ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ БЕЛОКОЧАННОЙ КАПУСТЫ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

Категория: Агрономия, лесное и водное хозяйство.

Реферат. Работа посвящена вопросам управления водным режимом почвы и уровнем минерального питания, направленным на повышение продуктивности белокочанной капусты в условиях Нижнего Поволжья. Цель исследований – разработка инновационной технологии возделывания белокочанной капусты посредством систем капельного орошения, обеспечивающей при рациональном использовании минеральных удобрений и водных ресурсов формирование урожайности кочанов на уровне 120 т/га. Для орошения применялось капельное оборудование «Нетафим» с расстояниями между капельницами 0,3 м. Расход одной капельницы – 1,6 л/ч. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 70% НВ в слое 0,4 м обеспечивалось поливной нормой 195 м3/га. При снижении влажности почвы до 80 и 90% НВ вегетационные поливы проводили поливной нормой 130 и 65 м3/га соответственно. Продолжительность поливов в зависимости от поддерживаемого порога предполивной влажности изменялась от 1,6 до 5,2 ч. Суммарное водопотребление капусты белокочанной, где предполивной порог влагосодержания увлажняемой зоны почвогрунта поддерживался на уровне 80–70%, в среднем составило 4487–4533 м3/га. Повышение порога предполивной влажности почвы до 80–80% НВ увеличило суммарное водопотребление от 4587 до 4790 м3/га.; до 80–90% НВ соответственно составило от 4673 до 4883 м3/га. Среднесуточное водопотребление капусты изменяется в течение всего вегетационного периода в диапазоне от 21,3 до 49,3 м3/га. Наибольшая урожайность капусты белокочанной 123,4 т/га формируется на фоне внесения минеральных удобрений в дозах N285 P130K260. Чистый доход за один цикл производства белокочанной капусты возрастает до 187516–198615 руб., а система окупается за один год. Индекс доходности вложенных в производство затрат составляет 1,82…1,96.

Ключевые слова: белокочанная капуста, минеральное питание, суммарное водопотребление, коэффициент водопотребления, водный режим, поливы, урожай, эффективность.

Белокочанная капуста в Вол­гоградской области традиционно остается основной овощной культурой, хотя площади под нее продол­жают сокращаться. В настоящее время они не превышают 765 га, а средняя урожайность составляет 38,3 т/га [1–3].

Анализ ранее проведенных ис­следований (С. С. Литвинов [4], В. В. Бо­родычев, С. В. Умецкий [5, 6], И. П. Кружилин, А. И. Болдырь [5, 7], С. М. Григоров, М. А. Ли­хоманова [8], С. С. Ванея­н, А. Ф. Вишнякова [9], А. А. Назаренко [10] и др.) показывает, что орошение является решающим фактором в системе агротехнических мероприятий возделывания капусты белокочанной. Наиболее перспективным способом полива представляется капельное орошение [5, 11]. Однако вопросы управления водным режимом почвы посредством проведения капельного полива и фертигации для повышения продуктивности посевов в настоящее время изучены недостаточно, необходимо совершенствование агротехнических приемов возделывания, включая предпосевную подготовку почвы. Исследования весьма актуальны и своевременны.

Цель исследований – разработка инновационной технологии возделывания белокочанной капусты посредством системы капельного орошения, обеспечивающей при рациональном использовании минеральных удобрений и водных ресурсов формирование урожайности кочанов на уровне 120 т/га.

Материалы и методы

Полевые исследования проводились в 2013–2015 гг. в фермерском хозяйстве «С. П. Павлова» Суровикинского района Волгоград­ской области. Почвы опытного участка светло-каштановые, типичные для региона исследований, по гранулометрическому составу среднесуглинистые. Обеспеченность почвы опытного участка легкогидролизуемым азотом низкая (36,73 мг/кг сухой почвы), а подвижным фосфором и  обменным калием – средняя (29,96 и 254,7 мг/кг сухой почвы соответственно) [12, 14].

Сумма фракций менее 0,01 мм достигает 38,5–44,3% от массы абсолютно сухой почвы. Значительная часть фракций представлена размером 0,05–0,25 мм (37,4–41,2%) и 0,01–0,05 мм (9,9–20,5 %). Плотность сложения в пахотном слое – 1,22 т/м3,
плотность твердой фазы – 2,41 т/м3,
наименьшая влагоемкость почвы в пахотном слое – 27,1% от массы сухой почвы, скважность – 49,6%, влажность устойчивого завядания – 11,6%. Реакция почвенной среды близка к нейтральной – 6,7.

