Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности вопросов минерального питания и орошения томата и обоснование направления исследований 6-40
1.1. Значение и биологические особенности культуры томата, отношение растений к основным факторам внешней ереды- 6-18
1.2. Эффективность применения удобрений под томат 18 - 29
1.3. Эффективность орошения, поливные и оросительные нормы, водопотребление томата
1.4. Обоснование направления исследований 37-40
Глава 2. Цель, задачи, методика и условия исследований 41-75
2.1. Цель, основные задачи и методика исследований 41-46
2.2. Характеристика климата и погодных условий 46-57
2.3 Агрохимическая и агрофизическая характеристика почв опытного поля
2.4. Особенности технологии возделывания рассадного томата в полевых опытах
2.5. Основные агротехнические приемы при возделывании рассадного томата в полевом опыте
Глава 3. Основные показатели фотосинтетической деятельности растений в посадках томата Дуал плюс Fj в зависимости от применения удобрений 76 -113
3.1. Динамика листовой поверхности томата Дуал плюс Fj взависимости от применяемых удобрении 88-94
3.2. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на формирование фотосинтетического потенциала посадок томата Дуал плюс F1 на каштановой и пойменной почвах
3.3. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на показатель накопления сухой биомассы посадок томата Дуал плюс Fi на каштановой и пойменной почвах
3.4 Коэффициент хозяйственной эффективности урожая гибрида Дуал плюс Ft в зависимости от применения удобрений при орошении 95 -100
3.5. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на показатель чистой продуктивности фотосинтеза посадок томата Дуал плюс Fj на каштановой и пойменной почвах
3.6. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на использование приходящей ФАР растениями томата Дуал плюс на мелиорированных почвах- 109 -113
Глава 4. Оптимизация водного режима каштановых и пойменных почв в посадках томата Дуал плюс Fi 114-151
4.1 Сроки проведения, число поливов и поливные нормы томата Дуал плюс Fi
4.2. Эвапотранспирация посадок томата по фазам развития и п годам исследований
4.3. Коэффициенты суммарного водопотребления томата 140-143
4.4. Биолого-математические модели эвапотранспирации для управления водным режимом почвы в посадках томата
Глава 5. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на питательный режим каштановой и пойменной 152 -167
почв и вынос элементов питания урожаем томата
Глава 6. Влияние удобрений на величину урожая и качество томата Дуал плюс Fi
Глава 7. Экономическая эффективность приемов комплексной оптимизации водного и пищевого режимов каштановых и пойменных почв при выращивании рассадного томата 178 -188
Выводы и предложения производству 190 - 194
Список использованной литературы 195 - 219
Приложения 220 - 245
- Эффективность применения удобрений под томат
- Характеристика климата и погодных условий
- Коэффициент хозяйственной эффективности урожая гибрида Дуал плюс Ft в зависимости от применения удобрений при орошении
- Коэффициенты суммарного водопотребления томата
Введение к работе
Актуальность работы. Обеспеченность населения России овощами и продуктами их переработки в настоящее время не соответствует научно-обоснованным нормам их потребления. Так, современное производство овощей в расчете на душу населения в России составляет 75 кг/год при среднегодовой физиологической норме потребления в зависимости от климатических условий и национальных особенностей 100... 153 кг на человека (в том числе томата 60 кг на человека). Поэтому задача наращивания производства овощей относится к числу приоритетных в развитии аграрного сектора России. При этом наиболее перспективными регионами для создания высоко-продуктивных овощных агрофитоценозов является юг России, где главным фактором, который находится в минимуме и лимитирует использование других факторов, является вода и обеспеченность основными элементами питания.
В настоящее время, наряду с ростом производства основной продукции птицеводства, увеличивается и выход побочного продукта в виде птичьего помета, который может использоваться фермерскими и коллективными хозяйствами в качестве органического удобрения взамен дорогостоящим минеральным удобрениям.
В связи с удорожанием основных средств производства, таких как транспорт, энергоносители, эффективное производство растениеводческой продукции возможно только при рациональных дозах данного удобрения, поэтому оно может использоваться лишь в близлежащих хозяйствах не требующих высоких затрат на транспортировку и внесение в почву. В связи с этим происходит накопление птичьего помета вблизи птицеферм и фабрик, вследствие невостребованности. В результате обостряется экологическая обстановка не только в пригородных зонах Волгоградской области, но и во всех регионах нашей страны, где приоритетным направлением становится развитие птицеводческой отрасли. Эффективное использование птичьего помета в данных условиях становится возможным лишь при комплексной его доработке с целью увеличения концентрации подвижных форм элементов питания, доступных для усвоения растениями, и, как следствие уменьшение доз внесения, затрат на приобретение, доставку, внесение, и повышение урожайности. Особенно эффективность переработанного органического удобрения возрастает в условиях орошения.
