Влияние мульчирования как агротехнического приема на динамику контуров увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 631.432

ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРОВАНИЯ КАК АГРОТЕХНИЧЕСКОГО ПРИЕМА НА ДИНАМИКУ КОНТУРОВ УВЛАЖНЕНИЯ ПРИ ВНУТРИПОЧВЕННОМ

И КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

INFLUENCE OF MULCHING AS AN AGRO-TECHNICAL RECEPTION ON THE DYNAMICS OF HUMIDIFICATION CIRCUITS FOR INTRACOROUS

AND DROPLETED IRRIGATION

А.С. Овчинников, член-корреспондент РАН доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.С. Бочарников, доктор технических наук, доцент М.П. Мещеряков, кандидат технических наук, доцент О.В. Бочарникова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.Ф. Лобойко, доктор технических наук, профессор

А-S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Meshcheryakov, O.V. Bocharnikova, V.F. Loboyko

Волгоградский государственный аграрный университет

Volgograd State Agricultural University

В статье изложены мероприятия, направленные на повышение эффективности технологических процессов орошения, рационального использования поливной воды и проведены исследования по влиянию мульчирования как агротехнического приема на динамику контуров увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении. В результате проведенных экспериментов установлено, что мульчирование поверхности почвы прозрачной полиэтиленовой пленкой, при использовании внутрипочвенного и капельного орошения как на легких супесчаных, так и на тяжелых суглинистых почвах является крайне эффективным агротехническим и мелиоративным приемом, способствующим нахождению влаги в верхней части корнеобитаемого слоя, передвижению поливной воды в направлении вверх к поверхности почвы, а также в горизонтальном направлении, что обеспечивает наиболее рациональное распределение поливных норм в пределах орошаемого массива, снижение непродуктивных потерь ниже активного слоя почвы и в значительной степени повышает эффективность ресурсосберегающих способов полива.

The article outlines measures aimed at increasing the efficiency of irrigation technological processes and rational use of irrigation water, and studies have been carried out on the effect of mulching as an agro-technical technique on the dynamics of humidification contours for intra-soil and drip irrigation. As a result of the experiments it was established that mulching of the soil surface with a transparent polyethylene film, using intra-soil and drip irrigation both on light sandy loam soils and heavy loamy soils, is an extremely effective agro-technical and meliorative method that facilitates moisture in the upper part of the root zone, The movement of irrigation water in the upward direction to the soil surface, and also in the horizontal direction, which ensures the most rational distribution of irrigation rates within the irrigated massif, the reduction of unproductive losses below the active soil layer, and significantly improves the resource-saving methods of irrigation.

Ключевые слова: мульчирование, орошение, мероприятия, контур, динамика, технология.

Key words: mulching, irrigation, measures, competition, dynamics, technology.

Введение. К технологиям, обеспечивающим экономию оросительной воды, регулирующим воздушный и тепловой режим, относится мульчирование поверхности. Этот агротехнический прием позволяет поддерживать корнеобитаемый слой почвы в рыхлом состоянии, подавлять рост сорняков и создавать в почве благоприятные условия для роста и развития растений [1, 2, 4, 7, 8].

Мульчирующие пленки снижают непроизводительное испарение влаги и, тем самым, создают более благоприятный водный режим для растений. Запасы продуктивной влаги в почве в течение вегетационного периода под мульчей выше, чем без ее использования [3, 6].

Материалы и методы. На первом опытно-производственном участке в условиях легких супесчаных почв при оценке внутрипочвенного способа полива исследовались посевы сладкого перца сорта Белозерка со схемой посадки 50х25 см. Аналогично, значение ширины междурядья составляет 0,5 м. Расстояние между внутрипочвенными увлажнителя составляет 1,5 м, через три ряда посадки растений. Соответственно, при принятой глубине закладки увлажнителей 0,5 м, оптимальные значения составят У Г = 0,5м; УНТ = 0,3м; Уопт = 0,8м; = 1,5м. Тогда. К°в"т = 1,67; К°гпт = 0,53.

При оценке капельного способа полива сладкий перец сорта Белозерка высаживался ленточным способом при создании рядков растений на расстоянии 0,15 м вправо и влево от капельной линии. В связи с этим, каждая капельная линия должна создавать увлажненную зону, обеспечивающую увлажнение расчетного корнеобита-емого слоя одного ряда растений с каждой стороны шириной 0,3 м при глубине расчетного слоя 0,8 м. Соответственно, оптимальные значения составят У(Н)опт = 0,8м;

х(^)опт = 0,6м . Тогда К0пт = 1,3.

