Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения овощных культур в зимних блочных теплицах

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Режим орошения овощных культур в зимних блочных теплицах"

На правах рукописи

Киселев Юрий Николаевич

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В ЗИМНИХ БЛОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2005

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте орошаемого земледелия

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки и техники РФ,

академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Григоров Михаил Стефанович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Денисов Евгений Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Овчинников Алексей Семенович

Ведущая организация: Поволжский научно-исследовательский институт

эколого-мелиорашвных технологий, г. Волгоград

Защита состоится_17 июня 2005 г. в 10— часов на заседании

диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовской государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан 17_мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.А. Пронько

ММ11.

-39* МУЗЫ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Обеспечить население всех регионов России, в том числе и Поволжья, полноценными продуктами питания возможно лишь при интенсивном ведении сельского хозяйства на индустриальной основе. Учитывая, что большая часть территории Российской Федерации находится в малоблагоприятных почвенно-климатических условиях для высокоэффективного сельскохозяйственного производства, круглогодичное обеспечение населения свежей продукцией решается в основном интенсификацией работы тепличных комбинатов.

Ведущими овощными культурами в сооружениях закрытого грунта являются огурцы и томаты, занимающие основные площади теплиц в зимне-весеннем обороте.

Получение высоких урожаев этих культур хорошего качества при экономном использовании поливной воды возможно только при использовании оптимальных режимов орошения. Постоянное внедрение высокопродуктивных пчелоопыляемых гибридов огурца и гибридов томатов, отвечающих требованиям промышленного производства и обеспечивающих высокую производительность труда, делает весьма актуальным научное обоснование и разработку более совершенных поливных режимов этих культур для условий выращивания в промышленных тепличных комбинатах.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является установление оптимальных режимов орошения пчелоопыляемого огурца и томата в условиях закрытого грунта в зимне-весеннем культурообороте.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- определить оптимальную влажность тепличного фунта для растений огурца и томата по основным периодам их роста и развития;

- изучить водообеспеченность и водопотребление огурца и томата при различных режимах влажности грунта;

- исследовать влияние режимов орошения на соотношение почвенных фаз грунта и режим минерального питания растений;

- изучить влияние режимов влажности грунта на рост и развитие растений, формирование урожая и качество плодов огурца;

- дать экономическую оценку режимам орошения пчелоопыляемого огурца;

Научная новизна исследований. Разработаны рациональные, дифференцированные по основным периодам роста и разв

ЬНАЯ .

СПегерву О» »о!

■ .■■I ,шашшшгЛ <т

жимы орошения пчелоопыляемого огурца и томата, обеспечивающие получение высоких урожаев при значительной экономии оросительной воды в зимних теплицах. Определены оптимальные соотношения почвенных фаз грунта в разные периоды роста и развития растений. Установлены особенности влияния режимов влажности грунта на рост и развитие растений, формирование урожая и качество плодов огурца.

Практическая ценность работы. В результате исследований выявлена возможность повышения урожайности пчелоопыляемого огурца на 8,1% в остекленных теплицах при поддержании оптимальной влажности тепличного грунта по основным периодам роста и развития растений. Разработанные режимы орошения позволяют снизить расход воды на единицу продукции при выращивании огурцов на 5,5%.

Основные положения, выносимые на защиту:

- дифференцированные режимы орошения пчелоопыляемого огурца «Атлет» и томата «Благовест» дня условий тепличного грунта;

- водообеспеченность и водопотребление огурца и томата при различных режимах влажности грунта;

- особенности влияния режимов орошения и соотношения почвенных фаз грунта на рост и развитие растений, урожай и качество плодов огурца;

- экономическое обоснование режимов орошения пчелоопыляемого огурца в условиях зимних блочных теплиц.

Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований, проведенная в тепличном хозяйстве ГУЛ ВОСХП «Заря» г. Волгограда, подтвердила высокую экономическую эффективность, разработанных режимов орошения томата и пчелоопыляемого огурца. Их использование обеспечило урожайность огурца до 30 кг/м2 и выше, в том числе ранней продукции - 14-15 кг/м2.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались автором на ежегодных научно-практических конференциях Волгоградской сельскохозяйственной академии (Волгоград, 2002, 2003, 2004); международной научно-практической конференции «Проблемы агропромышленного комплекса», посвященной 60-летию Победы под Сталинградом (Волгоград, 2003).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 4 опубликованных работах.

Структура и объем диссертапии. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций, списка литературы из 131 наименования (в том числе 7 иностранных) и приложений.

Работа изложена на 137 страницах машинописного текста и включает 21 таблицу и 28 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, схемы опытов и методика проведения исследований

Исследования режимов орошения пчелоопыляемого огурца и томата проводились в тепличном комбинате ГУП ВОСХП «Заря», расположенном в г. Волгограде.

Грунт теплиц был составлен из дерновой земли (45 %), древесных опилок (20 %), навоза (15-20 %), верхового торфа (5-10 %) и песка (5 %). Плотность грунта 380-400 кг/м3, удельная масса - 1900 кг/м3, НВ - 45 % от объема, общая порозность - 80 %, содержание органического вещества 25,5-29,2 %.

