Влияние способов обработки и водного режима почвы на урожайность моркови при капельном орошении

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 635.132:631.51:631.674.6

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ И ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ

НА УРОЖАЙНОСТЬ МОРКОВИ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

А.С. Овчинников, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.А. Лисиченко, аспирант

Волгоградский государственный аграрный университет

Представлены результаты исследований по капельному орошению моркови сорта Абако на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья. Доказано, что поддержание дифференцированного предполивного порога влажности почвы 70-80-80 % НВ на фоне применения безотвального глубокого рыхления (0,3 м), проведения фрезерования почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание обеспечивает формирование урожайности корнеплодов моркови 80 т/га. Коэффициент водпотребления 42,2 м3/т.

Ключевые слова: капельное орошение, режим орошения, водопотребление, способ подготовки почвы, фрезерование, прикатывание, полив, морковь, урожайность.

Орошение земель является важным объектом сельскохозяйственного и промышленного развития. Орошение тесно связано с вопросами рационального земледелия и улучшением экологической обстановки. Ряд задач по вопросам рационального земледелия позволяет решать применение комплексных мелиораций, наряду с микроирригацией [2, 10, 7, 9, 13].

В настоящее время микроирригация, а в частности капельное орошение, широко применяется для возделывания овощных культур. Производство овощей в Российской Федерации давно и прочно занимает самые важные позиции в сельском хозяйстве страны. Одной из наиболее востребованной и популярной культурой является морковь, которая широко используется в повседневном рационе, диетическом питании, консервировании, а также в кормлении сельскохозяйственных животных [7, 3, 4, 14].

На основании ранее проведенных исследований можно с уверенностью утверждать, что научно-обоснованное применение систем капельного орошения, с учетом модернизации их элементов, при возделывании овощных культур является эффективным, обеспечивающим снижение затрат при производстве продукции овощеводства на фоне экономии оросительной воды [12, 6, 11].

Целью наших исследований было опытным путем установить такие режимы орошения, которые позволяют максимально уменьшить затраты поливной воды по отношению к традиционному дождеванию и другим видам поверхностного орошения, которые, до недавнего времени, являлись основными в нашей стране. Экономия поливной воды при применении современных способов орошения достигается тем, что вода в необходимом количестве, вместе с удобрениями, подается непосредственно в корнеобитаемый слой почвы, таким образом, затраты поливной воды при капельном орошении снижаются до 70 % относительно дождевания.

Опытный орошаемый участок, находящийся на территории фермерского хозяйства «В.Д. Выборнов» Ленинского района Волгоградской области расположен в подзоне светло-каштановых почв. Гранулометрический состав почв опытного участка средне- и легкосуглинистый. Плотность твердой фазы почвы опытного участка в пределах слоя мощностью 1,0 м изменяется от 2,39 до 2,57 т/м3. В прямой зависимости от гранулометрического состава находятся водно-физические свойства почвы. Влажность почвы при наименьшей влагоемкости изменялась от 25,9-24,8 % в

пахотном слое, до 21,3 % от массы сухой почвы на глубине 1,0 м. В расчетном слое 0,4 м наименьшая влагоемкость составила 24,3 % от массы сухой почвы. Влажность устойчивого завядания растений в пахотном слое равна 14,4 % от сухой почвы. Почвы характеризуются низким содержанием гумуса с колебанием в пределах пахотного слоя от 0,95 до 2,28 %. Реакция почвенной среды близка к нейтральной, с тенденцией в сторону увеличения рН с увеличением глубины взятия образцов, от 6,4-6,7 в пахотном слое, до 7,5 на глубине 1,0 м. Обеспеченность почв опытного участка легкогидролизуемым азотом низкая (39 мг/кг сухой почвы), подвижным фосфором и обменным калием средняя (35,6 и 331,3 мг/кг сухой почвы соответственно).

За вегетационный период моркови количество выпавших осадков по годам было различным. Так, например в 2011 году - 102,9 мм (засушливый), в 2012 году -110,2 мм (среднезасушливый), в 2013 году - 166,7 мм (среднемноголетний).

