Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 7
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 40
2.1 Почвенно-климатические условия проведения опытов 40
2.2 Схемы опытов и методика исследований 44
2.3 Агротехника в опытах 47
Глава 3. Влияние минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность растений томата 51
3.1 Действие минеральных удобрений на рост и развитие томата ...51
3.2 Продуктивность растений томата в зависимости от уровня минерального питания 72
Глава 4. Подбор оптимальной густоты стояния растений перца сладкого при рассадном и безрассадном выращивание 76
4.1 Зависимость загущения растений при рассадном выращивание на урожайность перца сладкого 76
4.2 Влияние густоты растений на изменение морфологических признаков и урожай перца сладкого при безрассадном возделывании 92
Глава 5. Экономическая характеристика изучаемых вариантов 107
Глава 6. Энергетическая оценка томата 113
Выводы 116
Предложения производству 118
Использованные литературные источники 119
Приложения 140
- Почвенно-климатические условия проведения опытов
- Действие минеральных удобрений на рост и развитие томата
- Зависимость загущения растений при рассадном выращивание на урожайность перца сладкого
- Экономическая характеристика изучаемых вариантов
Введение к работе
Овощеводство открытого грунта - одна из важных и сложных отраслей сельского хозяйства. Кроме потребления в свежем виде, значительную часть овощной продукции перерабатывают в соления, маринады, консервы, соки. Из овощных культур большой популярностью пользуются томат и перец сладкий. Плоды томатов - исключительно ценный продукт питания. Они вкусны и полезны, богаты сахаром, витаминами, полезными для организма человека органическими кислотами. Ценность их в питании обуславливается также разнообразием применения: они употребляются в свежем виде в салатах, идут для приправ к всевозможным кушаньям, используются для изготовления томатного сока. Сладкий перец используется при приготовлении столовых блюд, для фарширования и как приправа к салатам в свежем виде. Перцы и томаты служат ценным сырьем для консервной промышленности
Овощи производят предприятия различных форм собственности, углубляя свою специализацию на возделывании двух - трех культур. Хозяйства, выращивающие в открытом грунте томат, перец, баклажан, огурец, в основном, размещены на юге страны. Природно-климатические условия Астраханской области способствуют возделыванию теплолюбивых овощных культур с меньшими затратами труда и средств, чем в северных районах страны.
В то же время овощеводство области испытывает определенные трудности при орошении возделываемых культур. Из-за недостаточного финансирования реконструкции орошаемых участков большая их часть выходит из строя. Кроме того, при существующих способах полива и подачи воды к местам возделывания она испаряется.
Возникает необходимость перехода на более экономный способ. С целью повышения эффективности производства овощей в области на протяжении ряда лет внедряют технологию капельного орошения. В Астраханской области в 2000 году под капельным орошением было занято
4 всего лишь 20 гектаров в одном хозяйстве, а в 2007 году капельное оборудование установлено на площади 2150 га.
Капельный полив позволяет увеличить коэффициент полезного использования земли под возделываемыми культурами, уменьшить распространение сорняков, сократить число междурядных обработок, проводить работы по защите растений от вредителей, болезней и на уборке урожая, независимо от времени полива.
Актуальность темы. Проводимая в стране аграрная реформа последнего десятилетия отрицательно сказалась на состоянии и развитии овощеводства. Рост производства овощей сдерживается не только общеэкономическими проблемами, но и трудностями самой отрасли. Необходимым условием повышения эффективности овощеводства является использование современных и эффективных агротехнологий. Одной из таких технологий является внедряемая в области технология капельного полива. В связи с этим разработанные автором агротехнические приемы возделывания томата и перца представляют большой научный и практический интерес.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является - разработка элементов технологических приемов возделывания томата и перца при капельном орошении.
Для решения этой цели были поставлены следующие задачи: установить оптимальные дозы основного и дробного внесения минеральных удобрений под томаты и перец; выявить влияние основного и дробного внесения минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность томата и перца; определить влияние минеральных удобрений и густоты стояния растений перца в рассадной и безрассадной культуре. провести оценку влияния минеральных удобрений на качество продукции томата и перца; - провести экономическую и энергетическую характеристику томата и перца сладкого.
