Содержание к диссертации
Введение
1. Оценка способов орошения картофеля и обоснование направления исследования 8
1.1 Народнохозяйственное значение и основные зоны размещения, биологические особенности и технология возделывания картофеля 8
1.2 Способы орошения, водопотребление и эффективность возделывания картофеля 20
1.3 Особенности капельного орошения картофеля 22
1.4 Обоснование направления исследований 25
2. Условия и методика проведения исследований 28
2.1 Место проведения и характеристика климата опытного участка 28
2.2 Почвенная характеристика опытного участка 33
2.3 Система капельного орошения на опытном участке 37
2.4 Схема и методика проведения исследований 38
2.5 Агротехника картофеля 50
3. Оценка режимов орошения по показателям роста и развития растений 53
3.1 Поливной режим картофеля по вариантам предполивной влажности почвы 53
3.2 Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации картофеля 62
3.3 Оценка вариантов водного режима почвы и доз внесения удобрений по показателям роста и развития картофеля 66
3.4 Урожайность картофеля на разных фонах водного режима почвы и доз внесения удобрений 73
3.5 Фотосинтетическая деятельность картофеля 75
4. Суммарное и среднесуточное водопотребление картофеля при капельном орошении 85
4.1 Динамика суммарного водопотребления картофеля в зависимости от уровня формируемых урожаев 85
4.2 Среднесуточное водопотребление картофеля при разных уровнях урожайности 95
4.3 Биоклиматические коэффициенты испарения влаги при разных уровнях урожайности картофеля при капельном орошении 100
5. Влияние режимов орошения и доз внесения удобрений на продуктивность и качество клубней картофеля 104
5.1 Выход товарной продукции картофеля при разной урожайности картофеля 104
5.2 Биохимический показатель клубней картофеля 106
6. Экономическая и экологическая оценка получения различных уровней урожайности картофеля 109
6.1 Экономическая эффективность получения запланированных урожаев картофеля 109
6.2 Экологическая оценка капельного орошения и качества получаемой продукции 115
Общие выводы 118
Предложения производству 120
Список литературы 121
Приложения 142
- Способы орошения, водопотребление и эффективность возделывания картофеля
- Почвенная характеристика опытного участка
- Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации картофеля
- Среднесуточное водопотребление картофеля при разных уровнях урожайности
Введение к работе
Актуальность исследований. Главными факторами, ограничивающими получение высоких урожаем картофеля в зоне Волго-Донского междуречья, являются высокие температуры воздуха в летний период, дефицит почвенной влаги в критические периоды вегетации, тяжелый механический состав почв, затрудняющий развитие вегетативных органов культуры и неразвитость базы семеноводства. Однако, несмотря на приведенные выше недостатки, гарантированное получение высоких урожаев картофеля возможно только с применением орошения.
Картофель орошается с применением различных способов: от поверхностного (полив по бороздам) до дождевания широкозахватными машинами. Такая динамика способов орошения картофеля обосновывалась стремлением к созданию и поддержанию в активном слое почвы оптимального водного режима при минимальном расходе оросительной воды на единицу площади и получаемой товарной продукции. Использование для полива овощных и других культур широкозахватной дождевальной техники типа «Кубань», «Фрегат», «Волжанка» позволяет оптимизировать водный режим почвы, однако затраты оросительной воды остаются высокими - 5...7 тыс. м3 на 1 га, повышается влажность приземного слоя почвы, что способствует развитию грибковых заболеваний у растений семейства пасленовых, к которым относится картофель. В условиях рыночной экономики такие затраты воды, подаваемой на поля с помощью нескольких насосных станций (зона Волго-Донского междуречья), существенно влияют на экономику крупных производителей сельскохозяйственной продукции и крестьянско-фермерских хозяйств. Широкозахватная дождевальная техника не всегда эффективна при использовании ее на небольших севооборотах крестьянско-фермерских хозяйств. Всё это и определило выбор направления исследований, связанных с разработкой технологии капельного орошения, изучением динамики и особенностей водопотребления при разных
уровнях урожайности, обоснованием возможности использования капельного орошения при возделывании картофеля.
Цель исследований. Обосновать элементы технологии капельного орошения картофеля на светло-каштановых почвах, обеспечивающих при поддержании необходимых режимов орошения и доз внесения удобрений получение планируемой урожайности до 50 т/га при весенней посадке и дополнительно до 30 т/га при летней посадке, при сохранении плодородия почвы.
