Оптимизация режимов орошения и минерального питания томата при капельном поливе в пленочных теплицах на светло-каштановых почвах
В современной России доля производства овощей не превышает 4,8 % от общего объема их производства. Для развития тепличного овощеводства в современных агроэкономических условиях перспективно строительство пленочных теплиц. Эти сооружения в 2 раза дешевле стационарных по стоимости и в условиях весеннего севооборота потребляют в 4. 5 раз меньше энергии и способны гарантированно обеспечивать высокие урожаи ценных, высокорентабельных овощных культур.
Вопросы разработки и применения новых технологий возделывания томата в весенних пленочных теплицах весьма актуальны и своевременны. Необходимо качественное совершенствование технологии выращивания культуры с учетом более полного использования имеющихся природных и технических ресурсов, биологического потенциала продуктивности сортов и гибридов в весенних пленочных теплицах, как наиболее динамичной отрасли в современной России.
Томат — ведущая овощная культура Волгоградской области. Ценность возделывания ранних томатов заключается в том, что оно открывает поставки витаминизированной продукции открытого грунта на рынок. Производство ранней продукции, несмотря на дополнительные материальные и трудовые затраты, имеет ряд преимуществ и экономически оправдано.
Ограничивают поступление продукции весенние возвратные и ранние осенние заморозки. Недополученный урожай заметно сказывается на себестоимости производства. В системе мероприятий по реализации генетического потенциала продуктивности томатов при рациональном использовании водных ресурсов приоритетное место отводится освоению новых ресурсосберегающих способов орошения, к которым относится капельное орошение, обеспечивающее подачу воды в комплексе с элементами питания непосредственно в зону корневого питания растений.
Сдерживающими факторами развития производства ранних томатов с использованием систем капельного орошения являются ограниченные площади полива такими системами и отсутствие технологии возделывания этой культуры в пленочных теплицах, согласованной с особенностями распределения воды по орошаемому участку. Решению задачи оптимизации режимов капельного орошения и доз внесения минеральных удобрений томатов, возделываемых в весенних пленочных теплицах, для получения ранней продукции были подчинены наши исследования.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).
Цель исследований — совершенствование технологии капельного орошения томатов в весенних пленочных теплицах на светло-каштановых почвах, обеспечивающих при поддержании необходимых водного и питательного режимов получение урожайности на уровне 80. 140 т/га плодов.
В соответствии с поставленной целью программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
Практическая значимость работы состоит в разработке и практической реализации технологии капельного орошения томатов в пленочных теплицах, позволяющей получать 80. 140 т/га плодов томатов товарного качества при экономии оросительной воды до 30 % по сравнению с дождеванием. Производству рекомендована технология капельного орошения томатов, включающая режимы поливов и дозы внесения минеральных удобрений. Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании и эксплуатации гидромелиоративных систем нового поколения.
Основные положения:
Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы мелиорации на Северном Кавказе (посвященной 95-летию засл. деятеля науки РФ Е.Б. Величко, КубГАУ, Краснодар, 2004 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции «Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы» (Пензенская ГСХА, Пенза, 2006 г.), научно-практической конференции «Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства Южного Федерального округа» (Шумаковские чтения совместно с заседанием секции РАСХН, Новочеркасская гос. Мелиоративная академия, Новочеркасск, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы» (посвященной 65-летию Победы в Сталинградской битве, ФГОУ ВПО ВГСХА, Волгоград, 2008 г.), Международной (5-й Всероссийской) конференции молодых ученых и специалистов «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации (ФГНУ ВНИИ «Радуга», Коломна, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (ФГОУ ВПО Кубанский ГАУ, Краснодар, 2008 г.).
По материалам диссертации опубликовано 9 статей, 2 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов кандидатских и докторских диссертаций.
Выводы
Вопросы разработки и применения новых технологий возделывания томата в весенних пленочных теплицах весьма актуальны и своевременны. Необходимо качественное совершенствование технологии выращивания культуры с учетом более полного использования имеющихся природных и технических ресурсов, биологического потенциала продуктивности сортов и гибридов в весенних пленочных теплицах, как наиболее динамичной отрасли в современной России.
Томат — ведущая овощная культура Волгоградской области. Ценность возделывания ранних томатов заключается в том, что оно открывает поставки витаминизированной продукции открытого грунта на рынок. Производство ранней продукции, несмотря на дополнительные материальные и трудовые затраты, имеет ряд преимуществ и экономически оправдано.
Ограничивают поступление продукции весенние возвратные и ранние осенние заморозки. Недополученный урожай заметно сказывается на себестоимости производства. В системе мероприятий по реализации генетического потенциала продуктивности томатов при рациональном использовании водных ресурсов приоритетное место отводится освоению новых ресурсосберегающих способов орошения, к которым относится капельное орошение, обеспечивающее подачу воды в комплексе с элементами питания непосредственно в зону корневого питания растений.
