Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ ЯБЛОНЕВОГО САДА В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ ЯБЛОНЕВОГО САДА В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ"



На правах рукописи

АКУТНЕВА Елена Владимировна

ВНУТРИ ПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ ЯБЛОНЕВОГО САДА В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06.01.02-«Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новочеркасск - 2005

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Боровой Евгений Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

академик РАСХН,

заслуженный деятель науки и техники РФ Григоров Михаил Стефанович кандидат сельскохозяйственных наук, профессор заслуженный мелиоратор РФ, Марты и емко Георгий Николоаевнч

Ведущая организация — ГНУ Всероссийский научно-исследовательский

институт орошаемого земледелия,

Защита состоится «17 » июня 2005 г. в « 10°° » часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.01 в ФГОУ В ПО «Ново черкасская государственная мелиоративная академия» по адресу: 346428, г, Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, ауд. 339.

*

С диссертацией можно ознакомится в научном отделе библиотеки ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан «¿2» мая 2005 Г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук, —^ ,

профессор, заслуженный мелиоратор РФ Сенчуков Г.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальности исследований. В настоящее время происходит стремительное сокращение площадей в садоводческих хозяйствах. За короткий период времени площадь насаждений в этой категории хозяйств Волгоградской области уменьшилось больше, чем в 4 раза (с 20,1 тыс. га в 1999 году до 6,4 тыс. га в 2004 году). Сократилось производство отечественных фруктов с 1215 тыс, т. в 1989 -1990 гг. до 292 тыс. т. в 1998-1999 гг.

Поэтому разработка комплекса мероприятий по коренному переустройству отрасли садоводства является весьма актуальной.

Важным резервом развития садоводства являются новые высокоэффективные и экономичные способы орошения и совершенствование существующих технических способов полива.

Значительный интерес с точки зрения перспектив развития орошения представляет внутрипочвенный способ полива. Применение в нутрипоч венного орошения при реконструкции оросительной сети позволит оптимизировать водный режим почвы яблоневого сада, экономно использовать оросительную воду, уменьшить на перспективу эксплуатационные затраты и себестоимость продукции.

Цель исследований - обоснование рационального режима внутри почвенного орошения летних сортов яблони на карликовом подвое, обеспечивающих получение высоких и стабильных урожаев на светло-каштановых почвах Волгоградской области.

В задачи исследований входило:

- выполнить анализ современного состояния н перспектив развития внутри-почвенного орошения садов;

- разработать оптимальные параметры режима орошения.при внутрилочвен-ном способе полива деревьев яблони, обеспечивающего поддержание влажности активного слоя почвы в заданных пределах;

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

- установить особенности и закономерности водопотребления, водного режима почвы яблоневого сада при внутри почвенном орошении в различные по условиям увлажнения годы;

- выполнить оценку влияния режимов орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности яблоневого сада;

- установить характер развития корневой системы плодовых растений при одностороннем способе полива внутрипочвенными увлажнителями;

- дать экономическую оценку режимов внутрипочвенного орошения плодоносящего яблоневого сада.

Научная новизна. В диссертации представлена обоснованная целесообразность и эффективность применения внутрипочвенного орошения при вырашива-нни яблони в условиях Волгоградской области. Установлен оптимальный режим орошения яблоневого сада по трубчатым увлажнителям для данных условий, обеспечивающий значительную прибавку урожая при минимальных затратах поливной воды, На основании экспериментальных данных получены математические зависимости связи суммарного водопотребления деревьев яблони с водным режимом почвы и погодными условиями года наблюдений. Определена экономическая оценка внутрипочвенного орошения яблоневого сада в условиях Волгоградской области.

Основные положения, выносимые на защиту:

- режимы орошения при внутрнпочвенном способе полива многолетних насаждений яблони в условиях Волгоградской области, направленные на рациональное использование водных, энергетических и материальных ресурсов;

- закономерности водопотребления деревьев яблони в условиях различного водообеспечения и напряженности метеорологических факторов;

- закономерности роста и развития деревьев яблони при внутрнпочвенном орошении в зависимости от нижних порогов влажности.

Достоверность полученных результатов исследований подтверждается большим объемом экспериментальных данных, полученных в лабораторных и полевых условиях, высокими показателями коэффициентов корреляционных отношений в полученных зависимостях и уравнениях при математическом анализе этих данных н подтверждением экспериментальных данных производственной проверкой.

Практическая значимость работы состоит в разработке и реализации режимов орошения при внутрипочвенном способе полива яблоневых садов, позволяющих получать до 18 т/га плодов яблони при экономии оросительной воды (до 40 %) по сравнению с поверхностным способом орошения. Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании, реконструкции и эксплуатации систем внут-рипочвенного орошения плодовых насаждений.

