Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения и удобрение перца сапропелевыми отложениями в условиях Волго-Ахтубинской поймы

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Косульникова, Татьяна Леонидовна, Волгоград

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

На правах рукописи

Косульникова Татьяна Леонидовна

Косульнако1а

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЕ ПЕРЦА САПРОПЕЛЕВЫМИ ОТЛОЖЕНИЯМИ В УСЛОВИЯХ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ

Специальность 06.01.02 - «Сельскохозяйственная мелиорация»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор М.С. Григоров

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент A.C. Овчинников

Волгоград - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение...................................................................................4

I. Состояние изученности вопроса........................................................................................9

1.1 .Развитие орошения и овощеводства в Волго-Ахтубинской пойме 9

1.2.Биологические особенности и режим орошения перца................................13

1.3. Актуальность проблемы использования сайропелевых удобрений 21

II. Условия и методика проведения опытов..................................34

2.1 .Местоположение и климат Волго-Ахтубинской поймы..........................34

2.2.Рельеф и почвы Волго-Ахтубинской поймы..........................................................39

2.3.Схема и методика исследований........................................................49

2.4.Агротехника возделывания перца...........................................56

III. Характеристика сапропелевых отложений Волго-Ахтубинской поймы.................................................................. ...............61

3.1. Запасы и добыча сапропелевых отложений.;....................................61

3.2.Агрохимические свойства сапропелевых отложений......................................70

3.3.Характеристика применяемого в исследованиях ила....................................85

IV. Режим орошения и водопотребление перца............................................................91

4.1. Обоснование предполивного порога влажности почвы..............................91

4.2.Режим орошения и динамика влажности почвы...................................95

4.3.Составляющие суммарного водопотребления....................................107

V. Влияние орошения и сапропелевых отложений на растения перца

и плодородие почв..........................................................................................................................114

5.1.Рост и развитие перца..................................................................................................................114

5.2. Урожай перца и его качество................................................................................................125

5.3.Особенности потребления перцем элементов питания..............................134

5.4.Влияние орошения и сапропелевых отложений на плодородие

почв....................................................................................................143

VI. Экономическая эффективность режимов орошения и доз

сапропелевых удобрений..........................................................................................................149

Основные выводы и рекомендации производству............................................................158

Библиографический список использованной литературы..........................................160

Приложения..........................................................................................................................................................176

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы рационального использования природных ресурсов Волго-Ахтубинской поймы привлекают к себе всё большее внимание. Это одна из лучших в Европе по размерам и хозяйственной ценности пойма. Издавна и по праву ее называют долиной изобилия. Она располагает плодородными почвами и запасами оросительной воды, являясь естественным оазисом среди полупустынных земель Юго-Востока. Южную часть поймы и дельту по сумме температур в период вегетации сельскохозяйственных культур сравнивают с долинами рек Нила, Инда и Ганга.

Волго-Ахтубинская долина благоприятна для развития овощеводства. Эта продукция отличается здесь исключительно высокими вкусовыми качествами. Большой знаток долины И.И.Филиппов писал: "По основной овощной культуре - помидору - Волго-Ахтубинский район не встречает в мире конкурента, кроме Алжира [30].

Увеличение производства овощей является одной из важнейших задач сельского хозяйства. Спрос же на ценнейшую по содержанию витаминов культуру - перец сладкий и продукты его переработки ежегодно возрастает, но удовлетворяется далеко не полностью. Это связано с тем, что недостаточно расширены площади, занятые этой культурой, а ее урожай не везде соответствует современному высокому уровню развития сельскохозяйственного производства [38].

Наиболее надежным и самым действенным средством повышения урожайности в районах недостаточного увлажнения является орошение. Воздействуя на водный и тепловой режимы почвы, изменяя многие стороны биологического круговорота веществ, усиливая скорость разложения органических остатков и биологическую активность, оно приводит к формированию почв с более высоким эффективным плодородием [138,158].

Однако высокоинтенсивное использование плодородных земель Волго-Ахтубы при орошении ведет к неизбежному их истощению. Кроме того, по

данным И.И.Плюснина, 15% пойменных почв приходится на аккумулятивно песчаные и супесчаные и 14% - на аккумулятивно легкосуглинистые и супесчаные. Все они, и особенно первые, нуждаются в улучшении структуры и физико-химических свойств [164,72].

Внесение минеральных удобрений, сильно подорожавших в последнее время, не решает задачу полностью, органических же - зачастую не хватает. В то же время густая гидрографическая сеть поймы многие десятилетия хранит такое ценное природное богатство, как речной и озерный ил [35].

Кроме того, пойменные озера являются источником орошения и часто требуют очистки. Извлечение донных отложений улучшает водный режим, дает возможность использовать озерную воду для орошения и обводнения прилегающей территории [171].