Для достижения поставленной цели в задачи исследований входило:
обосновать возможность использования для подачи оросительной воды капельных систем, способных поддерживать бездефицитный водный баланс в активном слое почвы при формировании урожайности картофеля до 50 т/га при весенней посадке, для получения товарной продукции и до 30 т/га при летней посадке, для получения семенного материала;
разработать основные параметры режима капельного орошения картофеля, обеспечивающих поддержание влажности в активном слое почвы, определить отзывчивость картофеля на минеральные удобрения и обосновать необходимые дозы их внесения для получения планируемой урожайности;
определить динамику суммарного и среднесуточного водопотребления картофеля при капельном орошении в связи с изменением урожайности;
дать экономическую и экологическую оценку эффективности получения различных урожаев картофеля при капельном орошении.
Научная новизна и теоретическая значимость. Впервые для светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья обоснованы элементы технологии капельного орошения картофеля, обеспечивающие при определённом сочетании водного и пищевого режимов получение урожаев 30, 40 и 50 т/га, установлены закономерности суммарного и среднесуточного водопотребления в связи с ростом урожайности, продолжительность и периодичность проведения поливов, поливные нормы, показатели характеристики фотосинтетической деятельности растений, обеспечивающие формирование планируемых уровней
урожайности, коэффициенты водопотребления, а также биоклиматические коэффициенты испарения влаги при разных уровнях урожайности картофеля.
Практическая ценность. Экспериментально доказана возможность возделывания картофеля при капельном орошении с получением высоких урожаев. Экономия оросительной воды в расчёте на единицу площади при капельном орошении составляет 50...70% по сравнению с дождеванием или поверхностными поливами. Определено и рекомендовано производству сочетание водного и питательного режимов почвы для получения урожая 30, 40 и 50 т/га с конкретными рекомендациями по режимам орошения и дозам внесения удобрений.
Апробация результатов исследований проводилась ежегодным заслушиванием годовых отчётов на заседаниях учёного Совета эколого-мелиоративного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (2005...2008 гг.), выступлениях с докладами на конференциях молодых учёных и профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (2005...2008 гг.).
Выносимые на защиту положения.
Возможность использования капельного орошения картофеля, при экономии затрат поливной воды.
Сочетание управляемых факторов роста и развития картофеля, способствующих получению урожайности на уровне 30, 40 и 50 т/га.
Режимы капельного орошения картофеля, рассчитанные на поддержание влажности активного слоя почвы 70, 80 и 70-80% НВ.
Экономическая эффективность и экологическая безопасность использования капельного орошения картофеля.
Объект исследований, капельное орошение, изучалось на посадках хорошо зарекомендовавшего себя по урожайности и очень ранним срокам созревания, потребительским достоинствам, столовый сорт картофеля Импала (Нидерланды) в КФХ «Пионер» Городищенского района Волгоградской области. Этот сорт пользуется большой популярностью не только у фермеров за ста-
бильно высокую урожайность, рентабельность, ранних рыночных продаж и устойчивости к болезням, но и у потребителей из-за отличного вкуса, содержания крахмала (до 15%) и хорошей лежкости.
По материалам диссертации опубликовано 6 статей, в том числе 1 в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикаций результатов исследований соискателями ученых степеней.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 157 страницах компьютерного текста, содержит 39 таблиц, иллюстрирована 17 рисунками и 8 приложениями. Список использованной литературы включает 230 источников, в т.ч. 5 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований и представлении их в виде диссертации составляет не менее 80%.
1. ОЦЕНКА СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ И ОБОСНОВАНИЕ
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Способы орошения, водопотребление и эффективность возделывания картофеля
В условиях Волго-Донского междуречья получение высокого устойчивого урожая картофеля можно только при орошении и сочетании всех необходимых растению факторов роста и развития в нужных пропорциях. Оптимальные для роста и развития сочетания тепла, света, влаги и питательных веществ одновременно в природе практически не встречаются. Те регионы, где достаточно влаги чаще всего не обеспечены необходимым количеством тепла и света, и наоборот.
