Содержание к диссертации
Введение
1 Эффективность возделывания сахарной свёклы на орошаемых землях 9
1.1 Условия и особенности возделывания сахарной свёклы 9
1.2 Особенности режима орошения и водопотребления сахарной свёклы 18
1.3 Эффективность внесения удобрений при возделывании сахарной свёклы на орошении 23
Выводы 33
2 Схема опытов, методика исследований, характеристика района исследований 34
2.1 Схема опытов 34
2.2 Методика исследований 38
2.3 Агроклиматическая характеристика района исследований 42
Выводы 48
3 Режим орошения и водопотребление сахарной свёклы 49
3.1 Динамика влажности почвы в зависимости от режима орошения 49
3.2 Влияние режима орошения на водопотребление сахарной свёклы 58
3.2.1 Среднесуточное водопотребление сахарной свёклы в зависимости от различных условий увлажнения 64
3.3 Биоклиматические коэффициенты сахарной свёклы 69
3.4 Влияние уровня водообеспеченности на урожайность сахарной свёклы 72
3.5 Определение количественных показателей влагообеспеченности территории Ростовской области 78
3.5.1 Рекомендуемые нормы орошения сахарной свёклы для агроклиматических районов Ростовской области 91
Выводы 96
4 Влияние орошения и удобрений на продуктивность сахарной свёклы 98
4.1 Динамика влажности почвы, сроки и нормы поливов сахарной свёклы на опыте с удобрениями 98
4.2 Динамика питательных веществ в почвах обыкновенного чернозёма 100
4.2.1 Содержание подвижного азота в почве 100
4.2.2 Содержание подвижного фосфора в почве 104
4.2.3 Содержание подвижного калия в почве 107
4.2.4 Динамика выноса питательных веществ урожаем сахарной свёклы 110
4.3 Влияние удобрений на развитие сахарной свёклы и накопление сахара в корнеплодах 112
4,3,1 Влияние удобрений на урожайность корнеплодов сбор сахара с гектара 118
Выводы 120
5 Экономическая оценка элементов технологии возделывания сахарной свёклы при орошении 121
5.1 Экономическая эффективность возделывания сахарной свёклы в зависимости от режима орошения 121
5.2 Экономическая эффективность возделывания сахарной свёклы
в зависимости от доз минеральных удобрений на орошении 123
Выводы 126
Общие выводы 127
Предложения производству 129
Список использованных источников
- Особенности режима орошения и водопотребления сахарной свёклы
- Агроклиматическая характеристика района исследований
- Биоклиматические коэффициенты сахарной свёклы
- Динамика питательных веществ в почвах обыкновенного чернозёма
Введение к работе
Получение высоких урожаев возможно при комплексном применении агротехнических и мелиоративных мероприятий. Оптимальное сочетание системы обработки почвы, водного и питательного режимов дает наилучшие результаты в получении высоких урожаев свёклы.
Сорта сахарная, столовая, кормовая, получили своё развитие в 17-19 веках. Для сортов свёклы характерна зональная приуроченность, связанная с неодинаковой требовательностью к условиям возделывания.
Исследованиями И.Ф. Бузанова, В.И. Буренина, СТ. Красочкина, Н.Я. Игнатова, Н.И. Орловского, Н.А. Нечипоренко, Б.Б. Шумакова, [4-8] посвящены биологии и условиям выращивания высоких урожаев свёклы в различных почвенно- климатических зонах России.
В процессе роста и развития сахарная свёкла проходит следующие фазы. Первая: прорастание семян — всходы (12-16 дней); вторая: всходы — начало появления настоящих листьев, фаза вилочки (6-10 дней); третья: линька корня-начало образования корнеплода (15-25 дней); четвёртая: рост и формирование листового аппарата и корнеплодов до технической зрелости (30-35 дней); пятая: покой во время зимнего хранения (180-200 дней); шестая: отрастание листьев (10-15 дней); седьмая: нарастание листьев-стеблеобразование (30-40 дней); восьмая: цветение (25-35 дней); девятая: завязывание и формирование семян (25-30 дней); десятая: созревание семян (15-20 дней).
Температурный режим влияет на рост и развитие сахарной свёклы. Минимальная температура прорастания семян 3-4°, но в этих условиях всходы появляются через 20-25 дней. При температуре 8-10° свёкла всходит через 10-12 дней, при 12-15° - через 6-8, а при температуре 20-25° - через 4-6 дней. В первый период вегетации сахарная свёкла лучше растет при температуре 15-18°. В последующее время быстрый рост ботвы и корнеплода идет при температуре 20-25°. С увеличением температуры до 32-35° рост свёклы сильно замедляется и даже прекращается.
Низкие температуры также ограничивают рост сахарной свёклы. При заморозках более 4-5° всходы свеклы могут повреждаться или полностью погибнуть. После появления настоящих листьев свёкла может переносить кратковременные заморозки до 6-7°.
По данным В.П. Ковальчук, А.П. Коломиец [9] для условий Ростовской области установлено, что на создание высокого урожая сахарная свёкла использует большое количество питательных веществ. Например, при урожае 60 т/га корнеплодов и 15 т/га ботвы она выносит из почвы с 1 га в среднем 140 кг азота, 60 кг фосфора, 210 кг калия. Недостаток азота замедляет рост свеклы, при котором листья утрачивают темно-зеленую окраску. При недостатке в почве фосфора подавляется синтез белков, снижается передвижение углеводов по растению, что отрицательно сказывается на величине и качестве урожая сахарной свёклы.
При недостатке калия ускоряется старение и отмирание листьев, замедляется рост корнеплодов, усиливается поражение растений церкоспорозом и другими болезнями. Все это ведёт к снижению урожая и содержания сухих веществ, и как следствие, сахара.
