Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса 9
1.1. Урожайность перца сладкого в зависимости от сочетания агроприё-мов 9
1.2. Развитие поверхностных способов орошения 17
2. Условия и методика проведения исследований 28
2.1. Местоположение и климат района исследований 28
2.2. Климатические условия в годы проведения исследований 29
2.3. Водно-физические и агрохимические свойства почв опытного участка 33
2.4. Схема опыта и методика исследований 39
2.5. Агротехника возделывания перца 44
3. Режим орошения и водопотребление сладкого перца 46
3.1. Обоснование предполивного порога влажности почвы 46
3.2. Режим орошения и динамика влажности почвы 51
3.3. Составляющие суммарного водопотребления 61
4. Пищевой режим почв опытного участка 67
4.1. Обоснование доз, вносимых минеральных удобрений 67
4.2. Пищевой режим почв и динамика NPK в почве 71
5. Влияние орошения и минеральных удобрений на растения сладкого перца и качество урожая 75
5.1. Рост и развитие сладкого перца 75
5.2. Урожай сладкого перца и его качество 84
5.3. Особенности потребления перцем элементов питания 90
6. Агроэнергетическая оценка эффективности возделывания сладкого перца 98
6.1. Обоснование использования агроэнергетической оценки 98
6.2.Виды энергетических затрат 98
6.3. Расчёт энергетической эффективности систем и приёмов 99
7. Экономическая эффективность сочетаний режимов орошения и доз минеральных удобрений 110
Основные выводы и рекомендации производству 125
Список использованной литературы 127
Приложения 141
- Развитие поверхностных способов орошения
- Водно-физические и агрохимические свойства почв опытного участка
- Режим орошения и динамика влажности почвы
- Пищевой режим почв и динамика NPK в почве
Введение к работе
Овощеводство - одна из самых капитале- и энергоёмких отраслей сельского хозяйства, но при этом и самая народная отрасль. Овощеводством занимается большинство населения страны. В последние годы рынок овощей и картофеля в России - 40-45 млн.т. Это две трети баланса зерна. В потребительской корзине овощи занимают одно из важнейших мест. Но это тоннажная, скоропортящаяся продукция. Поэтому и отношение к ней должно быть более внимательным и бережным.
Овощи - самый простой и доступный источник витаминов, значение которых трудно переоценить. Овощи - действительное родники здоровья, и проблема развития овощеводства напрямую связана с продолжительностью жизни и работоспособностью населения.
В суточный рацион взрослого человека должно входить около 400г овощей. Институт питания Российской Академии медицинских наук (РАМН) рекомендует 128... 164кг овощей в год, в зависимости от зоны. В том числе: капусты белокочанной - 32-50кг, бахчевых - 20кг, капусты цветной - 3-5кг, помидоров - 25...32кг, моркови - 6...10кг, огурцов - 10...13кг, свеклы -5... 10кг, лука - 6... 10 кг, кабачков и баклажанов - 2...5 кг, сладкого перца -1.. .3 кг, зелёного горошка - 5.. .8кг, пряных овощей - 1.. ,2кг.
В год производят в России 11...12 млн.т. овощей (в Китае 170кг овощей и 100 кг арбузов на 1 человека), при медицинской норме 120... 130кг овощей на 1 человека в год в России потребляют 76кг.
В настоящее время на земном шаре около 800 миллионов человек не доедают, 22 миллиона из них в России [100].
По наличию сельскохозяйственных угодий и пашни, базового средства производства сельскохозяйственной продукции Россия относится к числу крупнейших мировых держав [ПО]. При правильном высокопродуктивном использовании имеющихся сельскохозяйственных угодий вполне реально рассчитывать не только на полное обеспечение внутренних потребностей
страны основными продуктами питания, но и по некоторым из них выходить на мировой продовольственный рынок. Однако реалии таковы, что от 30 до 50% потребляемого россиянами продовольствия, включая зерно, завозится из других стран [60].