На втором опытно-производственном участке в условиях тяжелых суглинистых почв при оценке капельного способа полива, растения томата гибрида Семко 101 высаживались ленточным способом при создании рядков растений на расстоянии 0,15 м вправо и влево от капельной линии. В связи с этим, каждая капельная линия должна создавать увлажненную зону, обеспечивающую увлажнение расчетного корнеобитае-мого слоя одного ряда растений с каждой стороны шириной 0,3 м при глубине расчетного слоя 0,6 м. Соответственно, оптимальные значения составят У(Н~)опт = 0,6м; х(Ь)опт = 0,6м. Тогда К°гпт = 1. [8,10]

В качестве мульчи использовались полосы прозрачной полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м, и толщиной 6-8 мкм, уложенные по длине рядков посадки растений.

Результаты и обсуждения. Из анализа полученных данных (таблица 1, рисунки 13) видно, что сразу после проведения полива параметры контуров увлажнения имеют практически одинаковые значения. Через 1 сутки после окончания внутрипочвенного полива высота контура увлажнения увеличивается на 0,01 м, а его ширина на 0,04 м до значения 1,58 м на варианте с мульчированием по сравнению с вариантом без использования мульчирования. При этом площадь контура увлажнения увеличивается на 0,07 м2. По прошествии 3 суток на варианте с мульчированием ширина контура увлажнения увеличивается на 0,05 м и достигает 0,85 м. По прошествии 5 суток остается увлажненная зона, площадь которой на 0,05 м2 превышает площадь на варианте без мульчирования. Отклонения коэффициента распределения влаги от оптимальных значений после первых суток после завершения полива примерно одинаковы, однако, через трое суток отклонения на варианте без мульчирования составляют 0,283, а на варианте с мульчированием - 0,243.

При проведении капельного полива, через 1 сутки после его окончания, высота контура увлажнения снижается на 0,04 м, а его ширина увеличивается на 0,06 м на варианте с мульчированием, по сравнению с вариантом без использования мульчирования до значения 1,17 м. При этом площадь контура увлажнения увеличивается на 0,04 м2. По прошествии 3 суток на варианте с мульчированием ширина контура увлажнения увеличивается на 0,08 м и достигает 0,44 м. По прошествии 5 суток остается увлажненная зона, площадь которой на 0,01 м2 превышает площадь на варианте без мульчирования. Отклонение коэффициента распределения влаги от оптимального значения через трое суток на варианте без мульчирования составляет 0,323, а на варианте с мульчированием всего 0,085.

ИЗВЕСТИЯ*

№ 1 (45), 2017

0,0

5! 0,1

0.2

0,3

— 04

2 0,5

а 0,6

Ъ 0.7

я 0.8

=

л >1 0,9

- 1,0

1Д

1,2

1,3

1,4

0,0

и ол

а о,2

"§ 0,3 с.

= 0,4

1 = °,6 1 0,7 | 0,8 I, 0,9 — 1,0 1,1 1,2

1.3

1.4

Через 1 сутн и ___ После т. олива

Чер Через ;з 3 су ! С>'ГО£ ;ок — "" — 44 уГ* . Че( ?ез 12 асов

/, , / N \

11/ ' \ * . ч N

К  \ к \ у \ / Т '

\ ч^ / /' 1 '

V N / 1

\ \ \ / / (

ч /

ч ___ __ у

ч ___ __

Уела ж ник ЙЛЬ

Через 1 с> тки . —{ •__^ После полива

Через 3 суток / 1 4 . .Через 12 ч/у часов

\ \

// / А_ 1 лч \ \ \ Л \ .

» г 1 у __£. г /

\ чг ¡7 у V/ / .

\\ \ ч /V / /

\ \ \ \ / / у / /

\ N V /у

х ' т у

Через 5 суто чЧ ~ - /

— •

Ув лажнитель

-1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

-1,0 -0,8 -0,6 -0.4 -0,2 0.0 0,2 0.4 0,6 0,8 1,0

Расстояние от оси увлажнителя, м

С использованием мульчирования

Рисунок 1 - Динамика контура увлажнения после проведения внутрипочвенного

Расстояние от оси увлажнителя, м

Без использования мульчирования

полива нормой 270 м /га без использования и с использованием мульчирования

Расстояние от оси капельной линнн, I. м

-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

=

0.0 0,1 0,2 0.3 0.4

р

3 —

0,7 0.8 0.9

1.2

1.3

1.4

1.5

-|- / /7 Т-т „— \ V -!-1- После полива

Чере 3 еу! ок./ / / / 7 !

