Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Дифференцированный режим поверхностного орошения томатов на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Дифференцированный режим поверхностного орошения томатов на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья"

На правах рукописи

Кружилин Константин Юрьевич

□□3446440

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЙ РЕЖИМ ПОВЕРХНОСТНОГО ОРОШЕНИЯ ТОМАТОВ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность 06 01 02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

2 2 СЕН 2008

Волгоград 2008

003446448

Диссертационная работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии» на кафедре Мелиорации и эксплуатации ВХО в 2005-2007 гг

Научный руководитель- Заслуженный деятель науки и техники,

академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Григоров Михаил Стефанович

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Жидков Владимир Михайлович, заслуженный мелиоратор РФ, кандидат сельскохозяйственных наук Болотин Александр Григорьевич

Ведущее предприятие- ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий

Защита состоится «22» сентября 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д220.008 01 в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по адресу 400002, г. Волгоград, пр Университетский 26, ВГСХА, ауд 214

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте http //vgsha ru ВГСХА

Автореферат разослан «21» августа 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванцова Е.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Природные условия южной зоны Волгоградской области согласуются с биологическими особенностями томата, однако из-за малого количества осадков и неравномерности их выпадения во времени культивировать его здесь можно только при орошении. До 60-х годов прошлого столетия основным способом орошения томатов был поверхностный полив, на смену которому пришло дождевание В последние годы наряду с дождеванием появляется более экономичное по затратам воды капельное орошение, которое к тому же хорошо вписывается в орошение небольших площадей в крестьянско-фермерских хозяйствах Оба эти способа орошения достаточно энергоемкие и дорогостоящие К тому же возможность орошения дождеванием небольшой площади в крестьянско-фермерских хозяйствах затрудняется из-за отсутствия на рынке мобильных с небольшой сезонной производительностью отечественных дождевальных машин и установок Поэтому там, где это возможно, крестьянские хозяйства и арендаторы перешли на орошение овощей, в том числе и томатов, на мало энергозатратный недорогостоящий поверхностный полив Отсюда актуализировалась проблема разработки режимов поверхностного полива томата и обоснование для их осуществления техники орошения на ограниченных по площади участках крестьянско-фермерских хозяйств Решению этих вопросов и были посвящены наши исследования, результаты которых изложены в диссертации

Цель исследований сводилась к обоснованию сочетания водных режимов почвы и обеспечивающих их режимов полива по бороздам с дозами внесения удобрений для получения урожайности томатов на уровне 50, 65 и 80 тонн плодов с гектара

В соответствии с поставленной целью в исследованиях решались следующие задачи

- Проанализировать накопленный научный материал по водному режиму почвы и обеспечивающих его режимам орошения томатов в особенности при поверхностных поливах,

- Теоретически и экспериментально обосновать уровни планируемой урожайности томата и соответствующие им пределы изменения водного режима почвы при поливе по бороздам,

- Установил, динамику влажности почвы и урожайность томатов в связи с изменением водного режима почвы и доз внесения удобрений;

- Обосновать режимы орошения томатов, обеспечивающие поддержание необходимого водного режима почвы в разные по обеспечен-

ности осадками годы, способствующие получению планируемой урожайности,

- Определить динамику суммарного и среднесуточного водопо-требления при разной урожайности томата,

- Дать энергетическую, экономическую и экологическую оценку применения поверхностного орошения томатов при разной урожайности

Объект исследований. Водный режим почвы и обеспечивающий его регламент поверхностного полива томатов на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья

Научная новизна результатов исследований заключается в обосновании возможности поддержания поливом по бороздам дифференцированного водного режима почвы, способствующего в сочетании с минеральными удобрениями получению планируемых урожаев томатов, подтверждена патентом на изобретение (№2321978)

Практическая значимость результатов исследований характеризуется обоснованием возможности получения 50, 65 и 80 т/га плодов томата при рекомендуемых сочетаниях водного режима почвы и доз внесения удобрений на основе применения наименее энергозатратного полива по бороздам, практическую направленность имеют рекомендации по оценке эффективности использования в посевах различных гибридов томатов голландской селекции для возделывания овощеводами рассматриваемого региона, а также использование полученных результатов в учебном процессе на эколого-мелиоративном и агрономическом факультетах ВГСХА

Достоверность исследований подтверждается высокой сходимостью экспериментальных данных, полученных в одноименных вариантах в разные годы с соблюдением современных методик полевого опыта и методов математического анализа Полевые опыты ежегодно экспортировались и получали одобрение методической комиссии ГНУ ВНИИ орошаемого земледелия, научным руководителем

Основные положения, выносимые на защиту:

- Обоснование выбора гибрида для исследований,

- Оценка влияния водного режима почвы и доз внесения удобрений на рост, развитие и урожайность томатов при поливе по бороздам,

- Режим орошения томата по бороздам для поддержания влажности активного слоя почвы не ниже 80,70 и 80-70%НВ в разные по степени засушливости годы,

- Суммарное и среднесуточное водопотребление при разной урожайности томата,

- Сочетание факторов (водного режима почвы и доз внесения удобрений), обеспечивающих получение планируемой урожайности,

- Энергетическая, экономическая и экологическая оценка получения планируемых урожаев томата при поливе по бороздам

Реализация результатов исследований проводилась в крестьянском хозяйстве «Пионер» Городищенского района Волгоградской области в 2005 2008 г, а также в хозяйствах «Зубанкова» и «Бирюкова» Городищенского района, Волгоградской области в 2006 2008г.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международной научно-практической конференции «Современные оросительные мелиорации - состояние и перспективы» (посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета Волгоградской ГСХА, Волгоград, 2004г), «Современные проблемы развития АПК» (Материалы научно-практической конференции 1-3 февраля 2006 г, ВГСХА, Волгоград, 2006 г ), на днях поля и теоретических семинарах для овощеводов, проводимых администрацией Волгоградской области и компанией Зетнш в 2007 .2008 гг

По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикаций результатов исследований соискателями ученых степеней

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений Содержание работы изложено на 183 страницах компьютерного текста, содержит 14 таблиц, иллюстрирована 20 рисунками и 12 приложениями Список использованной литературы включает 87 источников, в т ч 23 иностранных авторов Доля личного участия автора в получении результатов исследований и представлении их в виде диссертации составляет не менее 80%

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, определена актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, новизна полученных результатов, их практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Особенности орошения томатов (Обзор и анализ литературы)» изложены результаты анализа состояния изученности проблемы выращивания томатов на орошаемых землях, применения поверхностного орошения, в том числе для производства овощей

Рассмотрены биологические закономерности роста и развития томата, вопросы повышения эффективности орошения его Отражена динамика развития исследований по водному режиму почвы и его влиянию на урожайность сельскохозяйственных культур, в том числе томатов, способов и техники полива, изложенных в научных работах АН Костякова, Б А и Б Б. Шумаковых, В М Легостаева, И П Кружилина, М С Григоро-ва, В В Бородычева, Ю В Кузнецова, Е А Ходякова, и др

В процессе анализа предшествующих исследований установлено, что приоритетной задачей в комплексе мероприятий выращивания томатов является обоснование параметров водного режима почвы и особенностей его регулирования при поверхностном орошении в почвенно-климатических условиях Нижнего Поволжья с целью получения планируемых урожаев сельскохозяйственных культур высоких потребительских свойств и качества. Особое внимание уделялось анализу вопросов оптимизации водного режима почвы при орошении по проточным бороздам, сочетанию с внесением минеральных удобрений, способствующих рациональному использованию природных, трудовых и финансовых ресурсов, обоснованию направления наших исследований

Во второй главе «Цель, задачи, условия и методика проведения исследований» изложены программа и методика исследований, дается описание условий постановки и проведения полевого эксперимента, выполненного в крестьянском хозяйстве «Пионер» Городишенского района Волгоградской области в 2005 2007 гг.

Двухфакторный полевой опыт закладывался с соблюдением требований методик В Н Плешакова (1983), Б А Доспехова (1983) и др и был подчинен изучению следующих факторов

- водного режима почвы, контролируемого по допустимому предпо-ливному порогу влажности активного слоя (фактор А)

- эффективность доз внесения минеральных удобрений, рассчитанных на уровни планируемой урожайности томатов (фактор В)

Схемой опыта по фактору А было предусмотрено три варианта допустимого снижения предполивной влажности почвы с последующими поливами по проточным бороздам

Вариант Aj - поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80% НВ

Вариант А2 — поддержание до завершения фазы плодообразования влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 80%НВ с последующим снижением до 70%.

