Бесплатная публикация статей в журналах ВАК и РИНЦ

Уважаемые авторы, образовательный интернет-портал «INFOBRAZ.RU» в рамках Всероссийской Образовательной Программы проводит прием статей для публикации в журналах из перечня ВАК РФ по направлениям: экономика, философия, политология, педагогика, филология, биология, сельское хозяйство, агроинженерия, транспорт, строительство и архитектура и др.

Возможна бесплатная публикация статей в специализированных журналах по многим отраслям и специальностям. В мультидисциплинарных журналах возможна публикация по всем другим направлениям. 

Журналы реферируются ВИНИТИ РАН. Статьям присваивается индекс DOI. Журналы включены в международную базу Ulrich's Periodicals Directory и РИНЦ.

Подпишитесь на уведомления о доступности опубликования статьи - ПОДПИСАТЬСЯ

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ ФЕРТИГАЦИИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Реферат. В статье рассмотрены технологии фертигации различных культур, в частности, овощных (столовая свекла), ягодных (земляника) и садовых (яблоневый сад) по фазам их развития. Технологии фертигации особенно эффективны в сочетании с капельными поливами, при использовании которых достигается до 90% эффективного использования удобрений, а также существенная экономия энергетических, природных и материальных ресурсов. Кроме того, устраняются проблемы, связанные с опасностью ожогов листовых поверхностей и отравления при вдыхании паров ядовитых веществ. Для реализации технологии внесения жидких комплексных удобрений (ЖКУ) и микроэлементов разработаны различные технические средства, обеспечивающие повышение производительности и качества получения растворов ЖКУ, для повышения равномерности внесения удобрений с поливной водой. При исследовании технологии выращивания земляники лучшие результаты по урожайности получены при дробном внесении удобрений каждые пять дней. Оптимизация условий минерального питания внесением доз удобрений на планируемую урожайность способствует более рациональному расходу воды растениями. Наибольшие значения коэффициента водопотребления были получены в вариантах с минимальной дозой внесения удобрений, равной N-70 P-50 K-120. Внесение более высокой дозы удобрений, N-90 Р-60 К-150, снижает затраты воды на формирование 1 тонны продукции. Средняя урожайность за четыре года исследований, составила – 21,83 – 25,35 т/га по вариантам опыта. Наиболее эффективным оказался вариант дробного внесения удобрений N-90 Р-60 К-150 при уровне водообеспеченности 90 – 70% НВ с проведением 24 фертигаций за вегетационный период. При выборе схемы фертигации можно рекомендовать проведение подкормок не реже, чем через 10 дней. Количество фертигаций может составлять от 12 до 24 за вегетационный период.

Ключевые слова: техника и технологии, капельное орошение, фертигация, маточный раствор, жидкие комплексные удобрения, макро- и микроэлементы.

Фертигация (fertigation) представляет собой способ удобрения растений путем подачи растворенных комплексных минеральных веществ одновременно с поливом [10, 11]. Некоторые исследователи определяют фертигацию как внесение удобрений с помощью системы капельного орошения [1]. Технологии фертигации получили широкое распространение при возделывании различных культур, но особенно эффективны в сочетании с капельными поливами, при которых достигается до 90% эффективного использования удобрений, а также существенная экономия энергетических, природных и материальных ресурсов. Кроме того, устраняются проблемы, связанные с опасностью ожогов листовых поверхностей и отравления при вдыхании паров ядовитых веществ.

Данная технология была предложена в 60–70-х гг. XX в. и получила распространение среди сельских товаропроизводителей и фермеров в разных странах. Применение фертигации явилось логичным и эффективным методом совершенствования аграрных технологий. Специализированная техника и технологии внесения удобрений и микроэлементов для питания растений обеспечили успешное применение фертигации на орошаемых полях и участках с использованием традиционно применяемого для этого оборудования [10, 11].

Технологии фертигации преду-сматривают растворение сухих минеральных удобрений в воде и получение маточного раствора заданной концентрации. Для подготовки маточного раствора применяют хорошо растворимые в воде сухие или жидкие удобрения. Насосы, например MixRite 2.5 фирмы “JERUSALEM Hi FarmGarden”, используются для точной дозировки удобрений, химических или биопрепаратов в поливную воду с дозируемым соотношением 0,2–10%. Выпускаются модели насосов-дозаторов для работы с агрессивными веществами, например хлорсодержащими растворами, кислотами и т. п. В ряде публикаций показано, что применение технологий фертигации способствует повышению эффективности усвоения питательных веществ растениями вследствие снижения непродуктивных потерь удобрений и минеральных веществ [1].

