Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КАПУСТЫ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КАПУСТЫ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ"

-5Ш

На правах рукописи

КОРОЛЕВ Алексей Анатольевич

ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ КАПУСТЫ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ НА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность: М.01.02 — мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кишшип сельскохозяйственных тук

Саратов-2005

Рабата 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 сельскохозяйственных наук,

профессор Рсшстов Геннадий Георгиевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Корсак Виктор Владиславович

Ведущая организация: Всероссийский НИИ орошаемого земледелия

Зашита состоится ° мая 2005 г. в 10й 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»

7 и

Автореферат разослан_апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность, Рациональное использование почвенных й водных ресурсов - одна из важнейших задач мелиоративной науки и практики орошаемого земледелия. Экологические и экономические проблемы сельского хозяйства в Поволжье серьезно обострились за последние десятилетия, В регионе наблюдается деградашм мелиорированных земель, которая проявляется, прежде всего, в развитии неблагоприятных почвенно-мелкоративных процессов, обусловленных подъемом уровня грунтовых вод и вторичным засолением. Это негативно отражается на экономической эффективности поливного земледелия. Однако потребности населения в продуктах питания требуют роста и стабилизации производства продукции растениеводства и овощеводства. Волго-Донское междуречье благоприятно для развития овощеводства. Однако в условиях недостаточного естественного увлажнения и невысокого плодородия зональных почв эта отрасль может успешно развиваться здесь только в условиях орошения и внесения удобрений.

Острый дефицит водных ресурсов, неблагоприятные почвенно-мелиоративные условия требуют разработки водосберегающих дифференцированных режимов орошения, применение которых будет способствовать улучшению мелиоративной обстановки на орошаемых землях зоны.

Одной из традиционно важнейших для Российской Федерации овощных культур является капуста. При этом следует отметить, что дифференцированные режимы орошения этой культуры в агроклиматических условиях Нижнего Поволжья, конкретно Волго-Донского междуречья, не разработаны. Не достаточно изучены н системы удобрений при различных режимах водоподачи.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось повышение урожайности капусты при рациональном использовании материальных, трудовых и энергетических ресурсов на основе оптимизации водного и питательного режимов светло-каштановой почвы Волго-Донского междуречья.

Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

- установить особенности водо потребления капусты при различных дифференцированных режимах орошения;

- изучить особенности роста корневой системы и надземной части растений при различных сочетаниях водного и питательного режимов почвы;

- определить закономерности влияния улучшения водообеспечения и минерального питания на фогосинтетическую деятельность, урожайность капусты и ее качество;

— определить экономическую и энергетическую эффективность различных режимов орошения и доз минеральных удобрений. Научная новизна. Для условий Волго-Донского междуречья установлены закономерности водопотребления капусты. Разработан ресурсосберегающий режим орошения с дифференцированием предпол йеной влажности почвы по периодам роста и развития культуры. Установлены рациональные сочетания режимов орошения и расчетных доз удобрений для формирования запланированных урожаев 30, 40 и 50 т/га. Определен характер влияния водообеспечения и минеральных удобрений на формирование продуктивности капусты и качество кочанов на светло-каштановых почвах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Рациональные дифференцированные режимы орошения капусты и дозы минеральных удобрений;

2. Особенности водопотребления капусты при различных дифференцированных режимах орошения и дозах минеральных удобрений;

3. Закономерности влияния водообеспечения и минерального питания на фо-тосннтстическую деятельность, урожайность капусты и качество кочанов. Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные рациональные дифференцированные режимы орошения капусты и определенные дозы удобрений позволяют получать в почвенно-климатических условиях Волго-Донского междуречья 30...50 т/ш капусты зимних сортов с высокими товарными качествами и обеспечивают экономию поливной воды в размере 490 м3/га (10%).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (Волгоград, 1999-2004); VII Международной научно-практической конференции «Биосферосовмеетимые н средозащипше технологии при взаимодействии человека с окружающей средой» (Пенза, 2002); научно-практической конференции, посвященной 60 -летию образованию ВГСХА (Волгоград, 2004); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117 годовщине со дня рождения И.И. Вавилова (Саратов, 2004).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 статей. Объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах основного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, включает -32 таблицы, 17 рисунков, б приложений. Список литературы содержит 170 наименований, из них 8 — на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Условия и методика проведения исследований

Опытны й участок рас полож ей в северной частиВ олго-Донс кого м еждуре-чья около поселка М айскийГородшценского района города Волгограда. Полевой двухфакторный опыт был заложен на испытательном полигоне ОАО <Юр-тех», расположенном на территории учхоза «Горная поляна».

