Введение к работе
Актуальность темы. При постоянно возрастающем дефиците водных, энергетических и других видов минеральных ресурсов во многих странах мира при орошении сельскохозяйственных культур используются менее энергозатратные и экологически безопасные способы и технологии орошения, позволяющие существенно повысить продуктивность орошаемых земель и эффективность использования поливной воды. Ведущие страны мира отдают все большее предпочтение способам, которые позволяют регулировать при орошении водный и питательный режимы почвы в соответствии с потребностями растений. Одним из таких способов является капельное орошение. Оно позволяет подавать воду в необходимых количествах с одновременным внесением питательных веществ и средств защиты растений. Это представляется важным при возделывании земляники, продуктивность которой снижается как от недостатка, так и от избытка влаги вследствие поражения серой гнилью и другими болезнями. Особенно перспективно использование капельного способа орошения применительно к ягодным культурам в умеренной зоне с дефицитом увлажнения в засушливые периоды. Однако влияние капельного орошения на продуктивность земляники садовой в зависимости от режимов орошения недостаточно изучено. Не установлены для земляники закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы в различные по увлажнениям годы, не разработаны оптимальные параметры капельного орошения. Поэтому дальнейшее совершенствование и разработка оптимальных режимов и параметров капельного орошения, направленных на получение максимальных урожаев ягодных культур, является актуальной проблемой.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка ресурсосберегающего режима капельного орошения земляники на дерново-подзолистых почвах Центрально-Нечерноземной зоны Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
1. Изучить распределение влаги в почве и формирование контуров увлажнения в зависимости от продолжительности полива, расхода капельницы, предполивной влажности почвы и параметров поливной сети в натурных условиях и на основе моделирования процессов влагопереноса.
2. Установить особенности и закономерности водопотребления земляники в зависимости от параметров системы капельного орошения.
3. Изучить влияние параметров системы капельного орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности земляники.
4.Разработать элементы режима капельного орошения земляники, обеспечивающие поддержание благоприятного водного и питательного режима корнеобитаемого слоя почвы.
5. Дать оценку экономической эффективности возделывания земляники при различных параметрах системы капельного орошения.
Объекты и методика исследований. Объектами исследований являлись капельная система совхоза им Ленина Московской области, режимы капельного орошения земляники сорта Ред Гонтлет. Полевые и лабораторные исследования проводились с применением современных апробированных и стандартизированных методик. При обработке экспериментальных данных использовались методы математической статистики.
По результатам диссертационной работы опубликовано 9 статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Научная новизна работы. На основании выполненных исследований впервые в России для зоны достаточного увлажнения обоснована и подтверждена необходимость капельного орошения для эффективного возделывания земляники. Обоснован режим капельного орошения и закономерности водного баланса земляники с учетом локального характера её увлажнения. Рассмотрен процесс передвижения влаги на дерново-подзолистых почвах и определены параметры системы капельного орошения с применением математических методов.
Экспериментально установлены закономерности распространения влаги в почве при капельном орошении и определены параметры системы капельного орошения, обеспечивающие равномерность увлажнения почвы и распределения питательных веществ, внесенных с поливной водой. Выявлены контуры увлажнения почвенного слоя при различных параметрах капельной системы.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Режим капельного орошения земляники на дерново-подзолистых почвах Центрально-Нечерноземной зоны Российской Федерации.
2. Закономерности водопотребления земляники и формирования водного режима дерново-подзолистых почвах при капельном орошении.
3. Особенности процесса передвижения влаги в почве при различных режимах капельного орошения.
4. Закономерности роста, развития, формирования урожайности земляники и её качества в зависимости от режима капельного орошения при разных погодных условиях вегетационного периода.
Практическая значимость работы. На основании выполненных исследований разработан режим капельного орошения, обеспечивающий равномерность увлажнения и распределения питательных веществ, вносимых с поливной водой, и получение высокой урожайности земляники. При этом рекомендуется размещать поливные трубопроводы на поверхности почвы или на глубине 5 см, а расстояние между капельницами принимать 33 см. Предложенный режим капельного орошения обеспечивает экономию водных ресурсов на 30-40% и повышение урожайности земляники на 70-80% по сравнению с дождеванием.
Результаты исследований и рекомендации по совершенствованию режима капельного орошения могут использоваться при проектировании, строительстве и реконструкции оросительных систем нового поколения в соответствии с требованиями экологической безопасности при высокой эффективности использования водных, трудовых и энергетических ресурсов. Уменьшение объемов поливной воды при применении разработанного режима орошения предотвращает фильтрацию воды, снижает испарение влаги с поверхности почвы, исключает подъем грунтовых вод и улучшает аэрацию почвы.
Личный вклад автора заключается в постановке и проведении теоретических и экспериментальных исследований, математической обработке опытных данных, в обобщении и анализе полученных результатов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ в 2009 и 2010 г.г. (Москва, РУДН), на международной научной практической конференции (Рос. Гос. аграрный Ун-т, 2009). Основные положения диссертации в 2008, 2009, 2010 гг. рассматривались на заседаниях кафедры почвоведения и земледелия Российского университета дружбы народов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 стр. компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав основного текста, выводов и рекомендаций производству, включает 46 таблиц, 24 рисунка и 12 приложений. Список использованной литературы содержит 197 наименований.