Основными климатическими факторами внешней среды, влияющие на водопотребление, развитие и рост огуречных растений в теплице являются: лучистая энергия, температура и относительная влажность воздуха, а так же температура тепличного грунта.

По поступлению лучистой энер1 ии 2002 — 2003 гг. были менее бла-I оприятными, а 2004 г. — более благоприятным.

В ночной период температура воздуха составляла до начала плодоношения растений 17..19°С, в период плодоношения 20...23°С. Температура воздуха ночью была более стабильной в зимние месяцы и несколько повышалась в мае и в июне.

До плодоношения растений (декабрь - вторая декада января) средне декадная дневная температура воздуха составляла 21...23°С. Повышение температуры воздуха в теплице в дневные часы обусловлено в весенне-летний период значительным увеличением поверхностной плотности лучистого потока.

Относительная влажность воздуха в теплице в зимние месяцы (январь - февраль) в дневной период лишь на 3...5% ниже ночной и составляла 70...75%. В весенне-летние месяцы выращивания растений относительная влажность воздуха в дневной период снижалась до 50...70 %, в ночной - повышалась до 80...90 %. Резкий перепад относительной влажности воздуха в теплице днем и ночью в эти месяцы объясняется относительно вы-

сокой дневной температурой воздуха в полуденные часы до 27...30°С и понижением температуры ночью до 18.. .20°С.

Температура грунта в течение вегетации растений поддерживалась более стабильно, чем другие факторы среды, за период вегаации растений была на уровне 21.. .23°С.

Объектами исследования были пчелоопыляемый гибрид огурца «Атлет» и гибрид томата Благовест.

Опыты по изучению режимов полива проводили в зимних блочных теплицах с пролетом 6,4 м, оборудованных системой дождевания и дренажа. Полив растений производился дефлекторно-дуговыми форсунками, расположенными по схеме прямоугольник с расстоянием между оросителями 1,6 м и форсунками на них через 1,5 .

Схема ощ>гга 2002 — 2004 гг. по разработке и обоснованию оптимального дифференцированного по периодам роста и развития режима орошения пчелоопьшгемого огурца, определению закономерностей влияния вла-гообеспеченности грунта на рост, развитие, продуктивность и водопотреб-ление культуры включала 3 варианта:

1. поддержание влажности в 1 период (высадка рассады - начало плодоношения) не ниже 70 - 75 % НВ, во 2 (начало - окончание плодоношения кульгуры) - 80 - 85 % НВ;

2. поддержание влажности в первый период не ниже 75 - 80 % НВ, во второй 80 - 85 % НВ;

3. поддержание влажности в первый период не ниже 80 - 85 % НВ, во второй-90-95 %НВ;

Расчетный слой грунта 0-30 см. Сроки поливов устанавливали в зависимости от влажности грунта, которую измеряли тензиометром.

На пульте управления микроклиматом устанавливали время и кратность полива системы дождевания. При рабочем давлении 300...320 кПа, расход воды за 1 минуту составлял 0,8... 1,0 л/м2. Полив проводили в первой половине дня, чаще в утренние часы. Запланированные уровни влажности грунта поддерживали различными величинами поливных норм, число по вариантам было одинаково (табл. 1).

Площадь питания растения - 2,5 растения/м2 . Посадку основной культуры в теплицу проводили 14-15 декабря, опылитель высаживали за 1 2 дня до высадки основной культуры, ликвидацию культуры - до 1 июля.

1. Число поливов по месяцам и периодам вегетации огурца

Месяц Число поливов

2002 г. 2003 г 2004 г.

Декабрь 4 4 5

Январь 10 11 12

Февраль 10 10 11

Март 16 17 17

Апрель 22 22 23

Май 26 28 30

Июнь 29 29 29

Всего 117 121 129

По периодам:

I 10 11 12

II 107 110 114

Схема опыта 2002 - 2004 гг. по разработке и обоснованию оти-мально! о режима орошения томата включала 6 вариантов:

1. поддержание влажности не ниже 60-70 % HB;

2. поддержание влажности 70 % HB;

3. поддержание влажности 70-80 % HB;

4. поддержание влажности 80 % HB;

5. поддержание влажности 80-90 % HB;

6. поддержание влажности 90 % HB.

Расчетный слой грунта - 0 - 30 см.

Сопутствующие наблюдения и исследования проводили по общепринятым методикам.

Суммарное водопотребление растений определяли методом водного баланса по уровню А. Н. Косгякова.

Объем дренажного стока в дренаж рассчитывали по разности запаса в грунте до полива и после полива с учетом рассчитанной и фактической влажности фунта.

Водно-физические свойства грунта изучали в период закладки опыта и в течение вегетации. Плотность грунта определяли методом цилиндра в слое 0-30 см, удельную массу - пикнометрическим методом, наименьшую влагоемкость (HB) — методом залива площадок.

Содержание элементов питания в грунте определяли ежемесячно в соответствии с «Методическими указаниями по организации агрохимических обследований и проведения анализов в овощеводстве защищенного

грунта». Нитратный азот определяли ионоселективным методом, аммиачный -реактивом Неслера, калий - в водной вытяжке на пламенном фотометре «Цейс», фосфор, магний - фотоколометрическим методом.