Увеличение производства овощей является одной из важнейших задач сельского хозяйства. Богатый качественный и количественный состав витаминов, минеральных солей, Сахаров большое содержание витамина С, умеренная острота ставит сладкий перец в ряд ценнейших овощных культур. Сарпинская низменность является одной из немногих территорий в Российской Федерации, где возможно выращивание качественного сладкого перца и получение высоких и устойчивых урожаев.
Рост урожайности и устойчивость производства сельскохозяйственной продукции в засушливых зонах Российской Федерации связаны с обязательным насыщением основных посевных площадей орошаемыми землями. Современное состояние науки и техники, обобщение опыта эксплуатации существующих оросительных систем, построенных во второй половине XX столетия, дают основание утверждать, что необходимо переходить в XXI веке на применение мелиоративных систем нового поколения. Принципиальная особенность их состоит в том, что они сочетают в себе не только техническую возможность подачи воды для проведения поливов, но и выполнение комплексных мелиорации, водных, химических, агрохимических, лесных, проти-воэрозионных, биологических и других в объёмах и сочетаниях, необходимых для конкретных почвенно-климатических и ландшафтных особенностей. В технических решениях создания оросительных систем нового поколения, одних из основных потребителей водных ресурсов, дефицит которых в последние годы резко обострился, должны быть заложены возможности рационального водопользования и водосбережения. Отсюда особенностью мелиоративных систем нового поколения должны быть высокие коэффициенты полезного действия и использования воды с минимум потерь её на фильтра-
цию и сброс, ориентация на применение водосберегающих способов и технологий орошения [145].
Особую значимость наряду с водосбережением приобретает снижение затрат невозобновляемых энергетических ресурсов, прежде всего электроэнергии и нефтепродуктов. Это предопределяет необходимость применения поверхностного способа орошения [58].
В настоящее время в России все земли сельскохозяйственного назначения в той или иной мере подвержены деградации, особенно на юге Российской Федерации, в том числе и в Волгоградской области. Земельный фонд здесь сложился в 50-60-х годах XX века, когда было освоено 1,6 млн. целинных и залежных земель. Благодаря строительству обводнительных и оросительных систем в 70-80-е гг. окончательно сформировалась существующая структура землеустройства. На современном этапе земли сельскохозяйственного назначения составляют 76,8% из них пашня - 51,7, сенокосы - 1,8, пастбища - 23,2, леса - 3,4% от общей площади области. На долю орошаемых земель приходится 2,3% - 286,6 тыс. га, в том числе регулярного орошения 260 тыс. га. [117].
В Светлоярском районе Волгоградской области, где проводились исследования, посевные площади овощных культур изменялись следующим образом: 2000 г - 866 га, 2002 - 788 га, 2003 г - 781 га, 2004 г -832 га. Однако с 1991 г. стал резко снижаться объём валовой продукции сельского хозяйства. В связи с отсутствием финансирования с 1997 г. была приостановлена реконструкция и введение новых орошаемых земель. В настоящее время объём работ по уходу за мелиоративными системами и их ремонту выполняется на 25...40% от требуемого объёма. Происходит старение и разрушение гидромелиоративных систем. Вследствие вышесказанного продуктивность поливного гектара снизилась по области с 4,2 до 2,2 тыс. к. ед. [73].
Основными условиями повышения продуктивности орошаемых земель должны стать высокая культура земледелия, хорошая техническая оснащённость, достаточная для выполнения всех технологических работ, оптималь-
ные сроки и обеспечение большей ресурсосберегаемости, экономической эффективности и экологической безопасности осваиваемых наукоёмких технологий. Основными критериями совершенствования оросительных систем должны стать надёжность и долговечность, ресурсосберегаемость и высокая производительность труда, экологическая безопасность и экономическая эффективность. Также следует ориентироваться на применение наименее энергоёмкого поверхностного способа полива [73].
В связи с этим, целью наших исследований является разработка ресурсосберегающей технологии орошения сладкого перца при поверхностном способе полива для определения оптимальных сочетаний режимов орошения и доз, вносимых минеральных удобрений при планировании заданного уровня урожайности сладкого перца в почвенно-климатических условиях Сар-пинской низменности.