Личный вклад автора: С участием автора внедрена система внутрнпочвен-ного орошения яблоневого сада. Автор разработала программу и методику исследований, провела лабораторные и полевые исследования, обобщила и провела анализ полученных результатов, подготовила общие выводы и предложения производству, провела производственные испытания и внедрение системы внутри-почвенного орошения на опытном участке.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на международных научно-практических конференциях «Проблемы научного обоснования, экономической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях», посвященной 100-летию со дня рождения М.Н. Багрова, ВГСХА, г. Волгоград, 2001г.; «Мелиорация в XXI веке», посвященной 35-летию ВНИИОЗ, г. Волгоград, 2002г.; «Проблемы агропромышленного комплекса», посвященной 60-летию Победы под Сталинградом, г. Волгоград 2003г. Па научно-технических конференциях: «Современные оросительные мелиорации - состояние и перспективы», посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии, г. Волгоград,

б

2004г., «Вавиловские чтения - 2004», посвященные 117 - Й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, г, Саратов, 2004 г.

Реализация результатов исследований. Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с ОНТП «Мелиорация и водное хо> зяйство» (1999-2000гг.) и планом научных исследований Комитета по сельскому хозяйству и продовольствию администрации Волгоградской области (20002003гг.).

Режим внутрипочвенног© орошения яблоневых культур внедрен на участке площадью 1,8 га в ОАО «Сады Придонья» Городищенского района Волгоградской области с экономической эффективностью 68000 руб.

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в б статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 185 страницах компьютерного текста, в т.ч. основного текста 177 страниц. Работа содержит 45 таблиц, 16 рисунков, 8 приложений. Список использованной литературы включает 194 источника, в т.ч. 7 зарубежных авторов.

Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет около 80%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цели и задачи исследований, изложены положения, выносимые на защиту, оценена практическая значимость работы.

В первой главе на основе анализа многолетних исследований, проведенных в различных регионах России и за рубежом, автором рассмотрение современное состояние внугрипочвенного орошения сельскохозяйственных культур, в том числе плодовых насаждений. Показан вклад в данное направление ведущих уче-

ных М.С. Григорова, Б.Б. Флюрце, Д.П. Семаша, М.И. Ромащенко, Г.Ю, Шитки-на, O.E. Ясоншш, Г.В. Трусевича, Е.П. Борового н других. Обзор научно-технической информации показал, что, несмотря на многочисленные исследования поливных режимов и элементов техники внутри почвенного орошения различных культур, имеется необходимость дальнейшего совершенствования конструкций увлажнителей, технологии орошения, а так же методов расчета поливных корм рядовых посадок, направленных на уменьшение стоимости этих систем и увеличение их экономической эффективности.

Выполненный анализ позволил обосновать выбор направления исследований, сформулировать программу исследований и схему проведения опытов.

Во второй главе даны характеристики погодных и почвенных условий опытного участка, схема постановки полевых опытов, методика исследований и агротехника яблони. '

Опытный участок расположен в ОАО «Сады Прицонья» Городищенского района Волгоградской области.

Почвенный покров опытного участка представлен светло-каштановыми среднесу глин истыми почвами. Содержание гумуса в пахотном горизонте — 1,26 %, По наличию доступных форм элементов питания почвы бедны азотом, фосфором и имеют повышенное содержание калия. Плотность метрового слоя почвы - 1,51 т/м3, наименьшая влагоем кость - 23,8 % от массы сухой почвы, по-розность - 40,2 %. Почвы опытного участка не засолены, рН=7,2. Глубина залегания грунтовых вод - 7м.

За годы проведения исследований погодные условия вегетационного периода имели значительные колебания. Так 2000 год отмечен как влажный (ГТКи1,07), 2001 год характеризовался как среднесухоЙ (ГТК=0,60), 2002 год — острозасушливый (ГТК=0,33). Обеспеченность положительными температурами выше 10,°С в течение всего вегетационного периода за все годы исследований приближались к .норме. ,-,

Оросительная сеть опытного участка, где закладывался двух факторный полевой опыт, состояла из магистрального стального трубопровода (1=0,40 м, к которому с помощью фланца присоединялась гребенка с тремя выходами из полиэтиленовых труб для наполнения водонапорных баков емкостью 4 м1 (имеющих автоматический регулятор напора поплавкового типа) и увлажнителей с внутренним диаметром (1=34 мм и длиной 150 м, В качестве увлажнителей были выбраны полихлорвиниловые трубы с полнооборотным экраном из полиэтиленовой пленки.

Перфорация была выполнена с1=2 мм и шагом 100 мм в обе стороны от штамба дерева. Длина перфорированного участка составила 2,4 м.

Проти вофильтрационный экран шириной 0,5 м огибал увлажнитель и имел выход воды в сторону штамба дерева. Устройство экрана вызвано необходимостью сдерживать фильтрацию воды в нижележащие слои почвы, и предотвращения прямого контакта увлажнителя с грунтом, а также для увеличения контура увлажнения в горизонтальном направлении.

На опытном участке изучение водного режима почвы включало следующие варианты:

1. Вегетационные поливы при снижении влажности в метровом слое почвы до 60 % НВ;

2. Вегетационные поливы при снижении влажности в метровом слое почвы до 70 % НВ;

3. Вегетационные поливы при снижении влажности в метровом слое почвы до 80 % НВ;

4. Контроль (полив по принятой до опытной работы схеме) - полив по бороздам, при поддержании влажности метрового слоя почвы на уровне не ниже 70 % НВ.

