывающих генетические особенности вегетативного развития деревьев при устойчивом росте плодовой продуктивности.

В соответствии с поставленной целью исследованиями решались следующие основные задачи:

- провести анализ сложившейся практики возделывания яблони при орошении и определить перспективные направления совершенствования технологии капельного полива слаборослого сада в период вступления деревьев в плодоношение;

- изучить закономерности распределения влаги в почве при капельном орошении слаборослого яблоневого сада в период активного вегетативного роста деревьев и начала плодоношения;

- определить зону контроля влажности почвы при капельном орошении слаборослого яблоневого сада и закономерности изменения влагосодержания этой зоны в онтогенетическом развитии деревьев;

- изучить влияние метеоусловий, периода развития деревьев и параметров капельного полива на динамику водопотребления слаборослого яблоневого сада в период вступления деревьев в плодоношение;

- провести оценку эффективности фотосинтетической деятельности и компонентов вегетативной продуктивности яблони в зависимости от принятых параметров капельного орошения сада;

- на основании анализа урожайности плодов, затрат водных ресурсов на формирование урожая и показателей экономической эффективности потенциальных проектов определить выгодные сочетания параметров технологии капельного орошения слаборослого яблоневого сада в период вступления в плодоношение.

Научная новизна. При возделывании слаборослых сортов яблони в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья впервые: установлены закономерности распределения влаги в почве в зависимости от уровня содержания влаги в медиальной части контура увлажнения (зона контроля); определены значимость и закономерности влияния метеоусловий, периода развития деревьев, параметров капельного полива на динамику водопотребления яблони; установлена взаимосвязь между динамикой водопотребления яблони и параметрами вторичного контура увлажнения, на основании которой предложено при расчете поливной нормы использовать дополнительный увеличивающий коэффициент, учитывающий отбор влаги корнями деревьев в период полива и перераспределения влаги из первичного контура увлажнения во вторичный. Определены численные значения этого коэффициента для слаборослых яблоневых садов, вступающих в плодоношение. влага капельный орошение фотосинтетический

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы в зоне увлажнения при капельном орошении слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение;

- комплексная оценка урожаеобразующих факторов молодого яблоневого сада при капельном орошении;

- параметры технологии капельного орошения молодого яблоневого сада в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья.

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, полученного с применением апробированных современных методик, применением стандартных методов математического анализа и данными производственной проверки.

Практическая значимость работы. Разработана технология капельного орошения молодого слаборослого яблоневого сада, в которой при определении элементов техники полива учитываются возрастные изменения быстро растущих деревьев и климатические особенности сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья. Применение усовершенствованной технологии капельного орошения обеспечивает урожайность яблок в первые три года плодоношения до 11,98 т/га в сочетании с оптимальным развитием вегетативной структуры деревьев.

Реализация результатов исследований осуществлялась в крестьянско-фермерском хозяйстве "Лиана" Дубовского района Волгоградской области. Рекомендованные к внедрению параметры капельного орошения позволяют за 1-3 год плодоношения получить чистый доход в размере 72,6 тыс. руб./га., при индексе доходности затрат 1,37 и сроках окупаемости инвестиций на приобретение и монтаж многолетней системы капельного орошения (со сроком эксплуатации 8 лет) не более 3 лет.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на научно- практических конференциях: "Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий" (Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, п. Солодча, 2006), "Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации", третьей Всероссийской конференции молодых ученых (Коломна, 2006), "Новые технологии и экологическая безопасность мелиорации", пятой Всероссийской конференции молодых ученых (Коломна, 2008), международных научно-практических конференциях "Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования" (Костяковские чтения, ГНУ ВНИИГиМ, Москва, 2007), "Мелиорация сельскохозяйственных земель в 21 веке: проблемы и перспективы" (Минск, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 226 страницах, в том числе основного текста 142 страницы. Работа содержит 32 таблицы, 39 рисунков. Список использованной литературы включает 190 источников, в том числе 13 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Возделывание яблони в промышленных насаждениях" рассмотрены актуальные вопросы по технологии возделывания яблони в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения, в том числе, при орошении. Показан вклад в данное направление ведущих ученых В.Б. Бесланеева, Л.В. Григорьевой, И.А. Драгавцевой, Д.Г. Дядченко, А.И. Завражнова, В.И. Кашина, П.Н. Кухты, Е.Ф. Кушниренко, В.В. Малыченко, А.М. Олейника, В.А.Потапова, М.И. Ромащенко, С.М. Самотоенко, Д.П. Семаша, И.А. Трунова, С.В. Ярошенко, О.Е. Ясониди. Проведенный по тематике анализ научных достижений позволяет сделать вывод о необходимости ориентации использования технологии и технических средств капельного орошения, прежде всего, на вновь закладываемых яблоневых насаждениях. В научном плане для этого важно расширить базу экспериментального материла по технологии капельного орошения слаборослых яблоневых садов, только вступающих в плодоношение, определить зону с регулируемым водным режимом почвы, диапазон влагосодержания, параметры технологии, обеспечивающие заданный режим влагосодержания почвогрунта. Необходимость комплексного подхода к решению поставленных задач определило направление и программу наших исследований.

