Водный режим почвы и геометрические параметры контура увлажнения при возделывании посевных томатов

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.675.2:635.64

ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОНТУРА УВЛАЖНЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПОСЕВНЫХ ТОМАТОВ

WATER MODE OF SOIL AND GEOMETRICAL PARAMETERS OF THE CONTOUR OF HUMIDIFYING AT CULTIVATION OF SOWING TOMATOES

A.C. Овчинников, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН

И.И. Азарьева, аспирант

ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

A.S. Ovchinnikov, I.I. Azaryeva

Volgograd state agricultural academy

Геометрические параметры контура увлажнения почвы при капельном орошении обоснованы с позиций достижения максимальной продуктивности посевных томатов при наибольшей экономии водных ресурсов.

Geometrical parameters of a contour of humidifying of soil at a drop irrigation are proved from positions of achievement of the maximum efficiency of sowing tomatoes at the greatest economy of water resources.

Ключевые слова: томаты, водный режим почвы,

геометрические параметры, контур увлажнения, продуктивность, эффективность.

Key words: tomatoes, a water mode of soil, geometrical parameters, a humidifying contour, efficiency.

Опыт показывает, что капельное орошение томатов позволяет существенно повысить продуктивность посевов и получать около 100 т/га плодов стандартного качества [1, 2]. Однако в различных субъектах сельскохозяйственного производства продуктивность томатов варьирует в достаточно широком диапазоне, а в среднем для региона не превышает 35 т/га. Объяснить это можно отсутствием четкого обоснования ряда технологических элементов. В частности, не исследована зависимость оптимальных параметров контура увлажнения от взаимного расположения капельных линий и схемы посева томатов, не обоснованы размеры зон увлажнения при ленточной схеме посева томатов, которая наиболее распространена в регионе. Как следствие, не рекомендованы динамикогеометрические параметры контура увлажнения, которые необходимы для определения основного элемента технологии капельного орошения -расчетной поливной нормы. В комплексе это не позволяет стабилизировать эффективность производства томатов при капельном орошении.

Цель исследований - повышение эффективности капельного орошения томатов за счет обоснования геометрических параметров контура увлажнения и способа обработки почвы, обеспечивающих формирование оптимального водно-воздушного режима в

корнеобитаемой зоне и получение до 100 т/га плодов томата с соблюдением требований ресурсосбережения.

Исследования проводили в системе капельного орошения на опытном поле томатов. Территориально опытный участок расположен в КХ «Садко» Дубовского района Волгоградской области в зоне распространения светло-каштановых почв. Почва опытного участка тяжелосуглинистая, с плотностью сложения в пахотном слое 1,24-1,32 т/м3, наименьшая влагоемкость равна 26,2-27,4 в весовых процентах. Скорость подачи воды 2 л/час, при размещении капельниц на поливном трубопроводе с расстоянием 0,5 м. Параметры контура увлажнения изучались в зависимости от нормы полива, от 100 до 220 м3/га с интервалом 30 м3/га и способа обработки почвы. Наряду с базовой системой обработки почвы, в опыт включен вариант, где проводили полосное объемное рыхление локально в зоне распространения корневой системы.

Исследованиями разработаны математические модели, решение которых позволяет обосновать геометрические параметры контура увлажнения почвы при традиционной и модернизированной технологии обработки почвы. Модели класса регрессии представлены выражением вида:

Кг=Х 1+Х2+ХЗ+Х4+Х12+Х22+Х2'Х 1 +Х2'Х4,

с соответствующими эмпирическими коэффициентами для каждой переменной (табл. 1).

Здесь Кг - критерий, значение которого оптимизируется в среде с заданными параметрами, XI - глубина профиля промачивания (максимальный вертикальный размер), м, Х2 - диаметр профиля промачивания (наибольший горизонтальный размер), м, ХЗ -скважность почвы в границах профиля увлажнения, Х4 - доля «переходной» зоны в границах профиля увлажнения, %.

Таблица 1 - Параметры зависимости урожайности и коэффициента водопотребления томатов от геометрических размеров профиля увлажнения почвы при капельном орошении

Кг Уровень фактора Переменная

XI Х2 ХЗ Х4

Урожайность, т/га Главные члены

0 (свободный член) 116

1 742,55 -457,65 -5,76 25,24

2 -2216,78 -648,39 0 0,22

Взаимодействие

Уровень взаимодействия Х1хХ2 Х2хХ4

1 3021,46 -43,29

Коэффициент водопотребления, м3/т Г лавные члены

0 (свободный член) 67

1 -443,3 153,8 4 -16

2 1148,4 341,1 0 -0,09

Взаимодействие

Уровень взаимодействия Х1хХ2 Х2хХ4

1 -1469 25

В моделях учитывается нелинейность зависимости урожайности и коэффициента водопотребления томатов от максимальной глубины промачивания в профиле увлажнения, от его диаметра и доли площади зоны почвы в профиле, в которой вода после полива содержится в легкодоступной форме, а перед проведением очередного полива - в труднодоступной или недоступной форме. Коэффициент детерминации зависимостей 0,96-0,98.

Полученные уравнения имеют определенное множество решений даже при ограничении диапазона варьирования переменных условиями, в которых проводился полевой эксперимент. Однако, очевидно, что при наибольшей глубине промачивания почвы максимальный диаметр профиля увлажнения не может быть наименьшим. Эти параметры, равно как и доля «переходной» зоны профиля увлажнения, взаимосвязаны и в среде с заданными параметрами зависят от поливной нормы.

Исследованиями установлены взаимосвязи между размерами профиля увлажнения и долей площади «переходной» зоны в контуре увлажнения для светло-каштановых почв тяжелосуглинистого гранулометрического состава. При использовании традиционной системы обработки почвы взаимосвязи описываются следующими

математическими выражениями: Х4=4,86-е2’81(-Х1Х2\ причем

Х1= 1,55-Х22 - 134X2+0,74. Коэффициент детерминации приведенных

зависимостей 0,95-0,97, что свидетельствует об определенной стабильности геометрических параметров профиля увлажнения для почвы с одинаковыми водными и физическими свойствами.

При использовании полосного объемного рыхления почвы в границах профиля увлажнения математическое описание взаимосвязей предстанет в виде:

Х4 = -1477,6(Х1Х2)3+1447,9(Х1Х2)2 - 424,07 X1X2 + 47,0, причем

XI = -1,458Х22+ 2,29-Х2-0,18.

Коэффициент детерминации приведенных зависимостей 0,96-0,97.

С учетом приведенных взаимосвязей получение около 100 т/га плодов томата при минимальных затратах воды на формирование урожая 61,8 м3 /т возможно, если на фоне модернизированной технологии обработки почвы (с включением полосного объемного рыхления зоны увлажнения) будет сформирован контур увлажнения с параметрами: наибольшая глубина промачивания почвы h = 0,70 м, наибольший диаметр контура увлажнения d = 0,60 м, доля «переходной» (от состояния с оптимальным для растений уровнем влагосодержания после полива к недостаточному перед проведением следующего) зоны, Sv < 14,6 %.

Библиографический список

1. Григоров, С.М. Управление качеством плодов томата при капельном орошении / С.М. Григоров, Ю.О. Акимов // Овощеводство и тепличное хозяйство. - 2008. - № 11. - С. 8-10.

2. Качество рассады и продуктивность томатов на капельном орошении / В.В. Бородычев, В.М. Гуренко, Е.В. Шенцева, М.М. Гавра // Мелиорация: этапы и перспективы развития. - М.: ВНИИГиМ, 2006. - С. 75-78.

E-mail: vgsxa @ avtlg. ru