|
|
Оглавление1. Проблемы и перспективы возделывания репчатого лука в ранней культуре 2. Схема и условия проведения полевых опытов 3. Закономерности продукционного процесса раннего лука при капельном орошении 4. Водопотребление и водный режим почвы при выращивании рассадного лука 5. Эффективность капельного орошения лука при возделывании в рассадной культуре Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу4. Водопотребление и водный режим почвы при выращивании рассадного лука4.1. Поливной режим и динамика влажности корнеобитаемой зоны почвогрунта при капельном орошении рассадного лукаОсновной задачей орошаемого земледелия является поддержание водного режима почвы, при котором почвенная влага находится в доступной форме для возделываемой культуры и наиболее полно отвечает биологии развития растений данного вида [77]. При этом ввиду выраженных ресурсных ограничений различных видов (вода, технические средства, энергия и т.д.) требуется применение ресурсоэкономичных технологий и режимов орошения, то есть минимизация затрат на орошение вплоть до установления предельных уровней воздействия. Таким образом, необходим поиск компромисса между созданием наиболее оптимальных для роста и развития растений условий и затратами материальных и нематериальных ресурсов — в частности, воды, энергии, труда и прочих, необходимых для полной реализации технологического цикла [113]. С этих позиций первоочередной задачей должно быть поставлено установление закономерностей формирования водного режима почвы как основного экологического фактора, определяющего рост и продуктивность растений в засушливых условиях сухостепной зоны юга России, и поливного режима как основного агротехнического фактора, определяющего водный режим почвы. Технологической особенностью капельного орошения является как раз то, что оно максимально в сравнении с другими видами орошения направлено на удовлетворение потребностей растений в воде в наиболее полном соответствии с биологическими особенностями и ритмами [152]. Наряду с этим возникает потребность в точном прогнозировании водного режима почвы и, соответственно, поливного режима, поскольку только в этом случае возможна реализация потенциала данного способа орошения. Необходим учет региональных особенностей (типы и свойства почвы, региональная агротехника), временной вариации метеорологических условий, динамики водопотребления культуры. Поэтому и эффективность капельного орошения зависит от того, насколько полно изучены и дифференцированы знания по указанным направлениям. Нашими исследованиями предусматривалось решение таких задач для лука, возделываемого из рассады в ранней культуре. В табл. 4.1 представлены данные о поливном режиме раннего рассадного лука в годы проведения исследований. Поливы в опытах проводили расчетными нормами. При снижении влажности почвы в слое 0,4 м до 70% НВ поливы проводили нормой 270 м3/га, при снижении влажности почвы до 80% НВ — нормой 180 м3/га, для поддержания предполивного уровня 90% НВ — 90 м3/га. Опыты показали, что динамика поливного режима лука существенно изменяется с развитием и изменением состояния посева. Например, в 2009 году для того, чтобы не допустить снижения влажности почвы ниже 70% НВ, в расчетном слое 0,4 м было проведено 2 полива по 270 м3/га в период от высадки рассады до начала формирования луковицы, 1 полив нормой 270 м3/га в период «формирование — начало активного роста луковицы» и 4 полива в фазу активного роста луковицы, вплоть до начала фазы созревания. В годы исследований число поливов, проведенных для поддержания допустимого уровня снижения влажности почвы 70% НВ, изменялось, однако пропорция в числе проведенных поливов по фазам роста и развития сохранялась. В 2008 году влажность активного слоя почвы до предполивного уровня (70% НВ) снижалась по одному разу в период «высадка рассады — начало формирования луковицы» и «формирование — начало активного роста луковицы» и три раза в фазу активного роста луковицы. В 2010 году в период от высадки рассады до начала формирования луковицы влажность почвы в расчетном слое (0,4 м) до 70% НВ не снижалась. Поддержание водного режима почвы в заданных схемой опыта пределах обеспечивалось за счет поступления атмосферных осадков. За этот период осадки