5 Научная новизна исследований. Впервые в условиях Астраханской области проведены исследования по разработке элементов технологии производства томата и перца при капельном орошении: установлены оптимальные дозы основного и дробного внесения минеральных удобрений под томаты и перец, дающих ресурсосберегающий эффект. Показано, что лучшим вариантом внесения минеральных удобрений является Ni8o РшКбсь а для перца N95PiioK6o+N25+P25- Оптимальная густота выращивания перца в рассадной и безрассадной культуре составляет, соответственно 71 и 142 тыс/га. проведена экономическая и энергетическая оценка эффективности изученных агротехнических приемов возделывания томата и перца и установлены показатели затрат совокупной энергии, энергии хозяйственной части урожая и энергетический коэффициент.
Практическая значимость. В результате изучения производству предложены отдельные элементы отдельные элементы технологии возделывания томата и перца при капельном орошении с учетом природно-климатических условий Астраханской области, которые позволяют увеличить урожайность и поднять экономическую эффективность возделывания этих культур.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на научно-практической конференции «Опыт, проблемы, перспективы функционирования агропромышленного комплекса» 2005года, Астрахань; на международной научно-практической конференции «Проблемы ресурсосберегающего производства и переработки экологически чистой сельскохозяйственной продукции» 26-27 сентября 2006 года, Астрахань; на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Опыт, проблемы, перспективы функционирования агропромышленного комплекса» 2006года, Астрахань; на международной научно-практической конференции «Генофонд, селекция и технологии возделывания пасленовых культур» 17-20 июля 2007 года,
Астрахань, на заседаниях методического и ученого советов ГНУ ВНИИОБ в 2004-2007 гг., а также изложены в научных статьях.
По материалу диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в ведущих рецензируемых научных журналах.
Структура диссертации и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 216 наименований, в том числе 21 на иностранном языке. Работа изложена на 164 страницах компьютерного текста, содержит 39 таблиц, 19 рисунков, 24 приложения и 1 справку.
Почвенно-климатические условия проведения опытов
Астраханская область расположена на юго-востоке Европейской части России. Она простирается узкой полосой с северо-запада на юго-восток вдоль нижнего течения реки Волги её рукава Ахтубы более чем на 400 км. Площадь Астраханской области 44,1 квадратных километров.
Климат области засушливый и резко континентальный, по степени засушливости он уступает среднеазиатским пустыням и полупустыням. Область располагает достаточно большими тепловыми ресурсами. Сумма положительных температур воздуха за период с температурой выше 10 градусов достигает 3500-3600 градусов и составляет 167-207 дней в году.
Продолжительность безморозного периода 165-209 дней в году. Безморозный период начинается с середины апреля и заканчивается во второй декаде октября. Поздние весенние и ранние осенние заморозки являются неблагоприятным фактором, который ограничивает возможность сельскохозяйственного производства. Последние заморозки в воздухе, на большей части территории области, заканчиваются во второй декаде апреля, на почве - в третьей декаде апреля. Ранние осенние заморозки начинаются в первой половине октября - в воздухе, а на почве - в течение сентября.
Частая повторяемость засух и суховеев - главная особенность климата. В среднем за тёплый период (апрель-октябрь) - 106-110 дней с суховеями различной интенсивности. Преобладают ветры восточные и юго-восточные. Наибольшей силы обладают ветры западных направлений, скорость которых достигает 35 м/сек.
Годовое количество осадков колеблется от 105 до 189 мм на юге области и от 240 до 314 мм на севере. Малое количество осадков в сочетание с высокими температурами определяет большую сухость воздуха.
Территория Астраханской области, благодаря своему географическому положению, получает большое количество солнечного тепла и света.
Количество суммарной радиации достигает 118 ккал/см2 . Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 часа за год. Облачность летом резко уменьшается.
Наибольшее распространение на территории области имеют зональные бурые полупустынные почвы - 35,6 %, на севере области светло-каштановые почвы занимают 6,7 %, солонцовые комплексы 12,1 %, аллювиальные почвы - 26.4 %, маршевые и прочие почвы занимают 19,2 %.
