Капельное орошение молодого яблоневого сада на слаборослых подвоях

Потребление свежих и разнообразных плодов и ягод на протяжении всего года признано необходимым для обеспечения здоровья населения. Научно обоснованная годовая норма потребления плодов и ягод для человека составляет минимум 80 - 85 кг, из которых на долю яблок приходится 35, то есть не менее 30 кг в год. В России уровень обеспечения населения всей плодово-ягодной продукцией находится в пределах 15-18 кг на человека в год. Поэтому задача расширенного воспроизводства плодово-ягодных насаждений в стране по праву является приоритетной в решении проблемы полноценного питания и здоровья нации.

Большая роль в решении задачи расширенного воспроизводства плодово-ягодных, в том числе яблоневых насаждений отводится технологии их культивирования в хорошо обеспеченных теплом и солнечной радиацией, но засушливых зонах юга России, при орошении. Однако, вследствие неуклонного роста дефицита водных, энергетических и прочих видов ресурсов для полива наиболее перспективно использовать технологии, обеспечивающие возможность подачи поливной воды с растворенными в ней питательными элементами непосредственно в зону питания каждого дерева. В связи с этим в Нижнем Поволжье сегодня назрела острая необходимость в завершении разработок по технологии капельного орошения яблони на слаборослых подвоях. При этом важнейшим, неизученным сектором в технологии капельного орошения яблони в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья являются вопросы, касающиеся особенностей орошения интенсивных садов в молодом возрасте, когда вегетативный рост и развитие деревьев преобладает над их плодовой продуктивностью. Необходимость решения этих вопросов определяет актуальность наших исследований.

Актуальность работы также подтверждается выполнением исследований в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и иное хозяйство» (2001 - 2005 гг., 2006-2010 гг.)

Цель исследований — научное обоснование и определение эффективных параметров технологии капельного орошения молодого слаборослого яблоневого сада, учитывающих генетические особенности вегетативного развития деревьев при устойчивом росте плодовой продуктивности.

В соответствии с поставленной целью исследованиями решались следующие основные задачи:

• провести анализ сложившейся практики возделывания яблони при орошении и определить перспективные направления совершенствования технологии капельного полива слаборослого сада в период вступления деревьев в плодоношение;
• изучить закономерности распределения влаги в почве при капельном орошении слаборослого яблоневого сада в период активного вегетативного роста деревьев и начала плодоношения;
• определить зону контроля влажности почвы при капельном орошении слаборослого яблоневого сада и закономерности изменения влагосодержания этой зоны в онтогенетическом развитии деревьев;
• изучить влияние метеоусловий, периода развития деревьев и параметров капельного полива на динамику водопотребления слаборослого яблоневого сада в период вступления деревьев в плодоношение;
• провести оценку эффективности фотосинтетической деятельности и компонентов вегетативной продуктивности яблони в зависимости от принятых параметров капельного орошения сада;
• на основании анализа урожайности плодов, затрат водных ресурсов на формирование урожая и показателей экономической эффективности потенциальных проектов определить выгодные сочетания параметров технологии капельного орошения слаборослого яблоневого сада в период вступления в плодоношение.
  

Научная новизна. При возделывании слаборослых сортов яблони в сухо-степной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья впервые:

• установлены закономерности распределения влаги в почве в зависимости от уровня содержания влаги в медиальной части контура увлажнения (зона контроля);
• определены значимость и закономерности влияния метеоусловий, периода развития деревьев, параметров капельного полива на динамику водопо-требления яблони;
  
• установлена взаимосвязь между динамикой водопотребления яблони и параметрами вторичного контура увлажнения, на основании которой предложено при расчете поливной нормы использовать дополнительный увеличивающий коэффициент, учитывающий отбор влаги корнями деревьев в период полива и перераспределения влаги из первичного контура увлажнения во вторичный. Определены численные значения этого коэффициента для слаборослых яблоневых садов, вступающих в плодоношение.
  

Основные положения:

• закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы в зоне увлажнения при капельном орошении слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение;
• комплексная оценка урожаеобразующих факторов молодого яблоневого сада при капельном орошении;
• параметры технологии капельного орошения молодого яблоневого сада в сухостепной зоне светло-каштановых почвы Нижнего Поволжья.
  

Достоверность результатов исследований подтверждается достаточным объемом экспериментального материала, полученного с применением апробированных современных методик, применением стандартных методов математического анализа и данными производственной проверки.

Практическая значимость работы определяется совершенствованием технологии капельного орошения, в частности, установлением взаимосвязей влажности почвы в зоне контроля и контура увлажнения, определением эффективных сочетаний уровня предполивного влагосодержания почвы в зоне контроля и мощности расчетного горизонта увлажнения почвы, уточнением методики расчета поливных норм при капельном орошении слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение. Разработана технология капельного орошения молодого слаборослого яблоневого сада, учитывающая возрастные изменения быстро растущих деревьев и климатические особенности сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья.

Реализация результатов исследований осуществлялась в к/х «Лиана» Дубовского района Волгоградской области. Рекомендованные к внедрению параметры капельного орошения позволяют за 1-3 год плодоношения получить чистый доход в размере 72,6 тыс. руб./га., при индексе доходности затрат 1,37 и сроках окупаемости инвестиций на приобретение и монтаж многолетней системы капельного орошения (со сроком эксплуатации 8 лет) не более 3 лет.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались научно- практических конференциях: «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Мещерский филиал ГНУ ВНИИ-ГиМ, п. Солодча, 2006), «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации», 3-я Всероссийская конференция молодых ученых (Коломна, 2006), «Новые технологии и экологическая безопасность мелиорации», 5-я Всероссийская конференция молодых ученых (Коломна, 2008), международных научно-практических конференциях «Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования: материалы юбилейной научно-практической конференции» (Костяковские чтения, ГНУ ВНИИГиМ, Москва, 2007), «Мелиорация сельскохозяйственных земель в 21 веке: проблемы и перспективы» (Минск, 2007).