поступили в размере, превышающем 80 мм, что больше, чем естественная испаряемость. Однако характерное для региона исследований ливневое поступление осадков обусловило кратковременный поверхностный и внутрипочвенный сток влаги с последующим активным иссушением корнеобитаемого слоя почвы. Поэтому уже в следующий период, «формирование — начало активного роста луковицы», влажность почвы до предполивного уровня (70% НВ) снизилась в 2 раза, а в фазу активного роста луковицы — в 4 раза. Такой поливной режим и динамика влажности корнеобитаемого слоя почвы с небольшими изменениями сохранялась при разных уровнях минерального питания, при внесении удобрений дозой N50P35K10, N110P60K100 и N170P85K190. Лишь при внесении удобрений максимальной в опыте дозой N230P110K280 и только в 2008 году для поддержания в расчетном слое почвы (0,4 м) предполивного уровня 70% НВ потребовалось провести на один полив больше. Таблица 4.1 Поливной режим раннего рассадного лука в годы проведения исследований (число поливов × поливная норма, м3/га)
Примечание. I — высадка рассады — начало формирования луковицы; II — формирование — начало активного роста луковицы; III — начало активного роста — начало созревания луковицы. Опыты показали, что повышение порога предполивной влажности почвы до 80 и 90% НВ связано с необходимостью интенсификации поливного режима. В наиболее засушливом за период исследований 2009 году для поддержания предполивного уровня не ниже 80% НВ на участках вариантов, где минеральные удобрения вносили дозой N50P35K10, N110P60K100 или N170P85K190, требовалось проведение 3 поливов в период «высадка рассады — начало формирования луковицы», 2 поливов в периоды «формирование — начало активного роста луковицы» и 8 поливов в фазу активного роста луковицы. При внесении удобрений максимальной в опыте дозой, N230P110K280, в первые два периода развития поливной режим не изменялся, а в фазу активного роста луковицы потребовалось провести 9 поливов, или на 1 полив больше, чем при внесении удобрений дозой N50P35K10, N110P60K100 или N170P85K190. Таким образом, увеличение уровня минерального питания приводит к повышению динамики иссушения почвы, причем максимально это проявляется в период активного роста луковицы. Результаты исследований в 2008 и 2010 году полностью подтверждают справедливость сделанного вывода. Например, в 2010 году для поддержания допустимого уровня снижения влажности почвы не ниже 80% НВ в период активного роста луковицы было проведено 7 поливов при внесении удобрений дозой N50P35K10 и N110P60K100 и 9 поливов при внесении удобрений дозой N170P85K190 и N230P110K280. В 2008 году в период активного роста луковицы до предполивного уровня (80% НВ) влажность 0,4-метрового слоя почвы снижалась 5 раз при внесении удобрений дозой N50P35K10, 6 раз при внесении N110P60K100 или N170P85K190 и 7 раз при внесении максимальной в опыте дозы удобрений, N230P110K280. В разные по обеспеченности метеорологическими показателями годы исследований для подержания предполивного порога влажности 0,4-метрового слоя почвы на уровне 90% НВ в период от высадки рассады до начала формирования луковицы требовалось провести от 2 до 6 поливов, а в период «формирования — начало активного роста луковицы» до предполивного уровня (90% НВ) влажность почвы снижалась 4–5 раз. В период активного роста луковицы на динамику влажности активного слоя почвы и поливной режим кроме погодных условий существенное влияние оказывал уровень минерального питания посевов. В 2008 году за период «начало активного роста — начало созревания луковицы» влажность почвы до предполивного уровня (90% НВ) опускалась 11 раз при внесении удобрений дозой N50P35K10, 13 раз при внесении N110P60K100 или N170P85K190 и 14 раз при внесении максимальной в опыте дозы удобрений, N230P110K280. В 2009 году число поливов, проведенных для поддержания порога предполивной влажности почвы в период активного роста луковицы, увеличивалось с 16 до 19 при повышении дозы внесения минеральных удобрений с N50P35K10 до N110P60K100 и до 21 при внесении N170P85K190 или N230P110K280. В 2010 году в период активного роста луковицы до предполивного уровня (90% НВ) влажность 0,4-метрового слоя почвы снижалась 16 раз при внесении N50P35K10, 17 раз — при внесении