Для реализации этой задачи были поставлены следующие задачи:
разработать оптимальный режим орошения при поливе по бороздам;
изучить влияние режима орошения и данного способа полива на рост, развитие и урожайность сладкого перца;
определить составляющие суммарного водопотребления;
изучить динамику влажности активного слоя почвы при поливе по бороздам;
определить затраты питательных веществ на формирование урожая;
определить экономическую эффективность сочетаний режимов орошения и доз минеральных удобрений;
определить агроэнергетическую эффективность возделывания сладкого перца при поливе по бороздам.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые обоснована и подтверждена возможность эффективного возделывания сладкого перца при поливе по бороздам в почвенно-климатических условиях
Сарпинской низменности. На основании трёхлетних опытов исследована зависимость развития сладкого перца от различных режимов орошения при поверхностном поливе, установлены закономерности водопотребления культуры в зависимости от водообеспеченности и уровня минерального питания.
Проведённые исследования позволили разработать практические рекомендации по применению режимов орошения при поливе по бороздам и конкретных доз минеральных удобрений, позволяющих получить 20,30 и 40 т/га сладкого перца.
Основные положения, выносимые на защиту:
режим орошения и дозы минеральных удобрений сладкого перца, обеспечивающие при поверхностном поливе формирование 20, 30, 40 тонн плодов с 1 га;
закономерности влияния предполивного порога влажности активного слоя почвы и пищевого режима почвы на рост, развитие и продуктивность сладкого перца;
экономическая и агроэнергетическая эффективность возделывания сладкого перца при поливе по бороздам.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка результатов исследований возделывания сладкого перца при поверхностном поливе на орошаемых землях СПК «Светлоярский» Светлоярского района Волгоградской области подтвердила возможность получения урожая на уровне 40 т/га.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии с2000 по 2006 гг, на региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области в 2001 и 2003 гг. (получены два диплома), на международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы в Великой отечественной войне (ВГСХА, 2005 г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 170 страницах компьютерного текста, содержит 5 рисунков, 4 фотографии, 56 таблиц.
Состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, а также списка литературы, включающего 156 наименований, в том числе 5 иностранных авторов.
I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА
Развитие поверхностных способов орошения
В настоящее время, как и тысячи лет назад, основными орудиями поливальщика более половины площади земель, поливаемых поверхностным способом, остаются кетмень и лопата. Дело в том, что многие прогрессивные технологии и технические средства орошения, разработанные в нашей стране и за рубежом, практически не внедряются, а обычная технология поверхностного полива, применяемая со стародавних времён, утратила своё значение и не отвечает современным требованиям.
Ещё в начале прошлого века академик Е.Н. Костяков обращал серьёзное внимание на недостатки, присущие традиционному поливу. Главными он считал потери воды на сброс и глубинную фильтрацию, достигающие при поливе порой более 50% нормы водоподачи; неравномерность увлажнения по длине поливного участка, так как коэффициент равномерности не превышает 0,45-0,55%; трудоёмкость процесса полива и регулирование расчётной поливной нормы и т.д. Перечисленные трудности переживали ещё древние земледельцы, поскольку они сталкивались с фактами засоления и заболачивания на освоенных массивах. Почти до 30-х годов прошлого века полив овощных культур осуществляли напуском и затоплением, и только массовое внедрение механизированного возделывания пропашных культур позволило осуществить переход к более прогрессивному методу бороздкового полива. Вместо полива напускам и затоплением стали поливать по бороздам, полосам и чекам. Технологические процессы их реализации стали механизироваться и совершенствоваться. Но при этом производительность труда поливальщиков оставалась низкой - 0,2-0,3 га в смену.
Большую роль в повышении эффективности бороздкового полива сыграли укрупнение поливных карт и переход на новую систему орошения на основании Постановления Совета Министров СССР от 17 августа 1950г. «О переходе на новую систему орошения в целях боле полного использования орошаемых земель и улучшения механизации сельскохозяйственных работ».
