Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения картофеля для получения запланированных урожаев в условиях Волго-Донского междуречья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Режим орошения картофеля для получения запланированных урожаев в условиях Волго-Донского междуречья"

Волгоградский сельскохозяйственный институт

На правах рукописи

ТКАЧЕНКО Ирина Алексеевна

УДК 635.21:631.67:631.559

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПЛАНИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ

В УСЛОВИЯХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

\

06,01.02 — мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград 1992

Диссертационная работа выполнена на кафедре сельскохозяйственных гидротехнических мелиорации и геодезии Волгоградского сельскохозяйственного института. Экспериментальная часть — в НПО «Орошение» ВНИИОЗ.

Научный руководитель — академик Россельхозакадемии, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Кружилин И. П.

Официальные оппоненты: член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор технических наук, профессор Григоров М. С.; кандидат сельскохозяйственных наук, с. н. с. Бородычев В. В.

Ведущее предприятие — Волгогипроводхоз.

Защита состоится «_ /Г » /¿¿¿^/¿г/ 1992 г. в ^ часов па заседании специализированного совета Д 120.56.01 при Волгоградском сельскохозяйственном институте по адресу: 400041, г. Волгоград, Институтская, 8, CX1I, а уд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан « ^ » ^¿¿¿UL_ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В. И. Захаревский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. Картофель - одна из важнейших продовольственных культур. Однако производство его в Волгоградской области пока не

гдовлетворяет потребности населения. В последнее десятилетие в связи

\

: расширением площади орошаемых земель и размещением на них посадок сартофеля объем производства его увеличился. В то же время потенциал фодуктивности этой культуры далеко не реализуется. При сравнительно [изкой урожайности, 8...12 т/га на формирование ее расходуются зна-[ителькые количества оросительной воды, 2300...3500 м3/га и более, 'тсутствие рекомендаций по сочетанию управляемых факторов роста и 1азвития и прежде всего режима поливов и уровня минерального питания Iля получения планируемых урожаев определило необходимость постановки :аких исследований, направленных не только на повышение продуктивнос-'и, но и экономное использование оросительной воды, расход удобрений, ¡редотвращение негативного воздействия орошения на почву. Выполнялись сследования в рамках НТП "Мелиорация" 0.52.01, регистрационный номер' 1.86.0 130873.

Цель работы. Установить оптимальные сочетания между уровнем ми-ерального питания и влагообеспеченностью культура для получения раз-ичных'планируемых (10, 20, 30 и 40 т/га") урожаев экологически без-пасных клубней картофеля при экономном использовании оросительной оды и удобрений.

Задачи исследований:

- изучить закономерности и особенности формирования урожая при азном водном режиме почвы и дозах внесения удобрений; изменения сум-арного водопотребления в связи с урожайностью клубней;

- рекомендовать регламент проведения поливов картофеля для подержания различных режимов влажнасти активного слоя почвы с учетом ровней запланированной урожайности;

- определить необходимое сочетание водного и пищевого режимов ;очвы, обеспечивающих при гребневой технологии выращивания получение

различных (10, 20, 30 и 40 т/га) планируемых урожаев клубней кар^ феля;

- установить параметры характеристики фотосинтетической дея-. ности картофеля для различных уровней урожайности, обеспеченное^

растений водой и элементами минерального питания, а также взаимо-

I

связь динамики 'удельного водопотребления с уровнем продуктивное^ и температурным режимом воздуха;

- использовать накопленный в процессе исследований банк данн для разработки модели и алгоритма управления водным режимом почвь конечным выходом на заданную урожайность;

- дать рекомендации производству по уточнению технологии воз лывания этой культуры с учетом необходимости сочетания водного и щевого режимов почвы, обеспечивающих получение запланированных ур жаев картофеля.

Научная новизна работы определяется новыми подходами к обосн нив режима орошения картофеля, основанных на определении потенциа его продуктивности с учетом генетических особенностей сорта и соч ния природных факторов среды (теплообеспеченность, приход ФАР и д С учетом этого в диапазоне от фактически сложившейся до возможной определенном, шагом различия принимались конкретные уровни (10, 20 и 40 т/га) урожайности, для которых и велось экспериментальное об нование режима орошения картофеля на фоне различных доз внесения ; рений. В процессе исследований для каждого уровня урожайности опр| лены величина и динамика суммарного водопотребления, установлены : кономерности роста и развития, основные параметры характеристики с тосинтетической деятельности растений, разработаны основы техноло! для получения программируемых урожаев на уровне 20, 30 и 40 т/га клубней. Предложены алгоритм и программа управления водным режимо! почвы, позволяющая заблаговременно с достаточной для практических целей точностью определить оптимальные сроки поливов и тем самым з равлять водным режимом почвы с конечной целью получения запланироз

ых урожаев картофеля.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований по оптимизации и управлению водным режимом ючвы в ОПХ "Орошаемое" НПО "Орошение" в 1990 г. полностью подтвер-;ила возможность получения запланированных урожаев картофеля на ровне 20, 30 т/га.