Вторым фактором было изучение реакции исследуемых сортов деревьев яблони на различные режимы орошения. Опытный участок был заложен в 1993 году летними сортами Мелба, Оттава, Мантет на карликовом подвое М9. Посадка произведена по широкорядной уплотненной схеме 6 х 4 м, с густотой стояния 416 деревьев на гектар. •

Варианты размещены рендомизированным способом в трех повторносгях (рисунок 1). На каждом варианте было выделено 12 учетных деревьев. Делянки

по вариантам опытов разделяются защитными полосами деревьев, полив которых производится так же, как и соответствующие опытные делянки. С торцевых сторон учетных рядов выделено как защитные 2 дерева.

Рисунок 1 * Схема опытно-производствен кого участка внутрипочвенного

орошения (1- магистральный трубопровод; 2* гидрант; 3- распределительный трубопровод; 4* водонапорный бак; 5- внутрипочвенный увлажнитель; 6- вентиль; 7- участок опыта; I, II, III- варианты предполивной влажности (60,70 и 80 */о HB), А,Б, В- сорта; 1,2,3- повторность опыта).

Изучение водно-физических свойств почвы, суммарного и среднесуточного водопотребления, фенологические наблюдения, биометрические учеты, показатели фотосинтетической деятельности деревьев яблони проводились в соответствии с требованиями «Методики полевого опыта», Б.А. Доспехова (1985); «Полевых опытов с плодовыми деревьями», С. Пирса (1969); «Программы и методики исследований по орошению плодовых и ягодных культур», Ю.А. Маркова (1985),

Тех ни кбкжон омические показатели внутрипоч венного орошения установлены в соответствии с «Типовыми нормами выработки на механизированные и ручные работы в садоводстве, виноградарстве и питомниководстве», (1990) и «Методикой (новые положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений», (1997).

Агротехнические мероприятия на опытном участке проводились по технологии, принятой в хозяйстве, разработанной на основе действующих зональных рекомендаций.

Данные полевых исследований подвергались математической обработке по общепринятым методикам на ПЭВМ.

В третьей главе даны результаты исследований поливных режимов, динамика влажности активного слоя почвы по вариантам опыта, показано влияние внутри почвенного орошения на водный режим деревьев яблони и урожайность фруктов.

Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует о достаточно точном поддержании влажности активного слоя почвы за период наблюдений в пределах, установленных схемой опыта. Величина отклонений предполивного порога влажности в ту или иную сторону не превышала 5 %.

Расход воды на один внутрипоч венный увлажнитель при различных нормах полива в течение всего периода проведения исследований, поддерживался нами на уровне 0,58 л/сек. Объем воды, необходимый для проведения заданного порога влажности контролировался расходомерами. При средней поливной норме

и

204 м3/га время полива в среднем составило 10 часов; при средней поливной норме 160 м'/га - 8 часов и при средней поливной норме 105 м3/га - 5 часов. Напор в голове увлажнителя поддерживался на уровне 0,5м.

Количество и нормы поливов при внутрипочвенном орошении за период проведения исследований были неодинаковы, и зависели от суммы выпавших осадков, температуры и влажности воздуха (таблица 1).

Из таблицы видно, что для поддержания влажности в активном слое почвы на уровне 60 % ИВ понадобилось во влажный 2000 г проведение пяти, а в сухой 2002 г одиннадцати поливов средней поливной нормой 205 mVhl Для поддержания влажности активного слоя почвы на уровне 70% НВ потребовалось, соответственно, 9 и 15 поливов, нормой 160 мЗ/га. Для поддержания влажности активно-

го слоя почвы на уровне 80 % НВ потребовалось 15 и 23 полива, нормой 105 MVhl

Таблица I - Режимы орошения деревьев яблони, 2000 - 2002 гг.

Предполнвкм влаж- Количество поливов Среднее значение Оросительная норма,

ность почвы, °Л НВ. поливной нормы, MJ/ra

м3/га

2000 - влажный год

60 5 205 1026

70 9 160 1443

80 16 10S 16S6

2001 - средаесухой год

60 8 204 1631

70 13 160 2078

80 23 105 240S

2002 - острозасушливый год

60 14 204 2851

70 20 160 3195

80 34 105 3574

Расчетная поливная норма для орошаемой по бороздам части опытного участка составила 600 м'/га, По контрольному варианту за сезон вегетации 2000 года было проведено 3 полива, оросительная норма составила 1890 мэ/га. В 2001 году было проведено 4 полива, оросительная норма составила 2520 м3/га_ В 2002 году было проведено 8 поливов, оросительная норма составила 5040 м3/га,"

Проведенные физиологические исследования на опытах по орошению позволили выявить реакцию сортов Мантет, Мелба и Оттава на различное водоснабжение.

На опытном участке наблюдались следующие закономерные изменения оводненностн тканей деревьев яблони.

