Продуктивность томатов при капельном орошении в условиях светло-каштановых почв Волгоградской области

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 635.64:631.674.6

ПРОДУКТИВНОСТЬ ТОМАТОВ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

В УСЛОВИЯХ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ВОЛГОГРАДСКОЙ

ОБЛАСТИ

М.С. Григоров, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Волгоградский государственный аграрный университет

В данной статье анализируется влияние капельного орошения на продуктивность томатов в зависимости от режима орошения и доз внесения удобрений. Установлено, что продуктивность на уровне 90 т/га томатов получается при поддержании предполивной влажности почвы 90 % НВ с применением доз удобрений К190Р70К90.

Ключевые слова: капельное орошение, удобрения, предполивная влажность почвы, продуктивность томатов, урожайность, оросительная норма, поливная норма, количество поливов.

Современные агроэкологические и экономические условия диктуют овощеводческим хозяйствам Нижней Волги необходимость выбора экологически безопасных технологий и технических средств полива, к которым относится и капельное орошение. Этот способ позволяет поддерживать в почве благоприятный водно-воздушный режим без поверхностного и глубинного сбросов оросительной воды. Необходимое увлажнение почвы в сочетании с внесением минеральных удобрений в течение вегетационного периода обеспечивает получение планируемых урожаев овощей [1, 3].

Исходя из соображений поддержания экологического, экономического, социального равновесия и стабильности, одна из основных задач орошаемого земледелия состоит в том, чтобы использовать каждый кубический метр оросительной воды, расходуемой на полив сельскохозяйственных культур, наиболее эффективно. Наряду с этим, использовать орошаемые земли целесообразно, прежде всего, под ценные, высокорентабельные культуры, к числу которых относятся томаты. Это ведущая овощная культура Волгоградской области [2, 4].

Учитывая вышеизложенное, целью наших исследований является повышение эффективности возделывания томатов в открытом грунте за счет разработки режимов капельного орошения, обеспечивающих в сочетании с дозами внесения удобрений получение 50-90 т/га плодов стандартного качества.

В связи с этим, в основу проводимых нами исследований закладывается двухфакторный полевой опыт:

- фактор А (водный режим почвы), включает следующие 3 варианта режима орошения томатов:

Вариант А1 - назначение поливов по предполивному порогу влажности почвы 70 % НВ;

Вариант А2 - назначение поливов по предполивному порогу влажности почвы 80 % НВ;

Вариант А3 - назначение поливов по предполивному порогу влажности почвы 90 % НВ.

- фактор В (пищевой режим почвы) включает три варианта по дозам внесения удобрений, рассчитанных на получение трёх уровней урожайности томатов:

Вариант В1 — доза внесения ^^юР40К55 рассчитана на получение урожайности 50 т/га томатов;

Вариант В2 - К140Р60К75 - 70 т/га плодов томата;

Вариант В3 - К190Р70К90 - 90 т/га плодов томата.

Опыты закладывали методом расщепленных делянок при систематическом размещении вариантов по режиму орошения (фактор А) и рендомизированном -по уровню минерального питания (фактор В).

Учётная площадь делянок по водному режиму почвы - 1860 м2, по пищевому - 65 м . Ширина защитных полос - 3,5...4,0 м.

Для опытов был взят гибрид томата голландской селекции Джина (Р1). Данный гибрид характеризуется как среднепоздний, созревание происходит через 120 дней после всходов, растение среднемощное, масса плода 180-200 грамм (плоды крупные).

Опытные посевы формировали высадкой рассады по строчной схеме из расчета получения густоты стояния 28,4 тыс. растений на гектар. Расстояние между рядами составило 1,4 м, между растениями в ряду - 0,5 м.

Опытный орошаемый участок, находящийся на территории СПК «Престиж» Ленинского района Волгоградской области, расположен в подзоне светло-каштановых почв. Почвы данной подзоны характеризуются маломощными гумусовыми горизонтами 0,15-0,25 м и низким содержанием гумуса (1,6-2,3 %) в пахотном слое. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН 7,0-8,3). Емкость поглощения невысокая, сумма поглощенных оснований достигает 28,5 мг/экв. на 100 г почвы. Плотность сложения пахотного слоя почвы и ее твердой фазы соответственно составляет 1,20-1,33 т/м3 и 2,54-2,65 т/м3. Наименьшая влагоемкость почвы в слое 0,40 м составляет 24,07-25,20 % от массы абсолютно сухой почвы. Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое почвы, 3340 мг/кг, низкое, доступного фосфора, 25-28 мг/кг, среднее, обменного калия, 301321 мг/кг, повышенное.