По результатам исследований подготовлены рекомендации по техно-, югии программированного выращивания картофеля на орошаемых землях •олгоградской области, рассмотрены и одобрены учен!м советом НПО Орошение" (протокол II? II от I декабря 1989 г."), а также научно-'ехническим советом Волгоградского ОАПК (от II декабря 1989 г.).

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научных :онференциях и совещаниях разного уровня: всесоюзного (г. Москва, [ИИКХ, 1987 г.; г. Новочеркасск, НИМИ, 1989 г.), республиканского 'г. Волгоград, 1989 г.), молодых ученых ВСХИ (1992 г.), ученый со-1ет ВНИИОЗ (1989 г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных ¡татей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 1ести глав, выводов и предложений производству. Работа изложена на '.68 страницах машинописного текста, включает 30 таблиц, 12 рисунков, II приложение. Список литературы содержит 180 наименований, в том шсле 12 иностранных авторов.

Условия и методика исследований. Полевые опыть^ проводились в :987...1989 гг. на орошаемых землях, ОПХ "Орошаемое'! НПО "Орошение".

I

Опытное поле расположено в зон'е Волго-Донского междуречья Вол-'оградской области. Почвы светло-каштановые среднесуглинистые.

В 1987 г. содержание, азота, фосфора и калия составило соответственно 0,37; 10,1 и 28,5; в 1988 г. - 0,5; 11,5 и 22,8; в 1989 г. -2,19; 2,9 и 31,4 мг/100 г воздушно-сухой почвы. Водно-физические ;вой'ства почвы опытного участка в"'слое 0,..0,6 м характеризуются

следующими показателями: наименьшая влагоемкость 22,8...23,0 % мае сухой почвы, объемная масса 1,34...1,44 т/м3.

По степени увлажнения вегетационного периода годы исследовани характеризовались следующим образом: 1987 г. - 47 %, 1988 г. - 4 % 1989 г. - 2 % обеспеченности.

Исследования проводились в двухфакторном полевом опыте со сре неранним сортом картофеля Волжанин. Предшественник - зерновые куль туры. Способ полива - дождевание агрегатом ДДА-100 МА, расчетная глубина контролируемого по влажности слоя почвы - 0,6 м.

Схемой опытов предусматривалось исполнение 4 вариантов по реж му орошения с допустимым снижением влажности активного слоя почвы 60, 70, 70...80j..70 и 80 % HB. Нормы внесения удобрений определял на запланированный урожай (20, 30 и 40 т/га клубней) по методике БелНИИПО. Расположение делянок по водному режиму почвы - системат ческое, по нормам удобрений - рендомизированное. Повторность трехкратная, учетная площадь делянок в вариантах водного режима почвы

о р

изменялась в пределах 560___1120 м , с удобрениями - 116 м .

Полевые опыты сопровождались необходимыми наблюдениями, учета! и измерениями, которые выполнялись с соблюдением требований методи) опытного дела (Доспехов Б.А., 1979^, Программы и методики постанов) опытов и проведения исследований по программированию урожаев полев! культур СМ., ВАСХНИЛ, 1978) и методике исследований по культуре ка] тофеля (М., НИИКХ, 1967). Контроль за влажностью почвы осуществлял« термостатно-весовым методом. Водопотребление картофеля за вегетаци! , и по расчетным периодам определялось методом водного баланса (Koctj I ков А.Н.,' i960).: Биоклиматические коэффициенты рассчитывались по Mi тодике УкрНИИГиМа (Алпатьев С.М., 1967). Показатели фотосинтетичес! деятельности изучались по методике лаборатории фотосинтеза ИФР АН ( (Ничипорович A.A. и др., 1961). Учет урожайности, оценку структуры товарность клубней картофеля давали по методике НИИКХ. Содержание крахмала и сухих веществ.в клубнях оценивали по методу Эверса (М.,

НИИКХ, 1967). Данные урожайности подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа,по Б.А.Доспехову (1979). Экономическую эффективность рассчитывали по методикам Иващенко П.С. (Волгоград, 1968), МСХ СССР (1978), лаборатории экономики ВНИИОЗ (1991) с использованием технологических карт.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Динамика влажности почвы и режим орошения картофеля в годы исследований имели свои особенности, которые определялись погодными условиями, схемой опытов по водному режиму почвы,^изменением водопот-ребления культуры при формировании различных уровней урожайности (табл. I).