Учёные и специалисты СССР активно включились в исследовательскую работу по усовершенствованию технологии и техники поверхностного бороздкового способа полива. Особенно крупный вклад в решение этих проблем внесли основатель советской мелиоративной науки академик А.Н. Костяков и его последователи: А.П. Аверьянов, А.Н. Аскоченский, В.В. Послав-ский, Б.А. Шумаков, В.А. Шаумян, И.А. Шаров, В.М. Легостаев, Б.Б. Шумаков, СМ. Алпатьев, Г.В. Воропаев, В.В. Колпаков, СМ. Кривовяз, Н.С Горюнов, Г.К. Льгов, Л.В. Скрипчинская, Н.Р. Хамраев, Ц.Е. Мирцхулава, Б.С Маслов, Г.Ю. Шейкин, Н.Т. Лактаев, А.Н. Ляпин, Н.Ф. Беспалов, СН. Рыжов, В.Е. Ерёменко, В.Ф. Носенко, М.П. Меднис, СА. Гильдиев, Г.М. Гусей- нов, М.Ф. Натальчук и др. Благодаря исследованиям этих и многих других учёных, в последующие годы были разработаны и внедрены в производство механизированные и автоматизированные способы поверхностного полива по бороздам, полосам и чекам. Были определены и рекомендованы в производство оптимальные длины борозд, полос, размеры чеков, эрозионно неопасная величина расхода воды при поливах и допустимая общая продолжительность полива, а также обоснованные режимы орошения сельскохозяйственных культур с учётом особенностей почвенно-климатических зон, гидромодульных районов внутри каждой зоны, рельефных, гидрогеологических условий, биологических особенностей сельскохозяйственных растений и хозяйственно-организационных условий и т.д.
В целях дальнейшего совершенствования поверхностного способа полива и устранения его главных недостатков различными авторами, как в нашей стране, так и за рубежом, были предложены и опробованы десятки методов.
Так, в 1926 году Б.А. Шумаков в целях уменьшения потерь воды на сброс предложил полив с переменной струёй в борозды. Эта прогрессивная идея полива с переменным расходом воды в борозды получила дальнейшее теоретическое развитие в работах СМ. Кривовяза, Г.Ю. Шейкина [139], М.Ф. Натальчука [81], Г.И. Будникова и Н.Т. Лактаева, А.Н. Ляпина, А.Н. Ляпина и М.Д. Челюканова [67], В.В. Колпакова, СП. Сухарева [53], Дельвина Д., Броне и Джон Л. Уийрмса, Т.Ю. Юсупова [149,150] и др. Исследования этих и других авторов показали, что полив с переменной струёй в борозды уменьшает потери воды на сброс более чем в 2 раза. Полив с переменной струёй значительно повышает коэффициент равномерности увлажнения по длине поливного участка. Этот показатель повышается до 0,65-0,70 против 0,45-0,50 при поливе с постоянным расходом воды в борозды. За счёт улучшения равномерности увлажнения урожайность сельскохозяйственных культур повышается до 15-20% [149].
Водно-физические и агрохимические свойства почв опытного участка
Сарпинская низменность относится к числу наиболее засушливых районов на юго-востоке Европейской части страны. Представляет собой плоскую низменную равнину, бывшую прежде дном Каспийского моря. Расположена она на правобережье реки Волги, в пределах от южной окраины города Волгограда на севере до Чёрных земель на юге. С запада от Донских степей её отделяет Ергенинская возвышенность, восточной границей является река Волга.
Площадь территории низменности составляет 3170 тыс.га, из которой 110 тыс.га входит в состав Волгоградской области, 490 тыс.га - в состав Астраханской области и 2570 тыс.га - в состав Калмыкии. Общая протяжённость низменности с севера на юг составляет около 160 км. Сарпинская низменность занимает северо-западную часть обширной Прикаспийской низменности.
Сарпинская низменность расположена между 46 и 49 параллелями северной широты. Ширина её в южной части близка к 150 км, а в северной части не превышает 60 км.