Климат района проведения исследований резко континентальный с преобладанием иссушающих восточных и юго-восточных ветров и незначительным количеством осадков. Наиболее низкая среднемесячная температура наблюдается в январе,наиболее высокая в нюле.Летом температуравоздуха может подним аться выше-НО'С, зим ой-опускается ниже-30° С. Таким образом, абсолютная ам плитуда колебаний тем перату ры воз духа соста ьля ет окол о 70° С. Без м ороз ны й пе р иод составляет 170 дне й с боль шим и колебания м и по года м. Одной из особенностей тем пературного режим а является воз врат холодов и поздние зам ороз ки в весенний период (в мае) н ранние заморозки осенью (в сентябре). Общее годовое количество осадков в северной части ВолгоДонского м еждуречья составляет около 200 мм с большим и колебаниям и по годам, достга,ающнми50% от среднем ноголетних значений. Основное их количество (до 70%)приходится на теплый период, максимум -на май...июнь. В ла-гообеспеченность вегетационных периодов погодам не с ледова ннй была раз -личной. По гкдротерм ическому коэф ф ициенту 2000 год характеризуется, как засушливый, 2001 - влажный и 2002 - сухой.

Почвы опытного участка-светло-каштановые среднесуглинистые, содержание физической глины в горизонте А находится в пределах 30... 45%, В слое почвы 0...ОД м содержится 73,6%водопрочных агре гатовразм ером более 0,25 мм, а в слое 0,2. ..0,4 м -77,5%. Плотность пахотного слоя находится в пределах 1,1 ...1,4 г/см 3, при оптимальных значениях 1,2 до 1,25 г/см 3. Наименьшая влагоемкостьвслое0...0,3м составляет293%»0...0,4м -28,8%Согласно результатам анализа вощой вытяжки данны е почвы относятся к нез асо-леняы м:плотны й остаток в слое 0... 0,4 м не превышает 0,2% Содержание гумуса в почвах опытного участка не высокое: в слое 0...0,2 м -2,46%, в слое 0,2..,0,4м— 2.02% Обеспеченность легкогиородизуемым азотом и подвижным фосфором очень высокая, содержание обменного калия низкое.

Схема опыта представлена в таблице 1

Всего было заложено 12 вариантов в 3-х кратной повторности методом расщепленных делянок при одноярусном их размещении. Общая площадь опытного поля 0,8 га. Площадь учетной делянки-60 мг.

1. Схема опыта

№ п/п Фактор А Обозна* чение варианта Фактор В Обозначение варианта Полное обозначение вариантов

Предполивной порог Доза минерального удобрення, кг д. в 7га

I. 70...80...70 %НВ (I режим орошения) а, Без удобрений b0 a, bo

2. ai NssPîsKm b, a, b,

3. а1 N]Î0 K|4i fh ai b2

4. а. Nus PJÎ Ktjj bj a, bj

5. 75...85...75 %НВ (И режим орошения) аг Без удобрений bo ajbo

6. аг NM РЗЇ Kns b, аз bj

7. аг NI;O P„ KM* b> aïbj

S. а2 PÎS Kns b. azbj

9. 80...90... SO %НВ (III режим орошения) »3 Без удобрений bo a3bo

10.. а, H«P„Km b, a,b,

1!. аз p4S Kl « Ьг a3bî

12. ai Nus Pis Kitî bi аз b]

Первым изучаемым фактором (А) был режим орошения капусты. В соответствии с биологическими особенностями возделываемой культуры было запланировано 3 варианта с предлоливной влажностью; 70...80...70; 75...85...75 и &0...90...80% НВ. Предполнвнук» влажность дифференцировали по трем периодам роста: первый — от высадки рассады до начала образования кочана, второй - от образования и роста кочана до начала технической спелости, третий - от начала технической спелости до уборки урожая. Расчетный слой увлажнения почвы приняли равным 0,4 м.

Вторым изучаемым фактором (В) был уровень минерального питания капусты. Дозы минеральных удобрений (кг д.в. на га) рассчитывали на планируемый урожай 30,40,50 т/га с учетом нормативных выносов элементов питания с урожаем.

Объектом исследований была калу ста белокочанная сорта «Аматер 611».

Полив осуществляли дождевателем шланговым «Агрос - 32».

В качестве разделительных полос выделяли три рядка между вариантами с удобрениями, а между вариантами с режимами орошения - 12 м, так как при поливе «Агрос - 32» и силе ветра І...2 м/с ширина орошаемой полосы равна 30...35 м.

Агротехника возделывания была общепринятой для данной зоны. Рассаду высаживали по схеме 70x70 см.

Для проведения почвенно-мелиоративного обследования по углам и в середине участка были заложены разрезы на глубину 1,5—2,0 м, которые исполь-

зовали для детального описания и отбора почвенных образцов из каждого 10см слоя (с соблюдением генетических горизонтов) для последующих анализов.

Исследования проводили по общепринятым методикам. Водно-физические свойства почвы определяли в лаборатории ВНИИОЗ. Расчет запаса влаги в почве и водопотребления растений проводили ло результатам динамических определений влажности, которую определяли термостатно-весовым методом. Суммарное водопотребление определяли методом водного баланса по уравнению А.Н. Костякова. При снижении влажности почвы до установленного порога назначались поливы. Количество подаваемой на поле вода учитывали с помощью дождемеров.