Полевой опыт заложен по плану полного факториального эксперимента, который включает варианты по способу основной и предпосевной подготовки почвы (фактор А), водному режиму почвы (фактор В), уровню минерального питания, ориентированному на получение планируемой урожайности белокочанной капусты (фактор С).

Схема опыта по способу основной и предпосевной подготовки почвы к высадке рассады (фактор А) включала три уровня подготовки ­почвы:

Фактор А – система основной и предпосевной подготовки почвы. Вариант А1 (контроль) – используемая система основной и предпосевной подготовки почвы, включающая дискование, отвальную вспашку, боронование и предпосевную культивацию с последующей высадкой рассады; А2 – вариант предлагаемой системы основной и предпосевной подготовки почвы, включающей дискование, отвальную вспашку, боронование и предпосевное фрезерование с последующей высадкой рассады; А3 – вариант предлагаемой системы основной и предпосевной подготовки почвы, включающей двойное дискование зяби, боронование, объемное полосное рыхление и предпосевное фрезерование с последующей высадкой рассады.

По фактору В рассматривались три уровня поддержания предполивной влажности почвы с использованием системы капельного орошения: вариант В1 – поддержание дифференцированного порога предполивной влажности почвы на уровне 80–70% НВ (80% НВ – в период от высадки рассады до фазы образования кочана, 70% НВ – далее до наступления фазы технической спелости); вариант В2 – поддержание постоянного порога предполивной влажности почвы на уровне 80% НВ; вариант В3 – поддержание дифференцированного порога предполивной влажности почвы на уровне 80–90% НВ (80% НВ – в период от высадки рассады до фазы образования кочана, 90% НВ – далее до наступления фазы технической ­спелости).

На каждом из вариантов по изучению водного режима почвы были заложены исследования по дозам внесения минеральных удобрений (фактор С): вариант С1 – внесение расчетной дозы минеральных удобрений N155P70K40 на планируемую урожайность 80 т/га; вариант С2 – внесение расчетной дозы минеральных удобрений N220P100K150 на планируемую урожайность 100 т/га; вариант С3 – внесение расчетной дозы минеральных удобрений N285 P130K260 на планируемую урожайность 120 т/га

Общая площадь опытного участка – 2 га, учетная площадь единичных делянок – 150 м2. Исследования проводились на посевах белокочанной капусты гибрида Валентина F1.

Опыты закладывали методом расщепленных делянок. Форма и направление делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями общепринятых методик [12–14]. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием ЭВМ и современных программных продуктов. Оценка эффективности технологии капельного орошения в сочетании с фертигацией посевов белокочанной капусты выполнен по общепринятой методике [15].

Результаты и обсуждение

Агротехника возделывания капусты в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов.

Исследования проводились в разные по погодным условиям годы. Вегетационный период 2013 г. характеризуется как влажный (288,3 мм), 2014 г. – как сухой (60,5 мм ), 2015 г. – среднезасушливый (74,6 мм).

В зависимости от складывающихся погодных условий формирование водного режима почвы определялось не только выпадающими осадками, но и проведением капельного орошения для поддержания заданных предполивных порогов влажности почвы.

В 2013 г. высадка рассады была проведена 30 мая. Для поддержания предполивной влажности почвы на уровне 80–70% НВ – в период «высадка рассады – формирование розетки» был проведен один полив поливной нормой 130 м3/га, в фазу «формирование розетки – образование кочана» – четыре полива с той же поливной нормой (табл. 1).

В фазу «образования кочана – начало созревания» потребовалось провести четыре полива поливной нормой 195 м3/га. В последнюю фазу «созревание – техническая спелость» поливы не проводились.

Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80–80% НВ в 2013 г. поливы поливной нормой 130 м3/га распределились следующим образом: в фазу «высадка рассады – формирование розетки» был проведен один полив; в период «формирование розетки – образование кочана» – четыре полива; в фазу «образование кочана – начало созревания» – шесть поливов.

В варианте поддержания порога предполивной влажности почвы 80–90% НВ от фазы «высадка рассады – формирование розетки» до фазы «образования кочана – начало созревания» проведен один полив поливной нормой 130 м3/га, в фазу «формирование розетки – образование кочана» – четыре. В период «образование кочана – начало созревания» поддержание влажности почвы на уровне 90% НВ обеспечивалось 14 поливами поливной нормой 65 м3/га, а в фазу «созревание – техническая спелость» был проведен один полив. Подача поливной воды нормой 65 м3/га на опытный участок осуществлялась системой в течение 1,6 ч. Для подачи поливной воды нормой 130 м3/га требуется 3,4 ч. Объем водоподачи нормой 195 м3/га достигается за 5,2 ч.