/ / • \

/ !_ 1 / Ж

/ 1 1 / > _

1 р- 1 1 >

.....1 Т _\ _!_ 1 у_л.

\ 4

-------- У\ —» > у' Через 12 часов

- х _ -г'" *

— - Через 1 сутки

Капельный |

ВОДОВЫПУСК —1-

_ 1

С использованием мульчирования

Рисунок 2 - Динамика контура увлажнения после проведения капельного полива

^ 3

нормой 255 м /га без использования и с использованием мульчирования

Расстояние от оси капельном линии, Ь м

-0.6-0,5-0,4-0.3 -0,2-0.1 0.0 0.1 0,2 0.3 0,4 0,5 0.6

х

I 1

0.0 0.1 0,2 0.3

0.8 0.9 1.0

Через 3 су ок - - • / / 77 —~ - - , А , \ • _%_: -1-1- .После полива

_' 1 / у 1\\

/ 1 / нг \ \

| » И 1 \ > ' —Н

1 \ • — 4-4 Г /

\ у \ 1 \ Г /

Чере 5 суток > V" _5 __1 через часов

_!_

• ^ ( г _ 1 1, 1ерез сутки

- > _ —1—'

- 1 —1—

I Капельный

1 водовыпуск

I _1_

5 1

Расстояние от оси капельной линии, I. м

-0.6-0.5-0.4-0,3-0.2-0.1 0.0 0.1 0,2 0.3 0.4 0,5 0,6

0,0 0.1 0,2 0.3

р

Н —

0,7 0,8 0.9 1,0 1.1 1,2

1.3

1.4

1.5

Чере 3 3 СУ ГОК,/ / - \ «.По степс л ива

/ / Л- 1

' 1 1 1 V \ X

1 \ ч / /

1 - { - / / /

\ / 1 Л

\ "чЧ "Чер ез 12 часов

Чере з 5 с>" ГОК Через 1 С\'Т ки

!

Капельный

водовыпуск 1

!

Без использования мульчирования

С использованием мульчирования

Рисунок 3 - Динамика контура увлажнения после проведения капельного полива

^ 3

нормой 190 м /га без использования и с использованием мульчирования

Таблица 1 - Динамика контуров увлажнения без использования и с использованием мульчирования после проведения внутрипочвенного

и капельного поливов

Варианты опыта Время после полива, сут. Параметры контуров увлажнения

Без использования мульчирования С использованием мульчирования

Высота, У, Н, м Ширина, X, Ь, м Площадь Б, Коэффициент Кг Оптимальное значение Т/ОПП. Лг Отклонение от оптимального значения <5 Высота, У, Н, м Ширина, X, Ь, м а от" 1 3 О д с Коэффициент Кг Оптимальное значение ^опп. Отклонение от оптимального значения 6

Внутрипочвенное орошение (Опытный участок №1) 0 0,78 1,28 0,94 0,61 0,53 0,151 0,78 1,28 0,94 0,61 0,53 0,151

0,5 0,97 1,44 1,32 0,67 0,53 0,264 0,97 1,45 1,33 0,67 0,53 0,262

1 1,12 1,54 1,63 0,72 0,53 0,358 1,13 1,58 1,70 0,72 0,53 0,349

3 0,55 0,80 0,41 0,68 0,53 0,283 0,56 0,85 0,46 0,66 0,53 0,243

5 0,28 0,40 0,09 0,69 0,53 0,302 0,31 0,48 0,14 0,65 0,53 0,219

Капельное орошение (Опытный участок №1) 0 0,95 0,56 0,48 1,69 1,30 0,300 0,95 0,56 0,48 1,69 1,30 0,300

0,5 1,11 0,66 0,65 1.68 1,30 0,292 1,04 0,72 0,71 1,44 1,30 0,111

1 1,21 0,76 0,87 1,59 1,30 0,223 1,17 0,82 0,91 1,43 1,30 0,100

3 0,62 0,36 0,21 1,72 1,30 0,323 0,59 0,44 0,23 1,34 1,30 0,031

5 0,33 0,19 0,06 1,73 1,30 0,331 0,34 0,22 0,07 1,55 1,30 0,189

Капельное орошение (Опытный участок №2) 0 0,68 0,52 0,31 1,31 1,0 0,310 0,68 0,52 0,31 1,31 1,0 0,308