Фенологические наблюдения за развитием растений капусты проводили по общепринятой методике Г.Ф. Ннкитенко. Площадь листьев определяли методом высечек. Учет массы корней проводили рамочным методом послойно в горизонте 0,..0,4 м. Фотосинтетическую деятельность растений изучали по методике лаборатории фотосинтеза растений АН СССР. Качество кочанов (сухое вещество, сумму Сахаров, витамин С, нитраты) определяли согласно методике, принятой во Всероссийском институте растениеводства. Поражение капусты вредителями и болезнями определяли ло методике Доброзраковой Т.А.. Учет урожйя ьели сплошным методом, Результаты обрабатывали методом днепереп-он i toro анализа по методике Б. А. Доспехова.

Экономическая оценка вариантов опыта проведена расчетно-нормативным методом на основе технологических карт возделывания капусты, составленных по рекомендации Б.Л. Ссргиенко и других. Оценка энергетической эффективности орошения капусты проводилась по методике ВАСХНИЛ с составлением карт энергозатрат.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Режим орошения н водопотребление капусты

В условиях неустойчивого увлажнения на территории Волго-Донского междуречья пополнение почвенных запасов влаги за счет осадков, выпадающих в период вегетации, недостаточно не только дня получения высоких и стабильных урожаев капусты, ио и для её жизнедеятельности. Необходимым условием для получения высоких и стабильных урожаев этой культуры является регулирование водного режима почвы с помощью поливов.

Большинство разработанных в настоящее время режимов орошения капусты предусматривают интенсивное обеспечение растений водой в течение всего вегетационного периода с применением больших оросительных норм. Это, при возрастающем дефиците водных ресурсов и увеличении удельного в с-

са водотребовательных культур, создает большие трудности в регулировании водного режима почвы, особенно в летние месяцы.

Поэтому представляется, что режим увлажнения почвы при выращивании поздних сортов белокочанной капусты нужно дифференцировать по периодам вегетации в соответствии с биологическими особенностями возделываемой культуры. Мы изучали 3 варианта дифференцированного режима орошения с предполивной влажностью 70...80...70; 75...85...75 и 80...90...80% НВ. Количество поливов поливные и оросительные нормы, потребовавшиеся для нх реализации, приведены в таблице 2.

2.Фактический режим орошения капусты по голам исследований

Режим орошения, %нв Количество поливов (1) и поливная норма (2) по периодам роста и развития, м3/га* Обшее число поливов Оросительная норма, м /га Межполивной период, шей

Высадка рассады формирование розетки Образование и рост кочана Техническая спелость-уборка

1 1 2 1 1 2 1 1 2

2000 год

70...S0...70 2 490 10 340 2 490 j 14 | 5360 6-4

75...85...75 3 410 13 270 2 410 18 ) 5560 5-3

80...90... SO 4 350 17 200 4 ¿50 | 25 | 6200 4-2

2001 год

70...80...70 2 490 10 340 2 490 14 5360 6-4

75...85 ...75 3 410 13 270 2 410 18 5560 5-3

80...90,„80 4 350 17 200 4 350 25 6200 4-2

2002 год

70...80...70 2 480 9 320 2 480 13 4800 7-5

75,..85.„75 3 400 2 250 2 400 17 5000 6-4

80...90...80 4 330 6 180 3 | 330 23 5190 5-3

* на всех вариантах проводились предпосадочный и посмпосадочный поливы нормой 250 м'/га

Наибольшая поливная норма 490...340...490 м3/га и наименьшее количество поливов 13-14 были на варианте с режимом орошения 70...S0...70% HB. На вариантах с режимами орошения 75...8S...75 н 80...90...80 % HB поливная норма уменьшается на 70-80 и 140-150 м'/га, а количество поливов увеличивается на 4 и 10-11 соответственно. Разница в поливной норме между режимами орошения 75 ...85...75 и 80...90...80 %НВ составляет 60-70 мэ/га, в количестве поливов - 67.

Вол опотребл енне. Физиологическая потребность растений капусты в водном питании обеспечивалась в условиях опыта почвенными влагозапасами, поел «посадочными н вегетационными поливами, атмосферными осадками. В рас-

четах не учитывали капиллярное подпитывание, так как грунтовые воды залегали ниже 2,5 м.

В наших опытах С поздней капустой в условиях Волго-Донского междуречья выявилась существенная разница в суммарном водопотребленин капусты в зависимости от уровня водообеспечения. С повышением уровня предложив-ной влажности почвы от 70-80-70 до 80-90-80% НВ суммарное водопотребле-ние капусты по годам увеличивалось с 373-560 мм до 562-646 мм (табл. 3).

