Капельное орошение огурца в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья

В засушливых условиях Нижнего Поволжья ведущая роль в стабилизации и повышении эффективности производства сельскохозяйственной продукции принадлежит орошению. В условиях Волгоградской области приоритетная роль в овощеводстве отводится производству огурца. За последние годы (2006-2008 гг.) площадь под посевами этой культуры не превышала 162 га при средней урожайности 25 т/га. Поэтому для развития овощеводства в современных агроэкономических условиях перспективно и весьма актуально внедрение экологически безопасных технологий и технических средств полива, к которым относится капельное орошение.

Проведение исследований по технологии капельного орошения огурца в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья позволит определить условия формирования водного и пищевого режимов почвы как основных элементов регулирования продукционного процесса огурца в открытом грунте. Представляет научный интерес проведение комплексной оценки влияния удобрений и различных режимов капельного орошения при базовой технологии обработки почвы и с полосным внесением соломы на основные показатели роста, развития и повышении продуктивности посева, установление закономерностей их изменения и ключевых параметров агрофитоценоза для эффективного биологического и биометрического контроля за процессом формирования урожая. Необходимо обосновать основные параметры технологии капельного орошения и внесения минеральных удобрений, которые обеспечат максимальный положительный эффект при возделывании огурца и при внесении в почву соломистой массы. Решению этого круга задач были подчинены наши исследования. Актуальность работы также подтверждается выполнением исследований в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Цель исследований — разработать режимы капельного орошения посевов огурца, обеспечивающие, при поддержании необходимого водного и питательного режимов, получение урожайности 30.70 т/га экологически безопасных плодов огурца стандартного качества.

В соответствии с поставленной целью программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

• установить научно-обоснованные уровни продуктивности огурца и обосновать возможность их реализации с учетом биологических особенностей культуры;
• установить закономерности формирования водного режима почвы при капельном орошении огурца в открытом грунте;
• обосновать динамику водопотребления огурца при различных уровнях планируемой урожайности;
• оценить влияние режимов капельного орошения и доз минерального питания на основные показатели роста, развития и продуктивности огурца;
• выявить экономически эффективные сочетания регулируемых факторов для формирования планируемых урожаев плодов огурца.
  

Объект исследований — посевы огурца на орошаемых землях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья.

Предмет исследований — элементы технологии орошения и удобрения огурца с использованием систем капельного орошения.

Научная новизна. В условиях открытого грунта при выращивании огурца с использованием системы капельного орошения обоснованы уровни продуктивности посевов, подтверждена возможность получения урожая плодов до 70 т/га. Для каждого уровня урожайности установлены закономерности водопотребления огурца с учетом подготовки почвы под посев, число и сроки поливов, оросительные нормы, основные параметры характеристики растений и другие показатели, которые могут быть использованы для управления водным режимом почвы и продуктивностью посевами огурца. Новизна принятых решений и полученных результатов исследований подтверждена 3 патентами РФ (№№ 2331862, 2343681, 2354094).

Основные положения:

• элементы технологии орошения и дозы минерального питания огурца с использованием систем капельного полива;
• закономерности формирования водного режима почвы при капельном орошении огурца в открытом грунте;
• комплексная оценка регулируемых урожаеобразующих факторов, обеспечивающих формирование до 70 т/га плодов огурца.
  

Достоверность результатов исследований подтверждена достаточным объемом экспериментальных данных, полученных в результате проведения трехлетних полевых опытов, выполненных с использованием апробированных современных методик и стандартных методов математического анализа, а также положительными результатами производственной апробации.

Практическая значимость работы определяется разработкой и практической реализацией на орошаемых светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья элементов технологии возделывания огурца с использованием систем капельного орошения, обеспечивающих устойчивое формирование урожайности плодов огурца на уровне 60-70 т/га. Производственная проверка результатов исследований по возделыванию огурца в открытом грунте при капельном орошении в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области подтвердила возможность устойчивого формирования до 70 т/га плодов огурца со сроком окупаемости инвестиций в производство 1 год.

Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены на научной конференции «Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК» (31 января - 2 февраля 2007г., Волгоград, ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»), на 4-й Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (5-7 июня 2007г., Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга»), на XII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (8-10 ноября 2008 г., Волгоград, ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»).