Во влажном 2000 году у сорта Мантет влажность листьев в утренние часы уменьшалась с 71,1-71,9 % в начале мая до 62,0-62,5 % в начале августа; у сорта Оттава, соответственно, с 69,8-70,8 % до 61,4-62,0 %; у сорта Мелба с 71,4-72,2 % до б 1,0-62,3 %.

В острозасушливом 2002 году у сорта Мантет влажность листьев уменьшалась с 73,2-74,0 % в начале мая до 67,4-72,4 % в начале августа; у сорта Оттава, соответственно, с 70,8-73,0 % до 65,2-68,4 %; у сорта Мелба с 72,4-73,2 % до 65,868,4 %.

У исследуемых сортов яблони наблюдалось постепенное уменьшение содержания воды в листьях в течение вегетационного периода, что обусловлено старением листьев, уменьшением содержания в них гидрофильных коллоидов.

В соответствии с изменениями температуры и влажности воздуха в течение суток изменяется содержание воды в листьях даже в условиях оптимального увлажнения почвы. Наибольшее содержание воды в листьях отмечается ранним утром, а наименьшее - в полуденные часы, когда наблюдаются наиболее высокие температуры и низкая влажность воздуха.

Наибольшее снижение в дневной динамике содержания воды в листьях яблони отмечается к 15 часам в июле, в жаркий период вегетации. В это время в

2000 году влажность листьев с 9-Ш до 14-15 часов уменьшается у сортов Мантет на 3,4-3,6 %, Оттава на 3,6-3,9 % и у сорта Мелба на 3,5-3,7 % соответственно, В

2001 году у сорта Мантет на 3,0-3,7 %, у сорта Оттава на 3,5-3,9 %, у сорта Мелба на 3,4-3,8 %. В 2002 году соответственно на 2,9-3,0%; 3,2-3,5% и 3,0-3,4%.

Между сортами имеются некоторые различия по содержанию воды в листьях. Самая высокая влажность листьев у сорта Мантет - 67,9 % ( в среднем по че-

ты рем срокам), за период вегетации. У сорта Мелба влажность листьев меньше (в среднем по срокам) 66,6 %. У сорта Оттава она составляет в среднем 65,9 %.

Наблюдается определенная тенденция повышения влажности листьев и некоторого уменьшения колебаний содержания воды в листьях в течение суток по варианту И внутрилочвенного полива,'полнее она проявляется в жаркий период вегетации, когда водный режим растений становится более напряженным.

Величина нарастания водного дефицита тканей в период с 9-10 до 14-15 часов у всех сортов приблизительно одинаковая, в среднем 3,0-3,4 %, что свидетельствует о примерно одинаковой реакции деревьев яблони этих сортов на повышение температуры и понижение влажности воздуха в течение первой половины дня.

Определенное влияние на величину водного дефицита тканей листьев оказывают разные нормы полива, определяемые вариантами опыта.

По всем трем сортам уровень водного дефицита тканей в листьях наиболее низкий при II варианте внутрилоч венного полива, составляя в среднем - 12,1 %. Наиболее высокий по I варианту — 12,6 % или на 4,1 % выше по данным на дневные часы. Если при поддержании влажности на уровне 70 % НВ в определенном объеме почвы сохраняется относительно постоянная и высокая влажность почвы, то при поддержании влажности на уровне 60 % НВ изменение почвы происходит в более широком диапазоне. Этими изменениями влажности почвы и обуславливается некоторое повышение водного дефицита тканей и величины его нарастания в послеполуденные часы при этом варианте.

Из физиологических показателей изучалась также концентрация клеточного сока листьев. У изучаемых сортов яблони она повышается в течение вегетации от весны к середине лета, это обусловлено, наряду с возрастными изменениями листьев, ходом температур воздуха и его влажности в период вегетации, а также предполивными порогами влажности почвы по вариантам опыта.

У сорта Оттава концентрация клеточного сока в утренние часы составила в мае 15,9-17,8 %, в июле 18,0-18,3 %. У сорта Мелба в мае 15,8-17,4 %, в июле 18,2-18,9 %. У сорта Маитет в мае 16,2-17,9 %, в июле 16,6-18,6%.

В целом изменение уровней концентрации клеточного сока листьев совпадает с изменениями величины водного дефицита этих же растений яблони, что обусловлено особенностями их водного режима и водоснабжения.

Что касается транспирации, то в период от весны до середины лета, ока усиливается и достигает наибольшей величины в июле, когда отмечаются наиболее высокие температура и влажность воздуха.

Например, в утренние часы среднее значение интенсивности транспирации за годы исследований для всех исследуемых сортов составила у сорта Оттава в мае 166 г/м~ ■ час, в июне 186 г/м' • час, в июле 200 г/м1 ■ час, в августе 180 г/м1 • час. У сорта Мелба в мае 166 г/м1 ■ час, в июне МИг/м1 -час, в июле 199 г/м1 - час, в августе 178 г/м1 -час. У сортаМантет — 156,164, 188, 164 г/м*-час соответственно.