3. Струюура суммарного водопотреблення капусты при разных режимах орошения, мэ/га {среднее за 2000-2002 гг.)

Показатель 70.. .80...70 %НВ 75...85.. .75 %НВ 80...90...80 %НВ

Используемые осанки 274 4,8% 274 4,8% 274 4,8%

Поливы 5173 91,4% 5373 91,4% 5863 91,4%

Используемые влагозапасы 210 3,7% 96 3,7% 80 3,7%

Суммарное водопотребление 5657 100% 5743 100% 6217 100%

В тоже время, величина суммарного водопотреблення по годам исследования изменялась незначительно. Это происходило за счет перераспределения процеїгтного содержания его составляющих. Чем больше выпадало осадков, тем меньше была оросительная норма, занимающая основную часть суммарного водопотрсбления. Так, в 2000, 2001 и 2002 годах оросительная норма колебалась при поливном режиме 70...80...70 %НВ от 4800 до 5360 м'/га, 75...85„.75 %НВ -от 5000 до 5560 м3/га 80...90...80 %НВ - от 5190 до 6200 м^/га. При увеличении предполивного порога влажности С 70...80...70 до 80...90...80 %НВ использование влагозапасов уменьшается с 210 до 80 %НВ.

Суммарное водопоіребление возрастает с увеличением влагообеспеченно-сти растений капусты. Так, при режиме орошения 70...80...70 %НВ оно составляет 5654, 75...85...75 %НВ - 5740; 80...90...80 %НВ - 6214 м3/га. Соответственно увеличивается и среднесуточный расход воды (с 2,1 до 4,8 мм).

Нами был определен характер влияния суммарного водопотребления на урожайности капусты (рис, 1), Он описывается зависимостью: у = -О.ОООЗх2 + 3,2345х - 9585,8 Анализ полученной зависимости (при достаточно высоком коэффициенте детерминации К2 - 0,5651) показывает, что максимальный уровень урожайности (примерно 60 т/га) следует ожидать в районе точки экстремума при суммарном водопотребленин около 5900-6000 м3/га.

|55 л 50

1*5

5 40 35

20

Рис. 1. Зависимость урожайности капусты от суммарного водопотребления

Эффективность поливного режима капусты, как и любой другой культуры, характеризуется не только величиной урожая, но И продуктивностью использования воды. Этот показатель, как известно, выражается через коэффициент водопотребления, то есть суммарный расход влаги на создание единицы товарной продукции.

Нй! ¡более зффск7яз;м алггй использовалась при режиме орошеши 75...85...75 %НВ, коэффициент водопотреблеиия в зависимости от дозы удобрений составлял 140...110 м3/т (табл. 4). Наибольший расход влаги на формирование единицы товарной продукции наблюдался при поддержании предпо-ливной влажности почвы на уровне 70...80...70 %НВ.

Внесение удобрений способствовало более экономному использованию влаги, о чем свидетельствует уменьшение коэффициента водопотребления при режиме орошения 70...80.„70 %НВ на 21,0%, 75...85...75 %НВ - на 21,4%, 80...90...80 %НВ — на 20,0%. Наиболее эффективно влаги и оросительная вода использовались при режиме орошения 75...85...75 %НВ и внесении минеральных удобрений в дозе N,10 Р« К|« - коэффициент водопотребления в среднем за годы исследований составил 110, а коэффициент использования оросительной воды - 102,5 м3/т. Проведенный корреляционный анализ подтвердил влияние удобрений на эффективность использования как обшей влаги, так и оросительной воды. Коэффициент корреляции между коэффициентом использования оросительной воды и суммарной дозой удобрений (ЫРК) составил -0,67, а между суммой удобрений и коэффициентом водопотребления • -0,64, что указывает на достаточно тесную отрицательную связь между этими величинами, то есть чем больше дозы удобрений, тем эффективнее растения используют влагу.

Суммарное водопотребление, мЗ/га

4. Коэффициент водопотреблення по вариантам опыта (среднее за2000-2002 гг.)

Дозы удобрений Суммарное водопотребленне м3/га Урожайность, т/га Коэффициент водопотреблення м3/т Коэффициент использования оросительной воды, м3/т

70...80...70 %НВ

Без удобрений 5657 30,4 186 170,2

N9» Рэ5Кш 5657 35,2 160 147,0

N120 Р45 К)« 5657 38,6 147 134,0

N(4* Рз) Кп5 5657 36,0 157 143,7

75...85,..75 %Н8

Без удобрений 5743 40,9 I 140 131,4

^м Р« Кщ 5743 46,2 | 124 116,3

N120 Р4З К) 45 5743 52,4 110 102.5

N,45 Р55 К[75 5743 50,1 | 115 107,2

80...90...80 %НВ

Без удобрений 62! 7 35,1 177 167,0

М» Р35 Кш 6217 41,4 150 141,6

Р« К145 6217 47,3 131 124,0

N,45 6217 50,2 124 116,8

Среднесуточное водопотребленне, Из закономерностей водопотреблення капусты особый интерес представляют значения среднесуточного расхода воды. Динамика среднесуточного водопотреблення наиболее полно характеризует закономерности изменения потребности растений в воде. Она позволяет обосновать методику управления водным режимом почвы для получения различных планируемых урожаев кочанов капусты.