Следует отметить, что для поддержания предполивной влажности почвы по вариантам опыта в 2014 и 2015 гг. было проведено меньшее число поливов в сравнении с вегетационным периодом 2013 г. Так, если в 2013 г. поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 80–70% НВ в течение всего периода вегетации обеспечивалось проведением девяти поливов оросительной нормой 1430 м3/га, то в 2014 г. для поддержания такого же водного режима почвы было проведено 23 полива с оросительной нормой 3640 м3/га, а в 2015 г.  – 24 полива с оросительной нормой 3900 м3/га.

В варианте поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80–80% НВ за вегетацию было проведено в 2013 г. – 11, 2014 г. – 30, 2015 г. – 32 полива.

Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80–90% НВ поливная норма в фазу «образование кочана – техническая спелость» составила 65 м3/га. Число поливов составило: в 2013 г. 20 с оросительной нормой 1625 м3/га, в 2014-м – 49 с оросительной нормой 4030 м3/га
и в 2015 г. – 53 с нормой 4225 м3/га.

Для орошения использовали капельное оборудование «Нетафим» с расстояниями между капельницами 0,3 м. Расход одной капельницы – 1,6 л/ч.

Результаты исследований показали, что суммарное водопотребление капусты белокочанной на участке с поддержанием предполивного порога влажности почвы на уровне 80–70% НВ в среднем по годам исследований изменялось от 4487 до 4533 м3/га (вариант А3), а поддержание влажности почвы в расчетном слое 80–80% НВ увеличило суммарное водопотребление с 4587 до 4790 м3/га. С повышением предполивного порога влажности до 90% НВ оно не превышало 4883 м3/га и было наибольшим на фоне внесения минеральных удобрений дозой N285P130K260.

Среднесуточное водопотребление капусты изменяется в течение всего вегетационного периода в диапазоне от 21,3 до 49,3 м3/га.

В период от высадки рассады до начала формирования розетки среднесуточное потребление влаги посевами капусты характеризуется сравнительно невысокими значениями – в пределах 21…22,9 м3/га (табл. 2).

Таблица 2 – Среднесуточное водопотребление капусты, м3/га

В период «формирование розетки – начало образования кочана» численные значения суточного потребления воды капустой возрастали до 47,7…49,7 м3/га.

В дальнейшем интенсивность потребления влаги посевами капусты постепенно снижается, достигая в период «начало созревания – техническая спелость» в среднем 15,8…17,0 м3/га.

Наиболее интенсивно вода потребляется в фазы «формирование розетки – начало образования кочана» и «образование кочана – начало созревания».

Самый высокий коэффициент водопотребления получен на варианте с порогом влажности почвы 80–70% НВ и внесением минимальных доз удобрений дозой N155P70K40 и составил 59,5.

Поддержание ­преполивного порога на уровнях 80–80 и ­80–90% НВ способствовало улучшению условий влагообеспеченности и тем самым понижению коэффициента. По фактору пищевого режима почвы водопотребление возрастало с 46–60 на участке варианта 80–70 НВ до ­76–127 м3/га на участке варианта 80–80% НВ.

Наиболее существенное влияние на величину оросительной нормы оказывали погодные условия. Так, в  2013 г. с высокой обеспеченностью атмосферными осадками оросительная норма изменялась в пределах 1430…1625 м3/га. В среднезасушливом 2014 г. численные значения оросительной нормы варьировали от 3640 до 4030 м3/га, а в 2015 г. оросительная норма составила от 3900 до 4225 м3/га.

Минеральные удобрения вносили дифференцированно. Внесение удобрений совмещали с фертигацией (внесение с поливной водой). В основное внесение использовали 20% от потребности азотных (в пересчете на д.в.), 70% фосфорных и 40% калийных удобрений. При внесении с поливной водой применяли только хорошо растворимые в ней удобрения, их количество распределяли по периодам выращивания. Для формирования кочанов капусты высокого качества, увеличения срока хранения, предупреждения их растрескивания применяли «Кальбит» (хелат кальция): 0,4–0,6 мл на 200 л воды на 1 га 2–3 раза за вегетационный период.

Внесение минеральных удобрений с поливной водой при капельном орошении способствовало существенному повышению урожайности белокочанной капусты.