Комплексный анализ практики использования орошаемых земель за последние 30 лет в климатических условиях юга России убедительно свидетельствует, что наряду с другими видами мелиорации ведущая роль в стабилизации и повышении эффективности производства сельскохозяйственной продукции принадлежит орошению и применению удобрений. Приведя в систему эти основные факторы, можно обеспечить получение высоких планируемых урожаев овощей, в том числе томата, в агроклиматических и почвенных условиях Волгоградской области.
Однако анализ научного и производственного опыта орошения и применения удобрений в нашей стране и за рубежом выявил множество нерешенных вопросов. Нуждаются в дополнительном обосновании параметры дождевания и удобрения культуры применительно к почвенно-климатическим условиям Волго-Донского междуречья, Волго-Ахтубинской поймы. Поэтому вопросы совершенствования технологии возделывания томата с учетом биологических особенностей культуры, закономерностей продукционного процесса, потребления воды и элементов минерального питания, представляет как теоретический, так и практический интерес для орошаемого земледелия в регионе.
Актуальность выполненных нами исследований подтверждается тем, что они входят в НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001...2005 гг.)
Эффективность применения удобрений под томат
Одними из главных регулируемых факторов в интенсивном овощеводстве являются минеральное питание и орошение (3, 5, 6, 7, 8,12,14,18,20, 26,38,44, 60,65, 66,67, 68, 74, 80, 83, 84, 86, 90, 91, 92, 93, 125,126, 127, 133, 140, 166,183,235,236,237,238,239). Обеспеченность растений питательными веществами определяет интенсивность роста и развития сортов и гибридов томата, который весьма отзывчив на применение высоких доз удобрений (8,9,13,14,18, 21,22,29, 54, 68,69, 82,103,108,115,140,160,163, 175,176,200, 203,204,205,216, 227, 231,243,244). С характером роста отдельных органов связано потребление растением питательных элементов.
По данным З.И. Журбицкого (1963), во всех органах растений содержится фосфор, азот и калий, причем в плодах и стеблях - преимущественно калий. Связано это с тем, что томат более всего потребляет калия. Азот по выносу стоит на втором месте, фосфор - на третьем. По данным английских исследователей, на образование 1 т плодов растения томата потребляют 7,3 кг калия, 3,9 кг азота, 0,6 кг фосфора (23). Роль калия велика не только в образовании урожая, но и в формировании вкусовых качеств плодов. Растения нуждаются в повышенном содержании в почве калия с самого начала их роста. Потребление фосфора является невысоким. Он необходим растениям весной для образования корневой системы и других органов и в период формирования плодов и семян. Весной нередко при понижении температуры его усвоение сильно сокращается (8, 9, 29, 68, 69, 73, 83, 131, 141, 147, 160, 183, 204, 232). Азот в наибольшем количестве потребляется в период активного формирования вегетативных органов и роста плодов. Первоначально потребность в нем небольшая. Во время выращивания рассады и сразу после ее высадки в грунт повышенное содержание азота в почве даже является вредным и приводит к излишне быстрому росту вегетативных органов в ущерб развитию цветочных кистей. Из-за этого первые соцветия могут полностью атрофироваться и не образовывать плодов. Лишь с началом роста плодов на первых кистях потребность в азоте возрастает. Начиная с этого периода растения, нуждаются в условиях, при которых обеспечиваются одновременно активное формирование вегетативных органов и рост плодов. Особенно важное значение имеет правильное соотношение калия и азота (2, 9, 10, 21, 29, 82, 158,160, 174,200,202,206, 232,271). Научными учреждениями установлено, что томат лучше других овощных культур способен переносить повышенную кислотность почвы и успешно расти и развиваться как при рНКС = 5,6, так и 7,0. Эта культура очень требовательна к плодородию почвы: в расчете на 1 т плодов с соответствующим количеством вегетативной массы потребляет 3,2 -3,5 KrN, 1,0-1,2 кг Рг05, 4,4 - 4,6 кг К20 (47, 68,69, 82,109,110, 260). Наибольшее потребление питательных элементов находится в соответствии с темпом роста растений: калия и кальция - в период наиболее быстрого роста и созревания плодов, азота и фосфора - в период роста листьев. Азот в наибольшем количестве содержится в плодах и листьях, снижаясь лишь в последних; калий и фосфор в наибольшем количестве содержится в плодах, а кальций - в листьях, и его мало в плодах.