Выводы

1. В сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья капельное орошение позволяет формировать до 70 т/га плодов огурца стандартного качества.
2. Суммарное водопотребление посевом огурца в открытом грунте при поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ составляет 3020-3230 м³/га, при поддержании предполивного уровня влажности на уровне 80 % НВ расходуется 3430-3460 м /га водных ресурсов, а при поддержании предполивного уровня влажности 90 % НВ 4040-4430 м³/га.
3. Поддержание порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ обеспечивается проведением 14.18 поливов поливной нормой 125 и 210 м³/га в зависимости от горизонта промачивания почвы и складывающихся погодных условий. Для поддержания 80 % НВ требуется проведение 22.30 поливов поливной л нормой 80 и 140 м /га. Для поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 90 % НВ требуется проведение 53.74 поливов поливной нормой 40 и 70 м³/га.
4. Полосное внесение соломы в зону увлажняемого почвогрунта вследствие улучшения микробиологической активности почвы, оказывает положительное влияние на основные показатели роста, развития и продуктивности огурца (площадь листьев возрастает до 10,2 %, фотосинтетический потенциал до 9,1 %, продуктивность фотосинтеза до 4,7 %, среднесуточный прирост сухого биологического вещества до 12,0 %), способствует более эффективному использованию водных ресурсов и минеральных удобрений на формирование товарной продукции (коэффициент водопотребления снижался до 10,0 %, при увеличении урожайности до 10,1 %). Содержание нитратов в плодах огурца уменьшалось на 11,3-20,0 % и не превышало 150 мг/кг.
5. Повышение порога предполивной влажности почвы с 70 до 90 % НВ на фоне общепринятой технологии подготовки почвы под посев огурца на 2,8-7,8 тыс.м /га увеличивает площадь листовой поверхности, на 180-710 тыс.м дн./га возрастают значения фотосинтетического потенциала, на 8,3-36,5 кг/га увеличивается интенсивность среднесуточного прироста сухого биологического вещества. Повышение доз внесения минеральных удобрений с N65P40K20 до N145P80K55 увеличивает соответствующие показатели на 8,3-17,6, 12,4-22,2, 15,8-55,5 %.
6. Урожайность стандартных плодов огурца на уровне 30 т/га обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N65P40K20 с поддержанием порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ или внесением дозы удобрений N105P60K40 с поддержанием порога предполивной влажности почвы на уровне 70% НВ на фоне общепринятой технологии подготовки почвы под посев огурца или внесением дозы минеральных удобрений N65P40K20 с поддержанием порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ на фоне полосного внесения соломы в зону увлажняемого почвогрунта. При этом на формирование тонны продукции расходуется 86,7-96,8 м³ воды.
7. Урожайность стандартных плодов огурца на уровне 50 т/га обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой N105P60K40 при поддержании порога предполивной влажности почвы не ниже 80 % НВ. При этом на формирование каждой тонны продукции расходуется 60,8-72,0 м³ воды. Урожайность стандартных плодов огурца на уровне 70 т/га обеспечивается внесением минеральных удобрений дозой Ni45P8oK55 с поддержанием порога предполивной влажности почвы 90 % НВ на фоне полосного внесения соломы в зону увлажняемого почвогрунта, коэффициент водопотребления составляет 60,8 м /т.
8. Инвестирование проекта возделывания огурцов при капельном орошении экономически выгодно. При сочетании управляемых факторов, обеспечивающих урожайность стандартных плодов огурца на планируемом уровне 30 т/га экономически целесообразно поддерживать порог предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ в сочетании с внесением N65P40K20 на фоне общепринятой технологии подготовки почвы. При этом обеспечивается наибольшее значение индекса доходности инвестиций 3,67 при чистом дисконтированном доходе 4653869 руб. (за расчетный период 4 года). В условиях дефицита водных ресурсов порог предполивной влажности можно снизить до 70 % НВ в сочетании с внесением соломы в зону увлажняемого почвогрунта, что обеспечивает наиболее эффективное использование водных ресурсов (86,7 м /т) при индексе доходности инвестиций 3,66 и чистом дисконтированном доходе 4457296 руб.
   

При сочетании управляемых факторов, обеспечивающих урожайность стандартных плодов огурца на планируемом уровне 50 т/га, для получения наибольшего чистого дисконтированного дохода от реализации проекта в размере 8718655 руб. и индекса доходности инвестиций 4,9 необходимо сочетать внесение минеральных удобрений дозой N105P60K40 с поддержанием порога предполивной влажности почвы 80 % НВ на фоне полосного внесения соломы в зону увлажняемого почвогрунта.

При сочетании управляемых факторов, обеспечивающих урожайность стандартных плодов огурца на планируемом уровне 70 т/га, размер чистого дисконтированного дохода и индекс доходности инвестиций были наибольшими и составили 11435036 руб. и 5,16 соответственно.

Срок окупаемости проекта на всех уровнях продуктивности посевов составляет 1 год.

1. Для повышения эффективности возделывания огурца на базе типовой подготовки почвы и улучшения её микробиологической деятельности необходимо проводить полосное внесение соломы в увлажняемую зону почвогрунта нормой не более 3 кг на 1 п.м.
2. При возделывании огурца в открытом грунте на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья капельное орошение следует сочетать с внесением расчетных доз минеральных удобрений на планируемые, до 70 т/га, уровни урожайности огурца в зависимости от ресурсной обеспеченности хозяйства:
   

• для получения урожая плодов огурца на уровне 30 т/га внесение минеральных удобрений дозой N65P40K20 сочетать с поддержанием порогов предполивной влажности почвы на уровне 80 % НОВ без внесения соломы или 70 % НВ с внесением соломы;
• для получения урожая плодов огурца на уровне 50 т/га внесение минеральных удобрений дозой N105P60K40 сочетать с поддержанием порога предполивной влажности почвы на уровне 90 % НВ без внесения соломы или 80 % НВ с внесением соломы;
• для получения урожая плодов огурца на уровне 70 т/га целесообразно поддерживать порог предполивной влажности почвы на уровне 90 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N145P80K55 и внесением соломы.