Информационно-образовательный портал
e-mail: mail@infobraz.ru

ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ БЕЛОКОЧАННОЙ КАПУСТЫ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

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

Предполивная влажность,% НВ

Годы исследований

Межфазные периоды

высадка рассады – формирование розетки

формирование розетки – начало образования кочана

образование кочана – начало созревания

созревание – техническая спелость

80–70

2013

21

47,7

41,6

11,5

2014

20

49,7

47,6

14,1

2015

22,9

48,1

46

21,8

среднее

21,3

48,5

45,1

15,8

80–80

2013

21

47,7

44,1

11,8

2014

20

49,7

50,6

13,5

2015

22,9

48,1

48,8

23,2

среднее

21,3

48,5

47,8

16,2

80–90

2013

21

47,7

45,5

12,5

2014

20

49,7

52,3

14,3

2015

22,9

48,1

50,2

24,1

среднее

21,3

48,5

49,3

17,0

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.

Фактор А

Фактор В

Фактор С

Урожайность, т/га

2013 г.

2014 г.

2015 г.

среднее

А1

В1

С1

77,4

70,8

78,6

75,6

С2

90,1

85,7

90,9

88,9

С3

92,0

88,5

93,1

91,2

В2

С1

81,9

79,3

85,7

82,3

С2

93,0

87,7

94,4

91,7

С3

97,8

93,3

99,0

96,7

В3

С1

80,1

78,8

84,7

81,2

С2

92,4

87,3

94,5

91,4

С3

98,5

93,6

99,2

97,1

А2

В1

С1

80,0

78,4

85,5

81,3

С2

103,1

92,6

103,7

99,8

С3

106,8

98,5

107,6

104,3

В2

С1

77,4

79,6

86,6

81,2

С2

102,5

98,4

108,1

103,0

С3

123,3

114,6

124,2

120,7

В3

С1

84,6

80,5

88,1

84,2

С2

102,8

98,8

107,1

102,9

С3

112,8

102,8

127,3

120,1

А3

В1

С1

87,1

78,7

88,3

84,7

С2

101,3

98,3

107,0

102,2

С3

109,0

102,3

112,1

107,8

В2

С1

87,5

79,6

89,1

85,4

С2

108,1

100,4

109,2

105,9

С3

124,3

118,6

127,3

123,4

В3

С1

88,5

81,2

88,9

86,2

С2

107,3

99,8

109,1

105,4

С3

123,9

119,4

126,6

123,3

НСР05 фактор А

3,12

3,28

3,10

 

НСР05 фактор В

3,12

3,28

3,10

 

НСР05 фактор С

3,12

3,28

3,10

 

НСР05 взаимодействие факторов

9,37

9,83

9,30

 

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