Вариант А3 - поддержание влажности почвы в слое 0,6 м не ниже 70% НВ

Изучение эффективности доз внесения удобрений (фактор В) проводилось на трех вариантах, рассчитанных на получение определенного уровня урожайности плод'ов томата

Вариант Bj - внесение N140P40K70, рассчитанной на получение урожайности томатов 50 т/га плодов

Вариант В2 - внесение Ni9cP60Kioo- на урожайность 65 т/га

Вариант В3 — внесение N24oPgoKi3o, планируемая урожайность 80 т/га

Исследования проводились на посевах индетерминантного гибрида первого поколения (F1) томатов Садик (Sadiq F1) голландской селекции

На всех вариантах опыта почвенные, гидрологические и другие условия, кроме изучаемых факторов, были идентичными Рельеф на территории всего опытного участка равнинный со слабым северным склоном без сильных микрорельефных включений Для нейтрализации отрицательного влияния неоднородностей почвенного покрова на урожайность варианты опытов закладывались в трехкратной повторности

Общая площадь опытного орошаемого участка 0,7 га Опыты на нем закладывались методом расщепленных делянок Варианты водного режима почвы размещались систематически поперек опытного участка, с дозами внесения минеральных удобрений рендомизированно, вдоль участка. Площадь одного организованного повторения 0,23 га, делянки по водному режиму почвы 700 м2, дозам удобрений 80 м2 Форма и направление размещения делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями методик полевого опыта

Опытные посевы формировались высадкой 30-дневной рассады вручную по строчной схеме из расчета получения густоты стояния 21 тыс растений на гектаре Расстояние между строчками принимались равным 1,6 м, растениями в ряду 0,35 м Опыты сопровождались фенологическими наблюдениями, биометрическими измерениями, отбором и анализом почвенных образцов, определением влажности почвы, суммарного и среднесуточного водопотребления, основных показателей фотосинтетической деятельности растений Математическая обработка полученных данных проведена методом дисперсионного анализа Контроль за влажностью почвы осуществлялся двумя методами, оперативно при помощи прибора Днестр — 1 и систематически один раз в 10 дней термостатно-весовым Экономический анализ эффективности выращивания томатов при поверхностном орошении выполнен согласно требованиям «Методические рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов» Агротехника возделывания базировалась на рекомендациях Волгоградской опытной станции ВИР, Волгоградской ГСХА и Всероссийского НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства

Почвы опытного участка среднесуглинистые В расчетном слое 0,00,6 м плотность естественного сложения ее составляла 1,3 т/м3, наименьшая влагоемкость 24% массы сухой почвы Плотность твердой фазы колебалась в пределах 2,49 2,74 т/м3. Содержание гумуса в корнеобитаемом слое около 2,7% Почва по всей глубине профиля не засолена, рН-водной вытяжки колеблется в пределах 7,6 - 8,2, сумма поглощенных оснований от 23,5 до 34,7 мг-экв/100 г почвы Обменно-поглощенный натрий практически отсутствует. Содержание тяжелых металлов не превышает ПДК Количество нитратного и аммиачного азота колеблется в пределах 2,8 10,4 мг/кг, подвижного фосфора 25,0 31,0 и обменного калия - 350 420 мг/кг Обеспеченность почвы питательными элементами сравнительно выровненная

По совокупности гидрометеорологических показателей вегетационные периоды года характеризовались 2005 - средневлажный, 2006 и 2007 — засушливые Глубина залегания грунтовых вод была более 12 метров и не оказала влияния на формирование водного режима активного слоя почвы

В третьей главе «Оценка влияния водного режима почвы по показателям роста и развития томата на разных фонах минерального питания» изложены результаты экспериментальных исследований формирования водного режима почвы проведением поливов по бороздам при разной предполивной влажности, влияние регулируемых факторов на фотосинтетическую деятельность, продолжительность вегетации, динамику накопления вегетативной и товарной массы плодов томата

Выбор гибрида определился по результатам опыта, связанного с оценкой продуктивности шести гибридов импортной селекции, выращиваемых в крестьянском хозяйстве Садик, Адонис, Флорида 47, Хайпил 108, Яки, Саншайн

Сравнительная оценка томатов показала, что в условиях Нижнего Поволжья при поливе по бороздам все они формировали достаточно эффективную для производственных условий урожайность, имели высокую устойчивость к заболеваниям, что позволяет рекомендовать их возделывать в зоне Волго-Донского междуречья Самый раннеспелый гибрид Саншайн формировал плоды с нежной и сочной мякотью, которые мало приспособлены к транспортировке на дальние расстояния Поэтому объемы его производства следует ограничивать потребностями местного рынка Плоды самого урожайного гибрида Яки имели кубовидную форму сравнительно сухой и мясистой консистенции По этим показателям их можно рекомендовать для промышленной переработки засолки, а также для реализации в северных и северно-восточных районах Плоды Хайпил 108 при удлиненной форме плодов подходят как для употребления в свежем виде, так и для консервации У гибридов Садик, Адонис и Флорида 47 плоды крупные, привлекательной округлой формы, обладают высокой лежкостью и транспортабельностью, хорошими вкусовыми качествами Именно это определило их высокую востребованность рынком По данным, полученным в крестьянском хозяйстве, где проводились исследования, наиболее экономически эффективными для выращивания и реализации оказались плоды гибрида Садик Поэтому этот гибрвд и был принят нами в качестве объекта в исследований для обоснования сочетания водного режима и доз внесения удобрений, рассчитанных на получение планируемой урожайности

Исследованиями установлено, что на формирование водного режима почвы в посевах томатов оказывает влияние ряд факторов, к числу важнейших из которых относятся особенности погодных условий вегетационного периода, динамика формирования листовой поверхности и накопления вегетативной массы растений, способ и техника полива и некоторые

другие Так, для поддержания влажности активного слоя почвы не ниже 80%НВ с учетом водно-физических свойств почвы и формируемого контура увлажнения поливная норма при поливе по бороздам длиной 50 м определилась равной 280 м3/га, 70%НВ - 418 м3/га

В варианте с дифференцированным предполивным порогом влажности, где до фазы начала созревания плодов поддерживался предполивной порог 80%НВ, а затем снижался до 70%НВ, поливные нормы увеличивались соответственно с 280 до 418 м3/га

В сложившихся погодных условиях 2005 года в варианте А1 для поддержания влажности почвы не ниже 80% НВ потребовалось провести 20 поливов общей нормой 5600 м3/га (табл 1, рис 1), в самом засушливом 2007 году число поливов увеличилось на четыре (рис 3), а оросительная норма - до 6720 м3/га. Число поливов в 2006 г с учетом суммы выпавших осадков ограничилось проведением 23 (рис 2) при оросительной нормой 6440 м3/га

В варианте АЗ за счет снижения предполивного порога влажности почвы до 70%НВ число поливов в 2005 году уменьшилось до 13, а оросительной норма до 5434 м3/га По числу поливов 2006 и 2007 гг характеризовались соответственно 14 и 15 при оросительной норме 5852 и 6270 м3/га

Для поддержания дифференцированного в период вегетации томатов водного режима почвы, вариант А2, в 2005 году было проведено 16 поливов общей нормой 5584 м3/га В 2006 число их по сравнению с предыдущим более влажным годом увеличилось до 18, а оросительная норма 6006 м3/га В 2007 г общее число поливов составило 19, из которых 10 было проведено нормой 280 м3/га и 9 нормой 418 м3/га, оросительная норма с учетом посадочных поливов сложилась равной 6562 м3/га

1. Количество и распределение поливов по вариантам водного режима почвы и межфазным периодам.

Год ис- Вариант Посадка -цветение Цветение -плодообразо-вание Плодообразо-вание - молочная спелость Молочная -полная спелость а О ю к § и й Си о X

по пред- о § 2

следова- поливной О! -Ь я ti « s 3 -t: | Число поливов ей « -i- Число поливов 5

нии влажности, % HB Поливна норма, и3/ о Ц со § 8 о S V Поливна норма, м3/ о С м OS о S Я1 5 s И § i С § Поливна норма, м3/ а* о 3" VO о 'и" К и о о. о

80 280 4 280 5 280 7 280 4 20 5600

2005 80-70 280 4 280 4 418 5 418 3 16 5584

70 418 3 418 3 418 5 418 2 13 5434

80 280 3 280 8 280 8 280 4 23 6440

2006 80-70 280 3 280 8 418 5 418 2 18 6006

70 418 2 418 5 418 4 418 3 14 5852

80 280 3 280 8 280 7 280 6 24 6720

2007 80-70 280 3 280 7 418 5 418 4 19 6562

70 418 2 418 5 418 4 418 4 15 6270

Анализ графического материала по динамике влажности почвы, представленного на рис 12 3 показывает, что интенсивность проведения поливов, которая характеризуется минимальной продолжительностью межполивного периода, в разные годы в зависимости от погодных условий приходилась на разные календарные сроки Так, в 2005 году период максимального изменения влажности почвы наступил с середины третьей декады июля и продолжался до начала третьей декады августа. В 2006 как и в 2007 году из-за достаточно низких температур в июле, вызванных выпавшими осадками, период наиболее интенсивного проведения поливов сместился на начало первой декады августа и продолжался до начала сентября

[ -80%НВ 80-70%ЯВ~ ---70%НВ I

Рис. 1. Динамика влажности почвы на посевах томатов в 2005 г.