Для реализации технологии внесения жидких комплексных удобрений (ЖКУ) и микроэлементов разработаны различные технические средства, обеспечивающие повышение производительности и качества получения растворов ЖКУ и совершенствование конструкций оросителей для равномерности внесения удобрений с поливной водой [5, 8].

Для обеспечения внесения удобрений при дождевании разработан активатор для приготовления маточного раствора к гидроподкормщику (рис. 1).

Гидравлическая система для фертигации при капельном орошении представлена на рисунке 2. Рассмотрим более подробно особенности технологии возделывания с использованием фертигации для различных культур, в частности овощных (столовая свекла), ягодных (земляника) и садовых (яблоневый сад) по фазам их развития.

Возделывание столовых сортов свеклы преимущественно в системе капельного орошения на основании проведенных нами исследований показало эффективность дробного внесения удобрений с поливной водой по фазам развития корнеплода.

Рекомендуется вносить азот, фосфор, калий по фазам развития растения в дозах соответственно 90, 80, 140 кг д.в./га (табл. 2).

Для защиты растений от сельскохозяйственных вредителей и болезней проводят междурядные рыхления и подкормку марганцем. Вносят и микроэлементы – молибден, бор, кобальт, медь и цинк дробно вместе с поливной водой по основным фенологическим фазам. Дозы дробного внесения микроэлементов по фазам развития столовой свеклы в системе капельного орошения представлены таблице 3 [4].

Для получения стабильного урожая яблок в Волгоградском ГАУ была разработана технология возделывания яблоневого сада сортов Голден Делишес и Лигол [6]. Экспериментальные исследования проводились в 2011–2014 гг. 
в Городищенском районе Волго-градской области. Опытный участок представлял собой орошаемый массив с каштановыми почвами среднесуглинистого типа.

Весной 2011 г. заложили сад по схеме 4 × 0,7, чередуя сорта зимнего срока созревания через четыре ряда Голден Делишес и Лигол на подвое М9. Количество саженцев на 1 га составило 3360 шт. Поддерживалась поливная норма при поддержании предполивного порога влажности почвы 70% НВ в слое 0,8 м = 170 м3/га, 80% НВ = 110 м3/га. Для опыления 1 га яблоневого сада были размещены два пчелиных улья. В фазу «цветение» проводили пчелоопыление, что повлияло на лучшую завязываемость плодов и, как следствие, увеличило урожайность. Завязи синтезируют гормоны, которые стимулируют закладку новых плодовых образований, увеличивают количество плодов на 12–16%.

В вегетационный период путем фертигации вносили в почву минеральные удобрения NPK. Дозы внесения удобрений представлены 
в таблице 4 [4].

Для реализации биологического потенциала и продуктивности плодоносящей земляники была разработаны следующая технология с использованием фертигации [7].

Помимо анализа кислотных вытяжек из почвы и листовой диагностики, согласно описываемой технологии, производится агрохимический анализ водных вытяжек смешанных образцов почвы. Образцы почвы в рядках земляники отбирают с глубины 10–15 см в точках, расположенных равноудаленно от двух ближайших капельниц, по следующей схеме: на почвах песчаного гранулометрического состава через 6–18 ч, на почвах среднесуглинистого гранулометрического состава – через 12–24 ч, на глинистых почвах – через 24–72 ч.

На основании данных этих анализов вносят удобрения таким образом, чтобы поддержать содержание элементов минерального питания в почве в оптимальных для растений земляники пределах [7]. Дозы внесения NPK и микроэлементов ми­неральных удобрений по фазам развития земляники представлены в таблице 5.

Рекомендуемые технологические параметры полива земляники с фертигацией обеспечивают поддержание в корнеобитаемом слое почвы необходимого количества питательных веществ полноценного развития растений [7].

Однако отдельные вопросы фертигации при выращивании земляники в условиях жаркого климата изучены недостаточно [12–15]. Поэтому нами были проведены исследования в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области на посадках земляники первого года плодоношения с сортом Мармолада. По площади земельного участка опыт заложен методом организованных повторений. Повторность опытов четырехкратная. В пределах повторений варианты опыта расположены рендомизированно. Площадь учетных делянок по вариантам опыта – 200 м2, площадь повторности – 2400 м2. Наблюдения и учет урожайности проводились на посадках первого года плодоношения, для этого ежегодно в течение трех лет закладывались новые опытные делянки. Почвы опытного участка светло-каштановые, типичные для региона исследований. По гранулометрическому составу – среднесуглинистые. Обеспеченность почв опытного участка легкогидролизуемым азотом – низкая (35 мг/кг сухой почвы), а подвижным фосфором и обменным калием – средняя (37 и 340 мг/кг сухой почвы соответственно). Плотность сложения в пахотном слое – 1,14–1,18 т/м3, наименьшая влагоемкость – 26,3% от массы сухой почвы, скважность – 53,3%.