I. Режим орошения картофеля по вариантам опыта

Предполивной порог влажности почвы, % НВ : Количество поливов : ная норма, м3/га / полив- : Оросительная норма, м3/га

: 1987 г. 1988 г. : 1989 г. :

60 2/700 г/чъо 1/800 800...1500

70 3/600 3/550 2/600 1200...1800

70...80...70 2/600,3/400 2/550,3/400 4/400,1/600 2200...2400

80 7/400 6/400 6/400 2400...2800

В 1987 г, иссушение почвы до 60 % НВ наблюдалось дважды, 14 ив-ля и 7 августа, до 70 % НВ - 3 раза, межполивные периоды составили 15...25 дней. В варианте с дифференцированным режимом увлажнения (70...80...70 % НВ) влажность активного слоя почвы до предполивного порога в течение вегетации картофеля опускалась-5 раз с межполивными периодами 8... 13 дней, 80 % НВ - 7 |>аз.

В 1988 г. число поливов по вариантам опытов изменялось от 2 до 6, в 1988 г. - от I до 6. Оросительные нормы в зависимости от уровня предооливного порога влажности почвы, по годам исследований колебались в пределах: при 60 % НВ - от 800 (1969 г.) до 1500 м3/га (1988 г.) при 70 % НВ - от 1200 (1989 г.) до 1800 м3/га (1987 г.), при 70...

. ..80...70 % НВ - от 2200 (1989 г.) до 2400 м3/га (1987 г.) и при 80 % НВ - от 2400 (1988 и 1989 гг.) до 2800 м3/га (1987 г.).

Рост и развитие растений картофеля. Учет сроков наступления 3 роста и развития растений в связи с изучаемыми факторами показал, что в разных по вариантам водного режима почвы имели место различу в датах наступления их. Самое раннее пожелтение нижних листьев у растений наступило в варианте при поливах по предполивному порогу влажности почвы 60 и 70 % НВ, а затем соответственно у растений I вариантах режима орошения 70...80....70 и"80 #НВ.

Удлинение вегетационного периода способствовало более полному прохождению процесса клубнеобразования, что приводило к повышению продуктивности растений.

Фотосинтетическая деятельность картофеля. В зоне с недостаточ ным количеством выпадающих осадков, к которой относится Волго-Донское междуречье, водный режим почвы оказывается важнейшим фактором характеризующим формирование ассимиляционного аппарата картофеля, наших опытах установлено, что в первый период роста и развития рас тений, примерно до первой десятидневки июля, поливы существенного влияния на увеличение площади листовой поверхности не оказывали. О

■и

нако с середины: июля в варианте с уровнем предполивной влажности п вы 80 % НВ'даже' без внесения удобрений площадь листьев составила 34,1 тыс. м^/га и превосходила контроль в 1,2 раза. Максимальных значений она достигала к концу первой декады августа.

Внесение расчетных доз удобрений способствовало улучшению пищ .вого режима растений и, как следствие этого, формированию большей ¡ассимиляционной поверхности. Максимального значения площадь листье: достигала в вариантах водного режима почвы 70...80...70 и 80 % НВ,

где она составила на фоне //70.. Л80Р40.. .70К70.. .160 в сРеДнем за 3 года 53,2 и 55,6 тыс. м2/ га (табл. 2).

2. Основные показатели фотосинтетической деятельности картофеля (средние за 1987...1985 гг.)

Предполивная влажность почвы, % НВ

;Фон минераль-'.Максимальная :ных удобрений;площадь :под планируе-:листьев, ;мую урожай-Гность, т/га

:тыс.

м2/га

."Фотосинтети-.'ческий потенциал,

:тыс. м2 • :дней/га

!Чистая продуктивность фотосинтеза,

:г/м • сутки

60 10 25,3 1535,7 2,77

20 28,8 1723,6 2,87

20 31,5 1928,8 •2,57

70 10 33,5 1852,2 ' ъ\п

20 38,2 2122,1 4,00

30 39,9 2175,1 4,01

40 41,4 2258,8 3,72

20 41,2 2367,8 4,22

80...70 10 38,3 2079,6 4,20

20 43,1 2406,3 4,33

30 41,6 2348,0 4,63

40 46,2 2545,4 4,18 „

30 46,3 2626,0 4,03

80 10 48,9 2520,0 4,25

20 49,8 2530,2 4,42 -

30 53,0 2731,6 4,32

40 55,6 2865,4 4,46

' 40 53,0 2872,8 4,51

Такая же закономерность отмечается и при сравнении показателей работы ассимиляционного аппарата по фотосинтетическому потенциалу и чистой продуктивности фотосинтеза. Если в варианте назначения поливов при влажности почвы 60 % НВ максимальное значение фотосийтети-ческогб потенциала составило только 1,93, то в варианте 70 % оно повысилось до 2,37, 70...80...70 % до 2,63 и 80 % НВ - 2,87 млн. м2 • дней/га.

