Режим орошения и удобрение репчатого лука на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья

Нижнее Поволжье, как зона развития овощеводства, благоприятно для возделывания теплолюбивых плодовых, корнеплодных, луковых культур и ранних овощей в открытом грунте. Увеличение производства овощеводческой продукции является одной из важнейших задач сельского хозяйства. Спрос же на ценную по содержанию витаминов культуру репчатый лук и продукты его переработки ежегодно растет, но удовлетворяется далеко не полностью. По научно обоснованным нормам годовое потребление лука на душу населения должно составлять 7 8 кг. Интенсификация производства сельскохозяйственной продукции на орошаемых землях Нижнего Поволжья, включая и производство овощей, возможна на основе усовершенствования всего технологического комплекса и, в первую очередь, оптимизации режима орошения и минерального питания растений.

Применение минеральных удобрений при орошении и соблюдение комплекса агротехнических мероприятий позволяет, во-первых, получать стабильный урожай, отвечающий биологическим возможностям культуры; во-вторых, рассматривать обеспечивать минеральные высокое качество не луковиц; только как в-третьих, средство удобрения непосредственного обеспечения растений элементами питания, но и как основной фактор повышения плодородия орошаемых земель Волго-Донского междуречья. Регулирование пищевого, водного и связанного с ними теплового и воздушного режимов почвы позволяет управлять развитием растений независимо от погодных условий и, следовательно, добиваться получения гарантированного и высокого урожая.

Актуальность. сельскохозяйственными Одной из важнейших задач, стоящих перед является предприятиями Нижнего Поволжья, увеличение производства овощей на орошаемых землях, в том числе и репчатого лука, для полного удовлетворения потребностей региона этим важнейшим продуктом питания. Однако населения получение экологически чистой продукции невозможно без дополнительного изучения ряда агроприемов, обеспечивающих формирование товарной части урожая в определенные сроки. Это требует углубленного изучения проблемы рационального водного и пищевого режимов почвы для получения высоких и стабильных урожаев при наименьших затратах труда и материальных средств. Агроклиматические условия Нижнего Поволжья определяют орошение решающим фактором в системе агротехнических приемов возделывания лука.

В связи с этим наиболее действенным средством дифференцированием предполивного порога влажности повышения почвы и урожайности является разработка научно обоснованного режима орошения с применением минеральных удобрений. Отсутствие рекомендаций, связанных с оптимизацией водного и пищевого режимов почвы, определило необходимость проведения исследований, направленных на усовершенствование режима орошения и применения удобрений, как основных элементов технологии возделывания репчатого лука с целью получения экономически выгодных урожаев. Цель и задачи исследования.

Основная цель исследования сводится к разработке и обоснованию оптимального режима орошения в связи с различной глубиной увлажняемого слоя почвы и применением расчетных доз удобрений на планируемый урожай лука.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Выявить закономерности потребления воды растениями лука при различной урожайности, а также взаимосвязи водопотребления с уровнем формируемого урожая.
2. Установить закономерности роста и развития лука, динамику формирования урожая, изменение показателей эффективность применения удобрений.
   
3. Определить основные параметры фотосинтетической деятельности растений, обеспечивающих формирование различных (25,0; 30,0 и 35,0 т/га) уровней планируемой урожайности.
4. Установить влияние водных и пищевых режимов на урожайность и качество продукции лука.
   
5. Дать экономическую и биоэнергетическую оценку различным режимам орошения в связи с глубиной увлажняемого слоя почвы и внесением доз удобрений.
   

• закономерности формирования водопотребления репчатого лука, особенности роста и развития растений при различных уровнях водообеспеченности и минерального питания;
  
• научно-экспериментальное обоснование водосберегающей технологии орошения, позволяющей получать запланированные урожаи лука, формируемые сортом Каратальский на уровне 25,0; 30,0 и 35,0 т/га. 

Заключение:

1. B условиях Волго-Донского междуречья на светло-каштановых почвах дифференцированный режим орошения по фазам роста и развития растений и оптимальная глубина увлажнения почвы в сочетании с удобрениями позволяют получать планируемый урожай экологически чистой продукции репчатого лука сорта «Каратальский» в пределах 25,0-33,0 т/га при влажности почвы в слое 0,4 м в первой половине вегетации (от всходов до начала образования луковицы) на уровне 80...85 % НЕ, во второй половине (от образования луковицы до технической спелости)- 70...75 %
2. Поддержание предполивной влажности почвы на уровне 80...85 % НЕ в первой половине вегетации в слое 0,3 м обеспечивается путем проведения 8...9 поливов нормой 200 м /га; в слое 0,4 м — 6...8 по 250 м /га и 0,5 м — 6...8 поливов нормой 300 MVra. Во второй половине вегетации для поддержания предполивной влажности на уровне 70...75 % НВ в слое 0,3 м требуется проведение 4...5 поливов нормой 300 м /га; 0,4 м — 4...5 поливов  по 350 м /га и в слое 0,5 м — 3...4 по 450 м /га. Оросительная норма равнялась соответственно на вариантах с фоном увлажнения почвы до 0,3 м от 2800 до 3300 MVra, 0,4 м — 2900...3750 м/га и 0,5 м - 3150...4200 м/га. Экономия оросительной воды в среднем составила на фоне увлажнения 0,4 м — 9,5 %, 0,3 м — 15,3 % по сравнению с увлажнением до 0,5 м.
3. Суммарное водопотребление при выращивании лука на репку в период исследований изменялось от 3902,0 до 5502,0 м/га. В структуре суммарного водопотребления наибольший удельный вес занимает оросительная норма и в зависимости от погодных условий года и глубины увлажнения почвы равняется 54,5...87,3 %. Долевое участие почвенной влаги составляет 6,4...9,2 %, атмосферных осадков — 5,0...39,0 %. Среднесуточное водопотребление в среднем за 1999-2002 гг. достигает на вариантах с глубиной 0,3 м — 36,4 м /га, 0,4 м — 32,6 м /га и 0,5 м — 34,6 Коэффициенты водопотребления на этих вариантах соответственно в среднем равняются 211,7, 197,4 и 221,5 MVT. На фоне увлажнения 0,4 м обеспечивается снижение расхода оросительной воды на образование одной тонны лука-репки на 10,9% по сравнению с увлажнением до 0,5 м на 6,8 — по сравнению с 0,3 м.
4. Внесение удобрений способствует значительному увеличению общей и продуктивной биомассы растений. Масса одного растения на контроле в фазу наступления технической спелости равнялась 17,4... 17,8г. С внесением дозы удобрений N75P25K.50 кг д.в./га - 21,0...21,6 г, N90P30K60 -27,1...27,8гиЫ105Рз5К70-23,8...24,1 г. Улучшение условий минерального питания также оказывает стимулирующее влияние на развитие листовой поверхности. Площадь листьев и фотосинтетический потенциал в посевах лука достигали по сравнению с контролем соответственно 9,13...9,63 тыс. м/га и 0,474...0,516 млн. м дней/га. Масса и диаметр одной луковицы на вариантах с глубиной увлажнения  0,3 м равняются 74,8 г и 5,0 см.; на фоне увлажнения 0,4 м — соответственно 80,5 г и 6,0 см. При увлажнении почвы до 0,5 м эти показатели составили 75,5 г и 5,5 см.Более высокий прирост сырой и сухой биомассы луковиц обеспечивается при глубине увлажнения почвы 0,4 м с внесением удобрений дозой N90P30K60 кг д.в./га.
5. На фоне естественного плодородия почвы в зависимости от режима орошения урожайность лука репчатого в среднем за 1999-2002 гг. достигает 14,5... 16,3 т/га. Самая высокая урожайность лука (в среднем за 1999-2002 гг. 31,7 т/га) формируется при внесении удобрений дозой N90P30K60 кг д.в./га на фоне увлажнения почвы до 0,4 м, что на 2,4 т/га больше, чем на варианте с увлажнением до 0,3 м и на 0,8 т/га больше, чем на увлажнении до 0,5 м. Формирование планируемой урожайности на уровне 25,0 т/га достигается при увлажнении почвы до 0,4 м и дозе удобрений N75P25K50 кг д.в./га. Урожайность лука на уровне 30,0 т/га обеспечивается внесением удобрений дозой N90P30K60 кг д.в./га и увлажнении активного слоя на 0,4 и 0,5 При внесении удобрений дозой N105P35K.70 кг д.в./га из расчета получения 35,0 т/га фактическая урожайность снижается ниже планируемой на 6,2-8,2 т/га.
6. Содержание сухого вещества в луковицах на варианте увлажнения почвы 0,3 м изменяется в пределах 17,22... 19,98%, на фоне увлажнения 0,4 м  15,40...17,55 и 0,5 м — 15,94...19,25%. Наибольшее количество общего сахара и витамина С обеспечивается при глубине увлажнения почвы 0,4м — соответственно 75,82% и 6,5 мг%. С увлажнением почвы до 0,5 м содержание общего сахара и витамина С составляет соответственно 73,62% и 6,2 мг%, что на 2,2% сахара и 0,3 мг% витамина С меньше, чем на фоне увлажнения до 0,4м. На вариантах увлажнения 0,3 м — соответственно 70,91% и 5,9 мг%, что, видимо, связано с частичным вымыванием Сахаров и витамина В среднем за годы исследований количество нитратов в продукции лука составило: на фоне увлажнения до 0,3 м — 78,6 мг/кг, 0,4 м — 79,6 и 0,5 м — 84,3 мг/кг.