Анализ фотосинтетической деятельности листовой поверхности показывает, что наибольшая продуктивность фотосинтеза наблюдалась на варианте с поддержанием предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ. Средняя продуктивность фотосинтеза на этом варианте составила для сортов Машет, Мелба и Оттава— 15,48; 12,57 и 10,13 г/м1 за сутки соответственно. Величины продуктивности фотосинтеза на первом и третьем вариантах опыта так же оказались достаточно высокими по сравнению с контрольным вариантом.

Полученные физиологические данные свидетельствуют о том, что поддержание влажности метрового слоя почвы на уровне 70 % НВ при внутрипочвен-иом орошении снижает отрицательное действие недостатка влаги, восстанавливает свободный водообмен, температурный режим листа, усиливает обмен веществ, процессы роста и отток ассимилянтов, что повышает урожай плодовых культур.

Данные фактической урожайности за годы исследований показаны в таблице 2.

Таблица 2 - Фактическая урожайность яблони по вариантам опыта, т/га

Прсдпол ЙЕНОЙ порог влажности почвы Сорт

Мантет [ Мелба Оттава

впо В % к ВПО контролю 1 В% к контролю ВПО В % к контролю

2000 год

60% НВ 16,6 116,1 15,3 110,9 14,8 109,6

70% НВ 19,1 135,0 18,1 131,2 17,4 128,9

80% НВ 18,2 127,3 16,5 119,6 15,9 117,8

Контроль 14.3 100,0 13,8 100,0 13.5- 100,0

2001 год

60% Н В 15,8 132,8 14,8 126,5 14,2 1303

70% НВ 18.3 153,8 17,6 150,4 16.8 154,1

80% НВ 17,1 143,7 16,8 143,6 15.7 144,0

Контроль 11,9 100,0 I 11,7 100,0 10,9 100,0

2002 год

60% НВ 14,7 163,5 15,3 175,9 14,5 170,6

70% НВ 18,8 195.8 17,8 204,6 16,7 196.5

80% НВ 16,5 171.9 16,7 192,0 15,8 185,9

Контроль 9,6 100,0 8,7 100,0 8,5 100,0

Анализ таблицы позволяет сделать вывод, что по всем сортам деревьев ябло-

ни наилучшие показатели были на варианте с поддержанием предлоливного порога влажности почвы не ниже 70 % НВ.

За все годы исследований наивысшую урожайность показали деревья сорта Мантет(19,3 т/га).

Вариант поверхностного полива имел самые низкие показатели.

На основе математического анализа нами были выведены зависимости формирования урожайности яблоневого сада от предполнвной влажности почвы.

1(1

ж «

«I 6) ТО 73 <0 1)

Предплчьииал ь почвы, х. НВ ----сорт Олтдосж? —а>рт ьи - цурт\fitftmcm

Рисунок 2 — Формирование урожайности плодоносящего яблоневого сада в зависимости от условий водообеспечения

сорт Мантст у = -0,1898-х1 + 27,085-х - 904,2 Я = 0,89 сорт Мелба у = -0,1732-х2 + 24,942-х- 835,3 R = 0,85 сорт Оттава у = -0,168-х2 + 24,14-х - 806,7 Я = 0,93

В четвертой главе изучены особенности суммарного и среднесуточного водопотребления деревьев яблони, рассчитаны коэффициенты водопотребления.

Показатели суммарного водопотребления яблони в разные годы по вариантам водного режима почвы представлены в таблице 3.

Как видно из данных таблицы 3, суммарное водопотребление яблоневого сада колеблется и при принятой агротехнике определяется режимом орошения и изменением метеорологических условий года.

Таблица 3 - Суммарное водопотребление яблоневого сада при _ внутрипочвенном орошении_

Составные элементы суммарного водопотребления Годы исследований Предполивной порог влажности почвы, %НВ

60 70 80

Оросительные нормы 2000 1026 1443 1686

2001 1631 2078 2408

2002 2851 3195 3574

Среднее 1836 2239 2556

Атмосферные осадки за вегетационный период 2000 2048 2048 2048

2001 1567 1567 1567

2002 530 530 530

Среднее 1382 1382 1382

Использованный залас влага активного слоя почвы 2000 459 387 338

2001 ■ 543 475 353

2002 726 622 380

Среднее 576 495 347

Суммарное водопотребление 2000 3533 3878 4072

2001 3924 4120 4298

2002 4107 4347 4484

Среднее 3857 4115 4285

Самое высокое суммарное водопотребление во все годы исследований складывалось в варианте с предполивной влажностью 80 % НВ. Среднее значение суммарного водопотребления в этом варианте составило 4285 м'/га, с колебаниями по годам в диапазоне 4072-4484 м'/га.

В варианте с предполивной влажностью 70 % НВ общий расход воды был ннже по сравнению с вариантом 80 % НВ и составил в среднем 4115 м'/га, с колебаниями по годам от 3878 до 4347 м3/га.