Применение сапропелевых отложений в качестве местных органо-минеральных удобрений при орошении и соблюдении комплекса агротехнических мероприятий позволяет, во-первых, получать стабильный урожай, отвечающий биологическим возможностям культуры, во-вторых, обеспечивать высокое качество урожая, в-третьих, рассматривать сапропелевые удобрения не только как средство непосредственного обеспечения растений элементами питания, но и как основной фактор непрерывного повышения плодородия орошаемых земель Волго-Ахтубинской поймы.

Экологические проблемы особенно обострились за последние 10... 15 лет. Повсеместная деградация почв, частичная потеря их плодородия, загрязнение водоемов, эвтрофия озер - вот с чем мы пришли к 2000 году. Охрана и рациональное использование почвенных и водных ресурсов - одна из важнейших народнохозяйствеянных задач. Экологический кризис затронул и территорию Волжского бассейна.

Учитывая значимость этого района в развитии Российского государства, Правительство России в 1994 году приняло решение о разработке и реализации Федеральной целевой программы "Оздоровление экологической обстановки на

реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна («Возрождение Волги») [71].

Академик Б.Б.Шумаков считал, что исправление ошибок, допущенных в прошлом, должно начинаться с переделки нашего сознания, мировоззрения. Мы должны приучить себя к мысли, что надо не переделывать природу, забирая у нее без счета и возврата, а вписываться своей деятельностью в ее законы, все глубже постигая их [181].

Актуальность. Перец является ценнейшей по содержанию витаминов и питательных веществ овощной культурой, возделываемой в Волгоградской области.

Производство овощной продукции в последнее десятилетие снижено. Это связано с изменением политической и экономической ситуации в стране. Одной из непосредственных причин этого является резкое сокращение использования удобрений, а также несоблюдение требований агротехники.

Культура перца отрицательно реагирует как на пересыхание почвы, так и ее переувлажнение. В связи с этим наиболее действенным средством повышения урожайности является разработка научно-обоснованного режима орошения.

Кроме того, в данных условиях актуальным становится использование в качестве местных удобрений сапропелевых отложений Волго-Ахтубинской поймы, а их разработка и очистка эвтрофируемых водоемов, как известно, приносит определенный экологический эффект.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось совершенствование технологии возделывания и повышение урожайности перца в условиях Волго-Ахтубинской поймы за счет оптимизации режима орошения и внесения сапропелевых удобрений.

Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

изучить агрохимические свойства донных отложений в озерах совхоза "Рассвет" Среднеахтубинского района;

обосновать возможность использования иловых отложений в качестве местных удобрений;

установить водный режим активного слоя почвы, обеспечивающий наибольший урожай перца; ,

определить составляющие суммарного водопотребления; изучить взаимное влияние режимов орошения и доз удобрений на урожай и качество плодов;

определить затраты питательных веществ на формирование урожая отдельными органами и растением в целом;

изучить влияние сапропелевых отложений на плодородие почв; определить экономическую эффективность различных режимов орошения и доз сапропелевых удобрений.

Научная новизна. Дана оценка пригодности и обоснована целесообразность использования сапропелевых отложений Волго-Ахтубинской поймы для удобрения сельскохозяйственных культур, улучшения качества плодов овощных культур и повышения плодородия лугово-дерновых почв. Разработан режим орошения и составляющие суммарного водопотребления перца. Определено влияние орошения и сапропелевых удобрений на рост и развитие растений перца, качество плодов и плодородие почв. Даны рекомендации по применению сапропелевых отложений Волго-Ахтубинской поймы в качестве местных органо-минеральных удобрений с указанием конкретных доз внесения. Все эти вопросы в рассматриваемой зоне изучались впервые.

Практическая значимость. Результаты исследований позволили усовершенствовать технологический процесс возделывания перца в условиях Волго-Ахтубинской поймы. Внесение сапропелевых отложений способствует повышению плодородия почв. В то же время при их добыче увеличивается количество воды и восстанавливается биоценоз эвтрофируемых водоемов.

Проведенные исследования позволили разработать практические рекомендации по применению конкретных доз сапропелевых удобрений и

режимов орошения, обеспечивающих получение максимального урожая перца и наибольшей экономической эффективности рассматриваемых вариантов.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на республиканской научно-технической конференции (г. Курск, 1991 г.), ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (с 1992 по 1999 гг.), на межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых (г. Волгоград, 1994, 1996, 1998 гг.).

Материалы исследований использовались в учебном процессе при проведении занятий по курсу «Экологическая география».

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 8 статьях.

Объем работ. Работа изложена на 159 страницах основного текста, включая 37 таблиц, 8 рисунков, 13 фотографий а также библиографического списка использованной литературы и приложений на 58 страницах. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и рекомендаций производству.