Полевой опыт заложен по трехфакторной схеме и включает варианты по способу основной подготовки почвы (фактор А), предпосевной обработке почвы (фактор В) и водному режиму почвы (фактор С).

По способу основной подготовки почвы к посеву моркови (фактор А) предусмотрено два варианта опыта:

А1 - отвальная вспашка на глубину гумусового горизонта (0,22 - 0,25 м).

А2 - безотвальное глубокое рыхление (0,3 м).

По предпосевной обработке почвы (фактор В):

В1 - фрезерование почвы с грядообразованием + посев + прикатывание.

В2 - фрезерование почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание.

Схемой опыта по водному режиму почвы (фактор А) предусмотрены следующие варианты:

С1 - поддержание предполивного порога влажности почвы 70 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 70 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 70 % НВ от технической спелости до уборки.

С2 - поддержание предполивного порога влажности почвы дифференцированно: 70 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 70 % НВ от технической спелости до уборки.

С3 - поддержание предполивного порога влажности почвы дифференцированно: 70 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80 % НВ от технической спелости до уборки.

С4 - поддержание предполивного порога влажности почвы 80 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80 % НВ от технической спелости до уборки.

Поливы проводились в расчете на увлажнение 0,5-метрового слоя почвы. Доза удобрений КРК ориентирована на получение 80 т/га корнеплодов моркови.

При выращивании моркови применялась 8-ми строчная ленточная схема размещения растений. Норма высева 1 млн семян/га. Глубина заделки семян 1,5-2 см.

По площади земельного участка опыт закладывался методом расщепленных делянок. Форма и направление делянок, а также размеры защитных полос принимались в соответствии с требованиями общепринятых методик [5, 8, 1].

В наших опытах посев проводили сразу же после предпосевной обработки, не допуская высыхания верхнего слоя почвы. В 2011 году посев проводили 1 мая, в 2012 году 25 апреля, в 2013 году 29 апреля. Посев осуществляется вакуумной сеялкой точного высева фирмы ОаБрагёо.

Результаты наблюдений относительно урожайности моркови на капельном орошении можно видеть на примере таблицы 1.

Видно, что нарастание урожайности происходит закономерно от одного режима орошения к другому. Также изменение урожайности корнеплодов моркови в зависимости от способов подготовки почвы как основной, так и предпосевной хорошо прослеживается. При использовании в качестве основной подготовки почвы отвальной вспашки на глубину гумусового горизонта 0,22-0,25 м (вариант А1), а в качестве предпосевной подготовки почвы фрезерование почвы с грядообразованием + посев + прикатывание (вариант В1) и при подержании предполивного порога влажности в 70 % НВ на протяжении периода вегетации (вариант С1) средняя урожайность составила 57 т/га. При повышении предполивного порога влажности почвы до 80 % НВ в период «начало формирования - техническая спелость» (вариант С2) прибавка средней урожайности относительно варианта А1В1С1 статистически достоверна и составила 9,4 т/га, а средний уровень урожайности не превышал 66,4 т/га. При сочетании вариантов А1 и В1 и повышении предполивного порога влажности 80 % НВ «начало формирования корнеплодов - уборка» (вариант С3) средняя урожайность корнеплодов составила 69,1 т/га, прибавка относительно варианта А1В1С1 - 12,1 т/га. При факторах А1 и В1, но при поддержании предполивного порога 80 % НВ на протяжении периода вегетации (вариант С4) средняя урожайность составила 70,4 т/га, прибавка относительно варианта А1В1С1 статистически достоверна и составляет 13,3 т/га.