Потребление воды картофелем в течение вегетации сильно изменяется по фазам и периодам развития. От всходов до бутонизации оно постепенно увеличивается, а в бутонизацию полное цветение резко и сильно возрастает. Среднесуточный расход влаги гектаром поля соответственно этим периодам составля-ет 17 - 25 и 40 - 45 при максимальном 70 - 80 м /га. В третий период усиленного роста и созревания клубней среднесуточный расход влаги постепенно сни-жается и в среднем составляет 34 - 40 м /га.
При достаточной обеспеченности влагой картофель в Среднем Поволжье расходует за период вегетации 3500 - 4000 м /га, в Нижнем — до 5000 м /га и более при коэффициенте водопотребления 150 - 200 м3 на тонну клубней.
На тяжело суглинистых почвах влажность активного слоя (0-40, 0-60 см) следует поддерживать на уровне не ниже 70% НВ до бутонизации, 80 - 85% в бутонизацию - цветение и 70% НВ после цветения до созревания клубней -увядания ботвы. На легких супесчаных и суглинистых почвах нижний уровень увлажнения может быть снижен (без снижения объема доступной влаги) до 65 -75-65%НВ. В зависимости от складывающихся погодных условий отдельных лет, районов, сроков посадки и уборки, а также сорта картофеля дают от 3 до 6, а в Астраханской области и Калмыкии - 8 поливов дождеванием нормой 400 м /га в период до начала цветения и 500 - 550 м /га в цветение и после цветения. В годы с повышенным увлажнением для поддержания оптимального уровня влажности почвы бывает достаточно 3, а иногда (в Среднем Поволжье) и 2 полива, и напротив, в острозасушливые требуется 8 и 11 поливов (в Нижнем Поволжье). Чем больше выпадает осадков после всходов картофеля, тем ближе к фазе бутонизации дается первый полив. Он в этом случае полнее обеспечивает возросшее в это время водопотребление картофеля.
Использование орошения для выращивания картофеля применяется во всём мире. В Англии, Германии, Восточных штатах США, Израиле, Канаде, России, странах СНГ и в других странах полив осуществляется под контролем ЭВМ. Применение орошения в полуавтоматическом и автоматическом режимах в США значительно снижает потери воды и затраты труда [10, 16, 44, 79, 106, 121, 167 и др.].
По данным С. Лысогорова и В.А. Ушкаренко [113], в Узбекистане лучшие результаты были получены при поливах оросительной нормой 6092 м /га, в пойме Дона - 1300.. .2000 м /га, на юге Украины - 1400.. .1600 м /га, в Крыму -2880...3850 м7га, на юге Казахстана (Джамбульская область) - 3000...4000 м3/га.
В нашей стране из-за значительной разницы климатических и почвенных условий количество поливов и поливные нормы изменяются в широких пределах. При выращивании картофеля в Волгоградской области, территория которой разделена на 4 климатических зоны, количество поливов колеблется от 5-7 до 11-13 при поливных нормах от 350 до 500 м3/га [15, 20, 41, 48, 77, 89, 97, 99, 134, 195, 220].
Наибольшей эффективности выращивания картофеля можно добиться проведением поливов, дифференцированных по фазам роста и развития растений. Из всех известных способов орошения наиболее подходящим для этого является капельное [43, 45, 81, 108, 109, 118, 122, 128, 141, 161, 170, 172, 228, 230].
Применение удобрений при выращивании овощей, и в частности картофеля, является одним из основных факторов потенциального повышения их урожайности. Удобрения оказывают не только прямое действие на растения, но повышают роль и значение самого орошения.
В условиях орошения при достаточно высоком уровне обеспеченности влагой картофель на каждые Ют клубней выносит из почвы 50...60 кг азота, 20...25 кг фосфора и 80... 100 кг калия. Наиболее ценным удобрением для картофеля является, перепревший навоз, а наиболее эффективным — совместное применение навоза и минеральных удобрений. При орошении навоз может быть вполне заменен зеленым удобрением (сидератами) - донником, тригонел-лой и другими, высеваемыми промежуточными культурами. При интенсивной технологии возделывания картофеля на тяжелых и среднесуглинистых выщелоченных и южных черноземах, темно-каштановых почвах необходимо вносить 30...40 т навоза и N60-90P90-120K60-190 кг/га. Из годовой дозы минеральных удобрений 1/3 вносится под зябь вместе с навозом (причем азот в форме сернокислого аммония), 1/3 - в гнезда при посадке и 1/3 - в виде подкормки с поливной водой при появлении полных всходов - N]6P2oKi5 и в период бутонизации Ni5P2oKi5 кг/га.