Технология закладки опытных делянок земляники проводилась в соответствии с новыми, инновационными достижениями агротехнологии выращивания земляники. Подготовка почвы и посадка проводились по гербицидному пару. За 30 дней до посадки провели глубокое рыхление и грядообразование с уплотнением поверхности гряд. Гряды накрыли черной полиэтиленовой пленкой толщиной 40 мк итальянского производства с готовыми отверстиями для высадки рассады. Расстояние между центрами гряд – 1,5 м. Посадка двустрочная. Между рядами на гряде расстояние 0,4 м, между растениями в ряду – 0,3 м. Количество растений в пересчете на 1 га 44 000 шт. Посадка проводилась консервированной рассадой «фриго» категории В с толщиной шейки 8–12 мм. После высадки растений поле замульчировали соломой слоем 7–10 см. Мульчирование соломой, в связи с риском вымерзания зимой и сильным прогреванием почвы в летний период, является строго обязательным агроприемом. По этой же причине высота посадочных гряд нами была снижена до 7–10 см.

Основной задачей исследований являлась разработка схемы фертигации, которая в наибольшей степени сочетается с потребностями растений земляники в каждый период вегетации. Было заложено три варианта опыта различных схем фертигации. На каждом из вариантов исследовалась эффективность внесения двух различных доз минеральных удобрений, рассчитанных в соответствии с результатами анализа почвы: 
А1–N70–P50–K120 – на получение 20 т/га 
урожая земляники; А2–N90–P60–K150 – 
25 т/га ягод земляники. Во всех вариантах поддерживался одинаковый уровень предполивной влажности почвы – 90–70% НВ: 90% НВ от начала вегетации до созревания ягод в слое 0,4 м и 70% НВ в слое 0,4 м после сбора урожая и до конца вегетационного периода.

Разрабатывая модели фертигации, учитывали факт высокой корреляции между нарастанием вегетативной массы и количеством потребляемых элементов питания растениями в течение сезона с учетом особенностей отдельных фаз вегетации. В основе запланированной схемы фертигации заложено распределение доз удобрений, пропорциональное среднестатистической динамике нарастания площади листовой поверхности, с учетом потребления элементов питания на создание урожая ягод и закладку генеративных органов в осенний период. 
Для строгого соблюдения графика подкормок проводились фертигационные поливы с заданными дозами удобрений по разработанной схеме. Оросительные поливы проводились при достижении запланированной предполивной влажности почвы. При совпадении графика орошения и фертигации подкормку проводили в конце оросительного полива.

В первом варианте опыта фертигационные поливы проводились через пять дней. Во втором варианте – через 10 дней. В третьем варианте – в начале каждой основной фазы развития. Это фазы выдвижения цветоносов, цветения, созревания, закладки и дифференциации генеративных органов. Доза одновременно вносимых удобрений рассчитана на период до следующей фертигации с учетом предполагаемого потребления питательных элементов растениями, пропорционально динамики нарастания вегетативной массы за этот период.

При выборе удобрений для земляники нами использовались полностью растворимые удобрения – аммиачная селитра, ортофосфорная кислота и сульфат калия. Потребность в микроэлементах обеспечивалась проведением листовых подкормок препаратами серии «Брексил». Под обработку почвы был внесен диаммофос из расчета N18P50 по действующему веществу на 1 га, остальную часть удобрений вносили с поливной водой.

Оптимизация условий минерального питания внесением доз удобрений на планируемую урожайность способствует более рациональному расходу воды растениями. Наибольшие значения коэффициента водопотребления были получены в вариантах с минимальной дозой внесения удобрений, равной N70P50K120. 
Внесение более высокой дозы удобрений, N90Р60K150, снижает затраты воды на формирование 1 т продукции (табл. 6).

Результаты опытов подтвердили эффективность дробного внесения удобрений с рассчитанными дозами, соответствующими темпам роста и развития земляники по фазам вегетации. Лучшие результаты по урожайности получены в первом варианте при дробном внесении удобрений каждые 5 дней. При равном количестве внесенных удобрений N90P60K150 за весь вегетационный период в первом варианте площадь листовой поверхности в среднем на одно растение земляники составила 1610 см2, в третьем варианте – 1380 см2. Разница – 14,3%. При сравнении средней урожайности за четыре года исследований в первом варианте получен урожай – 25,35 т/га, третьем варианте – 
21,83 т/га. Разница по урожайности статистически достоверна и составила 16,13%. Второй вариант опыта по результатам развития и урожайности отличается от первого незначительно. Следовательно, наиболее эффективным оказался вариант дробного внесения удобрений N70P50K120 при уровне водообеспеченности 90–70% НВ с проведением 24 фертигаций за вегетационный период. При выборе схемы фертигации можно рекомендовать проведение подкормок не реже чем через 10 дней. Количество фертигаций может составлять от 12 до 24 за вегетационный период.

