|
|
Оглавление1. Биология и особенности возделывания картофеля при разных способах орошения 2. Программа и методы исследований 3. Особенности формирования водного режима почвы при м алоинтенсивном дождевании картофеля 4. Закономерности продукционного процесса картофеля при малоинтенсивном дождевании 5. Эффективность возделывания картофеля при малоинтенсивном дождевании Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу2. Программа и методы исследований2.1. Программа и методики исследованийВ основу рабочей гипотезы исследований положено предположение о необходимости адаптации приемов возделывания сельскохозяйственных культур с переходом на системы малообъемного стационарного дождевания, которые должны максимально учитывать биологические особенности растительных видов и обеспечивать эффективное использование технологических преимуществ внедряемых систем орошения. Одним из наиболее важных «спорных» вопросов адаптации технологии возделывания картофеля к малоинтенсивному дождеванию являются способы посадки. Ретроспективный анализ информации в этом направлении показал, что основным имеющим эколого-экономическое обоснование способом посадки картофеля при орошении дождевальными машинами является посадка в гребень через 0,7 м. Основным способом посадки картофеля на капельном орошении стала посадка в сдвоенный рядок, что позволило существенно экономить на комплектующих системы [19, 73, 74, 135]. При малоинтенсивном дождевании нет экономии комплектующих системы при посадке в сдвоенный рядок, однако есть такая же возможность гибкого регулирования поливных норм и сроков полива, как и при капельном орошении. Вопрос о том, какой способ посадки в этих условиях окажется более выгодным, остается открытым. Кроме того, следует учитывать, что при малоинтенсивном дождевании нет жесткой привязки растения к схеме раскладки поливных трубопроводов, как при капельном орошении. Указанные особенности малоинтенсивного орошения актуализируют необходимость решения сразу ряда задач: — необходимость исследования закономерностей роста и развития картофеля с оценкой структуры урожая при разных способах посадки на фоне малоинтенсивного дождевания; — необходимость исследования ресурсопотребления при использовании для возделывания картофеля разных способов посадки на фоне малоинтенсивного орошения; — необходимость проведения комплексных оценок эффективности способов посадки картофеля при малоинтенсивном орошении по совокупности критериев, характеризующих общую продуктивность культуры, эффекты водосбережения и экономическую привлекательность потенциальных проектов. Кроме решения указанной совокупности задач, которая в итоге сводится к задаче обоснованного выбора способа посадки картофеля, необходима оптимизация параметров посадки (выбор оптимальной формулы посадки картофеля при малоинтенсивном дождевании). Для решения этих вопросов был заложен полевой эксперимент со следующими вариантами: — вариант А1 — посадка клубней картофеля в гребень через 0,7 м (контроль); — вариант А2 — посадка клубней картофеля ленточным способом (по технологии сдвоенного рядка) с расстоянием между рядками в ленте 0,5 м и междурядьем 0,7 м; — вариант А3 — посадка клубней картофеля ленточным способом (по технологии сдвоенного рядка) с расстоянием между рядками в ленте 0,5 м и междурядьем 0,9 м; — вариант А4 — посадка клубней картофеля ленточным способом (по технологии сдвоенного рядка) с расстоянием между рядками в ленте 0,5 м и междурядьем 1,1 м. Необходимость закладки фактора В по плану полевого эксперимента имеет при малоинтенсивном дождевании картофеля по крайней мере две предпосылки, которые сводятся к следующему: — первая определяется активным освоением точечных методов автоматизированного контроля влажности почвы по показаниям электрических датчиков или тензиометров. Метод чрезвычайно эффективен, но приборы для измерения влажности почвы имеют высокую стоимость, которая прямо пропорциональна количеству устанавливаемых датчиков. Это ставит задачу минимизации числа зон постоянного контроля влажности почвы; — вторая основывается на теории отбора влаги корневой системой, которая связывает плотность размещения корней и координатную динамику иссушения почвы. Учитывая, что в рамках фактора А закладываются варианты с шириной междурядий до 1,1 м, задача дифференцированного учета влажности почвы в зоне размещения растений и в междурядьях, видится особенно актуальной. Таким образом, задача, для решения которой по плану полевого эксперимента был заложен фактор В, определяется необходимостью оптимального размещения зон непрерывного контроля влажности почвы. Для решения этой задачи по плану полевого эксперимента были заложены следующие варианты: — вариант В1 — устройство постоянных водобалансовых площадок по смешанному типу, в междурядьях и в зоне размещения растений (контроль); — вариант В2 — устройство постоянных водобалансовых площадок в междурядьях; — вариант