Значения среднесуточного водопотреблення капусты в различные периоды роста и развития культуры приведены на рисунке 2. По этим результатам можно сделать следующий вывод: максимальное среднесуточное водопотребленне отмечено с конца июня по конец августа, что соответствует фазам интенсивного нарастания розетки и максимальной плошали листьев, образования и роста кочана. Этот период сопровождается высокими температурами и повышенным испарением. Это объясняется длительным (полтора-два месяца) «критическим периодом» капусты. Он связан с высокой чувствительностью к обез-

воживанню зачатков генеративных органов (листьев, завязей), которые быстро меняются в окраске, скручиваются и вянут при ослаблении в них тургора. Таким образом, критический период капусты начинается с формирования розетки и длится в течение всего роста кочанов.

Месяцы

-'О--70 ЯП 70%НП--ж- 7Я ЯЯ 7И %НВ—»—ЯЛ . Й0 ЯП %НВ Рис. 2. Среднесуточный расход влаги по периодам роста растений капусты

Начиная со П декады сентября, что соответствует фазе технической спелости капусты, на всех вариантах и во все годы исследований среднесуточное водопотреблеиие капусты уменьшается. Это можно объяснить снижением средней температуры воздуха и уменьшением расхода воды на испарение, а также увеличением влажности воздуха. Утренние росы в сентябре способствуют поддержанию тур гора листьев до полуденных часов.

Наибольшее значение среднесуточного водопотреблення в июле-августе на всех вариантах опыта было получено в самом влажном 2000 году - 50, 52 и 54 м3/га в зависимости от режима орошения. Наименьшее среднесуточное во* допотребление наблюдалось в 2002 году, когда у капусты был самый продолжительный вегетационный период, — 47, 48 и 49 м3/га при режимах орошения 70_.80...70,75...85 ...75 и 80„.90...80 %НВ соответственно.

Фотосннтетическдя деятельность растений капусты

Наблюдения за фотосинтетической деятельностью капусты показали, что улучшение условий водного и минерального пшавия растений оказывали значительное влияние на показатели фотосинтеза.

Заметно влияние удобрений и повышения уровня увлажнения почвы на

размеры ассимиляционного аппарата проявлялся только в фазу образования кочанов (табл. 5). Прирост площади листовой поверхности капусты наблюдался вплоть до наступления технической спелости. 5. Формирование листовой поверхности, тыс.м7га (среднее за 2000-2002 гг.)

Фазы развития

Доза удобрений Формирование розетки Образование Техническая

начало конец н рост кочана спелость

70...80...70% НВ

Без удобрений 0,336 5354 27,555 42,411

NMP,sKm 0,336 5,484 27,943 42,492

N[20 P4S К-145 0336 5,546 31,077 44,528

Ni«P„ Km 0,336 5,504 28,625 43369

Среднее по ре-

жиму орошения 0,336 5,472 28,800 43,200

75...85..,75%НВ

Без удобрений 0,336 6,320 44,159 55,895

NssPjj Km 0,336 6,895 45,714 57,710

N[20 Р45 K|4i 0,336 7,094 46,546 58,849

N,4S P« Kiu 0,336 6,763 45,981 58,256

Среднее по ре-

жиму орошения 0,336 6,768 45,600 57,600

80...90...80% HB

Без удобрений 0,336 6,357 38,357 51,967

NwPjs К, 15 0,336 6,451 38,527 52,328

Nli0 P« Khj 0336 6,706 39,657 52,459

Nmj Psi Kits 0^36 6,502 40,259 52,846

Среднее по ре-

жиму орошения 0336 6,504 39,200 52,400

Повышение предполивного порога влажности почвы с 70.. .80, ,.70 до 75...85...75% НВ способствовало увеличению максимальной площади листьев в зависимости от уровня минерального питания на 31,7 - 36,2%. Дальнейшая интенсификация поливного режима отрицательно сказывалась на формировании ассимиляционного аппарата капусты. Внесение минеральных удобрений в дозах N95 Р3і Кц$ и N1301*4: Кщ при всех изучавшихся режимах орошения положительно влияло на размеры площади листьев. Дальнейшее увеличение дозы до N145 Р5; Кш негативно отразилось на данном показателе.

Наибольшие размеры площади листьев 53,849 тыс.м^га отмечены при режиме орошения 75...85...75% НВ и внесении Ы^Р« К]«.