При определении доз калия по фазам вегетации необходимо учитывать повышенную потребность земляники в этом элементе в период подготовки к зимним условиям и в фазу созревания для повышения качества ягод.

Таким образом, рассмотренные технологии, технологические параметры и технические средства для реализации фертигации способствуют повышению производительности и качества получения растворов, жидких комплексных удобрений, росту продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур, а также экономии трудовых и природных ресурсов при получении планируемых урожаев.

ЛИТЕРАТУРА

  1. АГРОстимул. Фертигация [Элек-тронный ресурс]. – Режим доступа: http://agrostimul.com.ua/help/item/92-fertigation.html.
  2. Пат. 2141187 Рос. Федерация. Гидроподкормщик к дождевальной машине. – Заявл. 05.04.74 ; опубл. 30.10.75. – Бюл. № 40.
  3. Налойченко А. О., Атаканов А. Ж. Удобрительное орошение посредством внесения жидких минеральных удобрений с поливной водой (фертигация). Ассоциация НИЦ – ИВМИ : проект повышения продуктивности воды на уровне поля (Кыргызский НИИ ирригации). – Бишкек, 2009. – 24 с.
  4. Пат. 2356205 Рос. Феерация, МПК А01B 79/02. Способ возделывания столовых сортов свеклы / А. М. Сал­даев, Е. В. Мелихова ; заявл. 10.09.2007 ; опубл. 27.05.2009. – Бюл. № 15.
  5. А. с. 584826 СССР. МПК(6) А 01 G 25/02. Система капельного орошения / Ш. Д. Капанадзе, Б. Н. Месхи. – Заявка № 2404503/30-15 ; заявл. 20.09.76 ; опубл. 25.12.77. – Бюл. № 47.
  6. Пат. 2600132 Рос. Федерация, МПК A01G 17/00, A01G 1/00, A01G 25/00. Способ возделывания интенсивного яблоневого сада / А. С. Овчинников, В. В. Бородычев, И. Ю. Подковыров, Н. В. Рябичева ; заявл.14.07.2015 ; опубл. 20.10.2016. – Бюл. № 29.
  7. Пат. 2563929 Рос. Федерация, МПК A01G 1/00, A01C 23/04, A01C 21/00, A01G 25/02. Способ выращивания плодоносящей земляники в открытом грунте с фертигацией с капельным поливом / С. Н. Коновалов, Л. В. Помякшева, Д. Д. Дебелова ; заявл. 12.05.2014 ; опубл. 27.09.2015. – Бюл. № 27.
  8. А. с. 489488 СССР. МПК(6) Е 02 B 13/00, А 01 G 25/02. Установка для подачи воды в систему капельного полива растений / А. Т. Сдвижков. – Заявка № 2012719/30-15 ; заявл. 05.04.74 ; опубл. 30.10.75. – Бюл. № 40.
  9. Пат. 2343681 Рос. Федерация, МПК A01C 23/04. Устройство для внесения с поливной водой микроэлементов / Б. М. Кизяев, А. М. Салдаев, В. В. Бородычев [и др.] ; заявл. 05.04.74 ; опубл. 30.10.75. – Бюл. № 40.
  10. Фертигация в теплицах и удобрения для гидропоники от компании «Хайфа Кемикалз» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.haifa-group.com/russian/files/Languages/Russian/Fertigation-Greenhouse-Russian.pdf.
  11. Jerusalem hi FarmGarden: фертигация для фермера [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://farmgarden.biz/article_info.php?articles_id=102.
  12. Бородычев В. В., Гуренко В. М., Шишлянникова М. А. Оптимизация водного режима и минерального питания при выращивании земляники в условиях Нижнего Поволжья / Плодородие. – 2012. – № 4. – 
    С. 37–40.
  13. Алексашенко А. А., Вдовин Н. И. Теоретические вопросы капельного орошения // Вестник сельскохозяйственной науки. – 1977. – № 8.
  14. Бурмистров Л. А. Культура земляники в Базиликате (Италия) // Растениеводство: РЖ/ВИНИТИ. – 1989. – № 2.
  15. Копылов В. И. Земляника : пособие. – Симферополь : Поли ПРЕСС, 2007.

Метки: Инженерия