N110P60K100, 19 раз — при внесении N170P85K190 и 20 раз при внесении максимальной в опыте дозы минеральных удобрений, N230P110K280. Таким образом, интенсивность поливного режима раннего рассадного лука неодинакова по фазам роста и развития и определяется погодными условиями, поддерживаемым порогом предполивной влажности почвы и уровнем минерального питания. В наибольшей степени потребность в увеличении частоты проведения поливов обуславливается заданным порогом предполивной влажности почвы. Из данных, приведенных в таблице 4.1, видно, что число поливов, проведенных для поддержания влажности почвы в заданном диапазоне с предполивным уровнем не ниже 90% НВ, в 3,7–4,5 раза больше, чем с предполивным уровнем 70% НВ. Это подтверждается и результатами вариационного анализа числа поливов, проведенных в основные фазы роста и развития раннего рассадного лука (табл. 4.2). Согласно проведенным расчетам коэффициент вариации поливного режима раннего лука по вариантам опыта и в годы проведения исследований составил 72,4% в период от высадки рассады до начала формирования луковицы, 54,3% в период «формирование — начало активного роста луковицы» и 63,9% в период активного роста луковицы (до начала фазы созревания). При этом наибольшая доля вариаций числа поливов в указанные фазы развития лука, от 58,1 до 91,9%, приходится на условия, которыми регламентируется уровень предполивной влажности. Существенно, на 4,6–35,9%, число проведенных в опыте поливов зависело от складывающихся погодных условий, и, в наименьшей степени, на 0,1–1,7% — от уровня минерального питания. Вариационная оценка показала также значимость взаимодействия фактора, регламентирующего уровень предполивной влажности почвы с метеоусловиями, доля в общей вариации которого оценивается в 2,4–5,3%. Таким образом, число поливов, проведение которых необходимо для регулирования водного режима почвы, определяется в первую очередь порогом предполивной влажности. С увеличением уровня предполивной влажности фиксированного объема почвы (для раннего рассадного лука этот объем полностью определяется мощностью активного горизонта — 0,4 м) число поливов увеличивается в разы при снижении поливной нормы. Проведенный анализ свидетельствует о более высоких требованиях к гибкости оросительной системы при повышении порога предполивной влажности почвы. Технология орошения при этом должна обеспечивать своевременное проведение поливов на разных участках орошаемого массива с максимальной минимизацией затрат на эту функцию. Другими словами, система должна быть готова к быстрой смене орошаемых участков без каких-либо дополнительных затрат. Наряду с этим опыты показали, что с повышением порога предполивной влажности почвы увеличивается также потребность в оросительной воде (табл. 4.3). Таблица 4.2 Результаты вариационного анализа поливного режима рассадного лука на светло-каштановых, среднесуглинистых почвах сухостепной зоны Нижнего Поволжья
Примечание. I (f) — высадка рассады — начало формирования луковицы; II (f) — формирование — начало активного роста луковицы; III (f) — начало активного роста — начало созревания луковицы. Из приведенных данных видно, что в наиболее засушливом, 2009 году, на участках, где влажность активного слоя почвы поддерживали в диапазоне 0,7÷1,0 НВ, оросительная норма составила 1890 м3/га; при поддержании предполивного уровня 80% НВ увеличилась до 2340–2520 м3/га, а для поддержания порога предполивной влажности почвы 90% НВ потребовалось затратить 2340–2790 м3/га оросительной воды. Указанный интервал затрат оросительной воды, приведенный для вариантов поддержания предполивного порога влажности почвы 80 и 90% НВ, обусловлен уровнем минерального питания. Например, для поддержания заданного диапазона влажности с предполивным уровнем 80% НВ в расчетном слое почвы 0,4 м в 2009 году в опытах было затрачено 2340 м3/га воды на участках, где удобрения вносили дозой N50P35K10, N110P60K100 и N170P85K190, и 2520 м3/га оросительной воды при внесении N230P110K280. Для поддержания влажности активного слоя почвы в диапазоне 0,9÷1,0 НВ в 2009 году потребовалось затратить 2340 м3/га оросительной воды при внесении удобрений дозой N50P35K10, 2520 м3/га оросительной воды при внесении удобрений дозой N110P60K100, 2700 м3/га оросительной воды при внесении удобрений дозой N170P85K190 и 2790 м3/га оросительной воды на участках, где посевы были удобрены максимальной в опыте дозой, N230P110K280. Такая закономерность сохранялась во все годы исследований. Таблица 4.3 Динамика расходования оросительной воды при капельном орошении посевами раннего рассадного лука, м3/га