Сдерживающими факторами развития производства ранних томатов с использованием систем капельного орошения являются ограниченные площади полива такими системами и отсутствие технологии возделывания этой культуры в пленочных теплицах, согласованной с особенностями распределения воды по орошаемому участку. Решению задачи оптимизации режимов капельного орошения и доз внесения минеральных удобрений томатов, возделываемых в весенних пленочных теплицах, для получения ранней продукции были подчинены наши исследования.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).
Цель исследований — совершенствование технологии капельного орошения томатов в весенних пленочных теплицах на светло-каштановых почвах, обеспечивающих при поддержании необходимых водного и питательного режимов получение урожайности на уровне 80. 140 т/га плодов.
В соответствии с поставленной целью программой исследований предусматривалось решение следующих задач:
- Выполнить анализ современного состояния и перспектив развития капельного орошения овощных культур;
- Установить особенности и закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы посевами томатов при капельном орошении в весенних пленочных теплицах в различные по условиям увлажнения годы;
- Выполнить оценку влияния капельного орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности посевов томатов в зависимости от режима орошения и минерального питания в весенних пленочных теплицах;
- Разработать основные параметры режима капельного орошения томатов в весенних пленочных теплицах, обеспечивающие поддержание 5 влажности активного слоя почвы в заданных пределах для получения различных уровней урожайности;
- Дать экономическую оценку получения различных уровней товарной продукции томатов при капельном орошении в весенних пленочных теплицах.
Практическая значимость работы состоит в разработке и практической реализации технологии капельного орошения томатов в пленочных теплицах, позволяющей получать 80. 140 т/га плодов томатов товарного качества при экономии оросительной воды до 30 % по сравнению с дождеванием. Производству рекомендована технология капельного орошения томатов, включающая режимы поливов и дозы внесения минеральных удобрений. Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании и эксплуатации гидромелиоративных систем нового поколения.
Основные положения:
- режимы капельного орошения и минерального питания томата, обеспечивающих получение 80. 140 т/га плодов стандартного качества;
- закономерности роста, развития и продуктивности ранних томатов при различных сочетаниях водного и пищевого режимов почвы;
- комплексная оценка основных урожаеобразующих факторов и параметров технологии выращивания ранних томатов при капельном орошении в весенних пленочных теплицах.
Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы мелиорации на Северном Кавказе (посвященной 95-летию засл. деятеля науки РФ Е.Б. Величко, КубГАУ, Краснодар, 2004 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции «Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы» (Пензенская ГСХА, Пенза, 2006 г.), научно-практической конференции «Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства Южного Федерального округа» (Шумаковские чтения совместно с заседанием секции РАСХН, Новочеркасская гос. Мелиоративная академия, Новочеркасск, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы» (посвященной 65-летию Победы в Сталинградской битве, ФГОУ ВПО ВГСХА, Волгоград, 2008 г.), Международной (5-й Всероссийской) конференции молодых ученых и специалистов «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации (ФГНУ ВНИИ «Радуга», Коломна, 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (ФГОУ ВПО Кубанский ГАУ, Краснодар, 2008 г.).
По материалам диссертации опубликовано 9 статей, 2 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов кандидатских и докторских диссертаций.
Выводы
- Капельное орошение в почвенно-климатических условиях Волгоградской области обеспечивает повышение эффективности производства ранних томатов при выращивании их в весенних пленочных теплицах для получения до 140 т/га плодов стандартного качества.
- Высадка рассады в пленочные теплицы в зависимости от погодных условий проводится с 15 по 20 апреля.
- Урожайность томата на уровне 80 т/га обеспечивается поддержанием предполивного порога влажности почвы в пределах 80-70 и 70-80 в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N85P60Ko или 70-70% ВОВ при повышенных дозах удобрений Ni6oPi2oKioo- Повышение продуктивности томата до 110 т/га связано с повышением доз внесения удобрений до N,6oP12oKioo при режимах орошения 80-80 и 80-70 % ВОВ или увеличением нормы удобрений до N230P180K270 с поддержанием режима орошения 70-70 % НВ. Урожайность томата на уровне 140 т/га может быть достигнута на вариантах водного режима 80-70 и 80-80 % В0В! при внесении минеральных удобрений нормой N230P180^270
- Формирование планируемых урожаев томата характеризуется следующими показателями роста, развития и фотосинтетической деятельности:
- 80 т/га — среднесуточный прирост сухой биомассы — 61,9.79,2 кг/га при высоте главного стебля 1,433. 1,510 м, максимальная площадь листьев — 33,2. .38,1 тыс.м/га, фотосинтетический потенциал — 3496.4095 тыс.м -дн./га и чистая продуктивность фотосинтеза — 2,44. .2,75 г/м в сутки.