Во второй главе "Методы и условия проведения экспериментальных исследований" изложена программа и методики проведения исследований, показаны условия, в которых проводился эксперимент.

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2004-2006 годах. Опытный участок расположен на территории фермерского хозяйства "Лиана" Дубовского района Волгоградской области. Почвы опытного участка светло-каштановые, среднесуглинистые, типичные для региона исследований. Содержание легкогидролизуемого азота, 25,4-31,7 мг/кг, низкое, по содержанию подвижного фосфора, 28,7-29,7 мг/кг, и обменного калия, 272,4-292,4 мг/кг почвы характеризуются как среднеобеспеченные.

Экспериментальные исследования представлены двумя полевыми опытами, из которых первый предусматривал анализ эффективности различных уровней влажности почвы, 60, 70 и 80 % НВ, перед поливом молодого яблоневого сада, а второй - направлен на изучение закономерностей роста, развития, вегетативной и хозяйственной продуктивности яблони в зависимости от размеров зоны увлажнения и распределения влаги в ней. Второй опыт - двух факторный. Фактор А предусматривал изменение горизонта увлажнения почвы с 0,5 до 1,1 м с шагом 0,3 м, а по фактору В увеличивали расчетную норму полива молодого яблоневого сада на 15 и 30 % соответственно. Контроль - полив расчетной нормой.

В опытах применялась зональная агротехника, рекомендованная для интенсивных слаборослых садов с вариантами изучаемых приемов. Расчет поливной нормы проводили по формуле: m_пол. = 100?h?Ь?S?(W_HB - W_HГ), м³/га, где h - глубина расчетного слоя почвы, м; Ь - плотность сложения почвы, т/м³; S - доля площади, подлежащая увлажнению, в долях единицы; W_HB - наименьшая влагоемкость почвы, % от сухой массы; W_HГ = л? W_НВ, л - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий нижней границе увлажнения, в долях единицы. Несмотря на то, что в условиях капельного орошения вследствие локального распространения влаги в почве данная формула теряет свой физический смысл (поскольку она основывается на предположении равномерного насыщения влагой всех слоев расчетного горизонта), расчеты могут применяться на практике. При капельном орошении практически целесообразно при поливе ориентироваться на насыщение определенного участка контура влагой до заданного уровня, который и будет являться зоной контроля влажности и в который устанавливаются датчики влажности почвы. А параметры контура увлажнения увязывать уже с влагосодержанием почвы в зоне контроля. В этом смысле приведенная выше формула позволяет решать задачу, а расчетная поливная норма позволяет насыщать влагой почву в зоне контроля с предполивного уровня (W_HГ) до наименьшей влагоемкости. Контроль за влажностью почвы проводили по центру полосы увлажнения, что соответствовало расположению поливных трубопроводов. В опытах в формулу введен коэффициент в, равный 1,0, 1,15 и 1,30, учитывающий отбор влаги корнями деревьев в течение периода полива и перераспределения влаги из первичного контура увлажнения во вторичный. Для изучения влажности почвы в контуре увлажнения отбор почвенных образцов проводили по диагонали к полосе увлажнения таким образом, чтобы расстояние между проекциями двух ближайших зон отбора проб на ось Х (рис. 1) составляло 0,1 м. По глубине пробы также отбирались через 0,1 м.