Растительный покров представляет характерные сочетания пустынных полукустарников со степными, травянистыми растениями. На равнинных и выпуклых элементах рельефа произрастают наиболее сухолюбивые виды растений: белая и чёрная полыни, прутняки, пирструмы. В лиманах и микропонижениях распространены ковыли, типчаки, житняки, тонконоги и другие злаки.
Почвенный покров Сарпинской низменности характеризуется пестротой и комплексностью. Почвообразующими породами являются лессовидные суглинки. Из почвенных разностей наиболее распространены светло-каштановые, каштановые и лугово-каштановые почвы средне и сильно солонцеватые, расположенные преимущественно по прибалочным террасам, лиманам и примыкающим к ним микропонижениям.
Почвообразование в Сарпинской низменности создаётся в условиях сильно-засушливого климата при высокой температуре воздуха, резком недостатке влаги в почве и изреженном травостое. Это обуславливает интенсивную минерализацию органических остатков, слабое накопление органического вещества в почве, образование минеральных и органно-минеральных коллоидов высокой дисперсности, в значительной степени насыщенных натрием. На возвышенностях рельефа наблюдается резкий недостаток влаги и процесс минерализации протекает весьма интенсивно, а гумуса накапливается мало.
В этих условиях для Сарпинской низменности формируется комплексность почвенного покрова. В составе комплекса встречаются: - зональные светло-каштановые почвы разной степени засоления; - различные солонцы, которые в зависимости от мощности верхнего горизонта делятся на корковые, средние, глубокие; - в отдельных местах, главным образом в небольших потяжинах и понижениях встречаются лугово-каштановые почвы. Механический состав почв в основном тяжелосуглинистый, почвообра-зующей породой служит «шоколадная» глина, залегающая на глубине от 90см до 170см в пределах участка, мощность залегания шоколадных глин меняется от 0,3 до 0,7м. Шоколадные глины имеют слоистое рыхлое строение и сильно засолены. Засоление их сульфатно-хлоридное и колеблется в пределах от 0,59 до 2,64 %. Шоколадные глины подстилаются суглинками и супесями с прослойками песка (рис 1). Грунтовые воды в пределах участка до возделывания залегали на глубине 15-16м. Светло-каштановые почвы характеризуются малой мощностью гумусовых горизонтов и светлой окраской их, солонцеватостью и повышенной линией вскипания, неглубоким залеганием от поверхности карбонатного и сульфатного горизонтов. Светло-каштановые почвы имеют следующее морфологическое строение: АпахУ - светло-бурый, тяжело-суглинистый, комковато порошистый, слабо уплотнён, большое количество корней растений. Переход в горизонт В заметный. В—-— - тёмно-бурый, влажный, тяжело-суглинистый, комковатый, уплотнённый, меньшее количество корней растений, переход в горизонт С заметный. Сі —-— тёмно-палевый, влажный, тяжело-суглинистый, комковатый, уплотнён, немного корней растений, белоглазка неясно выражена. Переход в следующий горизонт ясный. С2 темнее горизонта Сь влажный, тяжело-суглинистый, угагот 14 нён, тонкопористый, распадается на угловатые отдельности, карбонаты выражены точечно. Переход в следующий горизонт постепенный. Сз тёмно-бурый, влажнее предыдущего горизонта, уплотнён с 116 см, бесструктурный, редко жилки кристаллического гипса. Переход в следующий горизонт ясный. С4 —1 шоколадный, глинистый, влажный, уплотнён, распадается на угловатые отдельности, много жилок, пятен и гнёзд гипса и других солей. Переход в следующий горизонт ясный. С5 слоистая шоколадная глина, переслаивается с палевым суглинком, горизонт сырой, слабо уплотнён, изредко жилки солей. Механический состав светло-каштановых почв представлен в таблице 2.3.1. Верхний гумусовый горизонт имеет суглинистый механический состав, частицы диаметром менее 0,01 мм составляют 43-46 %. Преобладающими фракциями являются крупная пыль (частицы диаметром 0,05-0,01 мм) и иловатые частицы диаметром 0,001. Однако верхний горизонт имеет меньшее количество иловатых частиц по сравнению