На лугово-черноземных почвах увеличение дозы минеральных удобрений с N90P150K120 до N180P240K240 повысило урожай всего на 1,9 т или чуть больше 4% и экономически оказалось не выгодным. Дробное внесение минеральных удобрений повышает, по меньшей мере, на 15...20% их эффективность.
Почвенная характеристика опытного участка
В почвенном покрове Волго-Донского междуречья преобладают светло-каштановые почвы с механическим составом от легкосуглинистых до тяжелосуглинистых. Почвообразующими породами являются четвертичные лёссовидные суглинки, буровато-палевые, тонкопористые, суглинистые [2, 49, 50]. Опытный орошаемый участок в КФХ «Пионер» Городищенского района Волгоградской области расположен на светло-каштановых средне-тяжелосуглинистых почвах с разной карбонатностью и смытостью (срезанно-стью). Морфология почвы представлена в описании разреза КП-1, заложенного на опытном участке: 0,0...0,12 м, среднесуглинистый, бурый с сероватым, пороховидный, рыхлый, корни, свежий (влажноватый), ясный по плотности, вскипает слабо; 0,12...0,23 м, среднесуглинистый, бурый с сероватым, комковато-глыбистый, рыхлый, корни, свежий (влажноватый), ясный по плотности, вскипает слабо; 0,23...0,48 м, среднесуглинистый, серый с бурым, комковатый, слабо призматический, уплотненный, гумусовые потеки, свежий, заметный, вскипает слабо; 0,48...0,69 м, среднесуглинистый, бурый, бесструктурный, уплотненный, свежий, постепенный, вскипает слабо (средне); 0,69...1,01 м, среднесуглинистый, светло-бурый, бесструктурный, уплотненный, редкая (очень редкая) белоглазка, свежий, вскипает бурно (сильно). Для почвы характерно отсутствие комковато-зернистой структуры, слабое мозаичное вскипание от 10% НС1 начинается до глубины 0,5 м, наличие очень редкой белоглазки глубже 1 метра и присутствие коллоидных потеков в слое 12-48 см. Коллоидная лакировка отсутствует.
Основные физико-химические показатели исследуемой почвы представлены в таблице 6. Содержание гумуса в пахотном и подпахотном слоях колеблется в пределах 2,0-2,7%, постепенно убывая с глубиной. Карбонаты появляются практически с глубины 50 см. В пахотном и подпахотном слоях вскипание очень слабое, мозаичное. Плотность почвы довольно высокая. Например. В слое 0-12 составляет 1,15 т/га, а в слое 12-23 уже 1,23 т/га. В подпахотном слое - 1,35 т/га. 6. Основные физико-химические показатели почвы на производственном участке КФХ «Пионер»
Почвы по всей глубине профиля не засоленные. Сумма анионов и катионов по профилю колеблется в пределах профиля от 0,046.. .0,111%. Щелочность от нормальной соды отсутствует, рН-водный колеблется в пределах 7,6-8,2. Сумма поглощенных оснований варьирует с 23,50 до 34,7 мг-экв. Среди оснований преобладает магний - до 27,2 мг-экв/100 г почвы. Обменно-поглощенный натрий практически отсутствует.
Содержание тяжелых металлов по профилю почвы не превышает ПДК и составляет: для цинка - 46,0...56,0 мг; меди - 18,0...21,0 мг; кадмия -0,14...0,24 мг и свинца - 9,0...11,0 мг на 1 кг почвы. Наименьшие значения относятся к нижней части профиля.
Что качается подвижного азота, фосфора и калия, то их распределение как по профилю почвы, так и в пахотном слое соответствует ожидаемому.
Плотность твёрдой фазы почвы (удельная масса) метрового слоя характеризуется показателем, изменяющемся в пределах 1,15 (в слое 0,0...0,12 м)...1,35 т/м . Наименьшая влагоёмкость наиболее высоких величин достигает в пахотном слое и составляет 28,99...29,37% массы сухой почвы, а в слое 0,5...0,6 м она снижается до 23,62%, оставаясь в пределах 23,62...23,86%. Изменение скважности в слое 0,0...1,0 м составляет 46...49% объёма.