В3 — устройство постоянных водобалансовых площадок в зоне размещения растений. Закладка полевого эксперимента проводилась методом расщепленных делянок, где площадь делянок первого уровня (фактор А) в одной повторности составила 840 м2, делянок второго уровня (фактор В) в одной повторности — 280 м2, площадь единичной делянки, образованной сочетанием изучаемых факторов, — 280 м2 (рис. 2.1). Площадь всей совокупности вариантов опыта в одной повторности составила 0,72 га, повторность опыта — четырехкратная. Принципы репрезентативности, единственного различия, единообразия, однородности почвенного покрова и истории опытного участка при закладке опыта были соблюдены в соответствии с требованиями общепринятой методики [31]. Рельеф и гидрологические условия по площади опытного участка были одинаковы. Тип формирования почвенного покрова опытного участка — автоморфный, сезонная динамика глубины залегания грунтовых вод составляет 8,5–12,0 м. Программой исследований предусматривалась организация непрерывного мониторинга метеорологических условий на опытном участке, оценка водно-физических свойств и показателей актуального плодородия почвы, закладка постоянных водобалансовых площадок, организация регулярных измерений влажности почвы, определение водопотребления, проведение фенологических наблюдений с регистрацией основных фаз роста и развития картофеля, биометрических учетов вегетирующих растений, организация учета урожая с оценкой биохимического состава и качества клубней. Отбор проб для определения ее физических и агрохимических свойств почвы проводили в 8-кратной повторности по диагонали опытного участка. Плотность твердой фазы почвы определяли в лаборатории пикнометрическим методом [99]. Предварительная подготовка почвенных образцов для определения плотности твердой фазы заключалась в его высушивании до абсолютно сухого состояния, растирании и просеивании через сито с диаметром 1 мм. Навеска почвы для пикнометра бралась равной 8–10 г. Пробы почвы для определения ее плотности сложения брали специальным буром из почвенного разреза до глубины 0,5 м для каждого из горизонтов, мощностью 0,1 м [5]. Емкость бура, используемого для отбора проб почвы, 50 см3. Отобранные пробы с известным объемом почвы в ненарушенном состоянии высушивали в лабораторных условиях при температуре 105 °С до постоянного веса. Плотность сложения почвы определяли из соотношения: , 2.1 где Мп — масса образца почвы, доведенного до абсолютно сухого состояния, г; Vб — объем бура (50 см3). Общую пористость почвы определяли по известным значениям плотности сложения и плотности твердой фазы почвы из соотношения [5]: , 2.2 где ρт.ф. — плотность твердой фазы почвы, т/м3. Определение наименьшей влагоемкости почвы проводили методом заливаемых площадок [99] в четырехкратной повторности. Для исключения испарения влаги с поверхности почвы после впитывания воды площадки укрывали полиэтиленовой пленкой. Отбор проб почвы на влажность начинали на 2-е сутки после заливки. Повторный отбор проб и последующий (при необходимости) проводили Влажность устойчивого завядания растений принимали равной максимальной гигроскопичности почвы, увеличенной в полтора раза [23]. Определение максимальной гигроскопичности почвы проводилось в лабораторных условиях по методу А. В. Николаева путем насыщения образцов абсолютно сухой почвы парообразной водой атмосферы в среде сернокислого калия. Для изучения актуального плодородия почвы на опытном участке опытами предусматривалось ежегодное определение содержания гумуса (методом, предложенным И. В. Тюриным), кислотности по горизонтам с использованием потенциометра, определение гидролизуемых форм азота (методом И. В. Тюрина и М. М. Кононовой), а также подвижных форм фосфора и калия по методу Б. П. Мачигина [48]. Мониторинг температуры и относительной влажности воздуха, объема поступления атмосферных осадков, скорости и направления ветра был организован непосредственно на опытном участке. Для этого использовали компактную метеостанцию «Oregon Scientific WMR300». Для измерения объема поступления атмосферных осадков и периодического контроля слоя осадков при малоинтенсивном дождевании использовали дождемеры Давитая [91]. Контроль влажности почвы для назначения очередных вегетационных поливов проводили на постоянных водобалансовых площадках, организованных в соответствии с программой полевого эксперимента. Повторность — четырехкратная, отбор проб проводили на глубину активного слоя почвы через 0,1 м. Для проведения водобалансовых исследований и экспериментального определения суммарного водопотребления контроль влажности почвы проводили дифференцированно, в междурядьях и в зоне размещения растений, до глубины 2,0 м. Содержание влаги в отобранных образцах почвы определяли на базе полевой лаборатории по ГОСТ 28268-89 [23]. Рис. 2.1. Схема полевого эксперимента через сутки. Исследования считали завершенным, если распределения влаги