По обеспеченности осадками вегетационные периоды характеризовались: 2010 - средневлажный, 2011, 2012 - сухие.

При проведении исследований использовали систему капельного орошения израильской фирмы «НЕТАФИМ», смонтированной на площади 4 га.

Исследованиями установлено, что на формирование режима капельного орошения влияет ряд определяющих факторов, к числу которых относятся метеорологические условия вегетационного периода, параметры водного режима, динамика формирования листовой поверхности, накопление вегетативной массы и т.д.

Анализ данных по динамике влажности почвы в 2010-2012 гг. показал, что с повышением предполивных порогов влажности почвы от 80 до 90 % НВ величина поливных норм уменьшается одновременно с увеличением количества поливов по фазам роста и развития растений. Для поддержания предполивного порога влажности 70 % НВ необходимо провести полив нормой 226 м3/га, при этом продолжительность полива составит 9 часов, для 80 % НВ: т=150 м3/га, t=6 часов, для 90 % НВ: т=75 м3/га, t=3 часа.

В 2010 году в варианте с режимом орошения по предполивному порогу влажности 90 % НВ потребовалось проведение 51 полива общей оросительной нормой 3825 м/га. В 2011 году для поддержания этого же порога влажности потребовался 63 полива нормой 4725 м3 /га. А в самом сухом 2012 году - 77 поливов общей нормой 5775 м3/га.

На варианте с режимом орошения по предполивному порогу влажности 80 % НВ в 2010 году число поливов уменьшилось до 22, а оросительная норма составила 3300 м /га. В 2011 и 2012 годах соответственно снижение влажности до

заданного порога наблюдалось в 29 и 35 раз при оросительных нормах 5250 и 4350 м3/га.

На варианте с самым жестким режимом орошения по предполивному порогу влажности 70 % НВ в 2010 году потребовалось 13 поливов, оросительная норма составила 2938 м3/га. В 2011 и 2012 годах потребовалось соответственно 16 и 21 полив при оросительных нормах 3616 и 474 м /га.

Подводя анализ данных по динамике влажности почвы, можно сделать вывод о том, что в одноименных по водному режиму вариантах опыта режим орошения томатов в 2010-2012 гг. определялся в первую очередь складывающимися погодными условиями. В засушливом 2010 году потребовалось на 8...26 поливов меньше, чем в сухих 2011 и 2012 годах.

Допустимый уровень снижения влажности почвы в период вегетации томатов тоже относится к числу определяющих факторов, существенно влияющих на поливной режим. В варианте с предполивным порогом влажности активного слоя почвы 70 % НВ проводилось в среднем от 13 до 21 полива томатов, что на 9-14 поливов меньше, чем при поддержании более умеренного водного режима почвы - 80 % НВ и на 38-56 поливов - по сравнению с вариантом, где поливы проводились при снижении влажности почвы до 90 % НВ.

Общий объем оросительной воды, поданный за вегетационный период томатов, изменялся по годам исследований от 2938 до 5775 м3/га.

Таблица 1 - Динамика показателей фотосинтетической деятельности растений _томата по вариантам опыта, среднее за 2010-2012 гг._

Уровень предполивного порога влажности Дозы внесения удобрений, кг.д.в./га Урожайность, т/га Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га Фотосинтетически й потенциал, тыс.м2 дн/га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сут.

70 КШР40К55 49,7 27,1 1711 3,80

-^140Р60К75 69,5 28,1 1853 3,05

-^190Р70К90 87,0 29,1 1958 3,28

80 КШР40К55 53,8 31,2 2067 2,95

-^140Р60К75 74,1 32,2 2245 4,23

N1^70^0 94,0 33,2 2331 5,01

90 ^Л0Р40К55 55,7 35,6 2408 3,02

КШРб0К75 78,5 36,9 2597 4,82

-^190Р70К90 96,4 37,9 2706 5,14

Анализ полученных данных, приведенных в таблице 1, показывает, что изменение урожайности существенным образом влияет на величину фотосинтетических показателей. Максимальная площадь листьев отмечалась в фазу плодообразования. Режим водного питания оказал наибольшее влияние на интенсивность роста листовой поверхности томатов по сравнению с пищевым режимом почвы.

Максимальное значение фотосинтетического потенциала 2706 тыс. м2 дн./га и площади листовой поверхности 37,9 тыс. м2/га получено на вариантах с уровнем предполивного порога влажности не ниже 90 % НВ и максимальной дозе внесения минеральных удобрений К190Р70К90.