Забор воды в систему осуществляется из Городищенского магистрального оросительного канала трубопроводом сифонного типа транспортирующего её на поля КФХ «Пионер». В систему капельного орошения вода поступает из ка нала через трубопровод сифонного типа, на входе в который установлено рыбо-защитное устройство, в дисковый фильтр, где она проходит первичную очистку. Осевший на фильтре осадок, взвешенные вещества, периодически удаляются (промывается). Давление воды в сети было равно 1,1 атм. - до фильтра и 0,8 атм. - после фильтра. Удобрения смешивались с поливной водой до фильтра и только после этого, через систему капельного орошения подавались к растениям. Узел управления орошением оснащён необходимой запорно-регулирующей арматурой.
Поливная сеть системы капельного орошения (рис.2.2) состоит из распределительного трубопровода, 3 гребенок и 20 увлажнителей с капельницами. На вводе в каждый увлажнитель имеется своя запорно-регулирующая арматура. Увлажнители укладываются на поверхности почвы между каждыми рядами растений (строчная посадка). Диаметр увлажнителей 16 мм, длина — 100 м. Капельницы вмонтированы в увлажнители при заводском изготовлении и расположены через каждые 0,2 м. Распределительный трубопровод и гребёнки расположены на поверхности почвы. Допускается подземный монтаж трубопроводов, что облегчает прохождение сельскохозяйственных агрегатов при выполнении агротехнических приёмов, но усложняет их монтаж и демонтаж. Все компоненты системы (распределительный трубопровод, увлажнители, капельницы) выполнены из полиэтилена и различного вида пластмасс. Система капельного орошения позволяет использовать её как стационарную, а также демонтировать осенью после завершения оросительного сезона. Режим эксплуатации системы с демонтажем осенью диктуется соображениями сохранения элементов, деталей и узлов от хищения.
Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации картофеля
Продолжительность периода вегетации, в течение которого картофель проходит все фазы развития, является одним из важных критериев оценки условий формирования урожая. На сроки их прохождения и продолжительность межфазных периодов обычно существенное влияния оказывают метеорологи-ческие условия, биологические особенности сорта и технология возделывания [51, 92, 99, 135, 139, 175, 192]. Посадку картофеля все три года исследований проводили во второй половине апреля (весенняя посадка) и первой половине июля (летняя посадка). Уборка урожая по различным вариантам опыта в 2006 и 2008 гг. проводилась одновременно 27 июня по 1 июля (весенняя посадка) и 7 сентября (летняя посадка).
Анализ полученных данных показал, что в 2006 году, как наиболее влажном и прохладном, по сравнению с 2007 и 2008 гг., продолжительность всех межфазных периодов картофеля при весенней посадке (табл. 15) уменьшилась на 1...3 дня и летней на 1...2 дня (табл. 16), что соответственно сказалось на более ранних сроках их наступления и общем уменьшении периода вегетации.
В пределах одного года увеличение продолжительности вегетации отмечалось на вариантах опыта с улучшенным водным и питательным режимами почвы, благодаря чему создавались необходимые условия для повышения продуктивности картофеля. Влияние орошения на продолжительность вегетации начинает проявляться в межфазный период посадка - появление всходов после проведения первого и последующих поливов, обеспечивающих поддержание заданного водного режима почвы (табл. 16).
Его продолжительность в варианте с дифференцированным предполив-ным порогом влажности почвы от 70-80% НВ возрастала в среднем за 2006 -2008 гг. на 1 день. В результате фаза «появление всходов» в варианте с более высоким режимом влажности почв наступала через 23...24 дня после посадки весной и через 13...14 дней летом; фаза «бутонизация» - 26...28 и 22...25 дней после «всходов», фаза «цветение» - 7...9 и 3...7 дней после «бутонизации» и уборка — 15...17 и 18...19 дней после «цветения» картофеля соответственно.
Общая продолжительность вегетации картофеля, от посадки до уборки урожая, за 3 года составила в среднем 76 дней при весенней посадке и 61 день при летней посадке. Благодаря более продолжительному периоду вегетации, создавались условия формирования большей поверхности листьев и увеличения сбора товарной продукции.