Фенологические и биометрические наблюдения проводились на специально выделенных тощадках каждого варианта исследований. Велись наблюдения за динамикой роста и развития растений по основным фазам. Площадь листовой поверхности определяли методом высечек. Проведены так же наблюдения за появлением болезней растений.

Корневую систему огуречных растений изучали в конце вегетации (в период ликвидации культуры) методом монолита (Н. 3. Станков),

Температуру и относительную влажность воздуха регистрировали с помощью недельных и суточных термографов и гигрографов, температуру грунта (на I лубине 15. 20 см) измеряли термометрами.

Температуру воздуха в теплице также контролировали приборами с центрального пульта управления микроклиматом.

Поступление лучистой энергии фиксировал стационарный компьютер.

Учет урожая проводили по делянкам (257 м2, число растений на ней 670 шт.), учтены число и масса плодов по сборам, структура урожая. Качество урожая оценено по содержанию в плодах сухого вещества, (высушиванием до постоянной массы), аскорбиновой кислоты (по Мурри), общею сахара (по Бернтрану) три раза за вегетацию.

Экономическая эффективность изучаемых факторов рассчитана по общепринятым методикам с учетом затрат на поливную воду и расценок за продукцию прибавки урожая.

Статистическая обработка данных урожайности проведена методом дисперсионно1 о и корреляционного анализов (Б.А. Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Режимы орошения огурпа и динамика влажности тепличного грунта

Для поддержания заданных режимов влажности грунта в течение вегетации применялось одинаковое по всем вариантам опыта количество поливов, но разной поливной нормой.

Одинаковое количество вегетационных поливов проведено с целью исключения кратковременного влияния послеполивного различия в микроклимате по вариантам.

Отличия в погодных условиях и, прежде всего, в световом режиме по годам исследований обусловило различия в количестве проведенных поли-

вов за вегетацию культуры: в 2002 г. - 117, 2003 1.- 121, 2004 - 129. Основную часть 107-114 поливов или 89,5-91,5% проводили во второй период вегетации: начало - окончание плодоношения огурца.

Поливные нормы зависели от заданных режимов орошения (табл. 2).

2. Средняя норма полива и расхода поливной воды (л/м2) по периодам роста и развития растений при различных режимах орошения

Режим орошения, %НВ Период роста и развития растений

посадка рассады - начало плодоношения начало — окончание плодоношения

Норма по- Расход во-лива ды Норма полива Расход воды

2002 г.

70-75+80-85 3,2 32 4,7 503

75-80+85-90 3,4 34 5,1 546

80-85+90-95 3,8 38 5,4 578

2003 г.

70-75 ь80-85 3,3 36 1 4,9 539

75-80+85-90 3,5 39 5,2 572

80-85+90-95 3,9 43 5,5 605

2004 г.

70-75+80-85 3,3 40 5,0 570

75-80+85-90 3,6 1 43 5,3 604

80-85+90-95 3,9 47 5,6 638

Для интенсификации поливного режима с 70-75+80-85 до 75-80+8590 %НВ средние нормы полива в I период вегетации посадка рассады - начало плодоношения увеличивались в среднем за годы исследований на 7,1%, во II период начало - окончание плодоношения культуры на 6,9%; с 75-80+85-90 до 80-85-90-95%НВ соответственно на 18,3 и 13,0%.

Поливные нормы к концу периода вегетации увеличивали в связи с повышением водоиотребления растений (рис. 1).

Расход оросительной воды по периодам роста и развития огурца и оросительные нормы в целом за вегетагщю определялись заданными поливными режимами. Повышение влажности грунта с 70-75+80-85 до 7580+85-90 и далее до 80-85+90-95%НВ увеличивало расход воды в первый период вегетации соответственно на 7,4 и 18,6%. во второй - на 6,9 и 13,0%.

Расход поливной воды по месяцам увеличивался к концу вегетации растений. Если в первый период вегетации по вариантам опьгга он составил 32.. .47 л/м2, то в период плодоношения увеличился в 13... 16 раз.

2002 г

XII I II III

вариант 1---вариант 2 -

III IY -вариант 3

У!

Месяцы

вариант 3

2003 г

2004 г

XII i число поливов

^ Масяцы вариант 3

5,5 180 160

5,2 140

4,9 & 130

О в 100

Ч М

8 60

40

CL 20 0

Ш 647 «10

Месяцы

----число поливов •

вариант 1---вариант 2 -

-вариант 3

Рис. 1. Динамика средней поливной нормы (а) и месячного расхода воды (6) в течение вегетации огурца

Фактическая влажность тепличного грунта по периодам роста и развития растений, сложившаяся при различных поливных режимах огурца, показана в таблице 3.

3. Фактическая влажность тепличного грунта по периодам роста и развития растений при различных поливных режимах

Режим орошения, %НВ -Влажность фунта по периодам роста и развития растений

I. посадка рассады - начало плодоношения IL начало плодоношения — окончание культуры

% от объема % от HB % от объема % от HB

2002 г.