Для основного внесения удобрений применяли аммофос, нитроаммофос, суперфосфат. Учитывая схему расположения капельных линий, удобрения вносили ленточным способом в зону будущих рядов овощных культур. В разработке модели фертигации принимался во внимание факт высокой корреляции между нарастанием вегетативной массы и количеством потребляемых элементов питания растениями в течение вегетационного периода с учетом особенностей отдельных фаз вегетации. Оросительные поливы проводились при достижении запланированной предполивной влажности почвы. При совпадении графика орошения и фертигации, подкормку проводили в конце оросительного полива.

Для внесения с поливной водой использовали только полностью растворимые удобрения, чтобы в них не было вредных примесей, натрия, хлора. Это аммофос, аммиачная и калийная селитра, сульфат калия, карбамид. В качестве удобрений использовали и ортофосфорную кислоту.

Наименьшая в среднем за годы исследований урожайность 75,6 т/га в среднем получена при поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 80–70% НВ и при внесении минеральных удобрений дозой N155P70K40.

Внесение минеральных удобрений дозой N285P130K260 в сочетании с капельным орошением обеспечивало наибольшее формирование статистически достоверной урожайности белокочанной капусты на уровне предполивной влажности 80–80% НВ 120,7…123,4 т/га (табл.  3).

Таблица 3 – Урожайность капусты по вариантам опыта, т/га.

Экономические расчеты показали, что лучшие показатели получены на участке варианта 3, где внесение наибольшей дозы минеральных удобрений N285P130K260 и поддержание предполивного порога влажности 80% НВ в слое почвы 0,4 м увеличивают затраты за счет проведения работ по внесению дополнительного объема минеральных удобрений, их стоимости, оплаты работ, налоговых отчислений, амортизации основных средств производства, общехозяйственных расходов и др. Вместе с тем внесение N285P130K260 обеспечивает производство наибольшего объема товарной продукции белокочанной капусты, увеличивая выручку и сальдо реальных денег за расчетный период. Чистый доход за один цикл производства белокочанной капусты возрастает до 187 516–198 615 руб., а система окупается за один год. Индекс доходности вложенных в производство затрат составляет 1,82…1,96.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гиш Р. А., Гикало Г. С. Овоще­водство юга России. – Краснодар : ЭДВИ, 2012. – 632 с.
2. Развитие овощеводства в Рос­сийской Федерации: ­состояние и перспективы.  – М. : Рос­информагротех, 2010. – 224 с.
3. Бородычев В. В. Перспективные приемы повышения эффективности мелиорации в Нижнем Поволжье // Научное обеспечение устойчивого развития сельскохозяйственного производства в засушливых зонах России. Ч. 1. : сб. мат. научной сессии РАСХН. – Москва, 2000. – С. 455–461.
4. Литвинов С. С. Научные осно­вы современного овоще­вод­ст­ва. – М., 2008. – С. 130–147, 547–566.
5. Бородычев В. В. Современные технологии капельного орошения овощных культур. – Коломна : Радуга, 2010. – 241 с.
6. Умецкий С. В. Эффективность капельного орошения капусты //Мелиорация и водное хозяйство. – 2003. – № 4. – С. 11–12.
7. Бородычев В. В., Болдырь А. И., Гуренко В. М. и др. Особенности минерального ­пи­та­ния овощей при ка­­пельном орошении // Картофель и овощи. – 2005. – № 5. – С. 17–19.
8. Григоров С. М., Лихоманова М. А. Влияние режима орошения и минерального питания на урожайность капусты // Вестник РАСХН. – 2000. – № 1. – С. 57–59.
9. Ванеян С. С., Вишнякова А. Ф. Эффективность удобрения и орошения белокочанной капусты // Картофель и овощи. – 2003. – № 6. – С. 4–6.
10. Назаренко А. А. Урожай поздней капусты. Его сохранность и качество зависит от орошения и удобрения // Картофель и овощи. – 2005. – № 5. – С. 5–6.
11. Современное промышленное производство овощей и картофеля с использованием систем капельного орошения и фертигации / Л. С. Гиль, А. П. Дьяченко, А. И. Пашковский [и др.] : учеб. пособие. – Житомир : Рута, 2007. – 390 с.
12. Литвинов С. С. Методика полевого опыта в овощеводст­ве / ВНИИ ово­ще­водства. – М., 2011. – 648 с.
13. Белик В. Ф. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве. – М. : Агропромиздат, 1992. – 319 с.
14. Доспехов В. А. Методика полевого опыта. – М., 1979. – 416 с.
15. Виленский П. Л., Лившиц В. Н., Смоляк С. А. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов. – М. : Экономика, 2000. – 421 с.

Метки: Агрономия, лесное и водное хозяйство

• Назад
• Вперед