Организацию полевых исследований проводили в соответствии с методикой планирования эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов (С.В. Мельников, 1980), методикой полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1983) и др. Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом (ГОСТ 20915-75); содержание гумуса - по Тюрину, содержание подвижных форм минеральных элементов в почве - по стандартным методикам (ГОСТ 26205-91, ГОСТ 26951-86). Определение показателе вегетативной продуктивности яблони, в том числе, диаметра штамба, прироста однолетних побегов, площади листьев на дереве проводили по методикам, изложенным в трудах В.А. Потапова (1972).

В третьей главе "Водный режим почвы при капельном орошении молодого яблоневого сада" показаны закономерности распределения влаги в почве при капельном орошении слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение.

Полученные в ходе полевого эксперимента данные подтверждают вывод о неравномерности распределения влаги по контуру увлажнения. Установлено, что распределение почвенной влаги в контуре увлажнения при одинаковых почвенных условиях и равной интенсивности подачи воды тесно коррелирует с глубиной промачивания почвы и распределением влаги в вертикальной составляющей в зоне расположения поливных трубопроводов. Коэффициент корреляции между влагосодержанием почвы в этой зоне и любом участке контура увлажнения достигает 0,86-0,93, что позволяет использовать ее в качестве зоны контроля. Основной характеристикой зоны контроля является диапазон допустимого влагосодержания, нижним порогом которого является заданный уровень предполивной влажности почвы, а верхним - состояние наименьшей влагоемкости.

Анализ результатов эксперимента (рис. 2) позволяет утверждать, что подача поливной воды, объем которой рассчитан по общепринятой формуле (1) обеспечивает насыщение зоны контроля в расчетном горизонте до наименьшей влагоемкости на участках без насаждений и начале (май-июнь) вегетационного периода яблони.

Измерения влажности почвы в период интенсивного водопотребления яблони (в опыте -1-я декада августа), показали, что зона увлажнения почвы в саду в этот период сужалась, а горизонт почвы не увлажнялся на заданную глубину. Например, при проведении полива в расчете на увлажнение 0,8-метрового слоя почвы, средняя влажность почвы в зоне контроля на второй и третий год плодоношения яблони изменялась в пределах 90-95 % НВ. Следовательно, поливная норма, рассчитанная по указанной формуле не обеспечивает выполнения технического задания в период наиболее интенсивного водопотребления (преимущественно июль-август), начиная уже со второго года плодоношения.

Результаты исследований доказывают, что на второй год плодоношения полную компенсацию отбора влаги корнями деревьев в течение периода перераспределения влаги из первичного контура во вторичный обеспечивает увеличение расчетной нормы полива на 15 %, а на третий год плодоношения в связи с увеличением интенсивности влагоотбора - на 30 %.

Исследование динамики влажности почвы подтвердило возможность регулирования водного режима почвы в заданном диапазоне с отклонением не более 1-2 % при поливе яблоневого сада в первый год плодоношения расчетной поливной нормой, во второй год плодоношения - увеличенной на 15 %, а в третий год - увеличенной на 30 % поливной нормой (рис. 3).

В четвертой главе "Водопотребление молодых яблоневых насаждений" исследованы закономерности водопотребления молодого яблоневого сада.