Улучшение пищевого режима почвы также способствовало отдалению в среднем на 1 день сроков наступления очередных фаз развития растений. В итоге, повышение доз внесения минеральных удобрений от N150P60K200 ДО самых больших в нашем опыте значений, N250 100 3353 способствовало удлинению периода вегетации картофеля в среднем за 2006 - 2008 гг. на 1.. .2 дня.
Таким образом, полученные нами данные показали, что продолжительность отдельных межфазных периодов, сроки наступления фаз развития и весь период вегетации картофеля в определенной степени регламентируется погодными условиями, уровнями водообеспеченности и минерального питания растений.
Величина урожая картофеля, как и других сельскохозяйственных культур, в определенной степени определяется мощностью надземных органов, в которых создаются органические вещества. Поэтому накопление массы ботвы, площади листовой поверхности имеют определяющее значение в создании условий для формирования соответствующего им урожая клубней картофеля. Наиболее важными факторами, оказывающими влияние на интенсивность роста и развития растений, урожайность клубней, как отмечают ряд исследователей, являются водный режим и уровень минерального питания почвы [38, 40, 119, 126, 138, 143, 151, 153, 166, 169].
Полученные нами данные фенологических и других полевых наблюдений, свидетельствуют о различных сроках наступления фаз роста и развития растений, продолжительности межфазных периодов, оказавших определенное влияние на накопление вегетативной массы в разных по водному режиму почвы и дозах внесения удобрений вариантах опытов (таблицы 15, 16).
Фаза «посадка - всходы» из-за разных метеорологических условий в годы исследований изменялась в пределах 20...24 дня (весенняя посадка) и 12...14 дней (летняя посадка). В апреле 2006 и 2007 г. устойчивый переход температур воздуха через +8С наступил только в конце 2 декады, а в 2008 году - в конце 1 декады апреля. Сумма среднесуточных температур воздуха для получения всходов от посадки картофеля составила +235...+264С весной и +330...+352С летом.
Учет сроков наступления фаз роста и развития растений при разных предполивных порогах влажности почвы показал, что в разных по водному режиму почвы вариантах опытов в период от цветения до пожелтения ботвы имели место различия в продолжительности вегетации растений [приложение 4 и 5].
Влияние водного режима почвы на сроки наступления фаз роста и развития картофеля начинает проявляться с начала вегетации. В фазу бутонизации растения вступали на 1...2 дня позже, а межфазный период бутонизация - цветение на более влагообеспеченных вариантах завершался на 1...3 дня быстрее. Обратная зависимость наблюдается в межфазный период цветение-пожелтение нижних листьев. Самое раннее пожелтение нижних листьев у растений наступало в варианте при поливах по предполивному порогу влажности почвы 70% НВ, а затем соответственно у растений в вариантах режима орошения при влажности почвы 70...80 и 80% НВ.
Для полного созревания клубней и завершения вегетации картофелю потребовалось +1390...+1421С среднесуточных температур воздуха в весенний период и +1593...+1659С летом. Из данных таблиц 15, 16 видно, что поддержание более высокой предполивной влажности почвы (70...80 и 80% НВ) способствует увеличению продолжительности периода цветение-пожелтение нижних листьев, когда идет интенсивное накопление массы клубней. Тем самым создаются условия для получения более высокой урожайности товарной части продукции.
Среднесуточное водопотребление картофеля при разных уровнях урожайности
Определенный интерес представляет изучение динамики среднесуточного водопотребления картофеля по периодам роста растений в связи с тем, что она является определяющим звеном при прогнозировании поливного режима. Анализ полученных данных свидетельствует (таблица 31, 32), что динамика среднесуточного водопотребления картофеля согласуется с накоплением растениями вегетативной и корневой массы, а точнее с динамикой среднесуточных приростов сухой биомассы. Наибольшие значения среднесуточного водопотребления наблюдаются в период «цветение - уборка».