Рис 2. Особенности режима влажности почвы и распределения поливов на томатах в 2006г.

Длительность межфазных периодов у томатов увеличивалась с улучшением водного режима почвы и доз вносимых удобрений Анализ данных табл 3 показал, что увеличение продолжительности вегетации томатов в лучших вариантах опыта не превышало 7-8 дней При этом гибрид Садик завершал массовое созревание плодов через 107 116 дней после высадки рассады (табл 2)

60 I-,----г---,-------------,-------------— -—,

24 май Зиюн 13июн23июн 3 июл 13июл23игал 2 авг 12 авг 22 авг 1сен И сен -80%НВ • — 80-70%НВ---70%НВ

Рис 3. Динамика влажности почвы и распределение поливов по вариантам опыта в 2007г.

2. Продолжительность межфазных периодов за 2005...2007гг в зависи-

мости от водного режима почвы и доз удобрений.

Варианты опыта Межфазные периоды

Пред-поливная влажность, %НВ Дозы внесения удобрений, кг д в /га Посадка-цветение Цветение плодообра-зование Плодообра-зование -молочная спелость Молочная -полная спелости Посадка-полная спелость

80 М]4ОР4ОК.70 20 32 28 29 108

ЭДюРбоКюо 21 33 29 29 113

N240? 80К1ЗО 23 34 29 30 116

80-70 Г^сРЛо 20 30 27 28 106

^»РиКюо 22 32 28 30 112

N240? 8оК[30 24 33 29 30 116

70 ^4ОР4()К.70 18 33 25 28 104

ИютРбоКюо 19 33 26 29 107

^24оРв&1мЗО 20 34 27 29 111

Показатели роста и развития, фотосинтетической деятельности томатов отражали степень обеспеченности растений влагой и элементами минерального питания Максимальная площадь листьев и высота центрального стебля отмечались в фазу плодообразования Наибольшее влияние на интенсивность роста листовой поверхности томатов оказывали режим водного питания растений. Что касается пищевого режима почвы, то влияние его на увеличение площади листьев оказалось менее выраженным (табл 3)

Наибольшие значения фотосинтетического потенциала, 3279 тыс м2 дн/га, и максимальная площадь листовой поверхности, 41,9 тыс м2/га, формировались при наиболее благоприятных водном и пищевом режимах почвы, т е в варианте с поддержанием влажности не ниже 80%НВ и внесением максимальной дозы минеральных удобрений, МгедРгоКпо При снижении предполивного порога влажности до 70%НВ и сохранении дозы внесения удобрений темпы роста и развития растений характеризовались уменьшением максимальной площади листовой поверхности до 33,2 тыс м2/га, или на 26,2 %, а фотосинтетического потенциала до 2372 тыс. м2 дн /га, или на 38,2%

3. Динамика показателей фотосинтетической деятельности растений по вариантам опыта, средние данные за 2005...2007гг.

Предполив-ная влажность, %НВ Дозы внесения удобрений, кг дв/га Урожай жай-ность, т/га Максимальная площадь листьев, тыс м2/га Фотосинтетический потенциал, тыс м2 дн/га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут

80 К[4ОР4ОК70 52,8 40,2 2986 4

Н,мР6оК,оо 62,3 41,2 3177 4

ИгдоРвоКпо 68,7 41,9 3279 4

80-70 N140P.40K.70 49,1 37,9 2638 3

ХтРбоКюо 58,4 38,8 2836 3

1^24оРвоК.13о 62,7 39,4 2954 4

70 КноР4оК70 39,8 31,9 2198 3

ЬЬоРбоК.оо 45,6 32,8 2285 3

К24оРвоК|Зо 50,4 33,2 2372 4

Фотосинтетическая деятельность растений хорошо согласуется с изменением урожайности томата Так, за годы исследований прирост урожайности от улучшения питательного режима почвы за счет внесения большей дозы удобрений составлял от 14,6 до 30% Более значительный прирост урожайности томатов, от 23,4 до 36,6% наблюдался при улучшении водного режима почвы (рис 4,5)

70%НВ 80-70%НВ 80%НВ Ы140Р40К70

ГШОРбОКШО

Рис. 4 Влияние водного режима почвы на прирост урожайности томатов на разных фонах удобрений.

Рис 5. Прирост урожайности томатов от доз внесения удобрений на разных фонах водного режима почвы.

Из приведенных в таблице 4 данных видно, что во все годы самая высокая урожайность томата формировалась в варианте с лучшей водообес-печенностью растений, где влажность активного слоя почвы не опускалась ниже 80%НВ Сочетание такого водного режима с дозой внесения удобрений, рассчитанной на получение 50т/га плодов, обеспечивало сбор их в среднем за 3 года в расчете на гектар 53 т с колебаниями по годам от 45 до 61 Увеличение дозы внесения удобрений до К^оРбоК-юоИ Н24оР8оКво в этом варианте водного режима способствовало повышению урожайности в

среднем за три года до 62 и 69 т/га с отклонениями по годам соответственно - 9, +3 и - 4, + 2 т/га

4. Влияние водного режима почвы на урожайность томатов

Дозы удобрений, кг дв/га Предлоливная влажность почвы, % НВ 2005 2006 2007 Средняя Прибавка урожайности

т/га %

КгЛоКпо 70 52,1 47,5 51,6 50,4 0 0,0

80-70 64,3 61,5 62,3 62,7 12,3 24,4

80 71,1 64,8 70,2 68,7 18,3 36,3

^иРвоКио 70 48,1 40,6 48,2 45,6 0 0,0

80-70 63,3 50,3 61,5 58,4 12,8 28,1

80 68,2 53,4 65,4 62,3 16,7 36,6

1^ноР4оК.70 70 41,2 35,1 43,2 39,8 0 0,0

80-70 49,6 42,4 55,3 49,1 9,3 23,4

- 80 53,2 44,3 60,8 52,8 13 32,7

НСР05 | 1,7 2,7 2,4

В варианте с более жестким водным режимом, где снижение влажности активного слоя почвы допускалось до 70%НВ, на фоне внесения дозы минеральных удобрений МмоРдоКто урожайность томата по среднему за 3 года показателю снизилась до 40 т/га с колебаниями по годам от 35 до 44 т/га. Внесение в этом варианте водного режима более высоких доз, рассчитанных на получение 65 и 80 т/га плодов, сопровождалось приростом урожайности по среднему за годы исследований показателю до 46 и 50 т/га Следовательно, при водном режиме почвы не ниже 70%НВ на фоне полива по бороздам трудно рассчитывать на получение двух других планируемых уровней урожайности даже при существенном повышении дозы внесения удобрений

При поддержании дифференцированного водного режима почвы, 80-70%НВ, средняя за три года урожайность томатов на фоне внесения минеральных удобрений МмоР^Куо, составила 49 т/га, что на 4 меньше по сравнению с самым водообеспеченным вариантом, 80%НВ, и на 9 т/га выше по сравнению с более жестким водным режимом, с предполивным порогом 70%НВ Аналогичные данные по динамике урожайности томата были получены в вариантах сочетания этого водного режима почвы с двумя другими более высокими дозами внесения удобрений, М^оРбоКюо и Иг/юРкоК-ш Отклонения от максимальной урожайности в сторону уменьшения с увеличением дозы удобрений составили - 4 и - 6, от минимальной соответственно 12 и 13 т/га Отсюда опытами установлено, что поддержание диффе-

ренцированного водного режима с более высокой влажностью почвы (80%НВ) до фазы завершения плодообразования с последующим снижением предполивного порога до 70%НВ способствовало формированию более мощного куста с большим числом плодов на нем Снижение же после завершения фазы плодообразования предполивной влажности почвы до 70%НВ менее существенно сказывалось на снижении урожайности томатов, что позволяет згог вариант вод ного режима почвы считал, водосберегающим.