Повышение предполивного порога влажности почвы с 70...80...70 до 80...90...80% НВ увеличивало объем работы, выполненный ассимиляционным

аппаратом капусты, только на удобренных вариантах (табл. б). Внесение изучавшихся доз минеральных удобрений повышало фотосинтетический потенциал в зависимости от режимов орошения на 71,5-105,1%. Наибольших значений 3,07 млн. м2 сутки/га данный показатель достигал при режиме орошения 70. ..80...70% НВ и дозе удобрений М^Р^К-п;. Наиболее продуктивно ассимиляционный аппарат работал при сочетании поливного режима 75...85...75% НВ и М120Р<;К|« - чистая продуктивность фотосинтеза в среднем за годы исследований составила 0,34 гм^сутки.

б. Показатели фотосинтетической деятельности капусты при разных режимах орошения и дозах удобрений (среднее за 2000-2002 гг.)

Показатель Режим орошения, %НВ Доза удобрений, кг д. в/га

0 НЦРзіКЦЗ

Фотосинтетический потенциал, млн. м1 сутки/га 70...80...70 1,79 1,92 2,23 3,07

75...85..,75 1,40 2,54 2,89 3,00

80...90.. .80 1,38 2,60 2,58 2,83

Продуктивность фотосинтеза, г-м2/сутки 70...80...70 0,31 031 0,32 0,33

75...85...75 0,31 0,32 0,34 0,34

80...90...80 0,23 0.24 0,30 0,31

Между уровнем водного и минерального питания капусты и продуктивность работы ассимиляционного аппарата культуры установлена зависимость. Она описывается полиномом второй степени вида (рис, 3).

Рис, 3. Зависимость фотоси нтетического потенциала пищевого режима почвы

капусты от водного и

Уравнение зависимости где г - фотосинтетический потенциал, млн. м1 -сутки/га; л — суммарная доза удобрений (ЬГРК), кг д.вУга; у - оросительная норма, м'/га; имеет достаточно высокий коэффициент детерминации, равный 0,52 и может использоваться для прогнозирования продуктивности работы ассимиляционного аппарата культуры.

Развитие корневой системы. Характер распространения корневой системы изучался на всех вариантах опыта. Было установлено, что при орошении в период наступления технической спелости основная масса, то есть густая сеть крупных, средних и мелких, физиологически наиболее активных корней находится в пахотном слое (0-30 см). С глубиной количество их уменьшалось и почти не наблюдалось во втором полуметровом слое. Отдельные тяжы корней достигали глубины 50-60 см. Корневая система на вариантах с режимом орошения 70...80...70% НВ отличалась меньшей мощностью и разветвленн остью в горизонтальном направлении, слабым развитием придаточных корней в верхнем слое из-за частого его иссушения, направленностью роста корней в сторону более увлажненных нижних слоев почвы. В этом случае большое число корней уходило глубже 60 см. По нашим наблюдениям, при малой степени увлажнения капуста развивает слабую, но глубоко проникающую корневую систему, а при хорошем увлажнении почвы мощную, более развитую корневую систему, распространенную, главным образом, в верхнем слое почвы 0-40 см. Диаметр распространения корней в горизонтальном направлении при оптимальном увлажнении превышает 60 см, тогда как у неполивных растений он составляет около 30 см. Можно считать, что расчетный спой увлажнения почвы для капусты можно ограничивать 40-50 см, и соответственно поливные нормы рассчитывать на промачивание именно этого слоя.

Урожай капусты и его качестве. Исследования показали, что изменение уровня водного и минерального питания режимами орошения и дозами удобрений оказывает значительное влияние на массу, диаметр, плотность качана и, в конечном счете, на урожай изучавшегося сорта Аматер 611 (табл. 7).

Повышение предполивного порога влажности почвы с 70...80...70 до 75...85...75 %НВ достоверно увеличивало урожайность капусты на всех изучавшихся фонах минерального питания. Дальнейшее усиление режима орошения не только не способствовало росту продуктивности культуры, а напротив оказывало на нее негативное действие, снижая урожайность при изучавшихся дозах удобрений на 16,5... 12,4... 10,7...0,0%.

Для увеличения урожайности эффективно было повышение дозы минеральных удобрений до Ы1гоР«К]45, при которой практически на всех режимах орошения получена наивысшая урожайность.

7.Урожаность капусты (среднее за 2000-2002 гг.)

Доза удобрений Масса кочана, кг Диаметр ко* чана, м Плотность кочана, кг/м1 Урожайность, т/га

70...80...70 %НВ

Без удобрений 1т09 0,147 740 30,4

К9іР3і К„5 1.15 0,150 740 35,2

Ни» Р4і Кці 1,50 0,168 760 38,6

ИМІР« к1К 1,86 0,170 780 36,0

75...85...75 %НВ

Без удобрений 1,16 0,151 750 40,9

І^и Р35 1,21 0,158 750 46,2

N[20 Р« 1,60 0,170 770 52,4

І^ні Рі5 КПІ 1,94 0,172 790 50,1

80...90...80 %НВ

Без удобрений 1,19 0,161 780 1 35,1

Н«РмК„5 1,25 0,169 780 41,4

Н);о Р43 К.4і 1,65 0,173 790 47,3

N¡45 РїїКт 2,05 0,175 810 1 50,2

НСРф5 ГООДІЄЧИЄ 0,560

НСР05 узоЄрен не 0,648

Наибольшая урожайность 52,4 т/га получена при сочетании режима орошения 75...85...75 %НВ и внесения удобрений К]гоР« К^.