70-75+80-85 34,7 74,2 38,2 84,1

75-80+85-90 37,2 79,5 40,8 89,9

80-85+90-95 39,7 84,8 I 42,7 94,2

2003 г.

70-75+80-85 34,6 74,0 J8,6 85,0

75-80+85-90 37,0 79,0 40,3 89,4

80-85+90-95 , 39,6 84,6 _ 42,7 94,1

20041.

70-75^80-85 34,7 74,3 38,6 85,0

75-80+85-90 37,3 79,8 40,4 89,4

80-85+90-95 39,3 84,0 | 42,7 94,0

Данные таблицы свидетельствуют о том, нов результате реализации заданных поливных режимов влажность тепличного грунта по периодам роста и развития растений на всех вариантах была близка к запланированной.

Водопотребление огурца Результаты исследований показали, что суммарное водопотребление культуры, выращиваемой в закрытом грунте, в значительной степени зависит от поступления лучистой энергии (табл. 4). Об этом свидетельствует увеличение суммарного испарения по всем вариантам опьпа на 14,2-18,4% в более благоприятных условиях 2004 г. по сравнению 2002 г.

На суммарное водопотребление культуры влияет также и поливной режим. При улучшении водообеспечения растений оно увеличивалось. Наибольших значений водопотребление достигало при поливном режиме 80851-90-95% HB - 553-631 л/м2.

При разработке оптимального режима орошения культур закрытого грунта важно изучить размеры стока воды в дренажную систему, а для организации поливов важно также знать суточное водопотребление растений по фазам роста и месяцам.

4. Суммарное водопотребление огурца в годы исследований при различных режимах орошения (для слоя грунта 0-30 см)_

Режим оро- Запас воды в грунте, л/м2, в период Изменение запа- Оросительная норма, л/м2 Дрена жный Суммарное водопотребление, л/м2

шения, %НВ посадки окончания вегетации са воды в грунте, л/м2 сброс, л/м2

2002 г.

^0-75 f 80-85 111 114 -3 535 33 499

75-80^85-90 110 121 -11 580 40 529

80-85+90-95 112 127 -15 616 48 553

2003 i.

70-75+80-85 118 115 -з 575 33 535

75-80+85-90 120 122 -2 609 43 564

80-85+90-95 121 118 3 648 50 601

2004 г.

70-75+80-85 120 115 5 610 35 580

75-80+85-90 120 120 0 647 43 604

80-85+90-95 122 126 -4 685 50 631

Данные опыта показали, что увеличение водоподачи повысило объем инфильтрации и сток воды в дренаж (рис. 2). Наибольший сток в дренаж был при самом интенсивном поливном режиме 80-85+90-95% НВ - 48-50 л/м2.

Наименьший сток воды наблюдается в январе - феврале - 2 ..3 % в марте - апреле - 4... 8 %, а наибольший - в мае - июне - 9... 13 %.

Среднесуточное водопотребление огурца независимо от режимов увлажнения грунта увеличивается по мере нарастания их вегетативной массы, достигая максимума в период плодоношения. В первый период вегетации водопотребление растений колебалось по вариантам в пределах 0,9... 1,5 л/м2/сутки; во втором увеличивалось в 2,7...3,1 раза по сравнению с предыдущим периодом. В среднем за годы исследований минимальное среднесуточное водопотребление 0,5 л/м2отмечено при поливном режиме 70-75+8085% НВ, максимальное - при 80-85+90-95 %НВ.

Очень важным показателем поливного режима является эффективность использования растениями влаги на формирование единицы урожая. Наиболее производительно расходовали воду растения при поливном режиме 75-80+85-90%НВ, где коэффициент водопотребления в среднем за три года составил 18,9 литров на 1 кг плодов. Хуже ее использовали растения при влажности грунта 80 - 85 + 90 - 95 и 70-75 ь80-85% НВ. Коэффициегп- водопотребления на этих вариантах был выше соответственно на 1,4 и 0,5 литра на 1 кг плодов.

2002 г

вариант 1 общий сток воды, % к оросительной норме 5,4

— вариант 2 общий сток воды, % к оросительной норме в,9

— вариант 3 общий сток воды, % к оросительной норме 7,8

У1

Месяцы

• вариант 1 общий сток воды, % к ороситвльноА норм* 5,4

- вариант 2 общий сток «оды, Ч к оросмтвльной норм* 6,6

- вариант 3 общий сток воды, К к ороситвльной норм« 7,1

2003 г

2004 г.

Месяцы

----вариант 1 общий сток воды, % к оросительной норм« 5,7 — ^ц | ц щ |у

-— вариант 2 общий сток воды, К к оросительной норм« 6,7

-вариант 3 общий сток воды, % к оросительной норма 7,2 ... ваоианг 1---ваоианг 2-ваоианг 3

Рис. 2. Инфильтрация (а) и водопотребление (б) в течение вегетации огурца

Месяцы

Распределение фаз в груше и режим минерального питания

Величина и качество урожая тепличного огурца зависят от условий почвенной среды. При этом наряду с водным большое значение имеют воздушный и питательный режимы.