Анализ динамики урожайности томатов под влиянием водного режима почвы и доз внесения удобрений позволили нам сделать выборку сочетания этих факторов, которые обеспечивают возможность получения, как это определено целью опыта, планируемого сбора плодов на уровне 50, 65 и 80 т/га (табл 5)

5. Сочетание управляемых факторов, обеспечивающих

получение планируемой урожайности томатов.

Урожайность, т/га Отклонения от плана Предполивной порог влажности почвы, %НВ Дозы удобрений, кг д в /га Код сочетания вариантов опыта

Планируемая Фактическая т/га %

50 50 0 0 70 ИгдоРвоКпо АЗВЗ

46 -4 9 70 И^оРбоК.оо АЗВ2

49 - 1 2 80-70 Ы14ОР4ОК7С А2В1

53 3 6 80 МНОР4ОК7О А1В1

65 62 -3 5 80 И^оРбоКюо А1В2

63 -2 4 80-70 №4ОР8()К120 А2ВЗ

69 4 6 80 А1ВЗ

80 69 - 11 14 80 А1ВЗ

Из приведенных в таблице 5 данных видно, что получение урожайности близкой к 50 т/га обеспечивают четыре варианта сочетания изучаемых факторов Наименьшее отклонение от планируемой урожайности, 0% и 2%, имеют два варианта сочетаний АЗВЗ и А2В1 Отклонение 6% от урожайности 50 т/га получено в варианте А1В1, где поддерживался наиболее благоприятный водный режим почвы и вносилась минимальная из изучаемых доз минеральных удобрений Т^оР^Кто Получение урожайности на уровне 65 т/га обеспечивается сочетание регулируемых факторов А2ВЗ, А1В2 и А1ВЗ при отклонении от планируемой урожайности меньше 10% Урожайность 80 т/га в наших опытах при поливе по бороздам не была достигнута Самая близкая фактическая урожайность к планируемой получена в варианте А1ВЗ и составила в среднем за три года 69 т/га, т е. с отклонением от планируемой на 14% Однако в 2005 г в этом варианте сочетания факторов она поднималась до 71 т/га

Таким образом, урожайность томатов близкая к 50 т/га плодов обеспечивалась поддержанием водного режима почвы не ниже 70% в разные по степени засушливости годы на фоне внесения Т^оРвоКюо или ^сЛоКш проведением от 13 до 15 поливов нормой 418 м3/га каждый Оросительная норма с учетом посадочных поливов во всех вариантах опыта общей нормой 300 мэ/га изменялась в пределах 5434 .. 6270 м3/га На фоне внесения меньшей дозы удобрений, N1^40^70 близкая к 50 т/га урожайность томатов формировалась в вариантах водного режима с влажностью почвы не ниже 80 или 80-70%НВ Обеспечивался такой водный режим проведением соответственно 20 24 поливов по бороздам нормой 280 м3/га с общими затратами оросительной воды 5600 6720 м3/га или 16 19 поливов дифференцированными поливными нормами, 280 м3/га до завершения фазы плодообразования, с последующим увеличением их до 418 м3/га Оросительная норма при этом уменьшалась до 5584 6562 м3/га.

Урожайность близкая к 65 т/га томатов формировалась в условиях дифференцированного водного режима почвы (80-70%НВ) или 80%НВ, которые как указано выше, связанны с необходимостью проведения 16 . 19 или 20 24 вегетационных поливов нормами 280 и 418 или 280 мэ/га соответственно

В четвертой главе «Особенности среднесуточного и суммарного водопотребления томатов при поверхностном орошении» рассмотрены закономерности потребления влаги в целом за вегетационный и по межфазным периодам для всех вариантов опытов (табл. 6)

Анализ данных показывает, что наиболее эффективно на формирование урожая оросительная вода расходовалась при более высокой дозе вносимых минеральных удобрений В вариантах опыта с внесением дозы N240P80K.n0 на формирование одной тонны плодов затрачивалось в среднем на 25% воды меньше, чем в вариантах с внесением КмоР4оК7о и на 10% меньше по сравнению с Т^оРбоК-юо Ухудшение водного режима почвы также сопровождалось снижение эффективности использования оросительной воды На идентичных по пищевому режиму почвы вариантах с поддержанием 80%НВ предполивного порога была достигнута максимальная эффективность использования оросительной воды, 114 м3/т Максимальные затраты воды на формирование 1 т плодов томата сложились в варианте с поливами при 70%НВ и составили 145 м3/т, что на 27,1% больше чем в варианте во-досберегающего водного режима почвы

6. Структура суммарного водопотребления томатов

Урожайность, т/га Код сочетания вариантов опыта Использованная влага почвы, м3/га. Оросительная норма, м7га. Осадки, м'/га. Суммарное водопотребление, м /га. Затраты воды на формирование 1т плодов томата, м3/т

Планируемая Фактическая

50 50 АЗВЗ 302 5852 П76 7330 145

46 АЗВ2 298 5852 986 7136 156

49 А2В1 278 6051 982 7311 149

53 А1В1 289 6253 982 7524 143

65 62 А1В2 295 6253 1249 7797 125

63 А2ВЗ 325 6051 1249 7625 122

69 А1ВЗ 327 6253 1251 7831 114

80 69 А1ВЗ 327 6253 1251 7831 114

Среднесуточное водопотребление во всех межфазных периодах (таб 7) было самым высоким в вариантах с более высокой урожайностью, достигая максимума, 88,4 м3/га в межфазный период плодообразование-молочная спелость. Минимальное среднесуточное водопотребление наблюдалось в период молочная - полная спелость плодов и изменялся в пределах 37,9 . 58,6 м3/га

7. Среднесуточное водопотребление по фазам роста и развития растений.

Урожайность т/га Код сочетания вариантов опыта Посадка-цветение Цветение-плодообра-зование Плодообра-зование -молочная спелость Молочная -полная спелости

Планируемая Фактическая

50 50 АЗВЗ 65,1 60,4 87,3 38,9

46 АЗВ2 65,9 61 85,2 37,9

49 А2В1 58,7 58,7 86,2 58,6

53 А1В1 60,2 69,7 84,1 51,9

65 62 А1В2 60 69,6 84,1 53,8

63 А2ВЗ 52,7 54,6 88,4 57,1

69 А1ВЗ 55,9 67,5 87,5 52,2

80 69 А1ВЗ 55,9 67,5 87,5 52,2

В пятой главе «Энергетическая, экономическая и экологическая оценка выращивания томатов» приведены результаты анализа сравнительной оценки эффективности получения различных уровней планируемой урожайности по показателям минимизации затрат, соблюдения экологических требований и получения максимальной прибыли

Анализ энергетической эффективности возделывания томатов при поверхностном орошении показал, что с урожайностью 50 69 т/га плодов выход энергии в основной продукции составил 146,9 .242,52, а с учетом побочной - 249,74 .396,66 ГДж/га при коэффициенте энергетической эффективности 1,2 1,7

Расчет экономической эффективности позволил определить основные экономические показатели вариантов, обеспечивающих получение близкой к планируемой урожайности томатов товарной продукции при разном сочетании водного режима почвы и доз вносимых удобрений (табл. 8).

8. Экономическая эффективность получения планируемой уро-

жайности томата при разном сочетании факторов.

Урожайность, т/га Код сочетания вариантов опыта Цена реализации, р/кг Стоимость урожая томата, тыс р/га Вшжения, тыс р/га. Себесгои-сгои-мосгь, р/кг Прибыль, тыс р/ га Эффективность вложений, %

Планируемая Фактическая

50 50 АЗВЗ 8 400 162 3,24 238 147

46 АЗВ2 8 368 152 3,30 216 142

49 А2В1 8 392 149 3,04 243 163

53 А1В1 8 424 163 3,08 261 160

65 62 А1В2 8 496 165 2,66 331 201

63 А2ВЗ 8 504 165 2,62 339 205

69 А1ВЗ 8 552 176 2,55 376 214

80 69 А1ВЗ 8 552 176 2,55 376 214

Самый высокий валовой доход от реализации товарной продукции при плановой урожайности 50 т/га сложился в варианте сочетания А1В1 и составил 424 тысяч рублей при себестоимости 1 т 3080 р, что за счет оптовой цены реализации плодов 8000 р/т позволяет получить чистый доход в сумме 261 тыс р/га Минимальная прибыль в расчете на 1 га, 216 тыс р/га, сложилась при самой низкой фактической урожайности, 46 т/га томата, где сочетание изучаемых факторов принималось АЗВ2, т.е. при предполивном пороге 70%НВ и дозой внесения удобрений ^эдРбоКюо Остальные варианты по экономической эффективности занимали промежуточное место