Исследования показали, что в 2005 году, несмотря на снижение термической напряженности в приземном слое атмосферы, повышении относительной влажности воздуха, и в целом, снижении испаряемости, водопотребление яблоневых посадок возросло на 7,9-29,8 % по отношению к 2004 году (табл. 1). Другими словами выявлена нестабильность взаимосвязи "водопотребление - энергетические ресурсы атмосферы", которая обуславливается состоянием посадок, изменением биометрии деревьев, площади листового покрытия, развитием корневой и водопроводящей системы яблонь. В 2006 году (третий год плодоношения) водопотребление яблони в сравнения с 2005 годом (второй год плодоношения) увеличилось на 1040-2390 м³/га или 16,9-34,4 %.

Этот вывод подтверждают результаты расчетов биоклиматических коэффициентов, значения которых уже учитывают влияние метеоусловий. При изменении предполивного уровня влажности почвы в пределах 60ч80 % значения температурных коэффициентов испарения варьировали в первый год плодоношения с 0,187 до 0,214 мм/⁰С, во второй год плодоношения - с 0,220 до 0,264 мм/⁰С, в третий - с 0,255 до 0,316 мм/⁰С.

Таблица 1. - Водопотребление яблоневого сада при капельном орошении

Анализ динамики биоклиматических коэффициентов молодых яблоневых посадок показал, что изменение их значений в течение периода активной вегетации для всех вариантов опыта описывается зависимостью одной формы. Это неполный полином второй степени (табл. 2, рис. 4):

k_b = a₀ + a₁·x_i + a₂·x_i²

где х_i - коэффициент продолжительности периода, равен n/1000, причем n - число дней от начала активной вегетации яблоневых насаждений; k_b - температурный коэффициент испарения влаги молодыми яблоневыми посадками. Коэффициент детерминации 0,87-0,94.

Таблица 2 - Параметры зависимости температурных коэффициентов испарения влаги яблоневыми посадками (расчетный горизонт увлажнения почвы 0,8 м)

Результаты исследования полученных зависимостей показывают, что температурные коэффициенты испарения влаги для молодого яблоневого сада возрастают в течение периода активной вегетации и с повышением возраста деревьев. В июле-августе значения биоклиматических коэффициентов максимальны, и в зависимости от параметров зоны увлажнения изменялись в пределах 0,263-0,283 мм/⁰С в первый год плодоношения, 0,260-0,359 мм/⁰С - на второй год плодоношения, 0,299-0,418мм/ ⁰С - на третий год плодоношения (рис. 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

В пятой главе "Оценка основных компонентов продуктивности яблонь в молодом саду" приведены результаты исследований по вегетативным компонентам продуктивности яблони в период вступления в плодоношение.

Исследования показали, что повышение порога предполивной влажности почвы в контролируемой зоне обеспечивает существенный рост всех показателей вегетативной продуктивности яблоневых деревьев (табл. 3).

Таблица 3. - Вегетативная продуктивность яблони при капельном орошении

Наибольший диаметр штамба, 60 мм, и максимальная площадь листьев, 27,1 тыс. м²/га, к третьему году плодоношения яблоневых посадок формировалась при поддержании предполивного уровня, 80 % НВ. Динамика однолетних приростов вегетативных побегов максимальна при поддержании предполивного уровня 80 % НВ в первый и второй год плодоношения при смещении максимума в третий год - к поддержанию предполивного уровня 70 % НВ.

В зависимости от параметров зоны увлажнения изменение показателей вегетативной продуктивности яблони имеет свои особенности по годам исследований.

Во второй год плодоношения наибольшим ростом штамба (13 мм), площадью листьев (18,2 тыс. м²/га), динамикой прироста однолетних вегетативных побегов, 8,854 м, характеризовались варианты, где мощность расчетного горизонта почвы составляла 0,8 м, а поливную норму увеличивали на 15-30 %.

На третий год плодоношения для получения наибольшего прироста штамба (13 мм), максимального однолетнего прироста вегетативных побегов (11,97 м) и наибольшей прибавки площади листьев (6,9 тыс. м²/га) поливную норму при мощности увлажняемого горизонта почвы 0,8 м требовалось увеличить на 30 % от расчетной.

