Введение к работе
Актуальность темы. Картофель является одной из ведущих и наиболее ценных продовольственных, кормовых и технических культур. По данным ФАО (2007 г.) в мире площадь, занятая картофелем, составляет 19, 3млн. га при средней урожайности 16,8 т/га и потреблении на душу населения 31,3 кг. Большое значение возделывание картофеля приобретает в большинстве арабских стран. В Омане под картофелем занято 327 га при валовом производстве за год 4 000 тонн и средней урожайности – 12,3 т/га. Затраты на импорт картофеля составляют более 50 млн. долл. США в год. До настоящего времени при орошении картофеля в Омане используются дождевание и полив по бороздам. Капельное орошение применяется на небольших площадях. Научное обоснование технологии капельного орошения картофеля на песчаных почвах в этих условиях отсутствует. В тоже время многочисленные исследования, проведённые в разных странах мира, свидетельствуют о высокой экономической эффективности капельного способа орошения, при котором обеспечивается экономия оросительной воды и повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 40 – 100%, по сравнению с дождеванием. Поэтому разработка технологии капельного орошения картофеля на легких полупустынных почвах Омана с созданием водоаккумулирующего слоя, повышающего водоудерживающую способность почв, является актуальным и своевременным направлением научных исследований.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке научно обоснованной водосберегающей технологии капельного орошения картофеля, возделываемого на легких полупустынных почвах Омана при создании водоаккумулирующей прослойки из минеральных добавок, обеспечивающих повышение влагоемкости почвы.
Для реализации цели были поставлены и решены следующие задачи:
- обосновать возможность применения влагоемких природных материалов (сапропель, бентонитовая глина) для формирования в почве водоаккумулирующей прослойки;
- установить распределение влаги в почве по фронту полива и определить параметры контуров увлажнения в зависимости от режимов капельного орошения и наличия водоаккумулирующей прослойки;
- обосновать уровень предполивной влажности почвы и водосберегающий режим капельного орошения картофеля с учетом создания водоаккумулирующей прослойки;
- выявить влияние режимов капельного орошения и водоаккумулирующей прослойки на водопотребление картофеля по основным межфазным периодам и за вегетацию, уточнить значение биоклиматических коэффициентов испарения;
- дать оценку режимов капельного орошения и водоаккумулирующей прослойки на рост, развитие, основные физиологические показатели и урожайность картофеля;
- провести биоэнергетическую и экономическую оценку технологии капельного орошения картофеля на легких полупустынных почвах Омана.
Предмет исследования – технология водосберегающего режима капельного орошения картофеля и обоснование формирования водоаккумулирующей прослойки из природных материалов.
Научная новизна результатов исследований. Предложена новая технология сохранения влаги в почве при капельном орошении на основе создания водоаккумулирующей прослойки путем внесения в почву природных материалов (сапропеля и глины), обеспечивающих повышение влагоемкости почвы в зоне размещения корневой системы.
Установлены особенности формирования водного режима и параметров контуров увлажнения на легких полупустынных почвах в зависимости от порога предполивной влажности почвы, продолжительности полива и поливной нормы.
Выявлены закономерности водопотребления картофеля в зависимости от режима капельного орошения и наличия водоаккумулирующей прослойки из различных природных материалов. Определены биоклиматические коэффициенты испарения и установлены расчетные нормы водопотребления картофеля.
Оценено влияние режимов капельного орошения и водоаккумулирующей прослойки на физиологические показатели и урожайность картофеля.
Выполнен энергетический и экономический анализ различных режимов капельного орошения без создания и с созданием водоаккумулирующей прослойки и определены наилучшие агроэнергетические параметры режимов капельного орошения картофеля.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Технология водосберегающего режима капельного орошения на легких полупустынных почвах на основе создания из природных материалов (сапропель и глина) водоаккумулирующей прослойки в зоне корневой системы картофеля.
2. Закономерности водопотребления картофеля и формирование водного режима почв при капельном орошении и с учетом создания водоаккумулирующей прослойки из природных материалов.
3. Закономерности формирования продуктивности картофеля в зависимости от режима капельного орошения и наличия водоаккумулирующей прослойки из природных материалов.
Практическая значимость работы. Разработанная технология водосберегающего режима капельного орошения картофеля с дифференцированным проведением поливов путем создания в корневой зоне растений водоаккумулирующей прослойки из природных материалов (сапропель и глина), обеспечивающая экономное использование оросительной воды, воспроизводство плодородия почв и получение урожаев клубней картофеля до 40 т/га, может быть использована как в мелких крестьянских и фермерских хозяйствах, так и в крупных, где применяются современные процессы механизированного возделывания сельскохозяйственных культур. Окупаемость капиталовложений системы капельного орошения при возделывании картофеля составляет два года. Полученный экспериментальный материал может быть использован в учебном процессе по мелиорации и земледелию.
Достоверность результатов исследований подтверждается значительным объемом экспериментальных материалов, математической обработкой полученных данных, использованием стандартных и современных методов исследования.
Личный вклад соискателем лично осуществлена постановка исследований, разработана методика и выполнено проведение полевых опытов, а также обработка полученных результатов методом математической статистики, сделаны теоретические обобщения полученного экспериментального материала и подготовлены выводы.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены на международной научной конференции в РУДН (2011 г.) и ежегодно (2010-2012) рассматривались на кафедре почвоведения, земледелия и земельного кадастра. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе три работы в журналах по списку ВАК РФ. Результаты исследований прошли производственную проверку и были доложены в сельскохозяйственной научном центре в Омане в 2011, 2012 годах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 173 источника, в том числе 11 работ иностранных авторов.