Снижение предполивной влажности до 60 % НВ сопровождалось дальнейшим уменьшением суммарного водопотребления деревьев яблони по сравнению с вариантами 80 % и 70 % НВ. Расход влаги в этом варианте составил последовательно по годам 3533; 3924; 4107 м3/га. Среднее значение составило - 3857 м'/га.

На основании статистического анализа нами была установлена зависимость суммарного водопотребления деревьев яблони от водного режима почвы и погодных условий года наблюдений, выраженная полиномом второй степени надежности (рисунок 3).

Рисунок 3 - Зависимость суммарного водопотребления от предполивной влажности почвы и тепло влагообеспеченности условий года наблюдений Е = 893+84,9^- 0,45 V - 894,+ 171,Г^1 (Я2 = 0.96), где лу—уровень предполивной влажности почвы, %НВ;

- гидротермический коэффициент периода вегетации. Высокий коэффициент детерминации между указанными показателями

(К1=0,9б) объясняет изменчивость суммарного водопотребления под влиянием

режимов орошения и погодных условий.

Для расчета продолжительности межполивного периода крайне важно знать

среднесуточное водопотребление. Наши данные показывают, что среднесуточное

водопотребление, так же как и суммарное водопотребление в целом, определяется в основном принятым предполивным порогом влажности почвы и метеорологическими условиями вегетационного периода.

Увеличение предполивного порога влажности активного слоя почвы сопровождается ростом среднесуточных расходов воды и достигает своего максимального значения в вариантах 80 % НВ. Снижение предполивной влажности почвы до 60 % НВ способствует уменьшению среднесуточного расхода воды растениями. Объясняется это тем, что при одних и тех же погодных условиях среднесуточные расходы деревьев яблони изменяются в зависимости от наличия в корне-обитаемом слое продуктивной влаги. Так, максимальное среднесуточное водопотребление за годы исследований достигало 31,3 мэ/га в сутки в варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 80 % НВ. Снижение поддерживаемого уровня влажности почвы до 70 % НВ способствовало уменьшению максимального расхода воды до 30,0 м5/га в сутки. В варианте с назначением поливов при влажности почвы не ниже 60% НВ оно снизилось до 28,2 м3/га в сутки.

Располагая трехлетними данными о водопотреблении яблоневого сада на фоне поддержания различных режимов влажности корнеобитаемого слоя, нами были проведены соответствующие расчеты и найдена связь между водопотребле-нием сада, дефицитом влажности и температурой воздуха.

Выраженные через сумму температур и влажность воздуха бноклиматиче-ские коэффициенты суммарного расхода воды имеют небольшую изменчивость как по вариантам, так и в течение вегетации и в среднем равны 0,15 мм/°С для Первого, 0,16 мм/°С для второго, 0,17 мм/°С для третьего вариантов опыта (соответственно 0,26; 0,27; 0,28 мм/мб).

Различная водообеспеченность активного слоя почвы способствовала получению неодинаковых урожаев и расходованию различных объемов воды.

Так, обеспечение влажности почвы на уровне 60 % НВ способствовало формированию урожая яблони сорта Мантет (в среднем за три года исследований) 16 т/га, а средний коэффициент водолотребления составил — 235 м3/т. Для сортов

Мелба и Оттава средняя урожайность составила 15,1 и 14,5 т/га соответственно, а средний коэффициент водопотребления - 255 и 266 мэ/т.

Поддержание предполивного порога влажности на уровне 70 % НВ сопровождалось увеличением урожайности исследуемых сортов яблони (Мантет, Мелба, Оттава) и в среднем затри года исследований составила- 18,8; 17,8; 17,0 т/га, что способствовало снижению коэффициента водопотребления. Средние его значения составили—219; 230; 241 м*/т.

Увеличение предполивного порога влажности почвы до 80 % НВ не увеличивало урожайности исследуемых сортов по сравнению со вторым вариантом. Среднее ее значение для сортов Мантет, Мелба и Оттава составил - 17,3; 16,7; 15,8 т/га. Среднее значение коэффициента водопотребления составило - 254; 257; 271 м3/т.

Среднее значение урожайности при поверхностном поливе за годы исследований для исследуемых сортов Мантнт, Мелба, Оттава составило — 12,0; 11,4; 11,0 т/га. Соответственно значение коэффициента водопотребления в среднем составило - 448; 476; 494 м3/га.

В пятой главе отражены сроки наступления фенофаз, динамика роста и развития яблони, развитие корневой системы при вну-грнпочвенном орошении.

За годы исследований начало вегетации сортов Мелба и Оттава приходилось на сроки, близкие к среднемноголетннм и на более ранние, а именно на 9 - 12 апреля. Цветение изучаемых сортов происходило на 3*5 дней позже среднемного-лстних показателей.

Нами не установлено существенных различий в сроках начала и окончания цветения между сортами Оттава и Мелба. У сорта Мантет фазы начала вегетации и цветения, а также созревания урожая проходило раньше, чем у сортов Оттава и Мелба на 4-6 дней.