В шестой главе "Эффективность регулирования водного режима почвы в молодом яблоневом саду при капельном орошении" представлены результаты исследований по оценке целесообразности поддержания уровней предполивного влагосодержания, мощности расчетного горизонта почвы и доли увеличения поливной нормы с использованием критерия хозяйственной продуктивности посадок, эффективности использования водных ресурсов, а также по уровню привлекательности потенциальных инвестиционных проектов.

Исследования показали, что в первые три года плодоношения продуктивность яблонь усиливается, но динамика этого процесса существенно зависит от создаваемых условий (табл. 4)

В зависимости от сочетания факторов изменение урожайности яблонь уверенно описывается следующими уравнениями регрессии:

,

где x - уровень предполивной влажности почвы, % НВ; х1 - мощность увлажняемого горизонта почвы, м; х2 - коэффициент увеличения расчетной поливной нормы; Y - урожайность яблони, т/га. Коэффициенты детерминации полученных зависимостей, 0,69-0,89. Параметры уравнения представлены в таблицах 5-6.

Таблица 4. - Хозяйственная продуктивность и эффективность использования водных ресурсов при капельном орошении молодого яблоневого сада

Таблица 5. - Параметры зависимости урожайности яблони от уровня предполивной влажности почвы

Таблица 6. - Параметры зависимости урожайности яблони от мощности горизонта промачивания почвы и коэффициента увеличения расчетной поливной нормы

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о целесообразности поддержания порога предполивной влажности почвы 70 % НВ в слое 0,8 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Суммарная урожайность яблоневых посадок за три года исследований (1-3-й годы плодоношения) при поддержании такого уровня предполивной влажности почвы составила 10,68 т/га, что на 3,93 т/га больше, чем при поддержании 60 % НВ и на 0,82 т/га меньше, чем при поддержании 80 % НВ. Таким образом, эффективность повышения порога предполивной влажности почвы с 70 до 80 % НВ в 5 раз меньше, чем с 60 до 70 % НВ.

При поддержании предполивной влажности почвы 70 % НВ в слое 0,8 м наибольшая суммарная продуктивность яблони, 11,98 т/га, отмечена на участках, где расчетную поливную норму увеличивали на 30 %. Однако, это преимущество было получено за счет увеличения урожайности яблони на участках этого варианта в 2006 году (на третий год плодоношения посадок). В 2004 и 2005 годах (соответственно 1-й и 2-й год плодоношения яблони) максимум урожайности достигался при увеличении расчетной нормы полива на 15 %. Таким образом, целесообразно комбинирование параметров капельного орошения яблоневого сада в зависимости от возраста деревьев. При равной урожайности яблони преимущество должно отдаваться технологии, обеспечивающей наименьшее ресурсопотребление.

Экономность расходования водных ресурсов на формирование урожая яблони, характеризуемая коэффициентом водопотребления, определяется по следующим установленным зависимостям (табл. 7, 8):

,,

где x - уровень предполивной влажности почвы, % НВ, х1 - мощность увлажняемого горизонта почвы, м; х2 - коэффициент увеличения расчетной поливной нормы; K_Е - коэффициент водопотребления яблони, т/га.

Таблица 7. - Параметры зависимости коэффициента водопотребления яблони от уровня предполивной влажности почвы

Таблица 8. - Параметры зависимости коэффициента водопотребления яблони от мощности горизонта промачивания почвы и коэффициента увеличения расчетной поливной нормы

Зависимость адекватно работает в условиях, ограниченных схемой постановки полевых экспериментов, то есть при изменении расчетного горизонта промачивания почвы от 0,5 до 1,1 м и увеличивающего коэффициента в формуле расчета поливной нормы от 1,0 до 1,3.