Томаты потребляют много калия в период цветения, что, возможно, связано с повышением интенсивности дыхания. Эффективность питательных элементов зависит и от формы удобрений (солей), в которой они вносятся в почву. Азот, внесенный в форме аммиачной селитры, усиливает рост всех органов, а в форме сернокислого аммо ния - ускоряет созревание плодов по сравнению с питанием натриевой селитрой. Питание в первый период (до цветения) фосфатами из фосфоритной муки тормозит их рост по сравнению с питанием суперфосфатом, а в последующий период растения способны более активно использовать и фосфоритную муку (9,10,13,29, 31, 69,175,184,200, 231). Самый высокий прирост сухой массы целого растения происходит с начала июля до первой декады августа, когда интенсивно нарастает масса листьев, стеблей и завязываются плоды. Если сопоставить динамику нарастания сухой массы томата с ходом потребления элементов питания, то можно отметить, что поглощение фосфора заканчивается ко времени прекращения нарастания сухой массы листьев и завязывания плодов, а азота и калия - задолго до последнего сбора плодов. Налив плодов у томата происходит в основном за счет элементов питания, накопленных в вегетативных органах (9, 10, 81,82,117). Установлено, что из общего количества питательных веществ, усвоенных растением томата, в плодах содержится в среднем 70% N, 70% Р2О5, и 90%К2О(23,81). При интенсивном производстве томатов одним из основных элементов технологии, обуславливающих рост урожайности, дружное созревание плодов и высокое их качество, является рациональное удобрение растений. По современным представлениям оно должно предусматривать дозы, сроки, способы применения удобрений, оптимальное соотношение элементов питания, а также сочетание органических и минеральных удобрений с учетом плодородия почвы, климатических условий, уровня агротехники и генотипи-ческих особенностей сортов и гибридов (29, 31,32, 33, 41, 54, 68, 69, 86, 108, 157,256,257). По литературным данным дозы удобрений могут сильно варьировать в зависимости от содержания питательных веществ в почве, применяемой технологии, предшественника и уровня запланированной урожайности. Так, для получения урожая томата 50 т/га на черноземных, пойменных почвах разного плодородия более высокие дозы удобрения требуются после озимой пшеницы и ржи - N70-170 Р90-180 К150-250 и значительно меньшие после люцерны - N30. 80 Р20 (3,6,27, 54, 95,113,154,173,200,201,202,203,206,231,244,254,257). На оподзоленных черноземах в условиях короткого вегетационного периода при достаточном обеспечении томатов фосфором и калием разовое внесение N60 способствовало получению достоверной прибавки урожая - в среднем 4,8 т/га, при урожайности на контроле 32,3 т/га. Увеличение дозы N до 90 кг/га не повышало продуктивности томатов. Дробление дозы N60 на части (N30 - перед посевом и N30 - в фазу цветения первой кисти) не имело преимуществ перед разовым внесением, а дробление дозы (N90) в отдельные годы приводило даже к снижению урожайности томатов. Установлено, что азотные подкормки смещают период интенсивного нарастания листовой поверхности, накопления биомассы и потребления элементов питания растениями на более поздний срок, поэтому азотные подкормки в условиях дефицита тепла считают не целесообразными. Локальное внесение азотных удобрений в сравнении с разбросным способом повышает урожай.