При статической обработке данных получена прямолинейная корреляционная зависимость между урожайностью и фотосинтетическим потенциалом картофеля:

У = 0,019 • X - 21,09

Г = 0,81 ± 0,003,

где: У - урожайность картофеля, т/га;

X -фотосинтетический потенциал, тыс. м^/га;

Г~ - коэффициент корреляции.

Характер связи между урожайностью и чистой продуктивностью фотосинтеза в опыте~~представляет криволинейную зависимость:,

У = 1,89 • X2 - X + 8,85 , ч

. ( 2)

Ч = 0,87 ± 0,12,

где: У -урожайность клубней, т/га;

X - чистая продуктивность фотосинтеза, р

г/м • сутки;

^ - корреляционное отношение.

Использование приведенных данных и полученных закономерностей характеристики агроценоза по показателям фотосинтетической деятельности растений позволяет смоделировать и осуществлять контроль за соответствием роста и развития картофеля для последующего выхода на запланированную урожайность клубней.

Оптимизация изучаемых факторов для получения запланированных урожаев. В нашйх опытах урожайность клубней существенно изменялась по вариантам в зависимости от фона увлажнения и уровня минерального питания (табл. 3).

Получение урожайности картофеля 10 т/га возможно при естестве] ном плодородии почвы и поддержании влажности активного слоя почвы I не ниже 60 % НВ. Получение урожайности 20 т/га обеспечивается вне! сением минеральных удобрений//д ддРд ^о и поддержанием влажности активного слоя почвы не ниже 70 % НВ. Такую же урожайность картофеля можно получить при том же режиме влажности почвы за счет внесения 40 т/га органических удобрений.

3. Сочетание факторов для получения планируемой урожайности картофеля (среднее за 1987...1989 гг.;

Урожайность, т/га Отклонение от программы, % Сочетание факторов

планируемая фактическая вид и норма удобрений предполивная влажность почвы, % НВ

10 9,5 -5,0

10,9 +9,0

20 18,6 -7,0

21,0 +5,0

21,2 +6,0

22,0 +10,0

30 26,9 -10,3 У,

29,8 -0,7

29,6 -1,3 л/.

30,3 + 1,0

40 34 б -13,5 //

35Д -12,2 д/.

35,6 -11,0

НС?05, т/га

1987 г.

1988 гч.

1989 г.

без удобрений 40 т/га навоза

^0.. .БС^О.. .30

20.,

20..

70.

70..

40 т/га навоза ,130Р20...50К0...80

40 т/га ■р

.1304 20. ..

,160рч0. .,

40 т/га

тг-лР/

навоза

50К0. ..60

70"'70. . . 160 навоза

Л К Г-

60 60

70

70...80.

80 70

.70

70

70...60.. .70 70...60...70

60

70.

,80.

60 60

.70

по фактору А (орошение) 0,88 1,18 0,75

70 70...160

• по фактору В (удобрение) 1,15 1,13 1,70

Урожайность 30 т/га обеспечивается внесением рассчитанной на ее получение дозы удобрений (Л^о...13(^20 50К0 80^ в сочетани с режимами орошения", который складывается при предполивных порогах влажности почвы 70...80...70 и 80 НВ. Получение такой же продукт ности в варианте водного режима почвы 70 Я НЗ возможно при увеличе нии нормы минеральных удобрений до //70 хвО^ЭО 70К70 160 кг д. в./га.

Урожайность картофеля 40 т/га при принятом в наших опытах со четании факторов получена в 1988 и 1989 гг. В среднем за годы исследований из-за более низкой урожайности в 1987 г. отклонение фактической от программируемой урожайности составило -11,0 %.

Структура урожая и оценка качества картофеля. Исследования показали, что орошение и сбалансированное минеральное питание растен! не только существенно повышают урожай клубней, но и приводят к улу' шению товарных ячеств картофеля. В наших опытах в среднем за 3 го. на контроле (60 % НВ без удобрений) товарность составила 74,4 %, а на лучшем по увлажнению варианте с предполивной влажностью почвы 80 % НВ повысилась до 82,4,..90,7 %. Максимальный выход товарной продукции отмечен на фоне внесения органического удобрения нормой 40 т/га навцза. Повышение предполивной влажности активного слоя почвы с 60 до 80 % НЗ в этом варианте способствовало увеличению выхода товарной продукции на 18,9 %. Аналогичная зависимость отмечен* при определении массы товарных клубней.