Установлено, что в первый год плодоношения зависимость в наименьшей степени реагирует на изменение расчетного горизонта увлажнения почвы и коэффициента увеличения расчетной поливной нормы. На второй год плодоношения область наиболее экономного расходования водных ресурсов располагается в координатах, определяемых поддержанием заданного (70 % НВ) порога предполивной влажности почвы в слое 0,8 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. На третий год плодоношения минимум затрат воды на формирование урожая яблок смещается к области, где расчетную поливную норму увеличивали на 30 % при регулировании водного режима почвы в слое 0,8 м

С точки зрения привлекательности инвестиционных проектов предпочтительно поддерживать предполивной уровень 70 % НВ в расчетном слое 1,1 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Индекс доходности вложенных затрат, 1,43, при этом максимален. На участках, где предполивной уровень влажности почвы, 70 % НВ, поддерживали в слое 0,8 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 % индекс доходности вложенных затрат также остается на приемлемом уровне, 1,41.

ВЫВОДЫ

1. Применение капельного орошения при возделывании яблони на слаборослых подвоях обеспечивает создание благоприятных условия для вегетативного развития деревьев при одновременном получении до 10,7-11,4 т/га яблок за первые три года плодоношения.

2. Изменение мощности горизонта увлажнения (в пределах 0,5-1,1 м), уровня предполивного влагосодержания зоны регулируемой влажности почвы, в пределах 60-80 % НВ, и поливной нормы, в пределах 1,0-1,3 от расчетной сопровождается увеличением суммарной за первые три года урожайности яблок до 65,1-68,9 %.

3. Распределение почвенной влаги в контуре увлажнения при одинаковых почвенных условиях и равной интенсивности подачи воды тесно коррелирует с глубиной промачивания почвы и распределением влаги в вертикальной составляющей в зоне расположения поливных трубопроводов. Коэффициент корреляции между влагосодержанием почвы в этой зоне и любом участке контура увлажнения достигает 0,86-0,93, что позволяет использовать ее в качестве зоны контроля.

4. При поливе молодого яблоневого сада (1-3 год плодоношения) расчетной поливной нормой влагосодержание горизонта почвы заданной мощности в зоне расположения поливного трубопровода (зона контроля) снижается с повышением интенсивности водопотребления в пределах от наименьшей влагоемкости (НВ) до 0,9ч0,94 НВ.

5. Полив яблоневого сада расчетной нормой не позволяет обеспечить насыщение почвы влагой в зоне контроля до наименьшей влагоемкости при увеличении среднесуточного водопотребления до 62-119 м³/га. Водопотребление такой интенсивности при возделывании слаборослых сорто-подвойных комбинаций яблони в зоне сухих степей Нижнего Поволжья характерно для периода июль-август, начиная со второго года плодоношения.

6. Суммарное водопотребление слаборослых сорто-подвойных комбинаций яблони за период май-сентябрь при капельном орошении возрастает с 5220-5970 м³/га в первый год до 6170-7750 м³/га во второй год плодоношения и до 7210-9760 м³/га в третий год плодоношения.

7. При увеличении расчетной поливной нормы на 15 % в период интенсивного водопотребления яблони насыщение почвы влагой в зоне контроля до наименьшей влагоемкости обеспечивается на второй год плодоношения (среднесуточное водопотребление 62-74 м³/га), на 30 % в третий год плодоношения (74-119 м³/га в сут.).

8. Температурные коэффициенты испарения влаги для молодого яблоневого сада возрастают в течение периода активной вегетации и с повышением возраста деревьев от 0,065 до 0,433 мм/⁰С. В июле-августе с повышением возраста деревьев биоклиматические коэффициенты для яблоневых посадок увеличивается максимально, на 0,03-0,16 мм/⁰С.

9. Увеличение расчетной поливной нормы на 15-30 % позволяет повысить вегетативную продуктивность яблони. Увеличение расчетной поливной нормы на 15 % обеспечивает максимальный прирост диаметра штамба, 4-5 мм, наибольшую прибавку однолетних приростов вегетативных побегов, на 2,35-2,62 м, максимальное повышение площади листьев, 2,3-2,5 тыс. м²/га, на второй год плодоношения яблони. Увеличение расчетной поливной нормы на 30 % обеспечивает максимальный прирост диаметра штамба, 4-8 мм, наибольшую прибавку однолетних приростов вегетативных побегов, на 2,01-3,64 м, максимальное повышение площади листьев, 0,7-2,4 тыс. м²/га, на третий год плодоношения яблони.