При урожайности на уровне 65 т/га наибольшую экономическую эффективность приносило сочетание факторов А1ВЗ Расчетный чистый доход измерялся получением прибыли 376 тыс р/га, но складывался он в варианте требующим на его получение самых высоких затрат воды и удобрений Наиболее экономичным по затратам воды на получение планируемой урожайности оказался вариант сочетания А2ВЗ, а экономия по удобрениям сложилась в варианте А1В2 Прибыль в этих вариантах опыта оценивалась получением в расчете на 1 га соответственно 339 и 331 тыс р, или была практически одинаковой с рентабельностью более 200%

По состоянию орошаемого участка, где проводились исследования ус-

тановлено, что поверхностное орошение при принятых элементах техники полива не нанесло вреда агроландшафту, а дозы вносимых удобрений обеспечивали получение экологически безопасной продукции Отсутствие в системе поверхностного как имеет место при капельном орошении полимерных материалов исключает возможность засорения ими почвы Максимальная подача воды в проточные борозды глубиной 0,1-0,12 м и уклонах 0,003 не должна превышать 1 л/с, а оптимальной она складывалась при расходах 0,4-0,5 л/с При этом в бороздах практически отсутствовал смыв почвы и достигалось равномерное увлажнение по длине борозды на расчетную глубину 0,6 м В этом случае отсутствует водная эрозия, засоление и заболачивание почвы

Выводы

1 Систематическое повышение тарифов на энергоресурсы, отсутствие мобильных технических средств для орошения небольших участков в крестьянско-фермерских хозяйствах, самоустранение государства от влияния экономическими рычагами на складывающиеся на рынке цены на сельскохозяйственную продукцию не в пользу сельских товаропроизводителей актуализируют проблему использования малоэнергоза-тратных способов и техники почива, к каковым относится поверхностное орошение и в частности, полив по бороздам Полученные трех летние результаты наших исследований подтверждают возможность использования малоэнергоемкого полива томата по бороздам, обеспечивающего при принятой схеме посадки получение до 70 т/га плодов

2 Сравнительная оценка 6 гибридов томата голландской селекции по продуктивности и качественной характеристике плодов способствовала обоснованию выбора для возделывания в Волго-Донском междуречье гибрида Садик

3 Установлена степень влияния улучшения водного режима почвы и увеличения доз внесения удобрений на рост, развитие, фотосинтетические показатели, характеристики агроценоза томата и его продуктивность при поливе по бороздам с получением от 35 до 70 т/га плодов, по годам исследований

4 Обосновано различное сочетание водного режима почвы и доз внесения удобрений, обеспечивающих получение урожайности томатов на уровне 50 и 65 т/га плодов

5 Определены особенности режимов орошения томата по бороздам, связанные с поддержанием влажности активного слоя (0,6 м) почвы не ниже 80 и 70 %НВ, а также дифференцированного, 80-70%НВ Чтобы не допустить снижения влажности почвы ниже 80%НВ на томатах необходимо проводить в средневлажные годы 20, засушливые - 24 вегетационных полива по 280 м3/га, оросительная норма при этом изменяется в пределах 5600 6720 м3/га Для поддержания влажности не ниже

70%НВ число поливов уменьшается до 13 15 поливной нормой 418м3/га при оросительной норме 5434 6270 м3/га Дифференцированный водный режим почвы обеспечивается проведением 16 19 поливов, больше половины (около 60%) из числа которых нормой 280 м3/га и меньшая часть 418 м3/га

6. Установлено, что суммарное водопотребление томата при поверхностном как и при других способах орошения увеличивается вместе с ростом урожайности Если на формирование 50 т/га томатным полем расходовалось 7136, ..7524 м3/га, то при урожайности 65 т/га суммарный расход влаги возрастал до 7625 . 7831 м3/га По затратам воды на единицу товарной продукции самым эффективными оказались варианты для получения первого уровня планируемой урожайности А1В1 иА2В1, коэффициент водопотребления в которых составил 143 и 148 м3/т, а для второго (65 т/га) - А1ВЗ и А2ВЗ, с коэффициентом водопотребления 114 и 122 м3/т соответственно

7 Среднесуточное водопотребление томата по межфазным периодам изменялось от 52,7 и 65,9 в период посадка-цветение до 84,1 и 88,4 в период плодообразование - молочная спелость, когда оно достигло максимума Минимальный среднесуточный расход влаги связан с периодом молочная - полная спелость плодов и изменялся в переделах 37,9 до 58,6 м3/га в сутки Установлено, что среднесуточное водопотребление томата увеличивалось с повышением урожайности и улучшением водного режима почвы

8 По показателям экономической эффективности самый высокий валовой доход от реализации полученной продукции сложился в вариантах сочетания А1 (предполивной порог 80%НВ) с В1, при внесение (ИноРадК^о) и уровне планируемой урожайности 50 и ВЗ с внесением О^гЛоКш) - 65 т/га Однако по затратам на 1 га, себестоимости продукции и эффективности вложений средств в орошение томата предпочтение имеет дифференцированный режим орошения (80-70%НВ) в сочетании для получения первого уровня урожайности с В1 и второго -ВЗ, что и позволяет нам его рекомендовать производству

Предложения производству

1 Поверхностный полив томатов как и других овощных культур, уступая по уровню механизации и некоторым другим параметрам капельному орошению и дождеванию, при благоприятных условиях для его применения обеспечивает возможность поддержание влажности почвы в активном слое не ниже 80 или 70% и в сочетании с внесением удобрений получение до 70 т/га плодов томатов при минимальных затратах энергии, металла, полимерных и других промышленных материалов и изделий на его проведение

2 Гибрид томата голландской селекции Садик, по урожайности, размерам и форме плодов, высокой лежкости и транспортабельности их, хорошим вкусовым качествам значительно превосходит районированный в Волгоградской области сорт Новичок Аналогичными достоинствами обладают гибриды Адонис и Флорида 47 3. Дифференцированный режим орошения томата по бороздам, обеспечивающий поддержание влажности активного слоя почвы до завершения фазы плодообразования не ниже 80%НВ с последующим снижением предполивной влажности до 70%НВ Достигается такой водный режим почвы проведением 16 19 поливов, из которых на период до фазы завершения плодообразования приходятся 12 15 нормой 280 м3/га и на период созревания плодов 4 5 нормой 418 м3/га Сочетание такого водного режима орошения с дозами внесения N1.40P40K.70 или КгедРвоЬчзо позволяют получать урожайность томатов на уровне 50 и 65 т/га

Список опубликованных статей

1. Григоров, МС Повышение эффективности возделывания томатов внедрением ресурсосберегающих технологий / М С Григоров, К Ю Кружилин // Ресурсосберегающие, экологически безопасные технологии мелиорации, рекультивации и охраны земель - Новочеркасск, 2004 - С 71-74.

2 Кружилин, Ю И Водосберегающая технология орошения томатов / Ю И Кружилин, К Ю Кружилин // Материалы международной научно практической конференции, посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии. - Волгоград, 2004 —С. 194-196

3 Кружилин, КЮ Основание выбора способа полива и краткие результаты орошения томатов по бороздам / К Ю Кружилин // Современные проблемы развития АПК - Волгоград, 2006 -С 96-98

4 Кружилин, Ю И Возделывание импортных гибридов томатов в крестьянском хозяйстве волгоградской области / Ю И Кружилин, К Ю Кружилин // Доклады РАСХН. -2008 - № 3 - С 23 - 25

5 Григоров, СМ Дифференцированный режим, поверхностного орошения томатов в зоне Волго-Донского междуречья / С.М Григоров, КЮ Кружилин//Плодородие -2008 -№5 - С

Подписано в печать 14 08 2008. Формат 60х84'/16 Уел печ. л 1,0 Тираж 100 Заказ 385. Издательско-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива» 400002, г Волгоград, пр Университетский, 26

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Кружилин, Константин Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ результатов исследований по способам и режимам орошения томатов (Обзор и анализ литературы).

1.1. Предполивная влажность почвы как один из основных факторов формирования режимов орошения сельскохозяйственных культур.

1.2. Научно обоснованный режим орошения в зоне Волго-Донского междуречья.

1.3. Оценка соответствия природных условий зоны исследования биологическим особенностям томата.

1.4. Достоинства и недостатки поверхностного орошения томатов, перспективы его применения.

1.5. Обоснование направления исследований.

2. Цель, задачи, условия и методика проведения исследований.

2.1. Обоснование цели и вытекающие из этого задачи исследований.

2.2. Характеристика опытного участка и условий проведения исследований

2.3. Агротехника томатов.

2.4. Планирование, схема и методика проведения исследований.

2.5. Система поверхностного орошения. Согласование режима орошения и элементов техники полива.