Однако эффект от локального внесения в основном наблюдается при небольших дозах N. Качество плодов в большей степени зависит от условий года, чем от доз и способов внесения азотных удобрений (158). Опыт удобрения томатов на черноземных и пойменных почвах в Молдавии показывает, что для получения урожая 50 т/га под среднеспелые сорта томата при низкой обеспеченности почвы питательными веществами требуются дозы Ni80Pi8oK20(b ПРИ средней обеспеченности почвы элементами питания дозы уменьшаются до - N90P90K9C а при высокой - вносят только N30. Для получения 70 т/га томатов на почвах со средним уровнем плодородия приходится увеличивать дозы внесения каждого элемента до 120 - 180 кг/га д.в., а с низким - даже до N200-270 Р200-250 К300-350 (78, 79). В Молдавии на тяжелосуглинистой пойменной почве р. Днестр наибольший урожай сорта Молдавский ранний (51,36 т/га) получили при внесении N]8o Р120 К60, более позднеспелые сорта Зориле, Глория, Новинка Прид
Характеристика климата и погодных условий
Для получения запланированного урожая сельскохозяйственной культуры необходимо учитывать множество факторов, которые в той или иной степени влияют на урожайность. Одним из основных абиотических факторов являются почвенно-климатические условия произрастания сельскохозяйственных растений. Поэтому при разработке приемов технологии возделывания овощных культур необходимо учитывать климатические и агрометеорологические условия в каждой природной зоне. При обосновании системы внесения удобрений под конкретную культуру особое внимание должно быть уделено гранулометрическому составу, агрохимическим и агрофизическим свойствам почв (6, 37,63, 202). Рельеф сухостепной зоны каштановых почв в пределах Волго-Донского междуречья носит равнинный характер. Поверхность Волго-Ахтубинской поймы на всей ее территории имеет отрицательные отметки. Рельеф поймы в прирусловой части представлен рядами грив и межгривных понижений, реже плоскими возвышенностями, а в центральной части поймы выражен в виде лощин и широких равнинных понижений. Северная часть поймы характеризуется общим понижением по направлению от г. Волгограда к рабочему к поселку Средняя Ахтуба (27,37, 45). По данным многолетних наблюдений метеостанций агрометеорологические условия сухостепной зоны каштановых почв пригородных районов Волгограда в Правобережье Волги и северной части Волго-Ахтубинской поймы довольно близки.
Более контрастные различия отмечены в отношении плодородия почвенного покрова, представленного различными типами почв (каштановыми в Волго-Донском междуречье и пойменными в Волго-Ахтубинской пойме). Климат северной части Волго-Ахтубинской поймы и Волго-Донского междуречья в общих чертах характеризуется резкой континентальностью. Высокие температуры, сухие, с большими скоростями ветры в летний период, сильные морозы при незначительном снежном покрове зимой характерны для этих районов (4,27, 37,45, 194,217). Поступление солнечной радиации - один из главных климатообразую-щих факторов Нижнего Поволжья, основной источник энергии для всех природных процессов. Ее приход возрастает с продвижением с севера на юг, имея выраженный годовой ход. Зимой поступление суммарной солнечной радиации невелико, весной оно резко увеличивается и достигает максимума (1,59 млрд. ккал/га) в июне. В последующие месяцы приход солнечной радиации постепенно уменьшается (4,166,194,217,233,247). Всего за период апрель-октябрь поступление солнечной радиации составляет 37,72 млрд. кДж/га. Приход фотосинтетически активной радиации за этот же период достигает в среднем 19,02 млрд. кДж/га (93,237). Громадные ресурсы солнечной радиации обуславливают высокую теп-лообеспеченность территории. Температура воздуха в Нижнем Поволжье имеет четко выраженный годовой ход. Среднегодовая температура воздуха составляет 6,5 - 8,3 С. Самый холодный месяц - январь, со среднемесячной температурой -9,6 - 10 С. Самый теплый месяц - июль с температурой + 23,0 + 24,0 С. Лето, как правило, сухое и жаркое; абсолютный максимум температуры воздуха +40 - 42 С. Абсолютный минимум температуры воздуха -37 С. Резкие колебания температурного режима - явление обычное для районов проведения исследований. За безморозный период с t 5 С, который длится 160-180 дней, ресурсы тепла выражаются суммами среднесуточных темпе ратур порядка 3150 - 3550 С. Период с t 10 С, благоприятный для выращи 4 вания теплолюбивых культур, имеет продолжительность 165 - 170 дней с суммами температур 3000 - 3300 С. По многолетним данным переход темпе ратуры воздуха через +5 С приходится на 5 - 10 апреля, а прекращение веге тации наблюдается в период 23 - 28 октября. Период активной вегетацией со среднесуточной температурой выше 10 С длится с 17-24 апреля по 3 - 10 октября. Весна чаще всего бывает короткой, дружной.
