Регулирование фитоклимата системой комбинированного орошения при возделывании овощных культур

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.67

РЕГУЛИРОВАНИЕ ФИТОКЛИМАТА СИСТЕМОЙ КОМБИНИРОВАННОГО ОРОШЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

А.В. Майер, кандидат сельскохозяйственных наук

В.С. Бочарников, кандидат технических наук

Волгоградский государственный аграрный университет

Проведенными экспериментальными исследованиями установлено, что применение системы комбинированного орошения при возделывании овощных культур подтверждают целесообразность объединения капельного орошения с мелкодисперсным дождеванием.

Ключевые слова: капельное орошение, мелкодисперсное дождевание, овощные культуры.

В условиях жаркого, сухого климата применение капельного орошения в сочетании с мелкодисперсным дождеванием приобретает все большую значимость для Южных регионов России. Для экологических условий Нижнего Поволжья это особенно актуально. Климат данного региона в летние месяцы характеризуется высокими температурами, достигающими 35-40 0С максимума. Относительная влажность воздуха регулярно доходит до 25-20 % и менее процентов. Восточные ветра, создающие суховеи еще более осложняют экологическую обстановку. Между тем для большинства возделываемых культур, оптимальным пределом положительных температур является 23-28 0С, а оптимальная относительная влажность воздуха находится в пределах не менее 50 %. Жесткая солнечная инсоляция вызывает глубокий прогрев плодов в период их созревания, снижается их качество и транспортабельность. В период цветения, когда растения более подвержены амплитуде колебания стрессовых факторов, превышение оптимальных порогов может нанести наиболее значительный ущерб урожайности [2, 3, 4]. К сожалению, система МДД не может использоваться как основная оросительная система, особенно в условиях засушливого климата. Для устранения воздействия вышеперечисленных отрицательных факторов и достижения максимального контроля над основными факторами развития растений, определяющими урожайность, качество и, в конечном итоге, эффективность производства, необходимо совместное использование капельного орошения и мелкодисперсного дождевания для поддержания оптимальных режимов целого ряда факторов, влияющих на продуктивность возделываемых культур. Перспектива такой комбинированной системы неоспорима. Это направление в разработке поливных технологий в условиях открытого грунта на сегодняшний день является инновационным. Такая система позволяет максимально оптимизировать тепловой и водный режим растений в системе «почва - растение - атмосфера».

В настоящее время эффективность мелкодисперсного дождевания на капельном орошении изучена недостаточно. Остаются открытыми вопросы влияния ее на повышение продуктивности различных сельскохозяйственных культур в различных экологических условиях, или в сочетании с другими агротехническими приемами. Насколько эффективно будет работать комбинированная система, зависит от экологической валентности отдельно взятой культуры, то есть от степени или диапазона приспо-

собленности растений, к тем или иным изменениям условий внешней среды, от реальных климатических условий сложившихся в процессе вегетации [1, 5, 6].

В соответствии с поставленными задачами в 2010 году был заложен полевой опыт в фермерском хозяйстве «САДКО» Дубовского района Волгоградской области.

Опыты проводились с тремя культурами: на посадках перца - сорт, Подарок Молдовы, на посадках томата - сорт Дары Заволжья и на посадках баклажанов - сорт Алмаз.

Для получения достоверной информации о влиянии способов и параметров технологий микроорошения на рост, развитие микроклимата и продуктивность овощных культур в качестве основного принят метод полевого стационарного опыта.

В опыте № 1 определялся оптимальный режим работы мелкодисперсного дождевания.

В опыте № 2 определялась эффективность работы комбинированного орошения. Опыт предусматривал два варианта.

В первом варианте использовалась система комбинированного орошения. Режим предполивной влажности поддерживался на уровне 85 % НВ на протяжении вегетации изучаемых культур в слое почвы 0,5 м. Уровень минерального питания поддерживался внесением минеральных удобрений: на томатах дозой ^10 - Р100 - К40, рассчитанный на получение урожая 80т/га; на перцах ^5 - Р90 - К30, рассчитанный на урожай 40 т/га; на баклажанах ^40 - Р150 - К90, рассчитанный на получение урожая 60 т/га.

