Зона увлажнения почвы как фактор управления ростом корневой системы томатов при капельном орошении

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ЗОНА УВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВЫ КАК ФАКТОР УПРАВЛЕНИЯ РОСТОМ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ТОМАТОВ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

SOIL MOISTENING ZONE AS TOMATOES’ ROOT SYSTEM GROWTH MANAGEMENT FACTOR AT DRIP IRRIGATION

A.C. Овчинников, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ректор Волгоградской ГСХА П.П. Азарьева, аспирант

ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

A.S. Ovchinnikov, I.I. Azarjeva

Volgograd state agricultural academy

Установлены закономерности роста и функционирования корневой системы томатов во взаимосвязи с особенностями формирования и геометрией контура увлажнения почвы при капельном орошении.

Tomatoes’ root system growth and functioning mechanisms in correlation with forming and soil moistening contour geometry features at drip irrigation are determined in the article.

Ключевые слова: капельное орошение, контуры увлажнения, управление,

оптимизация, корневая система, рост и функционирование, томаты.

Key words: drip irrigation, moistening contours, management, optimization, root system, growth andfunctioning, tomatoes.

Существует несколько мнений по поводу изменения параметров контура увлажнения и связанной с этим поливной нормы, в период активного роста корневой системы растений [1, 2, 3].

Первое мнение представляется традиционным и основывается на предположении существования прямой пропорции между мощностью корневой системы, зоной ее распространения и эффективностью возделывания томатов, характеризуемой большинством из оптимизационных критериев. Направление достаточно обосновано как теоретически, так и экспериментально. В частности, чем больше развита корневая система, тем больше ее поглощающий потенциал, больший объем почвы охвачен кортами, больше вероятность обеспечения растений водой и элементами минерального питания в соответствии с биологическими потребностями. Почва играет роль буфера к большинству негативных явлений. Следовательно, посевы, корневая система которых хорошо развита, занимают большой объем почвогрунта, являются наиболее адаптированными к стрессовым ситуациям.

Но имеет место и другое, активно развивающееся направление решения данной проблемы. В соответствии с ним, мощность развития корневой системы должна определяться механической функцией. Корни должны обеспечивать механическую устойчивость растений, остальные функции регулируются посредством создания особых почвенных условий, в частности, своевременной подачей питательных элементов с водой в смеси. В наибольшей степени данное направление реализуется при возделывании растений в условиях гидропоники. При капельном орошении в этом случае отдается приоритет наименее плодородным почвам, в которых формируется ограниченная по размерам локальная зона увлажнения.

В своих опытах поливную норму мы изменяли как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в сравнении с первоначальной, приметаемой в период от всходов до начала цветения посевов. Реализован полевой эксперимент в КХ «Садко» Дубовского района Волгоградской области в зоне распространения светло-каштановых почв.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

Продолжительность эксперимента - три года, с 2006 по 2008 гг. включительно. Гранулометрический состав почвы опытного участка - тяжелосуглинистый, плотность сложения в пахотном слое 1,24-1,32 т/м3, наименьшая влагоемкость равна 26,2-27,4 в весовых процентах. Скорость подачи воды одной капельницей в системе капельного орошения, смонтированной на опытном участке, составляла 2 л/час, при их размещении на поливном трубопроводе с расстоянием 0,5 м. Поливную норму в опыте изменяли от 100 до 220 м3/га с интервалом 30 м3/га. Наряду с базовой системой обработки почвы, в опыт включен вариант, где проводили полосное объемное рыхление локально в зоне распространения корневой системы.

В приведенной ниже таблице сведены данные, сопоставление которых позволяет наглядно представить зависимость прибавки накопленной корневой массы от размера поливной нормы в период цветения томатов. Из приведенных данных видно, что с повышением поливной нормы от 100 до 130 м3/га динамика прибавки массы корней томата на участках с базовой системой обработки почвы и при полосном объемном рыхлении в зоне увлажнения практически не изменялась и находилась в пределах 5,9-6,0 кг/га на каждый кубометр увеличения поливной нормы.