Максимальная урожайность плодов томата 96,4 т/га получена при более высоком развитии ассимиляционного аппарата, когда максимальная площадь листьев достигала значений 37,9 тыс. м2/га, а фотосинтетический потенциал -2706 тыс. м2дн./га (табл. 2).

Таблица 2 - Урожайность томатов в зависимости от режима капельного орошения _и доз внесения минеральных удобрений, т/га__

Уровень предполивного порога влажности Дозы внесения удобрений, кг.д.в./га Планируемая урожайность, т/га Фактическая урожайность, т/га Среднее значение за 2010-2012 гг.

2о1о 2о11 2о12

7о ^ЛоР4оК55 5о 47,5 52,4 49,2 49,7

-^14оРбоК75 7о 65,3 74,8 68,4 69,5

9о 81,7 91,6 87,7 87,о

8о ^ЛоР4оК55 5о 5о,2 58,3 52,8 53,8

-^14оРбоК75 7о 72,8 78,2 71,3 74,1

9о 93,7 94,7 93,7 94,о

9о КПоР4оКз5 5о 51,8 6о,6 54,7 55,7

-^14оРбоК75 7о 76,4 83,8 75,2 78,5

-^19оР7оК9о 9о 96,5 96,8 95,8 96,4

НСРо,5 КПоР4оКз5 1,18 о,89 о,83

-^14оРбоК75 1,18 о,89 о,82

-^19оР7оК9о 2,о4 1,55 1,43

Исследования показали, что выход товарной продукции томатов находится в прямой зависимости от улучшения водного и пищевого режимов почвы.

Анализ данных таблицы 2 показывает, что самая высокая урожайность томата получена в варианте с уровнем предполивного порога влажности почвы не ниже 90 % НВ. Сочетание этого водного режима с дозой внесения минеральных удобрений, рассчитанной на получение 50 т/га плодов томата обеспечило сбор их в среднем за 3 года до 55,7 т/га. При этом увеличение дозы внесения минеральных удобрений до К14оР6оК75, К19оР7оК9о способствовало повышению урожая от 55,7 и 96,4 т/га плодов.

На варианте с уровнем предполивного порога влажности почвы не ниже 80 % НВ в сочетании с дозой внесения минеральных удобрений, рассчитанной на получение 50 т/га плодов томата, обеспечен сбор их в среднем за 3 года 53,8 т/га. При этом увеличение дозы внесения минеральных удобрений до М14оР6оК75, ^9оР7оК9о в среднем по годам исследований способствовало повышению урожая от 53,8 до 94,0 т/га плодов.

На варианте с уровнем предполивного порога влажности почвы не ниже 70 % НВ в сочетании с дозой внесения минеральных удобрений, рассчитанной на получение 50 т/га плодов томата, в среднем за 3 года сбор не был выше планируемой урожайности. Так, при дозе внесения минеральных удобрений, рассчитанной на получение 50 т/га плодов получено только 49,7 т/га, а при увеличении дозы внесения минеральных удобрений до К14оР6оК75, К19оР7оК9о в среднем по годам исследований сбор не превысил 87,0 т/га плодов.

В результате анализа урожайности плодов томата по годам исследований можно составить выборку сочетания факторов опыта, обеспечивающих возможность получения планируемого урожая (табл. 3).

Таблица 3 - Сочетание управляемых факторов, обеспечивающих получение _ планируемой урожайности томатов _

Урожайность, т/га Отклонение от запланированной урожайности Уровень предполивного порога влажности, % НВ Доза внесения удобрений, кг.д.в./га Код сочетания факторов

планируемая Фактическая (средняя за 2010-2012 гг.) т/га %

50 49,7 -0,3 -0,6 70 КШР40К55 А1В1

53,8 +3,8 +7,6 80 ^Л0Р40К55 А2В1

55,7 +5,7 +11,4 90 ^Л0Р40К55 А3В1

69,5 +19,5 +39,0 70 КшР60К75 А1В2

70 74,1 +4,1 +5,9 80 -^140Р60К75 А2В2

78,5 +8,5 +12,1 90 -^140Р60К75 А3В2

87,0 +17,0 +24,3 70 N1^70^0 А1В3

90 94,0 +4,0 +4,4 80 -^190Р70К90 А2В3

96,4 +6,4 +7,1 90 N1^70^0 А3В3

Анализ таблицы 3 показывает, что получение урожая близкой к 50 т/га обеспечивали четыре варианта изучаемых факторов (А1В1, А2В1, А3В1, А1В2). А именно при сочетании уровней предполивного порога влажности на уровне 70, 80 и 90 % НВ и самой низкой дозой внесения минеральных удобрений; при сочетании уровня предполивного порога влажности 70 % НВ со средней дозой в наших опытах внесения удобрений К140Р60К75. Получение урожая на уровне 70 т/га обеспечивалось сочетанием трех факторов опытов (А2В2, А3В2, А1В3). Это возможно при сочетании предполивного порога влажности на уровне 80, 90 % НВ и дозе внесения удобрений К140Р60К75, а также при 70 % НВ и максимальной дозе внесения удобрений К190Р70К90. Получение урожая на уровне 90 т/га обеспечивалось сочетанием двух факторов опытов (А2В3, А3В3): поддержание предполивного порога влажности на уровне 80 или 90 % НВ и максимальной дозой внесения удобрений К190Р70К90.