Бурые полупустынные почвы - сформировались на древних морских засоленных отложениях, рН водной суспензии достигает 7,8-8.9. Наиболее распространены почвы супесчаного механического состава. Содержание гумуса не превышает 1,1 %. Гидролизуемый азот обычно содержится в минимуме - 30-59 мг/кг, подвижный фосфор - от следовых количеств до 12-16 мг/кг, обменный калий - от 200 до 400 мг/кг. Легко растворимые соли обнаруживаются на глубине 50-80 см с преобладанием сульфатов и хлоридов. Как видно из приведённых данных эти почвы слабо обеспечены подвижными формами азота и фосфора и хорошо обеспечены обменным калием.
Светло-каштановые почвы - почвообразующими породами для этих почв послужили засоленные морские карбонатные суглинки. Имеют слабощелочную реакцию почвенного раствора (рН 7,2-7,8). Содержание гумуса колеблется в пределах 1,0-1,8%. В пахотном слое 0-20 см примерно содержится гидролизуемого азота 60-90 мг/кг, подвижного фосфора 15-35 мг/кг, обменного калия 500-600 мг/кг.
Поименно-луговые почвы сформировались на аллювиальных отложениях различного механического состава, под влиянием периодического сезонного увлажнения. Мощность гумусового горизонта достигает 45 см. Это самые плодородные почвы в области. Они содержат до 4-6%) гумуса, 80-140 мг/кг гидролизуемого азота, 30-45 мг/кг подвижного фосфора, 250-400 мг/кг обменного калия. Эти почвы наиболее широко распространены на территории Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги.
Но почвы дельты несколько беднее питательными веществами, содержат 1,5-4,0% гумуса, 60-130 мг/кг гидролизуемого азота, 30-35мг/кг подвижного фосфора и 250-500мг/кг обменного калия. Причём они очень пестры по почвенному плодородию и нередко засолены водорастворимыми солями вследствие близкого от поверхности залегания засоленных грунтовых вод. Преобладает хлоридно-сульфатный тип засоления. Реакция почвенной среды близка к нейтральной.
Действие минеральных удобрений на рост и развитие томата
Большое значение для повышения урожайности и качества плодов имеет уровень культуры земледелия, в частности применение удобрений. Система удобрений томата включает - изменение в определенной последовательности оптимальных доз минеральных удобрений, а также лучшие сроки и способы их внесения. Выбор системы удобрений зависит от биологических особенностей растений, свойств почвы, климатических условий, планируемой урожайности и общего уровня агротехники [27, 77, 109].
При правильном, сбалансированном внесении минеральных удобрений томаты не только лучше развиваются и увеличивают урожай, но повышают качество продукции и успешно противостоят неблагоприятным внешним условиям, болезням и вредителям. Однако при неумелом использовании, удобрения не только не дают ожидаемого эффекта, но могут привести к неравномерному развитию растений, снижению урожайности и качеству продукции [154, 168, 172].
Для оценки почвы как среды развития и роста на ней культурных растений большое значение имеют данные наблюдений за динамикой пищевого режима в почве, то есть за динамикой подвижных соединений азота, фосфора и калия. Динамика их отчасти обуславливается химическими, физиологическими и физическими свойствами почв; в большей мере она связана с биологической активностью почв, а также погодными условиями, уровнем агротехники, в частности внесением удобрений.
По данным динамики пищевого режима в почве можно судить о потребности возделываемых культур в питательных элементах и оценить приемы регулирования пищевого режима в целях оптимального удовлетворения растений пищей в разные фазы их развития.
Почва опытного участка являлась типичной для зоны Нижнего Поволжья и характеризовалась низкой обеспеченностью азотом, средней фосфором и калием (табл. 2.1.1).
В опыте изучалось влияние различных доз основного и дробного внесения азотных удобрений на фоне рекомендуемых фосфорных и калийных (РшКбо) на рост, развитие и продуктивность растений томата.