3. Оценка влияния водного режима почвы по показателям роста и развития томата на разных фонах минерального питания.

3.1. Выбор гибрида.

3.2. Поливной режим томатов по вариантам предполивной влажности почвы и характеристика зоны промачивания почвы.

3.3 Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации томатов.

3.4 Оценка вариантов водного режима почвы и доз внесения удобрений по показателям роста томатов.

3.5 Динамика накопления вегетативной массы томатов по вариантам опыта

3.5 Урожайность томатов на разных фонах водного режима почвы и доз внесения удобрений.

3.6 Сочетание факторов для получения различных уровней урожайности томатов.

3.7 Показатели фотосинтетической деятельности томатов при разных уровнях урожайности.

4. Особенности суммарного и среднесуточного водопотребления томатов при поверхностном орошении.

4.1 Динамика суммарного водопотребления томатов в зависимости от уровня формируемых урожаев.

4.2. Среднесуточное водопотребление томатов при разных уровнях урожайности.

4.3 Влияние уровня урожайности на коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды.

4.4 Биоклиматические коэффициенты испарения влаги при разных уровнях урожайности томатов на поверхностном орошении.

5 Энергетическая, экономическая и экологическая оценка получения различных уровней урожайности.

5.1 Энергетическая оценка использования поверхностного орошения для получения разных уровней урожайности томатов.

5.1 Экономическая эффективность получения запланированных урожаев томатов.

5.2 Экологическая оценка поверхностного орошения и качества получаемой продукции.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Дифференцированный режим поверхностного орошения томатов на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья"

Актуальность исследований. Природные условия южной зоны Волгоградской области согласуются с биологическими особенностями томата, однако из-за малого количества осадков и неравномерности их выпадения во времени культивировать его здесь можно только при орошении. До 60-х годов прошлого столетия основным способом орошения томатов был поверхностный полив, на смену которому пришло дождевание. В последние годы наряду с дождеванием появляется более экономичное по затратам воды капельное орошение, которое к тому же хорошо вписывается в орошение небольших площадей в крестьянско-фермерских хозяйствах. Оба эти способа орошения достаточно энергоемкие и дорогостоящие. К тому же возможность орошения дождеванием небольшой площади в крестьянско-фермерских хозяйствах затрудняется из-за отсутствия на рынке мобильных с небольшой сезонной производительностью отечественных дождевальных машин и установок. Поэтому там, где это возможно, крестьянские хозяйства и арендаторы перешли на орошение овощей, в том числе и томатов, на мало энергозатратный недорогостоящий поверхностный полив. Отсюда актуализировалась проблема разработки режимов поверхностного полива томата и обоснование для их осуществления техники орошения на ограниченных по площади участках крестьянско-фермерских хозяйств. Решению этих вопросов и были посвящены наши исследования, результаты которых изложены в диссертации.

Цель исследований сводилась к обоснованию сочетания водных режимов почвы и обеспечивающих их режимов полива по бороздам с дозами внесения удобрений для получения урожайности томатов на уровне 50, 65 и 80 тонн плодов с гектара.

В соответствии с поставленной целью в исследованиях решались следующие задачи:

- Проанализировать накопленный научный материал по водному режиму почвы и обеспечивающих его режимам орошения томатов в особенности при поверхностных поливах;

- Теоретически и экспериментально обосновать уровни планируемой урожайности томата и соответствующие им пределы изменения водного режима почвы при поливе по бороздам;

- Установить динамику влажности почвы и урожайность томатов в связи с изменением водного режима почвы и доз внесения удобрений;

- Обосновать режимы орошения томатов, обеспечивающие поддержание необходимого водного режима почвы в разные по обеспеченности осадками годы, способствующие получению планируемой урожайности;

- Определить динамику суммарного и среднесуточного водопотреб-ления при разной урожайности томата;

- Дать энергетическую, экономическую и экологическую оценку применения поверхностного орошения томатов при разной урожайности.

Объект исследований. Водный режим почвы и обеспечивающий его регламент поверхностного полива томатов на светло-каштановых почвах ВолгоДонского междуречья.

Научная новизна результатов исследований заключается в обосновании возможности поддержания поливом по бороздам дифференцированного водного режима почвы, способствующего в сочетании с минеральными удобрениями получению планируемых урожаев томатов, подтверждена патентом на изобретение (№2321978).

Практическая значимость результатов исследований характеризуется обоснованием возможности получения 50, 65 и 80 т/га плодов томата при рекомендуемых сочетаниях водного режима почвы и доз внесения удобрений на основе применения наименее энергозатратного полива по бороздам, практическую направленность имеют рекомендации по оценке эффективности использования в посевах различных гибридов томатов голландской селекции для возделывания овощеводами рассматриваемого региона, а также использование полученных результатов в учебном процессе на эколого-мелиоративном и агрономическом факультетах ВГСХА.

Достоверность исследований подтверждается высокой сходимостью экспериментальных данных, полученных в одноименных вариантах в разные годы с соблюдением современных методик полевого опыта и методов математического анализа. Полевые опыты ежегодно экспертировались и получали одобрение методической комиссии ГНУ ВНИИ орошаемого земледелия, научным руководителем.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Обоснование выбора гибрида для исследований;

- Оценка влияния водного режима почвы и доз внесения удобрений на рост, развитие и урожайность томатов при поливе по бороздам;

- Сочетание факторов (водного режима почвы и доз внесения удобрений), обеспечивающих получение планируемой урожайности;

- Режим орошения томата по бороздам для поддержания влажности активного слоя почвы не ниже 80,70 и 80-70%НВ в разные по степени засушливости годы;

- Суммарное и среднесуточное водопотребление при разной урожайности томата;

- Энергетическая, экономическая и экологическая оценка получения планируемых урожаев томата при поливе по бороздам.

Реализация результатов исследований проводилась в крестьянском хозяйстве «Пионер» Городищенского района Волгоградской области в 2005.2008 гг., а также холдинге «Альянс-С» Городищенского района, Волгоградской области в 2006. .2008гг.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международной научно-практической конференции «Современные оросительные мелиорации — состояние и перспективы» (посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета Волгоградской ГСХА, Волгоград, 2004г.), «Современные проблемы развития АПК» (Материалы научно-практической конференции 1-3 февраля 2006 г., ВГСХА, Волгоград, 2006 г.), на Днях Поля и теоретических семинарах для овощеводов, проводимых администрацией Волгоградской области и компанией Seminis в 2007. .2008 гг.

По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикаций результатов исследований соискателями ученых степеней.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 148 страницах компьютерного текста, содержит 29 таблиц, иллюстрирована 21 рисунками и 12 приложениями. Список использованной литературы включает 94 источников, в т.ч. 6 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований и представлении их в виде диссертации составляет не менее 80%.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Кружилин, Константин Юрьевич

Общие выводы

1. Систематическое повышение тарифов на энергоресурсы, отсутствие мобильных технических средств для орошения небольших участков в кресть-янско-фермерских хозяйствах, самоустранение государства от влияния экономическими рычагами на складывающиеся на рынке цены на сельскохозяйственную продукцию не в пользу сельских товаропроизводителей актуализируют проблему использования малоэнергозатратных способов и техники полива, к каковым относится поверхностное орошение и в частности, полив по бороздам. Полученные трех летние результаты наших исследований подтверждают возможность использования малоэнергоемкого полива томата по бороздам, обеспечивающего при принятой схеме посадки получение до 70 т/га плодов.

2. Сравнительная оценка 6 гибридов томата голландской селекции по продуктивности и качественной характеристике плодов способствовала обоснованию выбора для возделывания в Волго-Донском междуречье гибрида Садик.

3. Установлена степейь влияния улучшения водного режима почвы и увеличения доз внесения удобрений на рост, развитие, фотосинтетические показатели, характеристики агроценоза томата и его продуктивность при поливе по бороздам с получением от 35 до 70 т/га плодов, по годам исследований.

4. Обосновано различное сочетание водного режима почвы и доз внесения удобрений, обеспечивающих получение урожайности томатов на уровне 50 и 65 т/га плодов.

5. Определены особенности режимов орошения томата по бороздам, связанные с поддержанием влажности активного слоя (0,6 м) почвы не ниже 80 и 70 %НВ, а также дифференцированного, 80-70%НВ. Чтобы не допустить снижения влажности почвы ниже 80%НВ на томатах необходимо проводить в средневлажные годы 20, засушливые - 24 вегетационных полива по 280 м/га, оросительная норма при этом изменяется в пределах 5600.6720 м /га. Для поддержания влажности не ниже 70%НВ число поливов уменьшается до 13 . 15 поливной нормой 418м3/га при оросительной норме 5434.6270 м /га. Дифференцированный водный режим почвы обеспечивается проведением 16. 19 поливов, больше половины (около 60%) из числа которых нормой 280 м /га и меньшая часть 418м /га.