Таблица 1 - Урожайность корнеплодов моркови при капельном орошении, т/га

Фактор А Фактор В Фактор С Год Среднее

2011 2012 2013

А1 В1 70-70-70 53 57 61 57,0

А1 В1 70-80-70 61,5 66,1 71,6 66,4

А1 В1 70-80-80 61,5 70,4 75,4 69,1

А1 В1 80-80-80 66,7 70 74,6 70,4

А1 В2 70-70-70 55,7 59,5 63,9 59,7

А1 В2 70-80-70 65 69 73,7 69,2

А1 В2 70-80-80 65 74,7 81,4 73,7

А1 В2 80-80-80 70,2 74,8 81,4 75,5

А2 В1 70-70-70 56,2 59,2 63,1 59,5

А2 В1 70-80-70 63,9 67,3 72,8 68,0

А2 В1 70-80-80 63,9 74,2 80,1 72,7

А2 В1 80-80-80 70,2 73,7 79,7 74,5

А2 В2 70-70-70 60,3 63,6 68,7 64,2

А2 В2 70-80-70 70,6 74,3 80,4 75,1

А2 В2 70-80-80 70,6 80,2 86,8 79,2

А2 В2 80-80-80 76,1 80,2 86,7 81,0

НСРо5,т/га фактор А 1,87 1,96 2,12

фактор В 1,87 1,96 2,12

фактор С 2,65 2,77 3,00

Для частных средних 5,30 5,54 5,99

Усовершенствование технологии предпосевной подготовки почвы (фрезерование почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание), обеспечило увеличение средней урожайности корнеплодов моркови до 59,7-75,5 т/га,

что на 2,7-5,1 т/га больше, чем в варианте с проведением фрезерования почвы с грядообразованием + посев + прикатывание. Наибольшая прибавка урожайности моркови от перехода на новую технологию предпосевной подготовки почвы, 5,1 т/га, была получена при поддержании порога предполивной влажности почвы не ниже 80 % НВ в течение периода вегетации.

Применением в качестве основной обработки почвы безотвального глубокого рыхления на глубину 0,3 м (вариант А2), а в качестве предпосевной обработки почвы фрезерование почвы с грядообразованием + посев + прикатывание (вариант В1), урожайность составила 59,5-74,5 т/га, соответственно на 2,5-4,1 т/га больше, чем при сочетании вариантов А1 и В1. Статистически достоверная прибавка средней урожайности корнеплодов моркови, 4,1 т/га, получена на варианте с поддержанием порога предполивной влажности 80 % НВ на протяжении всего периода вегетации моркови.

Сочетание вариантов основной подготовки почвы А2 (безотвального глубокого рыхления на глубину 0,3 м) и предпосевной подготовки почвы В2 (фрезерование почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание) на всех режимах орошения дало наиболее значительную прибавку средней урожайности относительно сочетания вариантов А1 и В1 и составило 7,2-10,6 т/га. Средняя урожайность корнеплодов моркови при сочетании данных вариантов 64,2-81,0 т/га. Как и в предыдущих сочетаниях наиболее высокая урожайность моркови была получена на варианте с поддержанием порога предполивной влажности в 80 % НВ на протяжении всего периода вегетации.

Кроме того, были проведены расчеты коэффициентов водопотребления корнеплодов моркови при капельном орошении (табл. 2).

Таблица 2 - Коэффициенты водопотребления корнеплодов моркови _ на капельном орошении, м3/т _

Фактор А Фактор В Фактор С 2011 2012 2013 Среднее

А1 В1 70-70-70 62,83 60,87 52,79 58,83

А1 В1 70-80-70 56,74 53,55 46,09 52,13

А1 В1 70-80-80 54,11 52,13 45,49 50,58

А1 В1 80-80-80 55,77 54,71 47,99 52,82

А1 В2 70-70-70 59,78 58,32 50,39 56,16

А1 В2 70-80-70 53,69 51,30 44,78 49,92

А1 В2 70-80-80 55,69 49,13 42,14 48,99

А1 В2 80-80-80 52,99 51,20 43,98 49,39

А2 В1 70-70-70 59,25 58,61 51,03 56,30

А2 В1 70-80-70 54,62 52,60 45,33 50,85

А2 В1 70-80-80 51,42 49,46 42,82 47,90

А2 В1 80-80-80 52,99 51,97 44,92 49,96

А2 В2 70-70-70 55,22 54,56 46,87 52,22

А2 В2 70-80-70 49,43 47,64 41,04 46,04

А2 В2 70-80-80 47,44 45,76 39,52 44,24

А2 В2 80-80-80 48,88 47,76 41,29 45,98

Исходя из полученных данных опытным путем было установлено, что наибольшая средняя урожайность за годы исследований 81 т/га была получена при применении безотвального глубокого рыхления (0,3 м) в качестве основной обработки почвы, фрезерования почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание в качестве предпосевной обработки почвы и при подержании предполивного порога влажности почвы 80 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической

спелости, 80 % НВ от технической спелости до уборки. Вместе с тем, доказано, что этот вариант наиболее затратен по расходу воды поливами на суммарное водопотребление. Наименьшие затраты воды на формирование единицы продукции, 42,24 м /т, были получены на участках, где порог предполивной влажности поддерживали по схеме С3 (поддержание предполивного порога влажности почвы дифференцированно 70 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80 % НВ от технической спелости до уборки).

Таким образом, применение безотвального глубокого рыхления (0,3 м) в качестве основной обработки почвы, фрезерования почвы с грядообразованием + прикатывание + посев + прикатывание в качестве предпосевной обработки почвы и при подержании предполивного порога влажности почвы дифференцированно 70 % НВ от посева до начала формирования корнеплодов, 80 % НВ от начала формирования корнеплодов до технической спелости, 80 % НВ от технической спелости до уборки наиболее предпочтительный как по уровню формируемой урожайности (средняя урожайность корнеплодов 79,2 т/га), так и по эффективности использования водных ресурсов (средний коэффициент водопотребления 42,24 м3/т).

Библиографический список

1. Белик, В.Ф. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве [Текст]/ В.Ф. Белик. - М.: Агропромиздат, 1992.

2. Бородычев, В.В. Водопотребление и урожай моркови при капельном орошении [Текст] /В.В. Бородычев, А.А. Мартынова //Картофель и овощи. - 2011. - №1. - С. 14-15.

3. Бородычев, В.В. Современная технология капельного орошения моркови [Текст]/ В.В. Бородычев, А.А. Мартынова // Новые направления в решении проблем АПК на основе соврем. ресурсосберегающих, инновац. технологий / Волгоградская ГСХА. - Волгоград, 2010. - Т. 1. - С. 327-330.

4. Бородычев, В.В. Водопотребление и продуктивность моркови при капельном орошении [Текст]/ В.В. Бородычев; А.А. Мартынова; А.В. Шуравилин //Агро XXI. - 2010. -№ 7-9. - С. 34-35.

5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта [Текст] / Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985.

6. Инновационные технологии орошения овощных культур [Текст]/ А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - №4(24). - С. 13-17.

7. Литвинов, С.С. Научные основы современного овощеводства [Текст]/ С.С. Литвинов. - М.: Россельхозакадемия, ВНИИО, 2008.

8. Литвинов, С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве [Текст] / С.С. Литвинов. - М.: Россельхозакадемия, ВНИИО, 2011.

9. Научные основы орошения овощных культур в открытом грунте и теплицах [Текст]/А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Интеграция науки и производства - стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО: материалы Международной научно-методической конференции, посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2013. - Т. 3. - С. 364368.

10. 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 (7). - С. 49-53.

11. Овчинников, А.С. Регулирование водного и пищевого режимов почвы при капельном орошении в условиях Волгоградской области [Текст]/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова // Плодородие. - 2012. - №3. - С. 35-36.

12. 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. - 2011. - №4 (24). - С. 13-17.

13. Рационализация полива в овощеводстве [Текст]/А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Современное сельское хозяйство -достижения и перспективы: материалы Международного Научного Симпозиума, посвященного 80-ти летию со дня основания Государственного аграрного университета Молдовы. - Кишинев, 2013. - С. 25-28.

14. Современное промышленное производство овощей и картофеля с использованием систем капельного орошения [Текст] /Л.С. Гиль, В.И. Дьяченко, А.И. Паликовский, Л.Т. Сулима. - Украина: ЧП «Рута», 2007. - С. 390.

E-mail: rssmvlg@gmail.com