Содержание легкогидролизуемого азота в почве. Одним из основных элементов минерального питания для растений является азот [47, 170]. Он обеспечивает формирование вегетативных органов растений томата. Особенно чувствительны к недостатку азота растения в начальный период вегетации и в период налива плодов. В течение вегетации содержание подвижного азота в пахотном горизонте существенно менялось. Максимальное его количество накапливалось в начальный период вегетации, а в период налива плодов, содержание легкогидролизуемого азота в почве снижалось вследствие усиленного поглощения его вегетирующими растениями.
На рис. 3.1.1 и 3.1.2 видно, что при перенесении 2/3 азотных туков из основной дозы в подкормки заметно изменяется режим азота в почве. Разница между вариантами с удобрениями в последующие сроки были незначительными. В горизонте 0-20 см содержание легкогидролизуемого азота при дробном внесении минеральных удобрений было более высоким, чем при основном внесении (приложение 3).
Характер влияния удобрений на динамику легкогидролизуемого азота в слое 20-40 см был одинаков как в основном, так и в дробном внесении удобрений.
В динамике накопления азота между сортами были незначительные отклонения. Содержание подвижного фосфора в почве. К числу мероприятий, направленных на улучшение фосфорного режима почв, относится применение фосфорных удобрений. Рассматривая вопрос об оптимизации условий питания растений путем применения удобрений, необходимо помнить, что улучшение во многих случаях является следствием не только непосредственного обогащения почв более доступными для растения формами, но в ряде случаев, и следствием более полного использования фосфора самой почвой. При внесении в почву минеральных удобрений лишь часть фосфора усваивается растениями. Причиной слабой доступности фосфора растениям является его свойство при взаимодействии с почвой образовывать малодоступные для растений соединения фосфорной кислоты. Условия более полного использования фосфора растениями могут быть созданы приемами, ослабляющими закрепление фосфора в почве, способствующими повышению его подвижности, приближению его к наиболее активной части корневой системы, воспринимающей фосфор на протяжении всего периода роста и, особенно в так называемые, «критические» периоды. По отношению к фосфору критическим периодом для растений является начальный период их роста [47, 163, 167].
Установлено, что содержание подвижного фосфора изменяется только в случае внесения минеральных удобрений, содержащих этот элемент. После внесения удобрений количество фосфора в почве увеличивается, в дальнейшем, по мере роста и развития томата, потребление его возрастает и отмечается убыль подвижного фосфора в почве (рис.3.1.3, приложение 4).
Количество подвижного фосфора в слое почвы 20-40 см было значительно меньше, чем в горизонте 0-20 см, что свидетельствует о слабой подвижности фосфатов и согласуется с работами ряда ученых [172,187]. Которые указывают, что при равномерном смешивании почвы с суперфосфатом миграция Р205 вниз по профилю или отсутствует, или это перемещение достигает не более 10 см от зоны внесения. Резких различий по содержанию подвижного фосфора в почве между сортами не выявлено.
Зависимость загущения растений при рассадном выращивание на урожайность перца сладкого
Величина урожая перца и его качество во многом зависят от густоты стояния растений и минерального питания. Питание растений - важный фактор жизни, определяющий количество и качество урожая. Перец при формировании урожая требователен к условиям минерального питания. С внесением минеральных удобрений значительно улучшается режим минерального питания растений: повышается содержание легкогидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия(41, 46, ПО).
Почва опытного участка являлась типичной для зоны Нижнего Поволжья и характеризовалась низкой обеспеченностью азотом, средней фосфором и калием (табл. 2.1.1).
В опыте изучалось влияние различных доз основного и дробного внесения минеральных удобрений на рост, развитие и продуктивность рассадного перца при разной густоте растений.
Содержание легкогидролизуемого азота е почее. Основным элементом минерального питания для растений перца является азот. Он обеспечивает формирование вегетативных органов растений. Среди пасленовых культур перец наиболее чувствителен к избытку в почве растворенного азота, при этом сильно разрастаются вегетативные части растений в ущерб плодообразованию. Цветки в большом количестве опадают, сохранившаяся завязь развивается медленно. В результате, созревание плодов запаздывает. Недостаток азота вызывает также серьезные нарушения энергетического обмена. Растения хуже используют световую энергию, так как снижается интенсивность фотосинтеза. Недостаток азота снижает водоудерживающую способность растительных тканей. Поэтому низкий уровень азотного питания не только снижает урожай, но и уменьшает эффективность использования воды посевом. Особенно чувствительны к недостатку азота растения в начальный период вегетации и в период роста плодов [43, 56, 128, 172].