с горизонтом В, где они составляют 43-49 %. Почвообразующая порода - шоколадная глина, которая характеризуется высоким содержанием илистых частиц диаметром менее 0,001 мм, количество которых достигает 50 %. Подстилаются шоколадные глины лёгкими суглинками. Почвенный поглощающий комплекс насыщен в основном «Са» и «Mg», но содержит значительное количество поглощённого натрия. Наблюдается некоторая солончаковатость. Основная масса солей представлена сульфатами, хлориды содержатся в незначительном количестве. Из катионов преобладает натрий и калий, затем следует кальций и магний (табл.2.3.2.). Водно-растворимые соли представлены сульфатом кальция, хлористым натрием и сульфатом натрия и калия. Общая щёлочность почвенного покрова повышена и увеличивается вниз по профилю. Обусловлена она в основном бикарбонатом кальция. Светло-каштановые почвы участка характеризуются невысоким содержанием гумуса, количество которого в верхнем горизонте не превышает 2 %, с заметным уменьшением вниз по профилю. Запасы гумуса и питательные вещества светло-каштановых почв участка приведены в таблице 2.3.3. Структура светло-каштановой почвы не водопрочная, что обусловлено малой гумусностью и содержанием поглощённого натрия. Количество водопрочных агрегатов размером более 1 мм не превышает 17 %, а 0,25 мм - 82 %. Поэтому при орошении светло-каштановой почвы образуется довольно мощная корка. Плотность твёрдой фазы постепенно нарастает (табл. 2.3.4.).
Режим орошения и динамика влажности почвы
Полив по тупым затопляемым бороздам во времени проходит в три этапа: смачивание, заполнение и впитывание [37,118]. Длина затопляемой борозды зависит от уклона местности и её глубины: чем меньше уклон и больше глубина борозды, тем больше длина борозды. Длину борозды 1 определяют по формуле: где h2,hi - глубина стояния соответственно в конце и голове борозды; і - уклон дна борозды. В наших исследованиях уклон дна борозды - 0,001, а глубина стояния воды в конце борозды 0,2 м, а в голове борозды 0,15м, длина борозды - 50м. При поливе по затопляемым бороздам объём воды, подаваемой в борозду, слагается: из объёма заполнения борозды, вычисляемого по формуле: где bxh = со - живое сечение борозды, определяемое по формуле: и объёма впитывающейся воды в период смачивания и заполнения: где q - расход воды в борозду, л/с (в наших исследованиях равный 1,5 л/с); b - ширина борозды при средней глубине её заполнения, м; h - глубина заполнения борозды, м; 1 - длина борозды, м; V - скорость впитывания, м/ч; Р - площадь смачивания борозды, м2; t - продолжительность заполнения борозды, ч; а - коэффициент затухания скорости впитывания во времени (в наших исследованиях равный 0,5). Общий объём поданной воды и расход воды в борозду определяли по выражению: Показатели водопроницаемости почвы опытного участка показаны в таблице 3.2.1. Как видно из таблицы 3.2.1., почва опытного участка относится к III группе со слабой водопроницаемостью. Динамика влажности и равномерность увлажнения почвы по длине борозд после полива определялись до глубины 1 м. Контур промачивания определялся методом залива 1 м борозды, после чего проводился почвенный разрез. Данные по равномерности увлажнения почвы по длине борозд показывают, что начало борозд, оказались более увлажнёнными, чем их середина и конец. Такое явление объясняется тем, что продолжительность увлажнения начальных и концевых участков борозд не одинакова во времени. Эта разница равна времени пробега струи воды от начала до конца борозды и, следовательно, зависит от расхода воды и длины поливной борозды. В начальный момент времени при подаче воды в сухую борозду происходит движение её под действием двух групп факторов. В первую группу входят силы трения, зависящие от шероховатости ложа борозды, и снижение расхода за счёт впитывания воды почвой. Во второй группе - постоянная подача воды в борозды и силы, возникающие за счёт уклона борозды и гидравлического уклона. В ёмкости борозды происходит некоторое аккумулирование воды.