в почвенных горизонтах было одинаковым в двух последовательных измерениях. Расчет суммарного водопотребления проводили по упрощенному водобалансовому уравнению [71]. Учитывали поступление атмосферных осадков (Qатм.), оросительную норму (М) и изменение запасов почвенной влаги (ΔW): ETcrop = M + Qатм. + Δ W. 2.3 Динамику почвенных влагозапасов контролировали дифференцированно, в междурядье и в зоне размещения растений, а общее изменение запасов почвенной влаги принималось равным сумме изменений почвенных влагозапасов в рядке и междурядье. Поливную норму определяли расчетным методом исходя из водно-физических свойств почвы, мощности увлажняемого горизонта и заданного диапазона регулирования влажности почвы [53]: m = 100 · ρ · H · (βHB – βппв), 2.4 где H — мощность увлажняемого горизонта почвы, м; βHB — весовая влажность почвы в состоянии наименьшей влагоемкости, %; βппв — порог предполивной влажности почвы в весовых процентах. Значения среднесуточного водопотребления и температурных коэффициентов испарения влаги определяли для каждой фазы роста и развития картофеля из отношения суммарного водопотребления посевов за период к продолжительности этого периода или сумме среднесуточных температур воздуха, накопленной за этот же период [90]. Эффективность использования воды на формирование урожая при спринклерном орошении картофеля оценивали по коэффициенту водопотребления, определяемого отношением суммарного водопотребления за вегетационный период культуры к общей продуктивности посевов [53, 73]. В состав работ по программе фенологических исследований входила регистрация дат наступления фаз роста и развития картофеля. В соответствии с требованиями общепринятых методик [31, 76, 89] за начало наступления очередной фенологической фазы принимали дату, когда признаки фазового развития проявлялись не менее чем у 10% растений. Полное вступление в фазу регистрировалось на дату, когда признаки фазового развития проявлялись не менее чем у 75% растений. Параллельно с фенологическими наблюдениями контролировали плотность размещения растений для каждого варианта опыта. Для этого число растений на дату наступления каждой новой фазы подсчитывали на 1 п. м. в 5-кратной повторности [99]. Совокупность показателей, используемых для оценки фотосинтетической активности картофеля, включала пофазный учет массы сырого и сухого органического вещества, накапливаемого растениями, учет площади и динамики развития листового аппарата, расчет фотосинтетического потенциала и определение значения продуктивности фотосинтеза. Учет массы сырого и сухого органического вещества проводили ежедекадно, а также на даты наступления основных фаз роста и развития картофеля по 16 модельным растениям [100]. В период закладки и формирования клубней их вес также учитывался при определении массы органического вещества, накопленного растениями. Для этого определяли биологический урожай клубней и проводили их биохимический анализ с последующим расчетом накопленной массы сухого вещества. Вес материнского клубня при этом не учитывали. Вегетативную часть растений сушили в специально выделенном сухом помещении без доступа прямой солнечной радиации [76]. По результатам учетов для каждой фазы роста и развития картофеля определяли: 1) массу сухого вещества, накопленную картофелем в пересчете на 1 га посевной площади; 2) прирост сухой биомассы за межфазный период. Площадь листового аппарата определяли сразу после отбора растительных образцов путем полного съема листьев с 8 модельных растений в условиях полевой лаборатории. Экспресс-оценка площади листьев в собранных образцах проводилась методом высечек [76]. Пересчет площади листьев картофеля на 1 га посевной площади проводили с учетом густоты стояния растений. Используя пофазные значения площади листового аппарата, определяли величину фотосинтетического потенциала картофеля, для чего использовали формулу приближенного вычисления: , 2.5 где Sк.ф. — площадь листьев на конец фазового периода, тыс. м2/га; Sн.ф. — площадь листьев на начало фазового периода, тыс. м2/га; N — число дней в периоде, сут. Значения чистой продуктивности фотосинтеза картофеля для каждого варианта опыта определяли расчетным методом [86, 100]: , 2.6 где М2 и М1 — масса вещества в абсолютно сухом состоянии, накопленного картофелем за расчетный период, т/га; Пф — фотосинтетический потенциал картофеля за этот же период, тыс. м2 дн./га. Учет урожая клубней картофеля проводили сплошным методом [31]. Уборка урожая сопровождалась калибровкой клубней картофеля по фракциям с учетом как общего веса клубней, так и веса клубней в каждой фракции. Параллельно были сформированы пробы для учета биохимического состава клубней с целью оценки их качества. Внимание! Авторские права на книгу "Малоинтенсивное дождевание картофеля в условиях юга России. Монография" (Дубенок Н.Н., Бородычев В.В., Чечко Р.А.) охраняются законодательством! |
||||||||||||||||||||||