6. Установлено, что суммарное водопотребление томата при поверхностном как и при других способах орошения увеличивается вместе с ростом урожайности. Если на формирование 50 т/га томатным полем расходовалось 7136.7524 м /га, то при урожайности 65 т/га суммарный расход влаги возрастал до 7625.7831 м3/га. По затратам воды на единицу товарной продукции самым эффективными оказались варианты для получения первого уровня планируемой урожайности А1В1 и А2В1, коэффициент водопотреб7 ления в которых составил 143 и 148 м /т, а для второго (65 т/га) - А1ВЗ и А2ВЗ, с коэффициентом водопотребления 114 и 122 м3/т соответственно.

7. Среднесуточное водопотребление томата по межфазным периодам изменялось от 52,7 и 65,9 в период посадка-цветение до 84,1 и 88,4 в период плодообразование - молочная спелость, когда оно достигло максимума. Минимальный среднесуточный расход влаги связан с периодом молочная - полная спелость плодов и изменялся в переделах 37,9 до 58,6 м3/га в сутки. Установлено, что среднесуточное водопотребление томата увеличивалось с повышением урожайности и улучшением водного режима почвы.

8. По показателям экономической эффективности самый высокий валовой доход от реализации полученной продукции сложился в вариантах сочетания А1 (предполивной порог 80%НВ) с В1, при внесение (N140P40K70) и уровне планируемой урожайности 50 и ВЗ с внесением (N240P80K130) - 65 т/га. Однако по затратам на 1 га, себестоимости продукции и эффективности вложений средств в орошение томата предпочтение имеет дифференцированный режим орошения (80-70%НВ) в сочетании с дозой внесения удобрений для получения первого уровня урожайности с (В1) и второго - (ВЗ), что и позволяет нам его рекомендовать производству.

Предложения производству

1. Поверхностный полив томатов как и других овощных культур, уступая по уровню механизации и некоторым другим параметрам капельному орошению и дождеванию, при благоприятных условиях для его применения обеспечивает возможность поддержание влажности почвы в активном слое не ниже 80 или 70% и в сочетании с внесением удобрений получение до 70 т/га плодов томатов при минимальных затратах энергии, металла, полимерных и других промышленных материалов и изделий на его проведение.

2. Гибрид томата голландской селекции Садик, по урожайности, размерам и форме плодов, высокой лежкости и транспортабельности их, хорошим вкусовым качествам значительно превосходит районированный в Волгоградской области сорт Новичок. Аналогичными достоинствами обладают гибриды Адонис и Флорида 47.

3. Дифференцированный режим орошения томата по бороздам, обеспечивающий поддержание влажности активного слоя почвы до завершения фазы плодообразования не ниже 80%НВ с последующим снижением предполив-ной влажности до 70%НВ. Достигается такой водный режим почвы проведением 16. 19 поливов, из которых на период до фазы завершения плодоо образования приходятся 12. 15 нормой 280 м /га и на период созревания о плодов 4.5 нормой 418 м /га. Сочетание такого водного режима орошения с дозами внесения N140P40K70 или N240P80K130 позволяют получать урожайность томатов на уровне 50 и 65 т/га.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кружилин, Константин Юрьевич, Волгоград

1. Алпатьев, А.В. Помидоры. М.: Колос, 1981. - 304 с.

2. Алпатьев, A.M. Влагооборот культурных растений. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1954. - 248 с.

3. Алпатьев, С.М. Методические указания по расчету режима орошения сельскохозяйственных культур на основе биоклиматического метода. — Киев, 1967. 30 с.

4. Багров, М. Н., Прогрессивная технология орошения сельскохозяйственных культур / Багров М. Н., Кружилин И.П. М.: Колос, 1980. - 208 с.

5. Багров, М.Н., Оросительные системы и их эксплуатация / Багров М.Н., Кружилин И.П. М.: Колос, 1978.-231 с.

6. Бегишев, А.Н. Работа листьев разных сельскохозяйственных растений в полевых условиях // Труды института физиологии растений им. К.А. Тимирязева. М.: Изд-во АН СССР, 1953. - Т. 8. - Вып. I. - С. 37-41.

7. Безрассадные томаты и их возделывание. — Волгоград, 1969. 32 с.

8. Бексеев Ш.Г. Выращивание ранних томатов. JL: ВО "Агропромиздат", 1989. - 272 с.

9. Брежнев Д.Д. Томаты. JL: Колос, 1964. - 352 с.

10. Выращивание томатов в условиях орошения: Методические рекомендации. Ставрополь, 1981. - 21 с.

11. Гавриш, С.Ф., Томат: возделывание и переработка / Гавриш С.Ф., Галкина С.Н. М.: Росагропромиздат, 1990. - 190 с.

12. Глухова, В.М. Влияние удобрений на урожай и биохимический состав плодов томатов в условиях Волго-Ахтубинской поймы: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. Волгоград, 1966. - 24с.

13. Голубеев, В.Д. Применение удобрений на орошаемых землях. М.: Колос, 1977. - 192 с.

14. Гоулд, У.А. Производство томатов. М.: Пищевая промышленность, 1979.-352 с.

15. Григоров, М.С. Внутрипочвенное орошение. М.: Колос, 1983. -128с.

16. Давитая, Ф.Ф., Проблема прогноза испаряемости и оросительных норм / Давитая Ф.Ф., Мельник Ю.С. JL: Гидрометеоиздат, 1970. - 72 с.

17. Данильченко, Н.В. Расчет режимов орошения сельскохозяйственных культур // Гидротехника и мелиорация. 1978. - №1. - С. 48-56.

18. Дегтярева, Е.Т., Почвы Волгоградской области / Дегтярева Е.Т., Жулидо-ва А.Н. Волгоград: Нижне-Волжское кн. иэд-во, 1970. - С. 184-189.

19. Долгов, С.И. Исследования подвижности почвенной влаги и ее доступности для растений. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1948. - 207 с.

20. Долгушин, Г.Л. Режим орошения томатов в пригородной зоне Омска. Автореферат канд. дис., Омск, 1963. 18 с.

21. Дорохов, Л. М. Минеральное питание как фактор повышения продуктивности фотосинтеза и урожая сельскохозяйственных растений // Проблемы фотосинтеза. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 74-81.

22. Доспехов, Б.А. Методикаполевого опыта М.: Агропромиэдат, 1985.-351 с.

23. Егиазарян, А.Г. Влияние удобрений на урожай и качество томатов // Консервная иовощесушительнаяпромышленность. 1984. - №5. - С. 29-30.

24. Ершова, В.Л., Влияние способов полива на урожайность ранних томатов // Орошение и мелиорация / Труды МолдНИИОЗ. Кишинев / Ершова

25. B.Л., Паненко И.Д.: Изд-во Картя Молдовеняско, 1971. Т. 10. - Вып. 2.1. C. 98-109.

26. Жабина, Т.М., Осипенко A.M. Урожай и качество томатов в зависимости от орошения // Науч. тр. УСХА. Киев, 1975. - Вып. 171. - С. 20-22.

27. Жулева, В.М., Черенок Л.Г. Мои шесть соток. М.: Издательский Дом МСП, 2000.-223 с.

28. Журбицкий З.И. Особенности минерального питания овощных культур // Удобрение овощных культур. М., 1963. - 504 с.

29. Журбицкий, З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. М., 1963. - 294 с.

30. Иванов, А.Ф Теоретические основы программирования урожая // Сельскохозяйственная биология. Т / Иванов А.Ф., Филин В.И., 1979. 24. -С. 323-330.

31. Иванов, В.М. и др. Агроэнергетическая оценка технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Волгоград.: ВГСХА, 2000. - 32 с.

32. Каюмов, М.К. Справочник по программированию урожаев. М., Россель-хозиздат. 1977. 190с.

33. Киселёв, Е.П. Азбука огородника и фермера. Хабаровск: изд РИОТИП, 1995-448 с.

34. Константинов, А.Р., Нормирование орошения: методы, их оценки, пути уточнения //Гидротехника и мелиорация. 1986. №1. - С. 19- 28;

35. Коринец, В.В. Рациональные севообороты. М.: Колос, 1992. - 141 с.

36. Костин, И.С. Орошение в Поволжье. М.: Колос, 1971. - 224 с.

37. Костяков, А.Н. Основы мелиораций. М.: Сельхозгиз, I960. - 621 с.