Полное разморажива ние почвы отмечается к 5-Ю апреля. Физическая спелость почвы обычно на ступает в середине апреля. Примерно в эти же сроки начинаются массовые полевые работы по весенней обработке почвы. - ... „ Как известно, томаты родом из сухих субтропиков, и поэтому принад Й лежат к группе требовательных к теплу культур. Семена начинают прорас тать при температуре не менее 15 - 18 С, а нормальное развитие растений происходит при температуре 25 С. При температуре ниже 15 С прекращается цветение, а снижение температуры до 10 С приостанавливает рост растения (10,23,47, 73, 109,113,141,184). Таким образом, тепловые ресурсы и температурный режим Волго-Донского междуречья и Волго-Ахтубинской поймы позволяют успешно выращивать томаты, как в рассадной, так и в безрассадной культуре. Однако значительная часть имеющихся теплоэнергетических ресурсов не используется из-за очень низкой влагообеспеченности этих территорий. Годовая сумма осадков колеблется в пределах 300 - 400 мм, причем за теп лый период года в Волго-Донском междуречье выпадает около 170 мм, и только в отдельные годы до 200 - 230 мм, а в Волго-Ахтубинской пойме осадков еще меньше - 140 - 160 мм. Гидротермический коэффициент равен 0,5 - 0,6, и это означает, что сухостепная зона каштановых почв и сухая зона пойменных почв относятся к засушливой территории России. Положение усугубляется еще неравномерностью распределения осадков, типичной для всего юго-востока Европейской части России.
Летние осадки выпадают чаще всего в виде кратковременных ливней, поэтому ела бооструктуренные средне- и тяжелосуглинистые каштановые и пойменные щ почвы способны усвоить только небольшую их часть, остальная влага беспо лезно теряется с поверхностным стоком. Хотя в летние месяцы отмечается помесячно 6-7 дней с осадками, однако 4 дня из них с осадками 1 мм и менее, а число дней с осадками 5 мм и более, как правило, варьирует в пределах 1,2-2,8 дня. Как следует из всего вышеизложенного, отрицательными факторами климата Волго-Донского междуречья и Волго-Ахтубинской поймы являются неустойчивое увлажнение, низкая относительная влажность воздуха летом, ливневый характер осадков, периодическая засуха, суховеи, сильные ветры и пыльные бури (4, 37,45,102,106,194,217,247). fr К положительным сторонам климата этих регионов следует отнести длительный безморозный период, высокую сумму положительных температур, интенсивную солнечную радиацию, что способствует ускоренному темпу созревания многих сельскохозяйственных культур (27, 37, 45, 102, 106, 194,202,204,205,217,247). Для оценки степени благоприятности агроклиматических условий в годы исследований (2003 - 2005 гг.) целесообразно рассмотреть особенности вегетационного периода с мая по сентябрь в 2004 - 2005 году и с мая по октябрь месяц в 2003 году в сравнении со среднемноголетними показателями. Вегетационный период томата в 2003 году оказался наиболее обеспеченным атмосферными осадками: сумма осадков равнялась 227,2 мм, что составляло 125,5% к среднемноголетней влагообеспеченности. Завершающий :—..- сбор плодов томата в этом году был проведен 15 октября. В последующие годы исследований вегетационный период томата в сравнении со средними многолетними данными был обеспечен осадками хуже: в 2004 году на 71,3%, а в 2005 году на 78,5%. Таким образом, наиболее благоприятным по влагообеспеченности вегетационным периодом для томата оказался 2003 год, а наименее - 2004 год.
Коэффициент хозяйственной эффективности урожая гибрида Дуал плюс Ft в зависимости от применения удобрений при орошении
Формирование сухой биомассы растений в посадках томата в Волго-Донском междуречье на каштановой почве в 2003 году показано на рисунке 4 и в приложении 5. Различия между вариантами начинают проявляться перед началом цветения: минимальное накопление сухой биомассы на контроле -0,56 т/га, максимальное значение на варианте N280P120K120 -1,21 т/га. Остальные варианты занимают промежуточное положение. В фазе цветение - начало плодообразования (период 21 июня - 05 июля) отмечено резкое нарастание сухой биомассы растений на всех вариантах опыта: на контроле она увеличивается до 3,72 т/га, на варианте N280P120K120 До 4,84 т/га. При внесении СПП -6т биомасса томата была заметно меньше, чем на варианте N28oPi2oKi2o(4,42 т/га). Органо-минеральная система удобрения (СПП + NPK) превышает по накоплению сухой биомассы варианты с внесением одного сухого куриного помета. В 2003 году показатели сухой биомассы на период интенсивного плодообразования (23 июля) выглядят следующим образом: на контроле сухая биомасса составляла 4,64 т/га, на варианте N280P120K120 - 6,4 т/га. Остальные варианты занимают промежуточное положение с началом плодоношения рост сухой биомассы томата не прекращается и к концу плодоношения она увеличивается на контроле до 7,46 т/га, при применении СПП - 6 т - до 11,06, на варианте СПП-3 т + N215P60K60 13,20 т/га, а на фоне N280P120K120 ДО 13,29 т/га (рис. 4, прилож. 5).