10. Деревья с наиболее развитой вегетативной структурой (диаметр штамба 58 мм, площадь листьев 25,2 тыс. м²/га, прирост однолетних побегов 10,69-11,97 м) формируются при регулировании водного режима почвы в расчетном слое 0,8 м. Это на 6,8-45,3 % больше, чем при регулировании водного режима почвы в слое 0,5 или 1,1 м.

11. Повышение порога предполивной влажности почвы с 60 до 80 % НВ при увлажнении горизонта расчетной мощности 0,8 м позволяет к третьему году плодоношения увеличить диаметр штамба на 17 мм или 39,5 %, прирост однолетних вегетативных побегов на 7,37 м или 26,8 %, площадь листьев - на 9,8 тыс. м²/га или 54,0 %.

12. Наибольшая суммарная урожайность яблок за первые три года плодоношения, 11,98 т/га, и наиболее экономное расходование водных ресурсов, 1869 м³/т, обеспечивается при поддержании предполивного уровня 70 % НВ в расчетном горизонте почвы 0,8 м и увеличении расчетной поливной нормы на 30 %. С точки зрения привлекательности инвестиционных проектов предпочтительно поддерживать предполивной уровень 70 % НВ в расчетном слое 1,1 м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Индекс доходности вложенных затрат, 1,43, при этом максимален.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для биологически обоснованного и хозяйственно выгодного сочетания вегетативной продуктивности и урожайности слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение, при экономном расходовании водных ресурсов в зоне сухих степей Нижнего Поволжья следует:

- при поливе капельным способом ориентироваться на увлажнение горизонта почвы мощностью 0,8 м;

- поливы проводить при снижении влажности почвы в контролируемой зоне до 70 % НВ;

- влажность почвы контролировать в зоне расположения поливного трубопровода на глубину расчетного горизонта почвы (0,8 м);

- полив яблоневого сада с использованием системы капельного орошения прекращать при насыщении почвы влагой в зоне контроля до состояния наименьшей влагоемкости с дополнительным запасом воды, учитывающим ее расход в период перераспределения из первичного контура во вторичный. Для обеспечения этого условия в начальные периоды развития яблони, включая первый год плодоношения, поливы проводить рассчитанной по общепринятой формуле (, СНиП 2.06.03-85 "Мелиоративные системы и сооружения") нормой; на второй год плодоношения в период наиболее интенсивного водопотребления (июль-август) расчетную поливную норму увеличивать на 15%, начиная с третьего года плодоношения - на 30 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Бородычев, В.В. Ресурсосберегающее орошение молодого сада / В.В. Бородычев, А.В. Сергиенко // Плодородие. - 2007. - № 4. - С. 47-48.

2. Сергиенко, А.В. Перспективы водосбережения при орошении яблоневых садов / А.В. Сергиенко // Новые технологии и экологическая безопасность мелиорации: сб. науч. докладов V Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов. - Коломна: ФГНУ ВНИИ Радуга, 2008 - С. 161-165.

3. Сергиенко, А.В. Обоснование параметров зон увлажнения при орошении молодого яблоневого сада / А.В. Сергиенко // Вопросы мелиорации. - М.: ФГНУ ЦНТИ "Мелиоводинформ", 2008. - С 53-55

4. Сергиенко, А.В. Водопотребление и продуктивность молодого яблоневого сада / А.В. Сергиенко // Инновации, землеустройство и ресурсосберегающие технологии в земледелии: сб. науч. тр. ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии. - Курск, 2007. - 2008. - С. 110-112.

5. Бородычев, В.В. Водный режим почвы и продуктивность яблоневого сада / В.В. Бородычев, А.В. Сергиенко, М.Н. Лытов // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2008. - № 4 - С. 30-31.

6. Шуравилин, А.В. Капельное орошение молодого яблоневого сада / А.В. Шуравилин, В.В. Бородычев, А.В. Сергиенко // Агро XXI век. - В печати.

Размещено на Allbest.ru