- 110 т/га — среднесуточный прирост сухой биомассы — 82,3. 104,4 кг/га при высоте главного стебля 1,547. 1,632 м, максимальная площадь листьев — 37,3.39,9 тыс.м /га, фотосинтетический потенциал — 4080.4900 тыс.м2-дн./га и чистая продуктивность фотосинтеза — 2,90.3,27 г/м2 в сутки.
- 140 т/га — среднесуточный прирост сухой биомассы — 110,0. 121,7 кг/га при высоте главного стебля 1,672. 1,719 м, максимальная площадь листьев — 39,0. .42,0 тыс.м2/га, фотосинтетический потенциал — 4721. .5224 гу /у тыс.м -дн./га и чистая продуктивность фотосинтеза — 3,50. .3,70 г/м в сутки.
- При формировании 80 т/га плодов томата на каждую тонну товарной продукции расходуется 52,4.57,6 м3 воды. Наиболее эффективно (52,4 52,6 м3/т) водные ресурсы потребляются в варианте, сочетающем поддержание предполивного порога влажности почвы 70-70 % НВ при внесении повышенной дозы минеральных удобрений N16oPi2oKioo и на варианте сочетания предполивной влажности почвы на уровне 80-70 % НВ с расчетной дозой удобрений N85P6oKo. Более продуктивно использовалась влага при формировании 110 т/га томата, когда удельные затраты воды не о превышали расход 45,1.48,6 м/т. При этом наименьшие значения о коэффициента водопотребления (45,1 и 46,4 м /т) были получены в варианте, где поддержание режима увлажнения активного слоя почвы 70-70 % НВ сочеталось с внесением повышенной дозы минеральных удобрений N230P180K27O) а также при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80-70 % НВ в сочетании с расчетной дозой удобрений N160P120K100. Наиболее эффективное использование влаги (40,8 и 42,8 м3 на 1 т товарной продукции) наблюдалось в вариантах, обеспечивающих получение 140 т/га планируемой урожайности томата, что достигалось при поддержании влажности почвы не ниже 80-70 и 80-80 % НВ соответственно, на фоне внесения расчетной дозы удобрений N230P180K270.
- Поддержание предполивной влажности почвы в слое 0,5 м на уровне 70 % НВ в течение всего вегетационного периода обеспечивается проведением 19.27 поливов поливной нормой 190 м /га. Для поддержания влажности почвы дифференцированно — на уровне 80-70 % НВ необходимо провести 22.27 поливов нормами 130 и 190 м3/га. Для поддержания влажности почвы не ниже 80 % НВ в течение всего периода вегетации томата о требуется проведение 34.48 поливов нормой 130 м /га. Кроме того, на всех вариантах для лучшей приживаемости рассады осуществляется посадочный полив нормой 70 м3/га.
- Суммарное водопотребление томата в весенних пленочных теплицах при поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 70 % НВ составляет в среднем 4303.4947 м3/га. При дифференцированном режиме150 л орошения 80-70 % НВ расходуется 4541.5332 м /га водных ресурсов. При поддержании влажности почвы на уровне 80 % НВ суммарное водопотребление томата возрастает до 4932.6035 м3/га.
- Изменение среднесуточного водопотребления томата в весенних пленочных теплицах зависит от обеспеченности почвенной влаги и удобрениями, по межфазным периодам изменяется в пределах от 21,0.26,4 м/га до 34,0.40,7 м/га, достигая максимальных значений в период плодоношения.
- Применение капельного орошения с элементами систем автоматизации технологического процесса при выращивании томата в весенних пленочных теплицах обеспечивает получение ранней продукции высокого качества. Соблюдение рекомендуемых режимов орошения в сочетании с внесением расчетных доз минеральных удобрений обеспечивает получение плодов томата до 140 т/га.
- Для получения 80 т/га плодов томата при капельном орошении в весенних пленочных теплицах следует поддерживать влажность в активном слое почвы на уровне не ниже 70-70 % НВ в сочетании с дозой внесения минеральных удобрений Ni60Pi2oKioo или 80-70 и 70-80 % НВ при N85P60Ko.
- Получение урожайности томата на уровне 110 т/га обеспечивается поддержанием влажности почвы в режиме 80-70 и 80-80 % НВ на фоне внесения удобрений нормой N160P120K100 или 70-70 % НВ и N23oPi8()K270
- Получение урожая томата на уровне 140 т/га возможно при поддержании режима влажности почвы 80-70 или 80-80 % НВ в сочетании с дозой внесения удобрений N23oPi8oK27o
- Проведение поливов нормой 70, 130 и 190 м /га обеспечивается бесперебойной работой системы капельного орошения в течение 2,5, 5 и 7 часов соответственно.