7. Содержание нитратного азота на естественном фоне плодородия почвы колеблется в слое 0-0,25 м от 7,9...9,0 в фазу «посев - всходы» до 4,7...5,4 мг/100 г почвы в фазу «техническая спелость» в зависимости от режима орошения. Установлено, что внесение удобрений при возделывании лука способствует повышению концентрации нитратного азота как в слое 0-0,25, так и 0,25-0,50 м. На фоне удобрений N75P25K50 содержание нитратного азота в слое 0-0,50 м изменяется от 20,6...25,0 при посеве до 11,6...15,0 мг/кг почвы в фазе технической спелости, N90P30K60 — соответственно от 23,4...28,1 до 15,4... 18,7 и N105P35K70 — от 27,6...33,8 до 18,2...23,5 мг/кг почвы в зависимости от режима увлажнения. Для сезонной динамики нитратов при выращивании лука на фоне минеральных удобрений характерным является постепенное и закономерное снижение концентрации их от начала вегетации к созреванию культуры. Исследованиями установлено, что внесение удобрений в виде подкормок увеличивает содержание подвижного фосфора к фазе 3 - 5 листьев в слое О — 0,25 м в 1,5...1,7 раза, а в слое 0,25 — 0,50 м — в 1,1 - 1,3 В период вегетации репчатого лука содержание подвижного фосфора снижалось в фазы образования и технической спелости луковицы, что, видимо, связано с увеличением потребления фосфора растениями лука в это время. Ко времени уборки урожая лука количество подвижного фосфора в почве повышается.
   Внесение удобрений существенным образом улучшает и калийный режим пахотного слоя, несмотря на его высокое валовое содержание в светло-каштановых почвах. Содержание обменного калия в почве под посевами лука в зависимости от режима увлажнения в начале вегетации в слое 0-0,25м было 256,1...291,4 и 0,25-0,50 м — 126,0... 135,1 мг/кг почвы, то с внесением удобрений N75P25K50 — соответственно 286,4...330,0 и 138,1...158,7; N90P30K60 — 310,0...361,0 и 150,6...176,6 и Н,о5Рз5К7о — 323,4...371,0 и 177,4... 191,1 мг/кг почвы. В период вегетации содержание обменного калия в почве снижается, особенно в фазу образования луковицы.
8. При выращивании репчатого лука самые высокие затраты на гектар достигают на вариантах с глубиной увлажнения почвы 0,5 м — 23,79...42,24 тыс. руб./га. На фоне увлажнения 0,4 м затраты снижаются до 22,48...41,35 и 0,3 м — до 22,02...41,88 тыс. руб./га. Более высокая прибыль в расчете на гектар при возделывании лука обеспечивается при глубине увлажнения почвы 0,4 м и внесении NgoPsoK o^ кг д.в./га — 86,24 тыс. руб., что на 8,61 тыс. руб. выше по сравнению с внесением удобрений дозой N105P35K70 кг д.в./га. При увлажнении до 0,3 м величина чистого дохода с 1 га на фоне естественного плодородия почвы равняется 35,97 тыс. руб., с внесением N75P25K50 — 51,86 тыс. руб., N105P35K70 - 65,92 тыс. рублей. При увлажнении почвы до 0,5 м - соответственно на контроле 38,20 тыс. руб., а при внесении удобрений повышается от 58,45 до 81,35 тыс. рублей. Самый высокий уровень рентабельности репчатого лука обеспечивается при внесении NgoPsoK o^ кг д.в./га и глубине увлажнения почвы 0,4 м - 209%.
9. Затраты совокупной энергии на фоне увлажнения 0,3 м достигают 37,0...60,4 ГДж/га; 0,4 м — 26,3...46,2 и 0,5 м — 30,0...53,1 ГДж/га. Энергоемкость 1 т продукции на вариантах с глубиной увлажнения 0,4 м равняется 1,3... 1,6 ГДж, На фоне увлажнения 0,3 м эти показатели возрастают на 0,8... 1,0 ГДж. При увлажнении почвы до 0,5 м энергоемкость 1 т продукции снижается на 0,4...0,5 ГДж по сравнению с вариантом увлажнения до 0,3 м и на 0,3...0,4 ГДж выше, чем на фоне 0,4 м. Коэффициент энергетической эффективности при увлажнении почвы до 0,3 м изменяется от 0,56 до 0,70; 0,5 м — от 0,74 до 0,85. Более высокие его показатели достигают на фоне увлажнения почвы до 0,4 м — 0,91... 1,1.
   

Предложения производству

При использовании зональных технологий для возделывания репчатого лука с целью получения на орошаемых светло-каштановых почвах Волго Донского междуречья урожайности на уровне 25,0...33,0 т/га необходимо: поддерживать предполивной порог влажности почвы в первой половине вегетации репчатого лука (от всходов до начала образования луковицы) на уровне 80...85 % НВ путем проведения 6...8 поливов нормой 250 м/га, во второй половине (от образования луковицы до технической спелости) — 70...75 % НВ 4..5 поливами по 350 MVra на фоне увлажнения почвы в слое 0,4 м в сочетании с внесением удобрений; для получения 25,0 т/га лука-репки требуется внесение удобрений в дозе N75P25K50 кг д,в./га, 33,0 т/га -N90P30K60 кг д.в./га.