Примечание. I (f) — высадка рассады — начало формирования луковицы; II (f) — формирование — начало активного роста луковицы; III (f) — начало активного роста — начало созревания луковицы. Погодные условия в годы проведения исследований оказывали существенное влияние как на развитие растений в посевах, так и на затраты оросительной воды, необходимой для поддержания заданных порогов предполивной влажности почвы. В 2008 году оросительная норма в посевах рассадного лука изменялась от 1350 м3/га при поддержании предполивного порога влажности почвы 70% НВ и внесении минеральных удобрений дозой N50P35K10 — N170P85K190 до 2070 м3/га при поддержании предполивного уровня 90% НВ и внесении удобрений дозой N230P110K280. В 2010 году оросительная норма в посевах рассадного лука изменялась от 1620 м3/га при поддержании предполивного порога влажности почвы 70% НВ и внесении минеральных удобрений дозой N50P35K10 — N170P85K190 до 2430 м3/га при поддержании предполивного уровня 90% НВ и внесении удобрений дозой N230P110K280. Таким образом, погодные условия вносят существенные коррективы в динамику расходования оросительной воды, необходимой для регулирования водного режима почвы. Это подтверждается результатами вариационного анализа (табл. 4.2). Коэффициент вариации затрат оросительной воды в основные фазы роста и развития рассадного лука достигал 21,7–54,1%, причем до 34,1–85,0% от общей вариации он определяется погодными условиями. Характерна динамика вариации затрат оросительной воды в течение вегетационного периода рассадного лука. По фактору погодных условий наибольшая вариация затрат оросительной воды, 85,0% от общей вариации, отмечена в период «высадка рассады — начало формирования луковицы», с последующим постепенным снижением до 47,3% от общей вариации в период «формирование — начало активного роста луковицы» и до 34,1% от обще вариации в период активного роста луковицы. Вариация затрат оросительной воды в зависимости от уровня предполивной влажности почвы, напротив, возрастала с 6,2% (от общей вариации) в период «высадка рассады — начало формирования луковицы» до 45,0% (от общей вариации) в фазу активного роста луковицы. Вариация затрат оросительной воды в зависимости от уровня минерального питания в периоды «высадка рассады — начало формирования луковицы» и «формирование — начало активного роста луковицы» практически отсутствует; зато в период активного роста луковицы 9,4% общей вариации затрат оросительной воды объясняется повышением уровня минерального питания. Средние за годы исследований и по вариантам опыта затраты оросительной воды в период «высадка рассады — начало формирования луковицы» составляют 333 м3/га, в период «формирование — начало активного роста луковицы» — 373 м3/га, в период активного роста луковицы (до начала фазы созревания) — 1283 м3/га. Стандартное отклонение по затратам оросительной воды в эти же периоды составляет соответственно 180, 81 и 306 м3/га. Затраты оросительной воды для регулирования водного режима почвы в заданных пределах определяют продолжительность бесперебойной работы системы капельного орошения при поливе раннего рассадного лука. Термин «бесперебойной» здесь употреблен в смысле суммирования продолжительности работы системы капельного орошения в течение вегетационного периода (равно как или любого другого периода роста и развития) рассадного лука для каждого варианта опыта в отдельности. Расчеты показывают, что поддержание заданного диапазона влажности почвы с предполивным уровнем 70% НВ обеспечивается 25–35 часами бесперебойной работы системы капельного орошения (табл. 4.4). Уровень минерального питания при этом не оказывает значимого для практики влияния на параметры работы системы капельного орошения. Таблица 4.4 Продолжительность бесперебойной работы системы капельного орошения при поливе раннего рассадного лука, ч
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