При прекращении водоподачи в начале борозды накопившейся объём стекает по уклону, впитываясь по длине. Для определения отдельных элементов техники полива пользовались общим положением, что объём поданной воды (м /га) соответствует объёму (м3/га) впитавшейся воды. По А.Н. Костякову: Поддержание режима влажности почвы на заданном уровне регулировалось поливными нормами и сроками полива. Поливная норма - это количество воды, которое следует подать на 1 га орошаемой площади в течение одного конкретного полива, чтобы повысить влажность в расчётном слое почвы от уровня естественного состояния на день полива до уровня, благоприятного для роста и развития растений. Для расчёта поливных норм приняли активный слой почвы равный 0,4 м. Поливную норму (нетто) определяли по зависимости А.Н. Костякова: m где Wj - запас влаги, соответствующий наименьшей влагоёмкости рас-чётного слоя почвы, м /га; W2 - фактический запас влаги в активном слое почвы перед поливом, м3/га; Н - расчётная глубина промачивания почвы при поливе, м; а - плотность почвы, т/м ; рнв- влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоёмкости, % от массы сухой почвы; fim - предполивная влажность почвы, % от массы сухой почвы. Норму и количество поливов определяли заданным нижним порогом влажности в активном слое почвы, а также конкретными погодными условиями. Метеорологические данные приведены в параграфе 2.2. Расчётные поливные нормы для поддержания влажности в активном слое почвы не ниже заданного порога следующие: на вариантах I режима орошения (65 % НВ) - 550 м /га, на вариантах II режима орошения (75 %НВ) - 395 м3/га, на вариантах III режима орошения (85 %НВ) - 235 мЗ/га. При поливе по бороздам эти величины нуждаются в корректировке в сторону увеличения, в связи с непроизводительными затратами части поливной воды на испарение с поверхности почвы и глубинную фильтрацию. В приложении I представлены фактические поливные нормы. Динамика влажности в активном слое почвы по годам исследований и по вариантам поддержания влажности представлена на рисунках 3.2.1., 3.2.2., 3.2.3. Вегетационный период 2000 года по ГТК являлся влажным. Рассаду высадили в грунт 26 мая. Начальные влагозапасы в слое 0-0,4 м составили 75 % НВ. Осадков в мае не было. После высадки рассады провели полив полив-ной нормой 300 м /га. Подсадили перец 30 мая и полили поливной нормой 200 м3/га. В июне выпало 52 мм осадков, в третьей декаде июня дожди шли 6 дней подряд. На вариантах с I режимом орошения было проведено 2 полива суммарной нормой 1280 м /га; на вариантах со II режимом орошения 3 полива суммарной нормой 1420м3/га; на вариантах с III режимом орошения 4 по-лива суммарной нормой 1480 м /га.
Пищевой режим почв и динамика NPK в почве
Получение максимально высоких урожаев неразрывно связано с целенаправленным регулированием круговорота и баланса питательных веществ. Наиболее высокая потребность при орошении отмечается в азотных удобрениях. Несмотря на то, что нитрификационная способность орошаемых земель более высокая, и минерализация органических веществ происходит довольно интенсивно, следует учитывать быстрое передвижение нитратов по почвенному профилю с нисходящими восходящими токами влаги при поливе и в межполивные периоды, интенсивное проявление процессов денитрифи-кации в периоды резкого переувлажнения. Наиболее легко и быстро растения усваивают нитраты, поэтому содержание их в почве - основной показатель обеспеченности её доступным азотом. Влажность почвы 70-80 % НВ является оптимальной средой для нитрификации. Нитраты при орошении передвигаются в более глубокие слои почвы, скорость и глубина вымывания увеличиваются с возрастанием нормы полива.