Таблица - Эффективность формирования и функционирования корневой системы томатов в зависимости от поливной нормы ________________и способа обработки почвы________________

Система обработки почвы Поливи ая норма, м3/га Доля зоны перехода состояния почвы с биологически оптимальным уровнем влагосодержания после полива к состоянию с недостаточным влагосодержанием перед поливом, % Масса корней в сухом состоянии , кг/га (среднее за годы исследова ний) Динамика прибавки массы корней при увеличении поливной нормы, кг/(гахм3 поливной нормы) Интегр альные значен ИЯ сухой массы посева , т/га Коэффицие нт продуктивн ости корневой системы КГнадз./ /кГкорней

Базовая система обработки почвы 100 8,3 1221 - 7,94 5,5

130 10,4 1398 5,9 9,09 5,5

160 18,8 1618 7,3 10,52 5,5

190 18,8 1840 7,4 10,86 4,9

220 29,2 2080 8,0 11,02 4,3

С полосным объемным рыхлением в зоне увлажнения 100 8,3 1218 - 8,28 5,8

130 10,4 1397 6,0 9,36 5,7

160 14,6 1740 11,4 11,83 5,8

190 14,6 2000 8,7 13,40 5,7

220 14,6 2295 9,8 13,31 4,8

При увеличении поливной нормы со 130 до 160 м3/га характер динамики роста корней томатов на участках с базовой и предлагаемой технологией обработки почвы существенно изменялся. В этом диапазоне, в среднем, на каждый добавочный кубометр поливной нормы масса сухих корней посева возрастала с 7,3 кг/га при базовой системе обработки почвы до 11,4 кг/га в предлагаемой системе обработки почвы. Сопоставление приведенных данных показывает, что динамика прибавки массы корней томата возрастает обратно пропорционально увеличению доли площади контура увлажнения, где влажность почвы изменяется от состояния оптимальной влажности после полива к состоянию недостаточного увлажнения после полива. Таким образом, чем больше доля площади в контуре увлажнения с таким водным режимом, тем меньше динамика прибавки сухого вещества в корнях томата, обусловленной увеличением поливной нормы.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

Данная закономерность сохраняется и при последующих увеличениях поливной нормы, в частности в эксперименте - при увеличении поливной нормы со 160 до 190 м3/га и со 190 до 220 м3/га.

Наряду с общей тенденцией повышения корневой массы томатов, при увеличении поливной нормы необходимо учитывать ее соотношение с количеством органического вещества, накопленного в надземной части растения, что характеризует эффективность работы корневой системы. Исследованиями установлено, что при увеличении поливной нормы коэффициент продуктивности функционирования корневой системы томата снижается. Однако, на участках, с базовой системой обработки почвы, где, наряду с ростом площади контура увлажнения доля переходной зоны (с состоянием оптимальной влажности после полива переходящей к состоянию остро недостаточного увлажнения к сроку назначения очередного полива), возрастала от 8,3 до 29,2 %, максимальный коэффициент продуктивности корневой системы томата отмечен при поливе нормами 130-160 м3/га. На участках, где применяли полосное объемное рыхление в увлажняемой зоне, вследствие чего доля площади контура увлажнения с переходной зоной возрастала не до 29,2 %, а до 14,6 %, максимальный коэффициент продуктивности корневой системы томата сохранялся и при поливе нормами 160-190 м3/га.

Таким образом, данные, сведенные в таблицу, говорят о преимуществе повышения поливной нормы с начала цветения растений томата в сочетании с применением предложенного способа обработки почвы, выражаемом в повышении практически всех исследуемых показателей эффективности. Масса накопленного в корнях томата сухого вещества при поливе, например, нормой 220 м3/га на участках с разработанной системой обработки почвы была на 215 кг/га больше, чем при базовой системе обработки. Однако, при поливе наименьшими в опыте поливными нормами, 100 и 130 м3/га, на участках с базовой и разработанной системой обработки почвы разницы в массе сухих корней томата не наблюдалось. Следовательно, необходимо учитывать взаимодействие факторов, которое заключается в проявлении эффекта от способа обработки почвы только при больших поливных нормах.

Библиографический список

1. Айдаров, И.П. Расчеты контуров увлажнения при капельном и внутрипочвенном орошении [Текст] / И.П. Айдаров, А. А. Алексагценко, Л.Ф. Пестов // Теория и практика комплексного мелиоративного регулирования. - М, 1983. -С. 15-22.

2. Голованов, А.И. Основы капельного орошения: теория и примеры расчетов [Текст] / А.И. Голованов, Е.В. Кузнецов. - Краснодар, 1996. - С. 6-27.

3. Храбров, М.Ю. Особенности расчета распространения влаги в почве при капельном орошении [Текст] / М.Ю. Храбров // Вопросы мелиорации. - 1998. - С. 22-24.

E-mail: vgsxa @ avtlg. ru