В течение вегетации содержание легкогидролизуемого азота в почве меняется. Максимальное его количество накапливалось в начальный период вегетации, а в период роста плодов, содержание легкогидролизуемого азота в почве снижалось вследствие усиленного поглощения его растениями.
На рис. 4.1.1 и приложение 14 видно, что подкормки минеральными удобрениями и увеличение густоты растений на гектаре влияют на содержание легкогидролизуемого азота в почве. Подкормки удлиняют период поступления азота в слое почвы 0-20 см, а повышение густоты растений способствует усиленному поглощению азота из почвы. Прослеживается закономерность, что увеличение растений с 71 до 142 тысяч на гектар снижается содержание азота в почве на 6,4...17,4 мг/кг в зависимости от дозы и способа внесения удобрений.
Характер влияния удобрений и густоты растений на динамику азота в слое почвы 20-40 см похож на содержание азота в слое почвы 0-20 см.
Содержание подвижного фосфора в почве. Фосфор также является основным элементом питания растений. Наряду с азотом он играет важную роль в жизни растений, при недостатке фосфора растения плохо усваивают азот. В организме растений фосфор играет роль регулятора дыхательных процессов и переносчика энергии. Он принимает активное участие в поглощении минеральных солей и росте растений перца. При недостатке фосфора корневая система буреет, слабо развивается, корневые волоски отмирают. Приостанавливается рост растений, задерживается созревание плодов, так как почти весь фосфор (94%) идет на их развитие. Критическим периодом по отношению к фосфору является начальный период роста растений [43,163, 171].
Установлено, что содержание подвижного фосфора изменяется только в случае внесения минеральных удобрений, содержащих этот элемент. После внесения удобрений количество фосфора в слое почвы 0-20 см увеличивается и при применении подкормок этот период растягивается. По мере роста и развития растений перца потребление его возрастает, особенно с увеличением густоты растений и отмечается убыль подвижного фосфора в почве (рис.4.1.2, приложение 15). В слое почвы 20-40 см количество подвижного фосфора было меньше, чем в горизонте 0-20 см и его потребление усиливается с увеличением загущения растений.
Содержание обменного калия в почее. Калий благоприятно влияет на прохождении в растении физиологических процессов, способствует улучшению качества плодов и влияет на поглощение азота. Калий необходим в течение всей жизни растений, особенно в период формирования стеблей и завязей. Он является активатором многих ферментативных систем. Калий необходим для включения фосфора в органические соединения. Недостаток калия снижает продуктивность фотосинтеза. При калийном голодании снижается устойчивость растений к холоду, болезням и вредителям [164, 184].
По динамике накопления калия в почве можно отметить его более высокое содержание в слое почвы 0-20 см, чем в слое 20-40 см. Внесение калийных удобрений способствовало повышению содержания калия в слое почвы 0-20 см. Нарастание содержания калия в почве идет до периода плодообразования, затем содержание его снижается, так как калий необходим для формирования стеблей и плодов (рис.4.1.3, приложение 16).
Повышение питательных веществ в почве оказало положительное влияние на рост, развитие и продуктивность перца. Рост и развитие отражают всю совокупность процессов взаимодействия растений с факторами внешней среды. В начале перец растет очень медленно, отрицательное влияние на его рост в этот период оказывает резкая смена температуры. К началу бутонизации высота растений увеличивается на 16...24 %.
Экономическая характеристика изучаемых вариантов
Сельское хозяйство является важной отраслью национальной экономики. Агропромышленная политика сегодня направлена на то, чтобы сделать ее интенсивной и высокоэффективной, существенно повысить надежность обеспечения страны продукцией сельского хозяйства.
Важным направлением интенсификации является применение интенсивных ресурсосберегающих технологий производства продукции. Ресурсосберегающие технологии направлены на снижение прямых затрат труда, материалоемкости продукции и производственных процессов, соблюдение экологических норм воздействия на земельные ресурсы, получение максимального выхода продукции и прибыли.