Минимальные показатели крахмалистости клубней картофеля были отмечены в варианте водного режима почвы 60 % НВ. В этом же вариан' внесение удобрений привело к незначительному повышенйю крахмала. П] естественном плодородии почвы за счет ороиения содержание крахмала сухого вещества| в клубнях картофеля увеличивалось на 0,8...1,8 % V О,4...1,5 % соответственно. Максимальное содержание крахмала и сух< го вещества в среднем за 3 года было отмечено в варианте внесения удобрений, рассчитанных на по,лучение урожайности 30 т/га клубней.

Анализ полученных в процессе исследований данных показывает, что количество нитратов в клубнях картофеля не превышало предельно-допустимую концентрацию по всем вариантам опытов. Максимальное количество нитратов (206...214 мг/кг) было отмечено в вариантах естественного плодородия почвы при режимах орошения, которые складывались на фоне предполивной влажности почвы 60 и 70 % НВ. Минимальное содержание их было в варианте внесения дозы удобрений, рассчитанной на получение 40 т/га клубней, который размещался на самом влагообеспе-ченном режиме увлажнения (80 % НВ) и составило 106...НО мг/кг.

Суммарное водопотребление картофеля. Наибольшее суммарное водо-потребление картофеля складывалось в варианте с предполивной влажностью почвы 80 % НВ и составило в среднем за 3 года 5221 м3/га (табл. 4).

4. Суммарное водопотребление картофеля, м3/га (среднее за 1987...1989 гг.)

Предполивная влажность почвы, % НВ ;Использова- : :ние почвен- : ;ной влаги из; ¡слоя 0.. .1 м-. Приход влаги от осадков ¡Оросительная; ; влага : Суммарное водопотребление

60 347 2354 1233 3934

•70 ■ 315 2354 1550 4219

70...60*..70 298 2354 2300 4952

80 284 2354 2583 ■ 5221

В варианте с дифференцированным режимом увлажнения общий расход влаги уменьшился по сравнению с вариантом 80 % НВ и-составил'в среднем за 3 года 4952 м3/га. Снижение предполивной влажности до 70 и

60 % НВ сопровождалось Дальнейшим уменьшением суммарного водопотреб-

I

ления картофеля. В среднем за годы исследований расход влаги растениями в данных вариантах составил соответственно 4219 и 3934 м3/га.

Доля участия оросительной воды снижается от_49,5 до 31,3 с уменьшением предполирного порога влажности почвы, при этом увеличивается процент использования осадков с 45,1 до 59,8 и запасов почвенной влаги с 5,4 до 8,9 %.

Обработка полученных нами экспериментальных данных позволила у тановить закономерность увеличения суммарного водопотребления (Е, м3/га) при повышении урожайности картофеля (У, т/га), от 10 до 40 т/га, которая описывается уравнением прямолинейной регрессии:

- ' Е = 74,07 • У + 2681,74 ( 3).

Корреляционная связь данного, уравнения имеет высокую надежность CP's 0,89), что позволяет определить суммарное водопотребдение для различного уровня планируемой продуктивности.

Одним из важнейших показателей оценки принятого режима орошения картофеля является коэффициент водопотребления. Наиболее высок затраты воды на формирование единицы продукции сложились в вариант "жесткого" режима орошения при естественном плодородии и составили в среднем за 3 года 415 м3/т. Поливы способствовали снижению этого показателя на 16 Аналогичное влияние оказывали и удобрения, при чем на более высоком фоне увлажнения действие их было более эффективным. Если в варианте 60 % НВ удобрения снижали коэффициент водо потребления на 13...32 %, то в вариантах 70...80...70 и 80 % НВ н 33...61 %.

В наших опытах довольно четко проявилась зависимость среднесу точных расходов влаги от степени увлажнения активного слоя почвы. Максимальное среднесуточное водопотребление во всех вариантах опыт было отмечено в период цветение - увядание ботвы (42...58 м3/га в сутки).

Установленные значения водопотребления и суммы температур, необходимые для перехода от одной фазы роста и развития к последую щей-, позволили определить температурные коэффициенты расхода влаги картофелем как в целом за вегетацию, так и по межфазным периодам. Наибольшей величины температурные коэффициенты испарения достигали в варианте 80 t НВ - 0,217 мм/ °С.