Почва опытного участка до внесения удобрений содержала следующее количество нитратного азота: осенью 1999 года (опыт 2000 года) - 7,3 мг/100 г почвы, осенью 2000 года (опыт 2001 года) - 5,45 мг/100 г почвы, осенью 2001 года (опыт 2002 года) - 4,2 мг/100 г почвы. В конце вегетационного периода количество нитратного азота понижалось в 2000 году, в зависимости от варианта опыта, от 5,9 до 4,8 мг/ 100 г почвы. В 2001 году - от 4,55 до 3,6 мг/100 г почвы. Если рассматривать это уменьшение в процентном отношении, то в 2000 году оно составило 19-34%, в 2001 году -16-34 %. Если рассматривать содержание нитратного азота по вариантам опыта, то по всем годам прослеживается тенденция менее значительного уменьшения нитратного азота в почве с увеличением нормы минеральных удобрений. Минимальное количество нитратного азота на всех режимах орошения получено на контроле.
Количество легкогидролизуемого азота увеличивалось к концу вегетации. Количество его в почве до внесения удобрений осенью 1999 года составило 9,2 мг/100 г почвы, осенью 2000 года - 10,2 мг/100 г почвы, а осенью 2001 года - 12,4 мг / 100 г почвы. В конце вегетационного периода содержание легкогидролизуемого азота в почве уменьшалось на контрольных вариантах всех режимов орошения. На остальных вариантах опыта его количество увеличивалось, с увеличением предполивного порога влажности почвы и дозы минеральных удобрений.
Количество доступного фосфора к концу вегетационного периода на всех вариантах опыта также увеличивалось, кроме контрольных вариантов на всех режимах орошения. Количество его в почве до внесения удобрений осенью 1999 года составило 13,5 мг/100 г почвы. В конце вегетационного периода (опыт 2000 года) содержание Р205 в почве увеличилось от 13,9 до 15,6 мг/100 г почвы, в зависимости от варианта опыта. В процентном отношении это увеличение составило от 3 до 16 %. Содержание подвижного фосфора в почве опытного участка до внесения удобрений осенью 2000 года составило 14,1 мг/100 г почвы, в конце вегетации (опыт 2001 года) оно увеличилось незначительно, в пределах от 14,65 до 16,0 мг/100 г почвы. В процентном отношении это увеличение составило от 4 до 14%. Количество доступного фосфора в почве осенью 2001 года составило 14,25 мг/ 100 г почвы. С увеличением предполивного порога влажности почвы, содержание доступного фосфора уменьшалось, что можно объяснить увеличением урожая перца с увеличением предполивного порога влажности активного слоя почвы. На контрольных вариантах опыта количество доступного фосфора к концу вегетации уменьшалось, так как на этих вариантах минеральные удобрения не вносились.
Содержание обменного калия в почве опытного участка осенью 1999 года составило 14,35 мг/ 100 г почвы. В конце вегетации (опыт 2000 года) его количество на всех вариантах опыта уменьшилось. От 12,9 мг/100 г почвы на варианте с предполивным порогом 65 % НВ и дозой удобрений N190P65K70 до 10, 4 мг/100 г почвы на контрольных вариантах с предполив-ным порогом 75 и 85 % НВ. Содержание обменного калия в почве опытного участка до внесения удобрений осенью 2000 года составило 12,9 мг/ 100 г почвы, в конце вегетации (опыт 2001 года), его количество изменилось следующим образом. Уменьшилось максимально на контрольных вариантах до 9,4-9,1 мг/100 г почвы. На остальных вариантах также уменьшилось от 11,5 до 10,8 мг/100 г почвы. Количество К20 в почве осенью 2001 года составило 10,7 мг/100 г почвы. Из таблицы 4.2.1 видно, что наблюдалось снижение нитратного азота, обменного калия на всех вариантах опыта. Количество же легкогидроли-зуемого азота и доступного фосфора на всех вариантах опыта, независимо от режима орошения, кроме контрольных вариантов увеличилось. Таким образом, можно говорить о положительном влиянии минеральных удобрений на пищевой режим почвы опытного участка, и особенно об улучшении фосфорного питания.