Динамика формирования сухой биомассы томата Дуал плюс Fi в Волго-Донском междуречье в 2004 году показана на рисунке 5 и приложении 6. Различия между вариантами становятся существенными только перед цветением (15 июня). В это время показатель сухой биомассы на неудобренной почве составил 0,82 т/га, на вариантах с применением СПП и NPK он увеличился до 1,10-1,37 т/га. Максимальные урожаи сухой биомассы отмечены на варианте N280P120K120 - 1,37 т/га. В течение периода цветение - начало плодообразования (15 июня - 5 июля) происходит резкое увеличение сухой биомассы на всех вариантах опыта: на контроле (без удобрений) до 4,55 т/га, на СПП -6т - 5,28, на варианте СПП - 3 т + Рм бо - 5,99 т/га на фоне N2goPi2oKi2o - до В 2004 году максимальное нарастание сухой биомассы в посадках томата приходится на конец плодоношения (23 сентября). Так, на контрольном варианте она составляла 9,81 т/га, СПП - 6т - 12,61, на фоне N280P120K120 - В 2005 году графики роста биомассы растений в посадках томата свидетельствуют о более интенсивном накоплении ее на первых фазах роста томата в отличие от предыдущих лет (рисунок 6 и приложение 7). К началу цветения (15 июня) сухая биомасса на контроле заметно меньше, чем на удобренных вариантах, максимальные ее значения получены на варианте с внесением Ы4()Рб1 Кбо- 1 43 т/га. В дальнейшем происходит интенсивное формирование биомассы на всех вариантах опыта (к 25 июня): на контроле до 2,94 т/га, на фоне N28oPi2oK-i20 до 3,87 т/га. Остальные варианты занимают промежуточное положение.
К 5 июля сухая биомасса растений томата на контроле достигает 4,45 т/га, а на варианте воРпоКчго - 6,14 т/га. Максимальные показатели сухой биомассы растений в посадках томата приходятся на конец плодоношения (19 сентября). Так, на контрольном варианте она составляла 8,25 т/га, а на варианте NawjPiaeKno - 12,76 т/га. Остальные варианты занимают промежуточное положение. Таким образом, во все годы исследований формирование сухой биомассы растений томата на каштановых почвах Волго-Донского междуречья наиболее энергично проходило на вариантах с внесением СПП - 3 т + N215P60K60 и полного минерального удобрения N28{)Pi2oK-i2o- Наиболее высокие показатели накопления сухого вещества отмечены в 2004 году. Различия ме жду вариантами опыта по накоплению сухого вещества сохранялись вплоть до последнего сбора плодов томата Дуал плюс F (прилож. 5, 6, 7). Рис. 7. Графики нарастания сухой биомассы при применении сухого куриного помета и минеральных удобрений на пойменной почве (2004 г.) Динамика нарастания сухой биомассы томата Дуал плюс F в северной части Волго-Ахтубинской поймы в 2004 году показана на рисунке 7 и в приложении 8. Также как и в Волго-Донском междуречье растения томата имели в первое время после высадки рассады очень небольшую биомассу, но уже к фазе цветения первой кисти (15 июня) начинают проявляться заметные различия между контролем и удобренными вариантами. Так, на контроле биомасса составляла всего лишь 0,92 т/га, а на варианте СПП - 3 т + NiisPwiKw) достигала 1,52 т/га, на фоне одного куриного помета СПП - 6 т/га - 1,29 т/га, а на варианте N280P120K120 - 1,45 т/га. Во время цветения и начала плодообра-зования в период с 19 июня по 01 июля происходит энергичное нарастание сухой массы растений томата на всех вариантах: на контроле до 2,71 т/га; на варианте СПП - 3 т + NzuPwKeo до 4,21 т/га, СПП -6т- 3,57 т/га, N280P120 420 - 3,98 т/га. В 2004 году максимальная биомасса растений томата отмечается в конце плодоношения. Так, на контрольном варианте сухая биомасса составляла 10,55 т/га; на варианте СПП - 3 т + Ыг РеоКбо- 16,46 т/га; на СПП-бт- 14,01 т/гаи N28oPl20Kl2o- 15,66т/га.