Во втором варианте использовалась система капельного орошения с такими же параметрами поддержания режима предполивной влажности почвы и уровнем минерального питания (контроль).

При постановке опыта № 1 стояла задача определения рационального временного режима работы микродождевателей и интервалы между увлажнениями. При отработке вариантов определили время работы микродождевателей до полного смачивания листа и начала возникновения стекания водяных капель, которое составило 30 секунд.

Исследованиями выявлено, что режимы интервалов времени увлажнения зависят от ряда факторов: температуры воздуха, влажности воздуха, скорости ветра, интенсивности солнечной радиации и времени суток. В этой связи нами был установлен вариант определения интервала времени между увлажнениями, в зависимости от множества зафиксированных значений вышеперечисленных факторов. За основу принята температура окружающего воздуха. Ориентируясь на температуру воздуха, устанавливались следующие режимы: при температуре 26...30 0С интервал времени между

включениями соответствовал 60 минутам, при 31.35 0С, интервал составил 40 минут, при 36 0С и более, интервал составил 20 минут. Максимальное время работы МДД -10 часов, при температуре окружающего воздуха > 25 0С. Продолжительность работы в течение дня с 9 до 19 часов.

Для получения достоверной информации о влиянии способов и параметров технологий микроорошения на микроклимат поля, рост, развитие и продуктивность овощных культур в качестве основного принят метод полевого стационарного опыта.

Анализируя полученные материалы наблюдений за ростом и развитием растений, можно сделать следующие выводы:

- выбранный режим работы комбинированного орошения соответствовал поставленной задаче по улучшению и регулированию фитоклимата в среде растений и приземного слоя воздуха;

- наблюдениями за температурой воздуха установлено, что в моменты пиковой температурной напряженности, несмотря на превышение обозначенного порога 25 0С в утренние часы, угнетения растений не наблюдается. Активность солнечной инсоляции в это время значительно снижена большим слоем атмосферы, поэтому, несмотря на высокую температуру воздуха, перегрева поверхности листа не происходит;

- при работе мелкодисперсного дождевания температура приземного слоя воздуха снижается недостаточно, на 3.4 градуса, но значительно снижается температура поверхности листьев растений на 5.6 0С.

Таблица 1 - Среднесуточный расход воды при комбинированном орошении ___________________________(м3/ га) 2011 год________________________

Томаты Перец Баклажаны

Период вегетации Основной полив Итого Основной полив Итого Основной полив Итого

1 декада 16 0.45 16.45 16 0.45 16.45 16 0.45 16.45

2 декада 13 4.20 17.20 11 4.20 15.20 12 4.20 16.20

3 декада 15 3.30 18.30 13 3.30 16.30 14 3.30 17.30

4 декада 19 5.70 24.70 13 5.70 18.70 15 5.70 20.70

5 декада 19 7.35 26.35 15 7.35 22.35 16 7.35 23.35

6 декада 21 10.50 31.50 16 10.50 26.50 17 10.50 27.50

7 декада 26 10.80 36.80 19 10.80 29.80 21 10.80 31.80

8 декада 29 20.25 49.25 24 20.25 44.25 25 20.25 45.25

9 декада 30 6.60 36.60 24 6.60 30.60 26 6.60 32.60

10 декада 28 10.2 38.20 22 10.20 32.20 24 10.20 34.20

11 декада 25 2.10 27.10 21 2.10 23.10 22 2.10 24.10

12 декада 19 0.90 19.90 17 0.90 17.90 18 0.90 18.90

Итого за весь период 2560 823.5 3383.5 2110 823.5 2933.5 2260 823.5 3083.5

Повышение влажности воздуха в зоне растений происходит также незначительно (10.15 %). Поэтому в периоды, когда относительная влажность воздуха достигает значений 15.25 %, с помощью МДД мы не можем восстановить ее полностью до оптимального значения 50.60 %, но имеем возможность повысить влажность воздуха на 15.20 %. Окружающий воздух, даже при слабом ветре, быстро замещает небольшую зону повышенной влажности, созданной мелкодисперсным увлажнением, но, несмотря на это, при работе МДД наблюдается улучшение состояния растений. При использова-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

нии мелкодисперсного дождевания признаков стресса не наблюдается даже при сильных отклонениях от оптимальных параметров температуры и влажности воздуха. При достаточном снижении температуры поверхности листа и наличии на нем влаги, действие окружающих стрессовых факторов нивелируется. Наблюдениями за ростом и развитием пасленовых культур выявлена значительная положительная реакция на применение мелкодисперсного дождевания, отмечается резкое снижение физиологических заболеваний, уменьшается возникновение заболеваний инфекционного характера. Среднесуточный режим орошения в зависимости от динамики изменения климатических факторов в течение вегетации представлены в табличном варианте (табл. 1) и рисунком 1.