Таким образом, улучшение водного и минерального питания капусты, активизируя продукционный процесс, способствует в определенных пределах ПСИ вышенню урожайности культуры. Установлена тесная корреляционная зависимость урожайности кочанов от уровня обеспеченности регулируемых в опыте факторов. Исследование зависимости методом множественного регрессионного анализа позволило представить ее полиномиальным уравнением второй степени вина (рис. 4):

г^-б,395-0,001х+0, ООЗу+5,697-1(У7х2+2,435-МТ7ху-2,425-1С7у* (8*^0,84) где г - урожайность капусты, т/га;

л - уровень водообеспечения, м3/га; у - уровень минерального питания, кг длТга.

Изучавшиеся в опыте управляемые факторы влияли и на химический состав выращиваемой продукции (табл. 8).

М ».ы» яя зэ.<№

CD 40,731 IZD 4327] ЯЯ «.В18 ■а ta.-хл н м,»а»

н BIOS ■Щ nbov«

Рис. 4, График зависимости урожайности капусты от уровня водного и минерального питания растений.

8. Биохимический состав кочанов капусты (среднее чя ?000 — 2002 гг.)

Доза удобрений Содержание

сухого вещества, % Сахаров, % витамина С, мг нитратов, мг/кг

70...80...70 %НВ

Без удобрений 6,9 4,1 42,! 198

7,2 4,2 44,0 225

N|20 Р«5 K|4S 8,2 4.3 44,7 303

N(45 74 4,6 45,0 330

75„.85...75%HB

Без удобрений 6,5 4,1 42,0 196

N« PjiKus 6,9 4,1 42.8 232

Р45 73 4,2 43,1 286

NNJ PJS KIM 7,0 4,3 44,3 305

80...90,..80 %HB

Без удобрений 6,2 4,1 40,0 189

N■55 Р35 K-H5 6,5 4,1 40,7 238

Ni^i P-u Ki4j 6,9 4,2 41,2 291

N|e Pji Ktrj 7,3 4,3 44,0 321

Повышение предполивного порога влажности почвы приводило к некоторому уменьшению содержания сухого вещества, мало влияя на содержание Сахаров и витамина С. Увеличение дозы минеральных удобрений повышало со-

держание в продукции нитратов.

Экономическая и энергетическая оценка режимов орошения н доз минеральных удобрений капусты

11анбольшая экономическая эффективность по большинству показателей получена при режиме орошения 75~.85~.75% 11В, при кагором дополнительные затраты обеспечили получение наименьшей себестоимости продукции (от 768,4 до 750,0 р) н наибольший чистый доход (от 91272,8 до 1179003 Р-)> Оптимальными по экономическим показателям оказались сочетания доз удобрений Ы^оРч^Ки: С режимами орошения 70„.80„.70 %НВ И 75—85—75 %НВ (себестоимость - 817,8 и 750,0 р. чистый доход 84234,2 и 1179003 соотаетсгвенноХ

Оценку биоэнергетической эффективности проводили исходя из отношения энергии, полученной в хозяйственной части урожая, к израсходованной совокупной энергии, затраченной на производство капусты. Наиболее, энергетически эффективными оказались варианты с внесением дозы удобрений КщРвКн, и поддержанием предполивной влажности почвы на уровне 75...85..-75 % ИЗ. Коэффициент энср готической эффективности для этого варианта составил 1,17.

ВЫВОДЫ

1. Орошение в сочетании с удобрением светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья, позволяет получать планируемый урожай белокочанной капусты сорта Амагер-611 в пределах 40.. .55 т/га Для каждого ю уровней урожайности в технологии выращивания капусты определены экономически обоснованные и экологически безопасные сочетания водного и питательного режимов почвы.

2. Суммарное ведопотребпеиие капусты на вариантах с предполивной влажносто почвы 70...80...70 %НВ составило в среднем по годом исследований 5657 м'/га, 75.. .85.. .75 %НВ - 5743 м^га и 80.. .90.. .80 %НВ - 6217 м'Ла. Таким образом, с повышением предлоливного порога влажности, увеличивается и суммарное водопотребле-ние.

3. Наиболее продуктивным следует считать режим орошения 75.-85~.75 %НВ с оросительной нормой 5560 м^/га, выданной за 1 предпосадочный, 1 послепосадочный и

16 вегетационных поливов, 5 из которых нормой 410 м*/га и 13 поливов нормой 270 м^а, так как при этом получен наименьший коэффициент водопотрсбления — 110-140 м*/га.