Коэффициенты суммарного водопотребления томата
В специальных исследованиях показано, что наибольшая достоверность прогнозирования суммарного водопотребления на посевах сельскохозяйственных культур в целом за вегетацию и по межфазным периодам обеспечивается при использовании биоклиматического метода с применением температурных коэффициентов испарения (24,237,117,120,150,151). Биоклиматический метод позволяет комплексно учитывать в поливном режиме конкретных культур меняющиеся потоки энергии и фитоклимат посевов, что делает его наиболее обоснованным для расчета дефицита водного баланса и прогнозирования срока проведения очередного полива. Однако достаточной точности расчетов можно добиться только при использовании зональных биологических коэффициентов, определенных для конкретных сортов и отражающих влияние комплекса специфических условий региона на их величины (24,237,117,120, 150,151). Поскольку на величину Kt могут существенно влиять частота и характер выпадения атмосферных осадков, глубина активного слоя почвогрунта, комплексность почвенного покрова, площадь орошаемого участка, способ орошения, оросительная техника, фитоклимат и ряд других факторов, то не подлежит сомнению целесообразность углубленного изучения и совершенствование биоклиматического метода для решения задач по моделированию водопотребления и управлению водным режимом почвы при выращивании высоких планируемых урожаев сельскохозяйственных культур. Результаты наших исследований, проведенных на посадках томата Ду-ал плюс Fi представлены в таблицах 27, 28.
Рост и развитие растений томата в различные фенологические периоды обуславливают изменение суммарного и среднесуточного водопотребления, поэтому все эти показатели, а также суммы активных биологических температур определены нами по каждому периоду. В период высадки рассады и на начало цветения растения томата, не имея еще мощной вегетативной системы, и величина коэффициента Kt низкая. Так, на каштановых почвах в среднем за годы исследований он составляет 1,67 м3/га на пойменных почвах получено несколько более высокое значе з ние 1,8 м /га. Кроме того более низкие значения показателя Kt, обусловлены не высокими значениями среднесуточной температуры и дефицита влажности воздуха о чем свидетельствует показатель Kd. На каштановых и пойменных почвах в период высадки рассады - начало цветения Kt составляет 3,47 м /га и 2,95 м /га соответственно. В последующие периоды развития воздействие фитоклимата на температурные коэффициенты становятся более существенными и величины Kt менее варьируют по годам. Так, на каштановых почвах самое высокое значение температурного коэффициента было в период плодообразования и созревания (2,10 ± 0,20), в период плодоношения (1,89 ± 0,02), меньшая величина Kt приходится на фазу начало интенсивного плодообразования (1,83 ± 0,03). На пойменных почвах динамика температурного коэффициента выглядит несколько иначе: самое высокое значение этого показателя приходится на начало интенсивного плодообразования - (2,11 ± 0,35), затем температурный коэффициент снижается и в период плодообразования и созревания составляет 1,94 ± 0,03; такая же величина Kt сохраняется и в период плодоношения -1,91 (табл. 27,28). Давая оценку полученным данным можно констатировать, что практическое использование уточненных температурных коэффициентов при поливах посадок томата на каштановой и на пойменной почве машиной Rainstar Bauer ДКШ-64 («Волжанка») вполне возможно, поскольку в 75 - 83% случаев отклонения величин Kt не превышают ±15 между фактическими и средними значениями Kt. Суммарное водопотребление и среднесуточный расход влаги посадками томата посадками томата Дуал плюс Fi во все годы исследований положительно коррелирует со средней температурой воздуха по фазам развития. В условиях Волго-Донского междуречья на каштановой почве в среднем за три года исследований среднесуточная температура в период высадки рассады и начало созревания составила 21,3С и среднесуточный расход вла-ги составил 35,7 м /га, в фазу цветения и плодообразования среднесуточная температура несколько увеличилась (до 21,9С) при этом расход воды составил- 40,1 м3/га, в период интенсивного плодообразования и начала созревания среднесуточная температура достигла 24,0С, а суточное водопотребление ваозросло до 47,6 м3/га, во время плодоношения среднесуточная температура воздуха понизилась до 21,1 С, соответственно уменьшилось и суточное водопотребление - до 39,8 м3/га. Аналогичным образом выглядят эти показатели и в условиях северной части Волго-Ахтубинского междуречья на пойменной почве: в период высадки рассады и начала цветения среднесуточная температура принимала значения 20,7 С при этом среднесуточное водо-потребление было выше, чем на каштановой почве на 2,3 м /га; среднесуточная температура во время цветения и плодообразования составила 21,1 С, а среднее водопотребление в эту фазу на 3,9 м3/га также было выше, чем на каштановой почве. Динамика роста среднесуточной температуры воздуха в период интенсивного плодообразования и начала созревания прослеживается, но не так интенсивно, как в условиях Волго-Донского междуречья, поэтому значение среднесуточного водопотребления помета на пойменной почве ниже чем на каштановой почве на 5,9 м3/га и меньше чем в предыдущую фазу, но незначительно (2,3 м /га). Во время плодоношения томата среднесуточная температура воздуха увеличивается до 22,0С соответственно возрас-тает и среднесуточное водопотребление до 42,1 м /га (табл. 27,28). Изменения по периодам развития среднесуточного водопотребления томатного растения обуславливают показатели эвапотранспирации посадок.