и

О

е-

Я

—

С

X

Ь

Часы суток

- после дисперсии

до дисперсии

1 а

100

80

60

40

20

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Часы суток

- после дисперсии

-до дисперсии

1 б

Рисунок 1 - Динамика изменения температуры и относительной влажности воздуха за сутки 27.07.11

При капельном орошения овощных культур за период вегетации для поддержания почвенной влаги на уровне 80 % в 2010 году оросительная норма составила - для томатов 2560 м3/га, для баклажанов - 2260 м3/га, для сладкого перца - 2110 м3/га. Оросительная норма мелкодисперсного дождевания составила 823,5 м3/га для всех овощных культур. За весь период вегетации потребовалось провести 1103 увлажнения мел-

4

кодисперсным дождеванием. Продолжительность времени разового увлажнения составила 30 секунд.

Применение капельного орошения с мелкодисперсным дождеванием оказывает позитивное воздействие не только на формирование вегетативной и корневой массы, но и на урожайность овощных культур (табл. 2). На варианте комбинированного орошения все возделываемее культуры достигли уровня запрограммированного урожая.

Проанализировав результаты исследований, мы пришли к выводу, что к основным факторам определяющих рост и развитие растений и в конечном счете урожайность, относятся плодородие почвы, метеорологические условия, биологические особенности культуры, водный и пищевой режимы почвы.

Таблица 2 - Показатели продуктивности овощных культур по вариантам опыта, 2011 г

Показатели продуктивности Томаты Баклажаны Перец

Капельное орошение е о н на е а я 5 он & 2 £ Ü ир ю о S о К Капельное орошение Комбинированное орошение Капельное орошение Комбинированное орошение

Фотосинтетический потенциал тыс.мкв/га. 4140 4250 3610 3873 3450 3685

Средний вес плодов 124 135 171 178 85 92

Биологический урожай тонн/га 78 83 59 68 38 49

Товарный урожай тонн/га 59 78 52 61 31 43

И как показали наши исследования, немаловажную роль для получения стабильного урожая товарной продукции имеет выбор правильного режима мелкодисперсного дождевания, в зависимости от погодных условий.

Библиографический список

1. Инновационные технологии орошения овощных культур [Текст]/ А.С. Овчинников,

B.С. Бочарников, О.В. Бочарникова, М.П. Мещеряков // Известия Нижневолжского агроуни-верситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - № 4 (24). -

C. 13-17.

2. Овчинников, А.С. Применение ресурсосберегающих способов полива при возделывании сельскохозяйственных культур [Текст]/ А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2007. - № 1 (5). - С. 46-49.

3. Овчинников, А.С. Оценка рентабельности производства овощей в Нижнем Поволжье [Текст] / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, В.С. Бочарников // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2007. -№ 1 (). - С. 49-53.

4. Овчинников, А.С. Особенности распространения влаги в контуре увлажнения при капельном орошении [Текст]/ А.С. Овчинников, И.И. Азарьева // Плодородие. - 2010. - № 1. -

С. 29-30.

5. Особенности технологии возделывания сладкого перца при капельном орошении в условиях Нижнего Поволжья [Текст] / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, В.С. Бочарников, Т.В. Пантюшина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование.- 2010. - № 3 (19). -С. 18-22.

6. Регулирование микроклимата в системе капельного орошения [Текст] / А.В. Майер, Ю.И. Захаров, А.М. Салдаев, А.И. Болкунов., Е.А. Долгополова, А.А. Криволуцкий // Вопросы мелиорации. - 2010. - № 1-2. - С. 77-84.

E-mail: vgsha@ vgsha.ru