В варианте с назначением поливов при влажности активного слоя почвы 80% НВ среднесуточное потребление воды растениями в среднем за три года в этом периоде достигало 56,1 м /га в сутки - весной и 52,1 м /га в сутки - летом, а в варианте с дифференцированным порогом влажности почвы (70...80% НВ) уменьшалось до 54,0 и 52,0 м /га в сутки соответственно. При снижении пред-поливной влажности почвы до 70% НВ среднесуточный расход воды составил 52,5 и 49,1 м7га в сутки весной и летом соответственно. Минимальное среднесуточное водопотребление отмечено в период от посадки до получения всхо 95 дов, в среднем за три года исследований оно составило весной 14,3 м /га в су-тки, летом 19,0 м /га в сутки. С нарастанием вегетативной массы и среднесуточных температур воздуха расход воды растениями за сутки увеличивается и в период «всходы - бутонизация» в варианте 70% НВ в среднем за три года составил 47,9 — 55,5 м /га, в варианте 70.,.80% НВ - 49,2 - 52,5 м3/га и в варианте 80% НВ - 51,3 - 55,6 м3/га в сутки. В период «бутонизация - цветение» шло дальнейшее нарастание численных значений этого показателя. К периоду «цветение - уборка» среднесуточное водопотребление достигало максимума.
Приведенные результаты исследований позволили установить, что увеличение предполивной влажности активного слоя почвы способствует росту среднесуточных расходов воды, которые достигают своего максимального значения в варианте 80% НВ. Снижение предполивной влажности почвы до 70...80 и 70% НВ сопровождается уменьшением среднесуточного водопотребления растений. Объясняется это тем, что по мере иссушения почвы ниже 80% НВ снижается подвижность и степень доступности почвенной влаги растениями и, как следствие этого, ограничивается водопотребление картофеля.
В настоящее время, в связи с широким развитием мелиорации не только в России, но и в других странах мира, большое внимание уделяется теории определения суммарного испарения. При разработке режимов орошения овощных и кормовых культур широко используют биоклиматические методы управления водным режимом почвы. В основу их положены теоретически обоснованные и подтвержденные на практике зависимости динамики величин водопотребления сельскохозяйственных культур по межфазным периодам и метеорологическими показателями [133, 199, 215].
В настоящее время нашел широкое применение, для установления режимов орошения сельскохозяйственных культур по метеорологическим показателям, биоклиматический метод, получивший теоретическое обоснование в трудах A.M. Алпатьева [3, 6]. Это один из хорошо обоснованных и простых методов установления потребности растений во влаге в полевых условиях. Метод основан на получении экспериментальным путем в исследуемой зоне биологических кривых, которые, как правило, дают по годам незначительные отклонения от их осредненных величин.
Г.К. Льгов [116] и И.А. Шаров [212] в качестве исходных элементов для расчета потребления влаги орошаемым полем, при оптимальном влагообеспе-чении предложили использовать сумму среднесуточных температур воздуха. Позднее и A.M. Алпатьев также предложил в качестве шкалы времени при расчете биологических кривых испарения использовать сумму среднесуточных температур воздуха (начиная от всходов) с поправкой на длину светового дня.
Значения биоклиматических коэффициентов, определяемых по имею щимся данным экспериментальным путем, справедливы только для конкретных агроклиматических условий, т.е. имеют зональный характер [3, 80, 199].
Как отмечает И.П. Кружилин [97], биоклиматические коэффициенты отражают динамику водопотребления в зависимости от складывающихся погодных условий и биологической потребности культуры во влаге, существенную зависимость от климатических и биологических факторов и изменяются по годам.
В своих работах, И.П. Кружилин [92, 94, 96, 97] считает возможным во-допотребление культуры прогнозировать на ближайший период, с учетом биоклиматических коэффициентов испарения и прогноза погоды. То есть, имея данные по прогнозу среднесуточных температур воздуха можно с использованием биоклиматического коэффициента испарения рассчитать и оценить даты проведения поливов в соответствии предполивной влажности почвы для любого уровня.
Существенное влияние на численное значение биоклиматических коэффициентов (таблица 33, 34) оказывает уровень, формируемой урожайности. Для получения урожая, близкого к 50 т/га клубней картофеля, расход влаги на 1С в среднем за вегетацию составил 0,195 или 1,95 м3. При продуктивности картофеля 30 т/га этот показатель в среднем за вегетацию снижается до 0,114.
Рассчитанные нами по фактическому водопотреблению картофеля биоклиматические коэффициенты испарения в достаточной степени отражают характер расхода влаги растениями и позволяют при наличии прогноза метеоданных для планируемого уровня урожайности, потребности растений в воде, прогнозировать динамику влажности почвы и сроки проведения поливов.