При насыщении грунта до наименьшей влагоемкости (НВ) в нем содержится достаточное количество воздуха. Расчет распределения фаз грунта (твердой, жидкой и газообразной) при НВ показал, что объем, занятый твердой фазой, составляет - 20 %, жидкой - 45 %, газообразной - 35 %. Соотношение почвенных фаз должно изменяться по периодам роста и развития растений. В первый период вегетации (январь-февраль), когда наблюдается относительно слабая лучистая энергия (0,5...3 МДж/м2 сут.), важное значение приобретает для растений объем газообразной фазы, а в период массового плодоношения (март-июнь) в условиях высоко1 о поступления лучистой энергии (3... 31 МДж/м2 сут.) - объем жидкой фазы.

При поливном режиме 70-75+80-85%НВ распределение твердой, жидкой и газообразной фаз в первый период вегетации огурца составляло 20:30:50 %, во второй - соответственно 20:36:44 %. то есть преобладал воздушный объем грунта. При поддержании влажности грунта 80-85+90-95%НВ в первый период вегетации преобладала воздушная, а во второй - жидкая фаза грунта: соотношение фаз соответственно 20:38:42 и 20:46:44.

Оптимальное распределение почвенных фаз было при режиме орошения 75-80+85-90% НВ: в первый период 20:34:46, во второй - 20:40:40 % от объема. Следовательно, в первый период преобладал воздушный, а во второй — воздушный и водный объемы грунта были равными.

Режим минерального питания. Получение высокой урожайности огурца в геплицах требует интенсивного применения удобрений наряду с высокими нормами поливной воды.

Принятая в теплииах система удобрений включала внесение основного удобрения перед посадкой культуры в грунт и проведение минеральных подкормок в период вегетации.

Уровни обеспеченности 1рунта теплицы основных элементов питания, мг/л, были следующими: N - 143; Р - 13; К - 182; - 70. В течение вегетации уровень содержания питательных веществ в грунте поддерживали внесением корневых подкормок, растворимыми минеральными удобрениями одновременно с поливной водой через систему дождевания. Подкормки проводили 1...2 раза в неделю. Запасы питательных веществ в грунте (мг/л) в динамике показаны на рисунке 3.

»

2002 год

180 160 140 -|Н

120 юо Д-80--fe 60 4-м 40 20 0

2 3

-JU2-

35

30

€ 25 з

i 20

■!• 15

1

2

— 3 —

2 3 1

--

200 : 150

-'100 -о

50 -Н 0

1 2 3

23

V3

т

а б в

период вегетации

35

30

£ 25 X

£ 20 4-о

■е- 15

и

4 ю

5 О

1 2003 год

12 3-

TZ3-

"1 2

350

3Q0

с 250

5 200

>s

с; 150

« 100

50

0

400

350

300

а 250

200

с 150

100

50 4-I о

1 2 3

ТГЗ

1 2 •

1

„2 3

пх

перид вегетации

2004 ГОД -----------

Рис 3. Динамика запасов азота, фосфора , калия в зависимости от влажности грунта в 2002 - 2004 гг.

период вегетации

— ------------___________~______в 2002 - 2004 гг.

а-начало, 6,в - середина, Г-конец вегетации; 1 - 70-75 + 80-85%НВ; 2 75-80 + 85-90%НВ; 3 - 80-85 + 90-95%НВ.

В целом запас азота в грунте был на нормальном уровне обеспеченности в начале и в середине вегетации, в конце на умеренном. Запас фосфора в почве был высоким в течение всего периода вегетации 2002 - 2004 гг., лишь в конце около нормы. Запас калия в грунте был высоким в начале и середине вегетационного периода, в конце нормальный. Содержание магния в грунте в 2002 году было нормальное и повышенное, в 2003 году - нормальное и умеренное.

По вариантам с изучавшимися режимами орошения не наблюдалось резких колебаний в содержании питательных веществ, которые могли бы оказать влияние на величину формирования урожая. Некоторое уменьшение запасов питательных веществ во втором периоде вегетации наблюдалось на варианте 80-85+90-95%НВ, что было связано с частичным их вымыванием дренажным стоком.

Таким образом, режимы орошения оказывали существенное влияние на распределение почвенных фаз (твердой, жидкой и газообразной), а усиление водоподачи вызывало тенденцию уменьшения запасов питательных веществ.

Рост, развитие и поражаемость растений болезнями и вредителями Данные опыта показали, что повышение влажности грунта с 70-75+80-85 до 75-80+85-90%НВ положительно сказывалось на биометрических показателях растений огурца - высоте и диаметре стебля, особенно после начала плодоношения (табл. 5). Дальнейшее повышение влажности грунта не способствовало увеличению данных показателей.

5. Биометрические показатели растений огурца

Режим орошения, % НВ Высота стебля, см Диаметр стебля, мм

2002 г. 2003 г. 2004 г. 2002 г. | 2003 г. 2004 г.