: По полученным нами данным расход воды от 0,161 до 0,192 мм н

I 0 тепла в условиях естественного плодородия почвы обеспечивал урожайность картофеля около 10 т/га. Внесение минеральных удобрений, рассчитанных на получение 20 и 30 т/га при расходе влаги на I 0 тепла 0,172...0,197 и 0,210...0,211 обеспечивало урожайность близкую к планируемой. Урожайность картофеля близкая к ^О т/га формировалась при внесении соответствующей нормы удобрений и расходе воды 0,215...0,218 мм/ °С.

Установленные биоклиматические коэффициенты позволяют использовать их в расчетах сроков назначения поливов и поливных норм, т.е. строить режим орошения картофеля для получения планируемой урожайности с использованием ЭВМ. » *

Управление водным режимом почвы для получения программируемых урожаев картофеля. В развитии методики поэтапного управления водным режимом почвы с целью адаптации алгоритма расчета применительно к ЭВМ прогностическая, корректирующая и оперативно-текущая программы собраны в единую программу управления, позволяющую делать краткосрочный и длительный прогнозы динамики водного режима почвы в скользящем режиме. Информационное обеспечение системы делится на следующие груп-1ы: справочная информация, содержащаяся в тексте программы, нормативная информация, заключающаяся в справочниках на дис:се в виде отдельных файлов, переменная оперативно-текущая информация, вводимая пользователем с клавиатуры видеотерминала по запросам программы.

Прогностическая программа управления запасами почвенной влаги тредставляет собой интегральную кривую дефицита почвенной влаги за >есь период вегетации.агрофитоценоза, составленная для среднесухого '75 /£-ной обеспеченности) по дефициту водного баланса.

Исходными данными для составления корректирующей программы оптимизации водного режима почвы являются прогноз погоды на предстоящий 1есяц, фактическое состояние посевов, запасы почвенной влаги активного слоя и др. На предстоящую неделю с учетом более точного прогноза

погоды, оценки состояния посевов составляется оперативно-текущая программа управления водным режимом почвы.

Данная методика управления водным режимом почвы была проверен* на ряде полевых культур (Кружилин- И.П., Плешаков В.А., Болотин А.Г и др.). В 1990 г. проведена производственная проверка в ОПХ "Ороша! мое" на производственных посадках картофеля. Материалы проведенной производственной проверки подтверждают возможность достаточно обоС' нованного подхода к составлению программы регулирования влажности : расчетном слое почвы проведением поливов. Особое значение предлага< мые принципы программирования режимов орошения приобретают в связи с тем, что они позволяют наметить необходимые для получения планируемых урожаев числа, сроки и нормы полива для картофеля в конкрет! складывающихся погодных условиях текущего года.

Экономическое обоснование получения программируемых урожаев.

Экономическую бценку программирования урожаев картофеля проводили 1

I

таким показателе, как затраты труда, себестоимость, чистый доход, рентабельность. Затраты определяли по 2 видам: материальные и труд вые. Себестоимость продукции, которая в зависимости от урожайности 20, 30 и 40 т/га была соответственно 119,3; 83,4 и 64,5 руб./т. Большая часть затрат 90,4...88,0 % приходится на расходы, в которы: на семена приходится 78,9...73,8 Рост урожайности с 20 до 40 т сопровождается увеличением затрат соответственно на 5,1...2,4 %.

Наилучшим с экономической точки зрения для получения 20 т/га клубней картофеля можно считать следующее сочетание факторов: влаж^ ность почвы 70 % ГО, доза удобрений рассчитанная на данную урожайность (//д 80Р0 эд). Себестоимость I т клубней в этом вариант! составила 119,3 руб., а рентабельность его производства 60,3 %.

Наиболее высокие экономические показатели получения урожайное на уровне 30 т/га сложились в двух вариантах с дифференцированным режимом увлажнения (70...80...70 % НВ) на минеральном фоне (^20.. Р20...50К0...8сР или на органическом (40 т/га навоза). Себестоимо

и рентабельность - 83,4 руб. и 129,2 % соответственно.

Урожайность .картофеля близкую к 40 т/га экономически целесообразно получать при поддержании предполивного порога влажности на уровне 80 % НВ, на фоне органических удобрений (40 т/га навоза). Себестоимость I т продукции составила 64,5 руб. при рентабельности производства 201,1 %,

Оптимальное сочетание водного и пищевого режимов почвы позволяет выявить для каждого уровня урожайности максимальные экономические показатели.