Основными направлениями совершенствования технологий в земледелии являются: оптимизация режима выращивания растений путем внесения необходимого количества удобрений; использование высокоурожайных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, устойчивых к болезням и вредителям; применение рациональных схем размещения растений, позволяющих эффективно использовать землю и технику; сокращение количества агротехнических приемов на основе их совмещения в комбинированных агрегатах.
В Астраханской области наиболее перспективно применение водно- и энергосберегающих технологий орошения, к числу которых в первую очередь относится капельное орошение, которое в силу ряда преимуществ выгодно отличается от традиционных способов полива. Так, локальное внесение минеральных удобрений вместе с поливной водой в период подкормок, значительно снижает их дозу и затраты на приобретение, не снижая возможности получения планируемых урожаев овощей, предотвращая образование опасной концентрации нитратов в товарной продукции.
Отсутствие попадания семян сорной растительности вместе с оросительной водой из-за хорошей ее очистки и пониженная влажность в междурядьях резко сокращает количество сорняков на полях, а, следовательно, и гербицидов. Из перечисленного следует, что капельное орошение относится к экологически безопасным технологиям полива.
Для оценки изучаемого технологического приема необходимо определить экономическую целесообразность и эффективность его применения. Все расчеты экономической эффективности внесения удобрений проведены на основе норм выработки и расценок по нормативам, используемым в ГУ СП «Наука».
Прямые производственные затраты в изучаемых вариантах увеличились за счет включения затрат на приобретение и внесение минеральных удобрений, выращивание рассады, семян, уборку и реализацию дополнительного урожая.
Дополнительный чистый доход и окупаемость затрат при выращивании томатов выше по варианту N180P135K60по всем изучаемым сортам (табл. 5.1).
Дополнительный чистый доход и окупаемость затрат на рассадном перце выше на варианте N95P110K60+N25+P25 на густоте растений в 71 тыс/га, а при посеве семян в грунт на этом варианте но на густоте - 142 тыс/га (табл. 5.2, 5.3).
Сравнивания экономическую оценку возделывания перца в рассадной и безрассадной культуре при основном внесении удобрений в дозе N95PiioK60 и двух подкормок в период вегетации в дозах N25 и Р25 видно, что при рассадном выращивании с увеличением густоты растений с 71 до 142 тыс/га снижается окупаемость затрат, а при посеве семенами в грунт с увеличением густоты с 71 до 142 тыс/га окупаемость повышается (табл. 5.4).
Безрассадный способ как дополнительный к рассадному способу возделывания позволяет удлинить период поступления сырья. Сочетание двух способов - рассадного, обеспечивающего раннее плодоношение, и безрассадного с более поздним плодоношением - удлиняет срок пользования свежими плодами перца.
Интенсификация сельскохозяйственного производства практически всегда сопровождается ростом энергетических затрат. При высокомеханизированном сельском хозяйстве происходит усиленное использование промышленной энергии, что позволяет добиваться высокого уровня производства при минимальных затратах ручного труда. В результате энергоотдача полученной сельскохозяйственной продукции на каждую расходуемую калорию искусственной энергии невелика и в лучшем случае может составлять 1.. .3 калории.
Биологические особенности сельскохозяйственных растений таковы, что любое изменение или нарушение технологии сказывается на конечных результатах производства. Оптимизация технологического процесса (учет региональных особенностей), подбор видов и доз удобрений, из числа минеральных удобрений дороги в энергетическом отношении азотные, сортов и т. д. Основной принцип оценки эффективности производства - это сопоставление полученного результата с затратами. Поскольку задействованные ресурсы и получаемая продукция качественно различны и имеют разные единицы измерения, то для оценки их совокупности необходимо найти единый интегральный показатель, т.к. различные вещи становятся, количественно сравнимы, как только они будут сведены к одному и тому же единству.
С энергетической точки зрения технология считается эффективной, если обеспечивается условие: соотношение энергии в хозяйственно-ценной части урожая и израсходованной совокупной энергии на производство данного вида продукции, больше или равно единице.