 ВЫВОДЫ

1. Применение капельного орошения при возделывании яблони на слаборослых подвоях обеспечивает создание благоприятных условия для вегетативного развития деревьев при одновременном получении до 10,7-11,4 т/га яблок за первые три года плодоношения.
2. Изменение мощности горизонта увлажнения (в пределах 0,5-1,1 м), уровня предполивного влагосодержания зоны регулируемой влажности почвы, в пределах 60-80 % НВ, и поливной нормы, в пределах 1,0-1,3 от расчетной сопровождается увеличением суммарной за первые три года урожайности яблок до 65,1-68,9 %.
3. Распределение почвенной влаги в контуре увлажнения при одинаковых почвенных условиях и равной интенсивности подачи воды тесно коррелирует с глубиной промачивания почвы и распределением влаги в вертикальной составляющей в зоне расположения поливных трубопроводов. Коэффициент корреляции между влагосодержанием почвы в этой зоне и любом участке контура увлажнения достигает 0,86-0,93, что позволяет использовать ее в качестве зоны контроля.
4. При поливе молодого яблоневого сада (1-3 год плодоношения) расчетной поливной нормой влагосодержание горизонта почвы заданной мощности в зоне расположения поливного трубопровода (зона контроля) снижается с повышением интенсивности водопотребления в пределах от наименьшей влагоемкости (НВ) до 0,9-Ю,94 НВ.
5. Полив яблоневого сада расчетной нормой не позволяет обеспечить насыщение почвы влагой в зоне контроля до наименьшей влагоемкости при увеличении среднесуточного водопотребления до 62-119 м /га. Водопотребление такой интенсивности при возделывании слаборослых сорто-подвойных комбинаций яблони в зоне сухих степей Нижнего Поволжья характерно для периода июль-август, начиная со второго года плодоношения.
6. Суммарное водопотребление слаборослых сорто-подвойных комбинаций яблони за период май-сентябрь при капельном орошении возрастает с 5220-5970 м /га в первый год до 6170-7750 м /га во второй год плодоношения о и до 7210-9760 м /га в третий год плодоношения.
7. При увеличении расчетной поливной нормы на 15 % в период интенсивного водопотребления яблони насыщение почвы влагой в зоне контроля до наименьшей влагоемкости обеспечивается на второй год плодоношения (среднесуточное водопотребление 62-74 м /га), на 30 % в третий год плодоношения (74-119 м /га в сут.).
8. Увеличение расчетной поливной нормы на 15-30 % позволяет повысить вегетативную продуктивность яблони. Увеличение расчетной поливной нормы на 15 % обеспечивает максимальный прирост диаметра штамба, 4-5 мм, наибольшую прибавку однолетних приростов вегетативных побегов, на 2,35-2,62 м, максимальное повышение площади листьев, 2,3-2,5 тыс. м /га, на второй год плодоношения яблони. Увеличение расчетной поливной нормы на 30 % обеспечивает максимальный прирост диаметра штамба, 4-8 мм, наибольшую прибавку однолетних приростов вегетативных побегов, на 2,01-3,64 м, максимальное повышение площади листьев, 0,7-2,4 тыс. м /га, на третий год плодоношения яблони.
9. Деревья с наиболее развитой вегетативной структурой (диаметр штамба 58 мм, площадь листьев 25,2 тыс. м /га, прирост однолетних побегов 10,69-11,97 м) формируются при регулировании водного режима почвы в расчетном слое 0,8 м. Это на 6,8-45,3 % больше, чем при регулировании водного режима почвы в слое 0,5 или 1,1м. прирост однолетних вегетативных побегов на 7,37 м или 26,8 %, площадь лиЛ стьев — на 9,8 тыс. м /га или 54,0 %.
10. Наибольшая суммарная урожайность яблок за первые три года плодоношения, 11,98 т/га, и наиболее экономное расходование водных ресурсов, 1869 м³/т, обеспечивается при поддержании предполивного уровня 70 % НВ в расчетном горизонте почвы 0,8 м и увеличении расчетной поливной нормы на 30 %. С точки зрения привлекательности инвестиционных проектов предпочтительно поддерживать предполивной уровень 70 % НВ в расчетном слое 1,1м при увеличении расчетной поливной нормы на 15 %. Индекс доходности вложенных затрат, 1,43, при этом максимален.
    

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
Для биологически обоснованного и хозяйственно выгодного сочетания вегетативной продуктивности и урожайности слаборослого яблоневого сада, вступающего в плодоношение, при экономном расходовании водных ресурсов в зоне сухих степей Нижнего Поволжья следует:

• при поливе капельным способом ориентироваться на увлажнение горизонта почвы мощностью 0,8 м;
• поливы проводить при снижении влажности почвы в контролируемой зоне до 70 % НВ;
• влажность почвы контролировать в зоне расположения поливного трубопровода на глубину расчетного горизонта почвы (0,8 м);
• полив яблоневого сада с использованием системы капельного орошения прекращать при насыщении почвы влагой в зоне контроля до состояния наименьшей влагоемкости с дополнительным запасом воды, учитывающим ее расход в период перераспределения из первичного контура во вторичный. Для обеспечения этого условия в начальные периоды развития яблони, включая первый год плодоношения, поливы проводить рассчитанной по общепринятой формуле (т = 100 • р  /i(WHB - WHB - у)-а, СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения») нормой; на второй год плодоношения в период наиболее интенсивного водопотребления (июль-август) расчетную поливную норму увеличивать на 15%, начиная с третьего года плодоношения — на 30%.