Нарастание вегетативной массы (наблюдения 04.01)

70-75+80-85 - 138 130 125 Г 7,1 7,2 7,4

75-80+85-90 143 132 130 7,1 7,4 7,5

80-85+90-95 141 129 127 7,0 7,3 7,4

Начало плодоношения растений (наблюдения 15.01)

70-75+80-85 274 281 283 9,0 10,0 10,6

75-80+85-90 277 285 290 9,3 11,1 12,0

80-85+90-95 272 286 286 9,1 10,5 11,2

Массовое плодоношение растений (наблюдения 25.01)

70-75+80-85 - - - 10,0 10,2 10,5

75-80^85-90 - - - 10,2 10,5 11,4

80-85^90-95 - - - 10,0_ 10,4 10,7

При поливном режиме 75-80+85-90%НВ формировалась и наибольшая площадь ассимиляционной поверхности - 2,0.. .2,3 м2 на растение (рис. 4).

вариант 1 -вариант 2---вариант 3

вариант 1 -вариант 2---вариант 3

- вариант 1 -вариант 2---вариант 3

Рис. 4. Динамика нарастания ассимиляционной поверхности растений огурца по месяцам вегетации 2002-2004 гг. В период плодоношения в условиях невысокой влагообеспеченности (70-75+80-85%НВ) огуречные растения в полуденные часы увядали, сравни-

телыю медленно росли, облиственность их была небольшой, листья становились темно - зелеными, наблюдалось опадание завязей. Интенсивное снабжение растений влагой (80-85+90-95%НВ) вызывало пожелтение листьев и отмирание боковых побегов.

Наблюдения за корневой системой огурца показали, что наибольшая масса корней формируется при поддержании влажности грунта 75-80%НВ от посадки до начала плодоношения и 85-90%НВ от начала до окончания плодоношения (табл. 6). В среднем за годы исследований она составила 11,8 г в пересчете на сухое вещество.

6. Масса корней растений огурца при различных режимах орошения

Режим орошения, %НВ Масса корневой системы, г

сырая сухая

2002 г. | 2003 г. 2004 г. 2002 г. 2003 i. 2004 г.

70-75+80-85 88,6 90,3 96,8 10.1 10,3 10,8

75-80+85-90 98,2 102 104,7 11,2 11,8 12,4

80-85+90-95 98,9 100 S 100,4 10,9 11,3 11,8

Изучаемые режимы влажности грунта не оказали существенного влияния на прохождение растениями основных фаз роет и развития. Отметим лишь, что начало цветения растений мужскими цветками при режиме 70-75+80-85%НВ было на 2-3 дня раньше, чем на других вариантах, а массовое цветение на всех вариантах было одновременным.

Пораженность растений огурца вредителями за вегетационный период в зависимости от режима полива четко не выявлена, так как вели интегрированную меру борьбы с ними, чего нельзя сказать о поражении растений болезнями.

При проведении обследований растений на пораженность аскохитозом 15 апреля во всех вариантах заболевания не были обнаружены (табл. 7).

7. Индекс развития аскохитоза на расгениях огурца, в %, 2003 г.д

Влажность грунта по периодам, | Дата учета растений

%НВ

посадка рассады — на- | начало -окончание чало плодоношения ! плодоношения 15.04.03 10.05.03 30.06.03

70-75 80-85 0 12,0 39,0

75-80 85-90 0 14,0 37,0

80-85 90-95 0 16,0 40,0

Однако, уже 10 мая индекс развития аскохитоза на растениях становится заметнее. При обследовании в период окончания вегетации культуры (30 июня) индекс развития аскохитоза на растениях огурца при 100% их поражен-

ности наибольшим был при подержании влажность грунта после начала плодоношения на уровне 90-95% от НВ, что, возможно, объясняется более высокой относительной влажностью воздуха в теплице в дневной и ночной периоды.

На варианте 70-75+ 80-85%НВ, возможно из-за того, что растения были более ослабленными, а также ощущался недостаток почвенной влаги, индекс превысил оптимальный вариант.

Таким образом, различные режимы влажности грунта оказывали влияние не только на рост растений, формирование корневой системы, но и на развитие возбудителей болезни аскохитоза, приносящего большой ущерб урожаю в конце вегетации огурца.

Урожай и качество плодов огурца Интегральным критерием эффективности изучавшихся режимов орошения является урожайность культуры, являющаяся результатом их влияния на водный режим грунта, соотношения фаз, питательный режим, рост растений, формирование ассимиляционного аппарата, развитие корневой системы и болезней.

Наиболее высокий ранний урожай 14,45 кг/м2 (в среднем за 3 года) получен при поддержании влажности почвы от посадки рассады до начала плодоношения на уровне 75 - 80 % НВ и 85 - 90 % НВ в последующем (табл. 8).

8. Влияние различных режимов полива на поступление раннего урожая

плодов (Ур) и общую урожайность (Уо6) огурца, кг/м2

Режим орошения, % НВ 2002 г. | 2003 г. 2004 г.