На вариантах внутрипочвенного орошения яблони в 2000 году прирост штамбов был выше на 6,4 - 33,8 %, чем у контрольных деревьев и соответственно урожай был выше в среднем на 10-35 %. В 2001 г. прирост штамбов был слабее.

Это объясняется высокими урожаями предыдущего года. Поэтому прирост на участках внутри почвенного орошения хотя н был ниже, чем в 2000 г, но все же оказался выше контроля. Резкое снижение прироста штамбов у контрольных деревьев в 2002 г объясняется, видимо истощением деревьев после относительно высокого урожая 2001 г. Подтверждением может служить более высокая величина прироста в 2002 г на участках внутрнпочвенного орошения, где деревья оказались в лучших условиях водоснабжения. На участках внутрипочвенного орошения урожай в 2002 г. был выше на 70-95 % в сравнении с поверхностным поливом.

Более высокий и продолжительный прирост побегов наблюдается у сортов яблони в варианте внутрипочвенного полива при поддержании влажности не ниже 70 % НВ и у сорта Мантет, в среднем за годы исследований он составил -0,495; Мелба - 0,488 и Оттава - 0,477 м. Динамика прироста побегов в варианте при поддержании влажности на уровне не ниже 80 % НВ занимает промежуточное положение между вторым и первым вариантами, и составила для сортов Мантет, Мелба и Оттава, соответственно - 0,450; 0,445 и 0,433 м.

Следует отметить, что длина однолетних побегов была выше на опытных вариантах, чем у контрольных деревьев и для сорта Мантет в зависимости от пред-поливного порога влажности составила — 9,4-31,4 %; сорта Мелба - 7,3-30,9 %; сорта Оттава - 3,9-29,0 %.

В ходе исследований нами было установлено, что основная масса корней при поверхностном поливе (около 80%) расположена в слое 0,00 - 0,60 м (таблица 4).

Максимальное количество наблюдается в верхнем 0,00-0,40 м слое - 37,5 %, а затем уменьшается и в слое 0,40 — 1,00 м составляет 28,3%. В варианте внутрипочвенного орошения максимальное количество корней (49,1%) находится в слое 0,20-0,60 м, а в слое 0,6 0 - 1,0 м всего 30,2 %, то есть несколько смещается по глубине. Такое распределение корневой системы по горизонтам связано с особенностями поливов (при внутрипочвенном орошении верхний 0,2 м слой остается не увлажненным).

Таблица 4 - Распространение корневой системы яблони сорта Мантет по глубине при внутрипочве ином орошении, 2002 г.

Глубина почвог-рунта, м Внутри почвенное орошение Поверхностный лолнв (контроль)

Длина корней, м Длина корней, % Длина корней, м Длина корней, %

0,00-0.20 17,47 8,61 27,29 13.90

0,20-0,40 43,27 21,30 46,34 23.60

0,40-0,60 56,47 27,80 43,78 22,30

0,60-0,80 38,60 19,00 34,36 17.50

0,80-1.00 22,75 11,20 21,21 11,80

Итога * слое 0,00-1,00 179,56 37,90 172,98 8&,10

1,00-1,20 11,32 5,60 10,68 5,40

1,20-1,40 8,29 4,10 8,30 4,20

1,40-1,50 4,85 2,40 4,55 2.30

Итого « слое 1,00-1,50 24,46 12,01 23,53

Итого 1 слое 0,00-1,50 203,02 ¡00 196,51 Щ

Внутрипочвенное орошение способствовало увеличению обшей длины корневой системы у деревьев яблони, по сравнению с поливом по бороздам.

В шестой главе представлено технико-экономическое обоснование режимов орошения деревьев яблони при внутрипочвенном орошении. Расчет выполнен с учетом затрат на приобретение и монтаж систем внутри почвенного орошения.

Наибольший экономический эффект внутри почвенного орошения получен на втором варианте режима, обеспечивающего поддержание влажности активно* го слоя почвы не ниже 70 % НВ. Прирост чистого дохода при выраишванин сорта Мантет на этом варианте составляет 46470 руб., сорта Мелба - 43470 руб., сорта Оттава - 41070 руб. Коэффициент экономической эффективности дополнительных капиталовложений составляет в зависимости от сорта 0,41; 0,39; 0,36 соответственно. Средний срок окупаемости составил 2,6 — 4,1 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Внутрипочвенное орошение в условиях Волгоградской области является эффективным приемом повышения урожайности, позволяющий при правильном сочетании поливного режима с высокой агротехникой плодовых культур, независимо от складывающихся погодных условий получать урожайность в среднем в 1,5 раза больше по сравнению с поверхностным орошением.

2. Наибольшая продуктивность яблони достигается при поливном режиме, обеспечивающим поддержание влажности в метровом слое почвы не ниже 70 % НВ. Для поддержания такого режима в среднесухой год требуется проведение 13 поливов, во влажный - 9 поливов, в острозасушливый - 20 поливов, поливной нормой 160 мг/га

3. Установлено, что суммарное водопотребление яблони при внутрипочвенном орошении составляет около 4000 м3/га. Для поддержания влажности почвы не ниже 70 % НВ необходимо проведение 14 поливов оросительной нормой 1443-3195 м^/га.