I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА 1.1. Развитие орошения и овощеводства в Волго-Ахтубинской пойме

Волго-Ахтубинская пойма имеет комплекс весьма благоприятных природно-экономических условий для получения при орошении высоких и устойчивых урожаев почти всех сельскохозяйственных культур. К важнейшим из них относятся: продолжительный (до 183 дней) и теплый (сумма температур достигает 3600°С) вегетационный период, высокоструктурные и плодородные почвы, большая протяженность волжского пути, позволяющая использовать водный транспорт для вывоза сельскохозяйственной продукции, а также возможность снабжения сельского хозяйства поймы электроэнергией ГЭС [178,51].

Естественная влагозарядка, получаемая, пойменными землями при временном затоплении, а также увлажнение снизу близкорасположенными грунтовыми водами значительно улучшают водный режим почвы. Однако этого оказывается недостаточно для получения высоких и устойчивых урожаев, в первую очередь, овощных культур. Поэтому на участках, быстро освобождающихся от паводковых вод и имеющих более или менее спокойный рельеф, издавна дополнительно проводят вегетационное орошение [33].

Волго-Ахтубинская пойма считается родиной возникновения орошения в Нижнем Поволжье. Ее природные богатства способствовали развитию садоводства и огородничества за 8 веков до наших дней. В начальный период выращиванием этих культур занимались крестьяне в двух пунктах на территории бывшего Царевского уезда (ныне Ленинский район) и вокруг Астрахани. Товарность эта отрасль начала обретать только в XVI веке, когда Астрахань была включена в состав Московского государства и служила пунктом установления дипломатических и торговых отношений Москвы с Персией и Хивой. В XVIII веке по указу Петра I здесь были заложены казенные сады.

Более значительное развитие садово-овощеводческой отрасли относится

к сороковым годам XIX столетия в связи с созданием Волжского пароходства и железнодорожного транспорта. Пойма становится основным поставщиком фруктово-овощных деликатесов для царского двора и одним из важнейших источников снабжения этой продукцией Москвы, С.-Петербурга и других городов России. К 1913 году садов в пойме было 8 тыс.га, а виноградников - до 1 тыс.га.

Развитию орошения способствовали часто повторяющиеся во второй половине XIX века засухи, сопровождаемые голодом и тяжелыми бедствиями. Орошение было крайне примитивным. Земельные участки площадью в 2...3 га и менее располагались в непосредственной близости к источникам орошения и поливались с помощью чигирей и норий. Такая раздробленность землепользования и множество точек водозабора обусловливали большие потери воды на фильтрацию в каналах [10,13,9,46].

Орошаемое хозяйство, подорванное гражданской войной, начало интенсивно развиваться только с 1924 года в начале в мелиоративных товариществах, а затем оно начало прививаться и в колхозах. До 1933...34 гг. из всех существующих способов полива наибольшим распространением при орошении овощных культур пользовались болгарские гряды, получившие местное название "ящики", а при орошении садов - приствольные круглые лунки или, как их иначе называли, "чашки". Оба эти способа представляли собой не что иное, как мелкие чеки (площадки), огражденные со всех сторон валиками высотой в 14... 16 см. При поливе эти площадки заливались слоем воды в 6...7 см [13,33].

Гидрологический режим северной части Волго-Ахтубы находится под влиянием ежегодного продолжительного паводка в мае-июне. В это время вся пойма заливается слоем воды до 6...8 м в ширину на 16...42 км. Затопление укорачивает вегетацию сельскохозяйственных культур в наиболее благоприятный для их развития период. Поэтому первоочередными мероприятиями по освоению поймы в тридцатых годах стали работы по строительству

обвалования. Наибольшее распространение на таких участках получил полив по коротким затопляемым бороздам и полосам. Кроме того, осуществляли полив и по длинным проточным бороздам. Около 65% площади механического орошения в Волгоградской и Астраханской областях находилось в пойме. Эти участки располагали преимущественно в прирусловых или надлуговых террасах [164,135,9,86].

В сороковых годах освоение пойменных земель было прервано Великой Отечественной войной. В послевоенное время остро встал вопрос производства сельскохозяйственной продукции, в решении этой проблемы отводилось особое место Волго-Ахтубинской пойме [13,33].

О ее большом значении говорил тогда Н.С.Хрущев: "Надо по-государственному подойти к использованию богатейших возможностей для развития овощного хозяйства в пойме Волго-Ахтубы. Там много солнца, не трудно организовать полив на больших площадях. В ближайшее время вступит в строй Сталинградская гидроэлектростанция, что позволит в широких масштабах организовать орошение и механизировать основные процессы возделывания и переработки овощей на месте." [137].

Высокая стоимость строительства одного гектара орошения в пойме, вызванная устройством водооградительных валов и значительным числом насосных станций, требует интенсивного использования каждого гектара обвалованной территории. Однако применение передовых приемов орошения затруднено неблагоприятными условиями рельефа. Продолжительная размывающая деятельность Волги постепенно создавала и изменяла рельеф, определяла строение и состав почв. Многократность перестройки рельефа и аллювиальных накоплений, связанная с работой главного и второстепенных водотоков,