Ур | Усб | Ур Уо6 Ур у . * ОО

70-75+80-85 13,40 I 26,90 , 13,30 27,60 13,91 27,20

75-80+85-90 14,05 29,05 | 14,05 29,50 15,25 31,00

80-85+90-95 13,90 28,8 13,90 29,30 14,34 30,00

НСРо5 0,24 0,20 0,36

Поддержание более умеренного 70-75+80-85%НВ и более интенсивно-I о 80-85+90-95%НВ поливных режимов привели к снижению выхода ранней продукции соответственно на 6,3 и 2,6%.

Таким образом, созданием оптимальных условий водоснабжения растений можно увеличить выход ранней продукции.

Наиболее высокая общая урожайность 29,8 кг/м2 (в среднем за 2002 -2004 гг.) была получена также при поливном режиме 75 - 80+85 - 90 % НВ.

Различные режимы влажности грунта оказали также влияние на товарные качества плодов огурца. Стандартность плодов и средняя масса одного стандартного плода выше на варианте 75-80+85-90%НВ (табл. 9).

9. Товарные качества плодов огурца в зависимости от влажности грунта

Режим орошения, %НВ Урожайность стандартных плодов Массовая доля нестандартных плодов, % Средняя масса стандартного плода, г

кг/м2 Массовая доля общей урожайности, %

2002 г.

70-75+80-85 23,8 88,5 11,5 330

75-80+85-90 25,8 88,8 11,2 344

80-85+90-95 25,2 87,5 12,5 340

2003 г.

70-75i80-85 | 25,1 90,9 9,1 335

75-80+85-90 27,3 92,7 7,3 352

80-85+90-95 27,2 92,8 7,2 346

2004 г.

70-75+80-85 26,0 94,1 5,9 347

75-80+85-90 | 29,6 95,8 4,2 363

80-85+90-95 | 28,6 95,3 4,7 354

Результаты определения важного показателя качества плодов - их химического состава приведены в таблице 10.

10. Химический состав плодов огурца

Режим Дата определения Среднее за

орошения,% HB 20.04 20.05 18.06 вегетацию

Сухое вещество, %

70-75+80-85 4,2 ^ 4>4 Ч 4,2 4,2

75-80 т85-90 4,4 4,7 1 4,1 4,4

80-85+90-95 4,2 i 4,5 3,9 4,2

Аскорбиновая кислота, мг%

70-75+80-85 3,6 3,8 3,7 I 3,7

75-80+85-90 3,5 4,1 4,1 | 3,9

80-85+90-95 3,4 4,0 3,3 I 3,6

Общий сахар, %

70-75+80-85 2,2 2,2 1,9 2,1

75-80+85-90 2,4 2,2 2,0 Г 2,2

80-85+90-95 2,4 2,1 1,9 1 2,1

При сравнении сроков определения лучшими по химическому составу

оказались плоды, собранные в середине периода плодоношения.

Водопотребление растений томата при различных режимах полива

Расход поливной воды по месяцам в первом обороте увеличивался к концу вегетации в связи с повышением водопотребления растений. Если в феврале - марте он составлял 32-80 л/м2 в зависимости от режима орошения, то в июне увеличивался в 2,0 и 4,8 раза (рис. 5). Таким образом, основная

часть оросительной нормы расходовалась растениями томата в период плодоношения.

Февраль Март Алраль Май Июнь

I В 60-70 В 70 в 70-80 И80 И 80-90 В 90 {

Рис 5. Динамика месячного расхода поливной воды в 1 и 2 оборотах в среднем за 3 года Максимальный расход поливной воды во втором обороте приходился на период с июля по сентябрь, характеризовавшийся наибольшей величиной поступления лучистой энергией. Водопотребление растений томата первого и второ! о оборота при изучавшихся поливных режимах представлено на рисунке 6, коэффициенты водопотребления - в таблице 11. Различия в водопо-треблении по месяцам объясняются возрастом растений, изменением погодных условий, в частности, усилением поступления лучистой энергии и поддержанием 101 о или иного режима влажности грута.

Ш 60-70 И 70 S 70-80 ■ 80 Ш 80-90 а 90

Рис. 6. Водопотреблеиие томата по месяцам вегетации в зимне-весеннем и летне-осеннем оборотах в среднем за 3 года

11. Коэффициенты водопотребления томата, л/кг

Режим орошения, %НВ

60-70 70 ! 70-80 80 1 80-90 90

Зимне-весенний оборот

27,4 26,7 I 27,2 28,0 I 29,9 30,9

Осенний оборот

40,4 40,0 ; 42,2 43,5 ; 45,6 47,4

В зимнее-весеннем обороте растения томата наиболее производительно расходовали оросительную воду при режиме влажности грунта 70 и 70 - 80 % НВ, в лет-нее-осеннем обороте - 70 % НВ: коэффициенты водопотребления в среднем за три года составили соответственно 26,7; 27,2 и 40,0 литров на 1 кг плодов.

Экономическая эффективность

Оценка экономической эффективности разработанных режимов орошения проводилась на примере возделывания пчелоопыляемого огурца.