ВЫВОДЫ

1. В условиях Волго-Донского междуречья при режимах орошения, обеспечивающих поддержание влажности активного слоя почвы не ниже 70, 70...60...70 и 80 % НВ на фоне внесения расчетных доз удобрений возможно с достаточной надежностью получать урожайность картофеля среднераннего сорта Волжанин в пределах 20...40 т/га. Для поддержания влажности в активном слое почвы не ниже 70 % НВ требуется проведение 2...3 вегетационных поливов нормой 550...600 м3/га. При дифференцированном режиме орошения (70...80...70 % НВ) число поливов за вегетацию возрастает до 5, где 3...4 полива нормой 400 м3/га приходится на межфазный период бутонизация - цветение и I...2 полива нормой 550...600 м3/га за предшествующее или последующее этому периоду время. Поддержание влажности активного слоя почвы не ниже 80 % НВ обеспечивается проведением 6...7 поливов нормой 400 м3/га.

2.-С повышением уровня предооливной влажности почвы и урожайности растет суммарное водопотребление картофеля. Максимальный расход влаги за вегетацию отмечался в лучшем по увлажнению варианте опыта (80 % НВ) при урожайности, близкой к 40 т/га. В среднем за годы исследований он составил 5221 м3/га при оросительной норме 2583 м3/га. Величину суммарного расхода влаги в связи с изменением урожайности можно определить по уравнению регрессии Е = 74,07 • У + 2681,74 ( 3).

3. Среднесуточные расходы влаги возрастают до определенного времени по межфазным периодам по мере улучшения водного режима почв] и повышения урожайнбсти. Наиболее высокие показатели их во всех вариантах опыта отмечены в июле, в период наиболее интенсивного прироста биомассы картофеля и высоких среднесуточных температур воздух!

4. Коэффициенты водопотребления существенно снижаются по мере улучшения агрофона от 417 до 146 м3/т, что свидетельствует о высоко! отзывчивости картофеля прибавкой урожая на увеличение числа поливов и дозы внесения удобрений. С наибольшей эффективностью (143 м3/т) влага использовалась на формирование урожая при режиме орошения спо собствующем поддержанию влажности активного слоя почвы не ниже 80 % НВ на фоне внесения органических удобрений (40 т/га навоза).

5. Наибольшего развития надземная масса картофеля достигла в варианте поддержания предполивной влажности активного слоя почвы 80 % НВ на удобренном фоне и в период максимума достигала около 30 т/га. Это позволило растениям картофеля обеспечить наивысший в опыте среднесуточный прирост клубней, который в период максимума составил 18,5 г на I растение или 0,92 т/га.

6. Максимальная площадь листовой поверхности формировалась в лучшем по увлажнению почвы варианте с предполивным порогом влажное] 80 % НВ и внесением рассчетных доз удобрений на урожайность 40 т/гг

О

Достигала она 55,6 тыс. м /га.

Фотосинтетический потенциал посадок картофеля в этом варианте к концу вегетации составил 2,86 млн. м • дней/га, что в 1,8 раза выше, чем в контрольном варианте без внесения удобрений с предпо-дш ним порогом влажности 60 $ НВ. |

7. В условиях"Волго-Донского междуречья на посадках сорта Вол^

жанин наиболее продуктивная работа листового аппарата отмечалась п:

р

максимальной площади листьев 41,6 тыс. м /га. Дальнейший рост площ ди листовой поверхности сопровождался снижением чистой продуктивно ти фотосинтеза.

8. Урожайность картофеля 10 т/га возможно получать при естественном плодородии и поддержании влажности активного слоя почвы поливами не ниже 60 % НВ. Для такой урожайности растения формируют фото-

р

синтетический потенциал на уровне 1535,7 тыс. м • дней/га и обеспечивают накапливание в период максимума в расчете на I растение 10,8 г клубней в сутки. Получение такой урожайности на орошаемых землях экономически не оправдано.

9. Урожайность картофеля на уровне 20 т/га клубней достигается при фотосинтетическом потенциале 2122,1...2406,3 тыс. м^ • дней/га.' Максимальный среднесуточный прирост клубней при этом составляет

10,8...12,4 г в сутки. Обеспечиваются такие параметры продуктивности посадок за счет внесения а/д ео^о зо в сочетании с Умеренным и дифференцированным режимами орошения (70 и 70...80...70 # НЗ) или на фоне внесения органических удобрений нормой 40 т/га навоза при поддержании влажности почвы не ниже 70 % НВ. По экономическим показателям наилучшим оказалось следующее сочетание факторов: влажность почвы не ниже 70 % НВ, норма внесения удобрений, рассчитанная на получение 20 т/га клубней (Л1^ ^0^0 ..30^'

10к Получение урожайности 30 т/га обеспечивается внесением рассчитанной на такой уровень дозы минеральных удобрений (У£0 130 ^20 50^0 60^ в сочетании с режимами орошения 70...80...70 и 80 % НВ. Такую же урожайность можно получить при двух сочетаниях факторов: органический фон + дифференцированный режим орошения или умеренный режим орошения (70 % НВ) с повышенной дозой удобрений

(//у0 180Р50 70К70 160^" Выход на такУп урожайность обеспечи-... ......