38. Красовская, И.В. Корневая система сельскохозяйственных растений при орошении // Проблемы ботаники. М., АН СССР, 1955. - С. 73-94.

39. Кружилин, А.С. Биологические особенности и продуктивность орошаемых культур. М.: Колос, 1977. - 229 с.

40. Кружилин, А.С. Выращивание овощных культур и картофеля при орошении. М.: Россельхозиздат, 1975. - 116 с.

41. Кружилин, А.С. Корневая система и продуктивность орошаемых культур // Биологические и агротехнические основы орошаемого земледелия. М.: Наука, 1983.-С. 235-242.

42. Кружилин, А.С., Шведская З.М. Помидоры, перцы, баклажаны. М.: Россельхозиздат, 1972. — 144 с.

43. Кружилин, И.П. Агромелиоративная оценка влагообеспеченности территории Нижнего Поволжья. Волгоград, 1976. - 66 с.

44. Кружилин, И.П. Проблемы выживания и развития орошаемого земледелия в условиях перехода к рынку // Проблемы водосберегающего орошения и мелиорация почв. Волгоград.: Науч. тр. ВНИИОЗ, 1994. - 129 с.

45. Кружилин, И.П. Управление водным режимом почвы для получения запланированных урожаев при орошении // Труда Волгоградского СХИ. -Волгоград, 1981. Т. 76. - С. 17-35.

46. Кук, Дж.У. Системы удобрения для получения максимальных урожаев / Перевод с англ. М.: Колос, 1975. - 416 с.

47. Куликова, М.Ф. Полив овощных культур. М.: Колос, 1969. - 272 с.

48. Листопад, Г.Е., Иванов А.Ф., Климов А.А. Программирование урожаев и особенности технологии возделывания сельскохозяйственных культур при орошении // Биологические основы орошаемого земледелия. М.: Колос, 1976. - С. 33-50.

49. Мелиоративные системы и сооружения // СНиП 2.06.03. 85. - М., 1985. -154 с.

50. Методика биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства / Базаров Е.И., Глинка Е.В. М.: ВАСХНИЛ, 1983. -45 с.

51. Методические рекомендации ВАСХНИЛ по постановке опытов и проведению исследований по программированию урожая полевых КУЛЬТУР. -М.: Колос, 1978. 64 с.

52. Миронова, М.П., К вопросу о влиянии азота и калия на качество и урожай плодов томатов и огурцов // Ученые записки Петрозаводского гос. ун-та. Петрозаводск / Миронова М.П., Дегтева Л.Г., Данилова Л.П., 1958. - Т. 8.1. Вып. 3. С. 68-75.

53. Мухин, В.Д. Справочник овощевода-любителя. М.: Московская правда, 1991.-96 с.

54. Найдин, П.Г. Полевой метод. М.: Колос, 1968. - 276 с.

55. Никитенко, Г.Ф. и др. Опытное дело в полеводстве. — М.: Россельхозиз-дат, 1982. 190 с.

56. Ничипорович, А.А. Фотосинтетическая деятельность растений и пути повышения их продуктивности // Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. М.: Наука, 1972. - С. 511-527.

57. Ничипорович, А.А., Строганова А.Е., Чмора С.Н., Власова М.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. М.: Изд-во АН СССР, 1961.- 136 е.,

58. Новые элементы индустриальной технологии возделывания и уборки томатов (рекомендации). М.: Агропромиздат, 1985. — 56 с.

59. Ольховик, М.В. Режим орошения и водопотребление томатов в условиях Оренбургской области: Автореф. дис. канд. с.-х. наук. Оренбург, 1971. - 24 с.

60. Оптимизация водного режима почвы для получения запланированных урожаев сельскохозяйственных культур // Методическое руководство для расчета режимов орошения сельскохозяйственных культур. Волгоград, 1980.-32 с.

61. Петинов, Н.С. Физиология орошаемых сельскохозяйственных культур // Тимирязевские чтения. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - Т. 14. - 260 с.

62. Пивоваров, В.Ф. Овощи России. М.: АО «Российские семена», 1994. - 256с.

63. Писаренко, В,А., Режимы орошения сельскохозяйственных культур. — Киев. / Писаренко В.А., Горбатенко Е.М., Йокич Д.Р.: Урожай, 1988. -95с.

64. Плешаков, В.Н. Методика полевого опыта в условиях орошения. Волгоград, ВНИИОЗ, 1983.- 148 с.

65. Программа и методика постановки опытов и проведение исследований попрограммированию урожаев полевых культур. М., 1978. - 64 с.

66. Листопад, Г.Е Программирование урожая (сущность метода) / Листопад Г.Е., Климов А.А., Иванов А.Ф., Устенко Г.П. // Труды Волгоградского СХИ. Волгоград, 1975. - Т. 55. - 367 с.

67. Прянишников, Д.Н., Агрохимия. Изб.соч. т.1. Сельхозгиз, 1952.

68. Пути повышения эффективности выращивания овощей на основе применения индустриальных методов их возделывания: Рекомендации научно-производственной конференции. Волгоград, 1984. - 54 с.

69. Рекомендации по возделыванию овощных культур и картофеля. Волгоград, Волгоградская опытная станция ВИР, 1984. - 52 с.

70. Роде, А.А. Методы изучения водного режима почв. М.: Изд-во АН СССР, I960. - 244 с.

71. Роде, А.А. Основы учения о почвенной влаге. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 287 с.

72. Тараканов, Г.И. и др. Овощеводство. М.: Колос, 1993. - 511 с.

73. Толстоусов, В.П. Удобрения и качество урожая. М.: Колос, 1974. - 261 с.

74. Устенко, Г.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах как основа формирования высоких урожаев // Фотосинтез и вопросы продуктивности растений. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - С. 37-70.

75. Физиология овощных и бахчевых культур // Физиология сельскохозяйственных растений. М.: Изд-во МГУ, 1970. - Т. 8. - 519 с.

76. Филин, В.И. Справочная книга по растениеводству с основами программирования урожая. Волгоград.: ВГСХА, 1994. - 266 с.

77. Фисенко, А.Н., Сад и огород. Справочник, изд. «Советская Кубань» / Фисенко А.Н., Серпуховитина К.А., Столяров А.И., 1989 - 416 с.

78. Фотосинтез и вопросы продуктивности растений. М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 158 с.

79. Шаров, И.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем. М.: Колос, 1968.-384 с.

80. Шатилов, И.С. Принципы программирования урожайности полевых культур // Биологические основы орошаемого земледелия. М.: Наука, 1974. -С. 65-73.

81. Шатилов, И.С., Постановка опытов и проведение исследований по программированию урожаев полевых культур. М. / Шатилов И.С., Бонда-ренко Н.Ф. Жуковский Е.Е. и др: ВАСХНИЛ, 1978. - 91с.

82. Шашко, Д.И. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, 1967. - 334 с.

83. Шумаков, Б.А. Изучение водопотребления сельскохозяйственных культур основа для проектирования режима орошения // Биологические основы орошаемого земледелия. - М., 1957. - С. 21-30.

84. Шумаков, Б.А. Орошаемое земледелие. М.: Россельхозиздат, 1965. - С. 3-81.

85. Шумаков, Б.Б. и др. Методические рекомендации по определению энергетической эффективности орошения. М.: ВАСХН, 1989. - 42 с.

86. Юдин, Ф.А. Методика агрохимических исследований. М.: Колос, 1980. -366 с.

87. Димов, И.К, Поливният режим на ранни домати, отглеждани безколово / Градинарство / Димов И.К, Белчева Л.М., 1983. - v.64. - №6. - Р. 26-28.

88. Fritz A. Lirrigation au goutte-a-goutte et la fertilization des cultures marae-cheres // Badische Anilin und Soda-Fabrik BASF informations agricolis, 1984; T.l, p.23.

89. Mamedov A., Soudarukov I., Martinez A.S. Riego por goteo // Voluntad Hi-draul, 1983, T. 20. № 61, p. 23-30.

90. Osterli Ph. Irrigation management: spells success 11 am. Vegetable Grower and Greenhouse Grower, 1983. V.31. - №9. - P. 32-33.

91. Tarantino E. Aspetti agronomici dell irrigazone del pomodoro da industria // Inform. Agr (Verona), 1985; T. 41 №5, p. 85-90.

92. Hesse N. Wasserbedarft von Tomaten unter Glass // Gemuse, 1985; T. 21. №5, p. 826-827.

93. Hutmacher R.B., Vail S.S., Muthamia J.G. Effect of trickle irrigation frequency and installation depth on tomato growth and water status // Drip/trickle irrigation in action. St. Joseph, Mich, 1985, T. 2, p. 798-804.