0,5 0,78 0,64 0,50 1,30 1,0 0,300 0,76 0,69 0,52 1,11 1,0 0,101

1 0,94 0,76 0,64 1,23 1,0 0,230 0,88 0,80 0,67 1,10 1,0 0,100

3 0,48 0,36 0,16 1,33 1,0 0,330 0,45 0,41 0,18 1,10 1,0 0,098

5 0,26 0,16 0,04 1,62 1,0 0,620 0,26 0,20 0,05 1,30 1,0 0,300

¡4

Ч! Ч

5 о

Ч!

Й

о ¡я

2» 1ч Й

2 1,1

¡ч о *

Йй ч ч о о

Й X °°

И о й о

* * * * »

¡3

£ §

о

а

*

* * * *

При проведении капельного полива на тяжелых суглинистых почвах, через 1 сутки после его окончания, высота контура увлажнения снижается на 0,04 м, а его ширина увеличивается на 0,06 м, по сравнению с вариантом без использования мульчирования. По прошествии 3 суток на варианте с мульчированием ширина контура увлажнения увеличивается на 0,05 м и достигает 0,41 м. Отклонения коэффициента распределения влаги от оптимального значения через трое суток на варианте без мульчирования составляют 0,330, а на варианте с мульчированием - 0,098. Наименьшие отклонения параметров полученных контуров увлажнения от оптимальных значений в течение межполивного периода, особенно после первых суток после окончания полива, определены на варианте с использованием мульчирования.

Заключение. Таким образом, в результате проведенных экспериментов установлено, что мульчирование поверхности почвы прозрачной полиэтиленовой пленкой, при использовании внутрипочвенного и капельного орошения как на легких супесчаных, так и на тяжелых суглинистых почвах, является крайне эффективным агротехническим и мелиоративным приемом, способствующим нахождению влаги в верхней части корнеобитаемого слоя, передвижению поливной воды в направлении вверх к поверхности почвы, а также в горизонтальном направлении, что обеспечивает наиболее рациональное распределение поливных норм в пределах орошаемого массива, снижение непродуктивных потерь ниже активного слоя почвы и в значительной степени повышает эффективность ресурсосберегающих способов полива.

Библиографический список

1. Бочарников, В.С. Изучение внутрипочвенного и капельного орошения овощных культур в условиях Нижнего Поволжья [Текст]/ В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков//Пути повышения продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях аридного земледелия: материалы Международной научно-практической конференции / Прикаспийский НИИ аридного земледелия. - М.: Изд-во «Вестник РАСХН», 2012. - С. 87-89.

2. Бочарников, В.С. Новые приемы возделывания овощных культур в системе водосбе-регающего орошения [Текст] / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Овощеводство и тепличное хозяйство. - 2014. - №4. - С. 54-58.

3. Бочарников, В.С. Новые системы ресурсосберегающих способов орошения овощных культур [Текст]/ В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Роль мелиорации и водного хозяйства в инновационном развитии АПК: материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию со дня рождения основоположника высшего гидротехнического и мелиоративного образования в России В.В. Подарева. - М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2012. - С. 98-103.

4. Бочарников, В.С. Разработка технологии возделывания овощных культур при внут-рипочвенном и капельном орошении [Текст] / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития», посвященной 80-летию со дня образования Дагестанского ГАУ им. М.М. Джамбулатова: материалы международной научно-практической конференции. - Махачкала, 2012. - С. 1540-1543.

5. Интенсивные технологии полива овощей [Текст] / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Сельский механизатор. - 2014. - №9. - С. 18-19.

6. Мещеряков, М.П. Оценка технической эксплуатации оросительной системы [Текст] / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников //Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия: межрегиональная научно-практическая конференция. - М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2013. - С. 135-137.

7. Мещеряков, М.П. Теоретические аспекты влагопереноса подпочвенной влаги при орошении [Текст] /М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия: межрегиональная научно-практическая конференция. - М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2013.- С. 132-134.

8. Овчинников, А.С. Совершенствование технических средств капельного и внутри-почвенного орошения [Текст] /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - №2 (26). - С. 146-150.