Кроме этого, эвапотранспирация прямолинейно связана и с длительностью учетного периода. Вследствие чего, существует необходимость учета продолжительности вегетации конкретных культур. Согласно научным исследованиям продолжительность межфазных периодов у растений сильно варьирует, даже в пределах одной зоны в зависимости от агрометеорологических условий конкретного года. Таким образом, прогнозирование наступления фенофаз только по количеству дней приводит к ошибкам. В последнее время наиболее оптимальным является прогнозирование при использовании биологического времени суммы активных температур, то есть потребность растений в тепле для прохождения определенных фаз (237). Согласно исследованиям Опытной станции по программированию урожая ВГСХА установлено, что при оптимальной влагообеспеченности вегетационного периода длительность межфазных периодов у отдельных культур, возделываемых в Волгоградской области зависит от температурного режима (237). Продуктивность посадок при оптимальной влагообеспеченности не ниже 80% НВ обеспечивается благодаря формированию активного фитокли-мата, обеспечивающий последовательное прохождение этапов органогенеза и фенологических фаз в соответствии с генетическими особенностями выращиваемых сортов. Таким образом, в период наших исследований удалось определить суммы биологически потребных температур для прохождения межфазных периодов вегетации гибрида томата Дуал плюс Fj и формирования урожая товарных плодов, от которых зависят продуктивность растений и интенсивность водопотребления (табл. 29). Для гибрида томата Дуал плюс Fj на каштановых почвах от начала высадки рассады и начало цветения в среднем требуется 469 С, цветение и начало плодообразования 321 С, интенсивное плодообразование - созревание 537 С и на период плодоношения 1372 С. Несколько другие показатели получены при выращивании гибрида томата Дуал плюс \ на пойменных почвах. Так, для прохождения периоды высадки рассады и начало цветения для томата требуется 437 С, для прохождения периода интенсивного цветения -274 С, и фазы интенсивного плодообразования на начало созревания - 452 С. Для прохождения фазы плодоношения при выращивании гибрида на пойменных почвах необходимо несколько большая сумма температур вследствие более длительного периода этой фазы (на 81 С больше, чем на каштановой почве). Полученные экспериментальные материалы мы использовали для разработки моделей прогнозирования суммарного водопотребления гибрида томата Дуал плюс Fi для каштановой и пойменной почвы. В связи с тем, что эмпирические модели водопотребления носят региональный характер, они составлены нами применительно к гибриду томата Дуал плюс Fb в них входит календарная продолжительность межфазных периодов, сумма биологически потребных температур и значения суммарного водопотребления посадок при оптимальной влагообеспеченности посадок томата (80-100% НВ). Для применения в производстве разработанных моделей используется следующий алгоритм: на дату высадки рассады томата определяют запасы влаги в метровом слое, затем рассчитывают величины допустимого дефицита водного баланса в принятом для томата активном слое почвы (0,3 - 0,6 м) при иссушении его до влажности соответствующей интервалу 80 - 85% НВ. Прогнозирование дефицита водного баланса производят по уравнениям моделей 1, 2 конкретных периодов вегетации; при выпадении продуктивных атмосферных осадков дефицит водного баланса уменьшают на соответст