4. Среднесуточное водопотребление изменяется от 14,2 до 16,7 м3/га в начале вегетационного периода, достигая максимума в период начала созревания плодов 35,2-40,1 м3/га. Коэффициент водопотребления изменяется от 240 м5/т при поддержании влажности почвы на уровне 60 % НВ до 284 м3/т при влажности почвы 80 % НВ. Водосберегающее значение внутрипочвенного орошения определяется снижением суммарного и среднесуточного водопотребления до 22 %.

5. Физиологические показатели при внутрипоч венном орошении характеризуются активизацией процесса фотосинтеза за счет повышения содержания воды в листьях яблони на 5,8 %, оптимизации показателей концентрации клеточного сока на 8,3-11,5 % и снижением водного дефицита листьев растений на 0,3-3,4 %. Показатели чистой продуктивности фотосинтеза при этом повышаются до 15,48 г/м1 в сутки,

6. Показатели роста яблони при внутрипочвенном орошении выше в сравнении с поливом по бороздам. В зависимости от сорта длина ежегодных приростов

яблони на 15 -21 %, диаметр кроны на 5-17 %, диаметр штамба на 8-27 % больше, чем при поливе по бороздам.

7. С увеличением возраста деревьев яблони отмечено увеличение средней массы плодов. У сорта Оттава она возросла на 64,5 %, Мелба на 53,5 %. Меньшее увеличение массы плода у сорта Мантет (на 18,7 %) связано с наибольшей урожайностью яблок.

8. Максимальная урожайность яблок при поддержании уровня предполнвной влажности активного слоя почвы 70 % НВ на участке внутрипочвенного орошения составила по сорту Мелба 42,2 кг/дерево, по сорту Оттава 40,4 кг/дерево, по сорту Мантет 46,3 кг/дерево, что на 30-50 % выше в сравнении с вариантом поверхностного орошения. При увеличении или снижении влажности почвы на 10 % НВ наблюдается статически достоверное снижение урожайности яблок (НСРо? "=2,1 кг/дерево).

9. Реализация рекомендуемой технологии внутрипочвенного орошения яблоневого сада, ориентированной на урожайность яблок 17-20 т/га, экономически выгодна. Экономический эффект от внутрипочвенного орошения, обеспечивающего поддержание влажности почвы 70 % НВ составляет 68000 руб. при индексе доходности 2,10. Срок окупаемости вложенных средств с учетом затрат на строительство составляет 2,4-4,1 года.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При реконструкции оросительной сети с поверхностного способа полива на внутрипочвенное орошение яблони, вступившей в период плодоношения, рекомендуется использовать внутрипочвенные увлажнители, закладываемые в почву на глубину 0,5 м с одной стороны от ряда деревьев на расстоянии 1,2 м.

2. Внутрипочвенные поливы целесообразно проводить для поддержания режима влажности почвы в слое 1 м на уровне 70 % НВ на протяжении всего периода вегетации яблоневых культур. В засушливые годы необходимо планировать 10-16 поливов, в среднесухие годы 8-12 поливов, во влажные годы 7-10 поливов поливной нормой 160 м3/га.

012996

Основные положения диссертационной работы опубликованы в статьях;

1. Акутнева Е.В. Схема и методика исследований плодоносящего сапа в условиях Волго-Донского меясцуречья, ¡1 Водосберегающне технологии сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. ( Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. - Волгоград, 2001г. - С. 121-124.

2. Ахмедов А.Д., Акутнева Е.В. Внутрнпочвенное орошение действующих яблоневых садов. // Проблемы агропромышленного комплекса: Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы АПК», посвященной 60 - летию Победы под Сталинградом. / Волгоград, 2003г. - С. 198-200 (автор 80%)

3. Ахмедов АД., Акутнева Е.В, Корневая система яблони при различных способах полива. // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр., посвященный 50-летнему юбилею Мещерского филиала Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костикова / Под редакцией д. с/х. наук Ю.А. Можайского, Рязань, 2004г. - С. 80-83 (автор 80 %)

4. Ахмедов АД., Акутнева Е.В. Распределение корневой системы яблони при внутрипочвенном орошении. Журнал межгосударственного совета по аграрной науке и информации стран СНГ. «Аграрная наука», № б, Москва, 2004г. — С.26 (автор 90%)

5. Боровой Е.П., Акутнева Е.В. Влияние предполивной влажности почвы на урожайность плодовых растений // Современные оросительные мелиорации - состояние И перспективы; // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, г. Волгоград, 2004. -С. 59-63 (автор 90 %)

6. Акутнева Е.В. Влияние внутрипочвенного орошения на развитие деревьев яблони. / Вавиловские чтение - 2004 // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117 — Й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, Саратов, 2004. - С. 4-7.

Подписано к печати 11.05.05. Формат 60x84 Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Зак. 156. * Типография Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 400002, Волгоград, пр. Университетский, 26