9. Овчинников, А.С. Методика расчета и обоснование параметров контура увлажнения в условиях открытого и закрытого грунта [Текст] / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Природообустройство. - 2012. - №4. - С. 29-33.

10. Технология выращивания сельскохозяйственных культур при оптимальном во-досбережении [Текст] / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарнико-ва // Проблемы рационального использования природохозяйственных комплексов засушливых территорий: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции / ФГБНУ «Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия». - Волгоград, 2015. - С. 122-123.

Reference

1. Bochamikov, V. S. Izuchenie vnutripochvennogo i kapel'nogo orosheniya ovoschnyh kul'tur v usloviyah Nizhnego Povolzh'ya [Tekst]/ V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov//Puti povysheniya produktivnosti oroshaemyh agrolandshaftov v usloviyah aridnogo zemledeliya: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii / Prikaspijskij NII aridnogo zemledeliya. - M.: Izd-vo "Vestnik RASXN", 2012. - S. 87-89.

2. Bocharnikov, V. S. Novye priemy vozdelyvaniya ovoschnyh kul'tur v sisteme vodosberegayuschego orosheniya [Tekst] / V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov // Ovoschevodstvo i teplichnoe hozyajstvo. - 2014. - №4. - S. 54-58.

3. Bocharnikov, V. S. Novye sistemy resursosberegayuschih sposobov orosheniya ovoschnyh kul'tur [Tekst]/ V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova // Rol' melioracii i vodnogo hozyajstva v innovacionnom razvitii APK: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyaschennoj 150-letiyu so dnya rozhdeniya osnovopolozhnika vysshego gidrotehnicheskogo i meliorativnogo obrazovaniya v Rossii V. V. Podareva. - M.: FGOU VPO MGUP, 2012. - S. 98-103.

4. Bocharnikov, V. S. Razrabotka tehnologii vozdelyvaniya ovoschnyh kul'tur pri vnutripochvennom i kapel'nom oroshenii [Tekst] / V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov // Agrarnaya nauka: sovremennye problemy i perspektivy razvitiya", posvyaschennoj 80-letiyu so dnya obrazovaniya Dagestanskogo GAU im. M. M. Dzhambulatova: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. - Mahachkala, 2012. - S. 1540-1543.

5. Intensivnye tehnologii poliva ovoschej [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova //Sel'skij mehanizator. - 2014. - №9. - S. 18-19.

6. Mescheryakov, M. P. Ocenka tehnicheskoj ]kspluatacii orositel'noj sistemy [Tekst] / M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov //Nauchno-proizvodstvennoe obespechenie innovacionnyh processov v oroshaemom zemledelii Severnogo Prikaspiya: mezhregional'naya nauchno-prakticheskaya konferenciya. - M.: Izdatel'stvo "Vestnik Rossijskoj akademii sel'skohozyajstvennyh nauk", 2013. - S. 135-137.

7. Mescheryakov, M. P. Teoreticheskie aspekty vlagoperenosa podpochvennoj vlagi pri oro-shenii [Tekst] /M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov // Nauchno-proizvodstvennoe obespechenie innovacionnyh processov v oroshaemom zemledelii Severnogo Prikaspiya: mezhregional'naya nauch-no-prakticheskaya konferenciya. - M.: Izdatel'stvo "Vestnik Rossijskoj akademii sel'skohozyajstvennyh nauk", 2013. - S. 132-134.

8. Ovchinnikov, A. S. Sovershenstvovanie tehnicheskih sredstv kapel'nogo i vnutripoch-vennogo orosheniya [Tekst] /A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. -2012. - №2 (26). - S. 146-150.

9. Ovchinnikov, A. S. Metodika rascheta i obosnovanie parametrov kontura uvlazhneniya v usloviyah otkrytogo i zakrytogo grunta [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mesch-eryakov // Prirodoobustrojstvo. - 2012. - №4. - S. 29-33.

10. Tehnologiya vyraschivaniya sel'skohozyajstvennyh kul'tur pri optimal'nom vodosbere-zhenii [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova // Problemy racional'nogo ispol'zovaniya prirodohozyajstvennyh kompleksov zasushlivyh territory: sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii / FGBNU "Prikaspijskij nauchno-issledovatel'skij institut aridnogo zemledeliya". - Volgograd, 2015. - S. 122-123.

E-mail: volgau@volgau.com