Исследования, проведенные в 2010-2012 гг. показали, что выращивание томатов на светло-каштановых почвах при капельном способе полива является достаточно эффективным производством, поскольку применяемые в нашем полевом опыте режимы орошения и дозы внесения минеральных удобрений позволили получать урожайность 50...90 т/га. При этом прибыль от реализации полученной продукции составила 200-472 тыс. р./га, эффективность вложений -107-278 %.

Капельное орошение, в силу ряда преимуществ, выгодно отличается от традиционных способов полива. Однако, сравнительно высокая стоимость самой оросительной системы требует специального экономического обоснования выбора сельскохозяйственных культур для применения этого способа полива в различных регионах страны. При существующих затратах на приобретение и монтаж системы капельного орошения срок окупаемости составил 1 год.

Подводя итоги, можно сделать следующие выводы:

- томаты хорошо отзываются прибавкой урожая на улучшение водного режима почвы. При повышении предполивного порога от 70 до 90 % НВ урожайность томатов в среднем увеличилась с 49,7 до 96,4 т/га. Увеличение дозы

внесения удобрений с N110P40K55 до N190P70K90 на фоне водного режима почвы также способствует повышению урожайности в среднем на 58-75 %. Получение 50 т/га томатов на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья при капельном орошении обеспечивается на фоне водного режима почвы в слое 0,5 м не ниже 70 % НВ в сочетании с внесением N140P60K75, а также при водном режиме с допустимым иссушением почвы до 80 % НВ в сочетании с N110P40K55 или при поддержании предполивного порога влажности на уровне 90 % НВ в сочетании с дозой внесения удобрений N110P40K55;

- получать 70 т/га томатов можно при сочетании поддержании водного режима почвы не ниже 70 % НВ в сочетании с дозой внесения удобрений N190P75K95 или 80 % НВ с дозой N140P60K75 или 90 % НВ и дозой N140P60K75;

- урожай на уровне 90 т/га томатов при капельном орошении можно получить на фоне влажности активного слоя почвы по межфазным периодам не ниже 80 % НВ с внесением дозы минеральных удобрений N190P70K90 или 90 % НВ с внесением дозы минеральных удобрений N190P70K90;

- рекомендуемые по результатам исследований варианты сочетания регулируемых факторов для получения 50, 70 и 90 т/га плодов томатов экономически обоснованы. Прибыль от реализации 50 т/га томатов составляет в среднем 229 тыс. руб. при эффективности вложений 141 %, при урожайности 70 т/га эти показатели повышаются соответственно до 383 тыс. руб. и 219 %, 90 т/га - 474 тыс. руб. и 249 %. При существующих затратах на приобретение и монтаж системы капельного орошения срок окупаемости составил 1 год.

Библиографический список

1. Ахмедов, А.Д. Экологические аспекты капельного орошения [Текст] / А.Д. Ахмедов, А.А. Темерев, Е.Ю. Галиуллина // Проблемы и перспективы инновационного развития мирового сельского хозяйства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Саратовского ГАУ. - Саратов, 2010. - С. 156-158.

2. Ахмедов, А.Д. Водопотребление овощных культур на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья [Текст] /А.Д. Ахмедов, А.А. Королёв, И.А. Давыдов // Использование инновационных технологий для решения проблем АПК в современных условия: материалы Междунар. науч.-практ. конф. ВГСХА. - Волгоград, 2009. - С. 292296.

3. Григоров, М.С. Продуктивность использования влаги баклажанами при поливе дождеванием на светло-каштановых почвах Волгоградской области [Текст] / М.С. Григоров, А.Д. Ахмедов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука высшее профессиональное образование. - 2010. - № 4(20). - С. 3-10.

4. Современные перспективные водосберегающие способы полива в Нижнем Поволжье [Текст]: монография / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, Е.П. Боровой, А.Д. Ахмедов. - Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2010.

E-mail: gidro-vgsha@mail.ru