4. Для поддержания прсдполивкого порога влажности на уровне 75...85...75 %НВ трепета в острозасушливый год 18 поливов, во влажный - 17 поливов. Применение режима орошения, дифференцированного по фазам развития капусты, позволяет реализовать потенциал продуктивности растений при экономии оросительной воды до 490м*иболее.

5. Среднесуточное всдопотребление за три года исследований составило на вариантах с 70„$0„70 УоНВ - 47 м3/га, 75-85.Л5 %НВ - 48 м^/га и с 80...90.„80 %НВ - 49 мУга. Максимальное среднесуточное водопотребление отмечено с конца июня по конец августа. Это связано с тем, что данный период соответствует фазам интенсивного нарастания розетки и максимальной площади листьев, образования и роста кочана. Кроме этого, период сопровождается в местных климатических условиях высокими темпера-турзми и повышенным ИС1 прением.

6. На вариантах 75...85.,.75 растения капусты накапливают наибольший урожай сухой фнтомассы кочанов - 240 г (одно растение). Максимальный урожай капусты (52,4 т/га) получен при внесении удобрений дозой ^оР«**!« кг д. в. нага.

7. Лучшее качество кочанов отмечалось при 80...90...80 %НВ и дозе минеральных удобрений N,4^55^75 Наибольший выход с единицы площади сухих веществ, Сахаров и витаминз С получен на вариантах 75...85...75 %НВ и дозой удобрений Ы|2ОР«К|45 И МН^КПЗ.

8. Энергетическая эффективность производства белокочанной капусты невысокая, как и всех овощей, в связи с низкой энергетической ценностью данной продукции. Тем не менее, на вариантах со всеми режимами орошения коэффициент энергетической эффективности с учетом побочной продукции больше единицы.

9. Внесение расчетных доз минеральных удобрений в сочетании с оптимальным режимом орошения увеличивает площадь листьев от 55.9 до 58.9 тыс.

м Vra, их количество и врем я ж га ни. Фотосинтетический потенциал капусты сорта Амагер повышается от 1,04 до3,07 млн. модней.

10. Производство капусты при поливе дождевальной м ашиной«Агрос-32» э нерг етичес киэффективно, коэ ф ф ициект з не рг етической э ф ф е КТІЮ ности с учетом побочной продукции имеет значения равные и большие единицы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для эконом ии оросительной воды при возделывании белокочанной капусты ШЗДНИХ сортов рекомендуется использовать Д»ффереН1ЛфОваННЫЙреж№1 орошешяс поддержанием в расчетном слое 0,4 м предполивногопорога влажности;от высадки рассады до начала образования копана фазу75%НВ; от образования ироста кочана до началатехнической спелости-85%НВ; от начала технической спелости до уборки урожая — 75% HB.

2. Для получения в условиях Волгодонского междуречья планируем огоуражая поздней капусты сорта АмагербПш уровне 45 тігг необходим о внесеї не удобреній в дозах NisPjsK ці кг длЛа; ta уровне 50 т/га -N иР^С ю в сочетании с дифф еренциро-ванным режимом орешіения с поддержанием пред полі їв ного порога влажности 75...85...75 %НВ.

3. Для проведения поливов кадеты реком ец^ется использовать шланговы йдожде вате ль «Агрос-32».

ПОМАТЕІИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ

РАБОТЫ:

1. Боровой ЕП., Королев A.A. Фенологические наблюдения при выращивании поздних сортов капусты //Материалы научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ВГСХ А, Волгоград, 2000. С. 37-42.

2. Ахмедов А .Д., Королев A.A. Экологическая оценка оросительных систем нового поколения //Биосферосовместимые и средоза щит inj е технологии при взаимодействии человека с окружающей средой/С б.

матер. VII международной научно-практической конференции. Пенза, 2002. С. И-13.

3. Боровой ЕЛ., Королев A.A. Техника и технология полива сельскохозяйственных культур ДШ «Агрос-32» // Материалы научно-практической конференции, посвященной 60 — летаю образованию ВГСХА. Волгоград, 2004. С. 113-114.

4. Королев A.A. биоэнергетическая эффективность возделывания капусты // Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117 годовщине со дня рождения И.И. Вавилова. Саратов, 2004. С. 41-44.

5. Григоров М.С., Королев A.A. Оптимальное сочетание водного и питательного режимов почвы для получения запланированных урожаев капусты.// Эффективность оросительных мелиораций на юге России/ Сб. науч. тр. ВИИИОЗ Волгоград, 2004. С. 141-144.

Подписано к печагги IS апреля 2005 г. Формат 60x84. Бумага ксероксная. Гарнитура «Times New Roman»

Печать на ризографе с оригинала. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №418

Отпечатано в ООО «Ризоп», г. Саратов, ул. Т. Шевченко, 1а

Л-82 12