вается при фотосинтетическом потенциале 2258,8. .т2731,6 тыс. м . дней/га и максимальным среднесуточным приростом массы клубней под кустом до 12,8...16,6 г/сутки. Экономически целесообразно получать такой уровень урожайности при поддержании влажности почвы не ниже 70...80...70 % НВ на минеральном фоне питания Л^о 130^20 50к0... 80, или на фоне внесения 40 т/га навоза.

II. Близкая к 40 т/га урожайность формируется при фотосинтети-

р

ческом потенциале 2545,4...2872,8 тыс. м • дней/га. Максимальный прирост клубней при этом достигает 13,2...18,5 г/сутки. Складывается такая урожайность при следующем сочетании факторов: режим орошения 70...80...70 % НВ + //yQ 130Р50 70^70 160' Режим °Р°шения 80 % НВ + /V'yQ xgo^50 70^70 160 или ^ навоза- Экономи-

чески наиболее выгодным оказался вариант сочетания предподивной влажности почвы 80 % НВ с внесением органических удобрений. | 12. Внесение возрастающих доз удобрений и улучшение водообеспе-ченности растений"способствует повышению выхода товарной продукции. Содержание крахмала и сухого вещества в клубнях картофеля с повышением фона увлажнения (при естественном плодородии почвы) увеличивается на 0,8. ..1,8 и 0,4. ..1,5% соответственно. Максимальное содер' ■' жание крахмала и сухого вещества в клубнях получено в варианте внесения удобрений, рассчитанных на получение урожайности 30 т/га.

13. Сбалансированное питание и орошение для каждой планируемой урожайности обеспечивает выход экологически безопасной продукции с содержанием нитратов ниже ПДК.

14. Получение запланированной урожайности картофеля на уровне 20...40 т/га экономически выгодно. Рекомендуемые сочетания регулируемых факторов обеспечивают получение чистого дохода от 1393,73 Д| 5107,61 руб./га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

: На светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья

1 .. ( ^ для получение в условиях орошения программируемых урожаев картофеля

на фоне принятой в Волгоградской области гребневой технологии необходимо использовать следующее сочетание факторов:

I. Для получения 20 т/га клубней влажность активного слоя поч^ , вы следует поддерживать не ниже 70 % НВ, которое обеспечивается про' ведением 2.. .3 вегетационных поливов нормой 550...600 м3/га -Д .соче1

тании с внесением 40 т/га навоза или ^ 80Р0 ^о*

2. Получение 30 т/га клубней картофеля обеспечивается поддержанием дифференцированного предполивного порога влажности почвы 70...80...70 # НВ в сочетании с внесением удобрений дозой ^о 130Р20 50К0. 80* поддержания такого режима влажности почвы требуется проведение не менее 5 вегетационных поливов, из которых 3...4 необходимо давать в межфазный период бутонизация - цветение

нормой 400 м3/га и I___2 нормой 550...600 м3/га в другие фазы

роста и развития растений.

3. Получение 40 т/га возможно только при поддержании влажности активного слоя почвы не ниже 80 И НВ. Для этого требуется проведение б...7 поливов нормой 400 м3/га и внесение 40 т/га навоза или минеральных удобрений в дозе 180^50 70к70 160 кг

Д. в./га.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние режима орошения на урожай картофеля при гребневой-технологии возделывания в Волгоградской области // Картофель. -1989. - № 6. - С. б.

2. Режим орошения картофеля на светло-каштановых почвах Волгоградской области // Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве / Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. конф. 25...29 сентября 1989 г., ч. I. - Новочеркасск. - 1989. -

С, 47...49 (в соавторстве).

3. Влияние орошения на продуктивность картофеля // Экономия водных ресурсов в агропромышленном комплексе / Тез. региональной научн.-техн. конф. - Волгоград. - 1989. - С. 68...69.

4. Оптимизация водного режима почвы при выращивании программируемых урожаев картофеля // Оптимизация водного режима почвы при программировании урожая в орошаемом земледелии / Сб. научн. тр. -

Волгоград. - 1989. - С. 133...136.

■ 5. Режим орошения картофеля в условиях Волгоградской области / Мелиорация и водное хозяйство. - 1991. - № 3. - С. 28. ..29 (в соавторстве).

6. Технология программированного выращивания картофеля на орошаемых землях Волгоградской области: Рекомендации. - Волгоград. -1991. - 24 с. (в соавторстве).

7. Как получить запрограммированный урожай // Картофель и овощи. - 1991. - № 3. - С. 13...14 (в соавторстве).