Наиболее экономически эффективным оказался вариант, где влажность грунта под держивалась на уровне 75 - 80 + 85 - 90 % от HB. При этом затраты составили в среднем за 2002 - 2004 гг 1731,9 тыс. р./га; себестоимость центнера плодов огурца оказались наименьшей - 7979,3 р./т, а чистый доход от реализации плодов - 6778,7 тыс. р./га и уровень рентабельности — 337%, наибольшими по сравнению со всеми другими вариантами. На этом же варианте была достигнута и самая высокая производительность труда. Затраты труда на получения 1 т урожая огурцов, которые составили 39,8 чел/часов, были ниже по сравнению с вариантами 70-75 80-85 % HB и 80-85 + 90-95 % HB на 9 и 2% соответственно.

ВЫВОДЫ

1. При выращивании растений пчелоопыляемо! о огурца в зимних блочных теплицах оптимальным является режим влажности грунта: в первый период (от посадки рассады в теплицу до начала плодоношения) 75 - 80 %, во второй (период плодоношения) 85 - 90 % HB. При данном режиме обеспечивалась высокая урожайность 29,1 - 31,0 кг/м2 (на 01.07), в том числе ранней продукции - 14,1 - 15,3 кг/м2 (на 01.05).

2. Оптимальный водный режим растений обеспечивался проведением 117 - 126 поливов оросительной нормой 580...647 л/м2, в том числе от посадки рассады до начала плодоношения 10... 12 поливами средней нормой 3,4...3,8 л/м2; в период плодоношения 107... 114 вегетационными поливами нормой 4,7...5,6 л/м2 в зависимости от погодных условий.

3. Различные режимы влажности грунта оказывали влияние на рост растений. Наибольшая площадь ассимиляционной поверхности 2,8 м2, количество листьев и боковых побегов, масса корней 11,8 г сухого вещества на 1 растение формировались при режиме влажности грунта 75 - 80 + 80 - 90 %НВ.

4. При уменьшении или увеличении влажности грунта в период плодоношения от оптимальной (на 5... 10 % HB) наблюдалось сниже-

ние общей урожайности на 2,7...0,5 кг /м2 , увеличилось количество нестандартных плодов.

5. Максимальные требования к влаге растения огурца предъявляли в период плодоношения, когда расходовалось 85 % и более оросительной нормы. Наименьший коэффициент водопотребления в среднем за три года (18,9 л на 1 кг плодов) имел место при режиме орошения с влажностью грунта 75 - 80 + 85 - 90 % НВ.

6. Высокие требования растений к влажности грунта, частые поливы (до 28 - 30 в месяц) и высокая порозность грунта (78 80 %) способствовали интенсивному дренированию почвы. Установлено, что наименьший объем инфильтрации 5,5 % от оросительной нормы был при высоком режиме влажности 70 - 75 + 80 - 85% НВ, а наибольший

- при 80-85+90-95% НВ - в 1,4 раза выше.

7. Запас элементов питания в грунте уменьшался с увеличением его влажности, что объясняется затратами их на формирование урожая, а также частичным вымывание питательных веществ дренажным стоком.

8. В оптимальном варианте 75 — 80 + 85 - 90 % НВ соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз грунта в первый период вегетации огурца составило 1:1,7:2,3 (преобладал воздушный объем грунта); во второй - 1:2:2 (были равны воздушный и водный объем грунта). Как уменьшение водного объема грунта (низкая влагообеспечен-ность), так и его увеличение (высокая влагообеспеченность), заметно снижает урожайность огурца в теплице.

9. Оптимальный режим полива обеспечивал не только получение высокого урожая плодов, но и высокую экономическую эффективность. Наиболее высокий доход от реализации урожая (7313,7 тыс. р./га) получен при поддержании влажности грунта в первой период 75

- 80 % НВ, во второй 85 - 90 % НВ.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Оптимальными условиями для выращивания огурца и томата в теплице является соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами в грунте в первый период вегетации (до плодоношения) - 1:1,7:2,3; во второй (период плодоношения) -1:2:2.

При выращивании растений огурца необходимо поддерживать влажность грунта в период от посадки рассады в теплицу до начала плодоношения на уровне 75 - 80 % НВ, в период плодоношения 85 - 90 % НВ.

Список опубликованных работ но теме диссертации

1. Петров Н. Ю., Киселев Ю.Н., Еременко И. Е. Особенности возделывания томата в защищенном грунте //Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы АПК посвященной 60-летию Победы под Сталинградом», - Волгоград. 2003. С. 68, 34.

2. Король В. Г., Киселев Ю.Н. Вопросы качества тепличных томатов. // Гавриш, 2003. № 3. С. 30-31

3. Киселев Ю.Н. Лучшие овощи растут на капельницах. // Вестник АПК, -2003. №7. С. 7-9.

4. Киселев Ю.Н. Рациональные режимы орошения пчелоопыляемого огурцы в стационарных теплицах. - Саратов, 2005. 20 с.

?

Подписано к печати 14 мая 2005 г. Формат 60x84 ^. Бумага ксероксная. Гарнитура «Times New Roman»

Печать на ризографе с оригинала. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № Ю00

Типография ООО п «Орион» г. Саратов, ул. Московская, 55, к. 13. Тел. (845-2) 23-60-18

(

!

!

í

t i

Г

РЫБ Русский фонд

2006-4 5972