Высокий урожай сахарной свёклы получают при использовании полного минерального удобрения в чистом виде или совместно с навозом. Если применяют одни минеральные удобрения, то их необходимо вносить из расчета: азота 70-80 кг, окиси фосфора 80-90, окиси калия 60-70 кг действующего вещества на 1 га. На полях, где под свёклу или предшествующую культуру внесен навоз, доза минеральных удобрений может быть уменьшена на 20-25 %. При совместном использовании минеральных удобрений с навозом дозы навоза можно уменьшить в два раза. Лучшие результаты получают, когда удобрения вносят по схеме, которая состоит из основного удобрения, предпо севного и подкормки. 75-80 % фосфорных и калийных удобрений следует вносить под зяблевую вспашку.
Лучшими предшественниками в кормовых севооборотах являются озимые, злаково-бобовые смеси на зеленый корм с последующим посевом покосных культур, убираемых на силос, бахчевые, сорго и др.
В полевых севооборотах сахарную свёклу высевают, после кукурузы, возделываемой на зерно, при условии хорошего ухода в период её вегетации и тщательной заделки пожнивных остатков, а также после озимой пшеницы. В овощных севооборотах свёклу размещают после лука, огурцов, зернобобовых, баклажан, помидор и перца.
Обработка почвы под сахарную свёклу включает зяблевую вспашку, предпосевную обработку и обработку в период ухода за посевами. Правильная обработка способствует образованию рыхлого слоя, уничтожению сорняков, вредителей, накоплению влаги.
Исследования П.А. Коломиец, Е.Д. Стаценко [9, 20] показали, что в зоне свеклосеяния оптимальная для растений плотность пахотного слоя различных почв составляет 1,0-1,3 г/см . Превышение оптимальных величин плотности ухудшает водно-воздушный режим, что приводит к снижению продуктивности на 12-50 %, уменьшение плотности также снижает продуктивность на 6-12 %.
Противоречивы данные исследований по обоснованию глубины вспашки под свёклу. По данным И.А. Кузнецова [10] предпочтение отдается глубокой вспашке, что особенно важно в засушливых районах, чтобы плод развивался в пахотном слое.
По исследованиям И.Д. Ларсена [11-14] на орошаемых землях при свеклосеянии систему обработки почвы входят следующие мероприятия:
- лущение жнивья дисковыми орудиями, лемешными и плоскорезами;
- вспашка ярусными плугами в ранний срок;
- предпахотные и влагозарядковые поливы;
- текущая планировка перед вспашкой или после нее;
- позднеосеннее глубокое безотвальное рыхление или щелевание.
В США принято проводить глубокую осеннюю вспашку до 35 см; в Италии - на глубину 50-60 см с последующим лущением. В Индии и отдельных штатах (США) предпочтительна грядовая обработка после осенних влагоза-рядковых поливов [14].
В Ростовской области и Поволжья рекомендуется проводить глубокую зяблевую вспашку во второй половине октября [15]. Только правильная обработка почвы под свёклу дает прибавку урожая корнеплодов 3-3,5 т/га.
Для получения высоких урожаев сахарной свёклы требуется достаточное количество воды. На единицу сухого вещества урожая требуется расход до 500 единиц воды, т.е. 5-6 тыс. м3 на га для урожая 40-50 т/га.
В зависимости от интенсивности роста листового аппарата и температуры воздуха суточный расход воды в различные периоды роста растений неодинаков. В период от посева до начала усиленного роста листьев /примерно до 15 июня/ среднесуточный расход воды составляет 25 м /га. Общее водопо-требление за этот период достигает 1000-1200 м /га.
В период интенсивного роста листьев и корнеплода /15 июня до 15 августа/, а также высоких температур воздуха, потребление ЕОДЫ посевом сахарной свёклы в сутки достигает в среднем 60 м3/га. За это время общее водо-потребление составляет 3000-4000 м /га.
В последний период вегетации свёклы /с 15 августа по 1 октября/, когда продолжается усиленный рост корнеплода и накапливается в нем сахар, но постепенно отмирают листья и снижается температура воздуха, среднесуточное водопотребление снижается примерно до 30 м3/га, а общее - до 1200-1500 м3/га.
В районах орошаемого свеклосеяния большую роль играют глубокие междурядные обработки, а также щелевание глубиною 20-22 см. В условиях орошения эффективны более поздние сроки уборки до 15 октября при благоприятных режимах увлажнения. Свёкла переносит недостаток влаги, но гибнет при ее избытке. Исследованиями А.С. Петербурского [17] установлено, что на непосредственный рост растение расходует 0,2-2 % общего расхода воды. Основное количество воды расходуется на транспирацию.
Сахарная свёкла, являясь светолюбивой культурой, сильно угнетается при недостатке света. В этом случае ослабляются процессы фотосинтеза, вытягиваются черешки листьев, снижается темп роста листовых пластинок. Недостаток освещения особенно вреден в период "линьки" корня /появление третьей-четвертой пары настоящих листьев/ и наиболее интенсивного накопления сухих листьев и сахара в нем.
Исследования А.С Кружилина, А.В. Петрова, Н.П. Розанова [16, 18] показывают, что поливать свёклу надо часто с учетом увлажнений междурядий.
Исследования поливного режима в условиях Северного Кавказа Е.Б. Герценштейн, Е.Д. Стаценко, [20, 21], для степных районов Украины, Юго-востока Казахстана, Молдавии показали, что оптимальным пределом допустимой предполивной влажности почвы является влажность в пределах 80 % НВ в течение всего вегетационного периода.
По А.Н. Костякову [22] для получения высоких урожаев допускаются снижение влажности почвы в пределах от 55 до 65-70% НВ. По мнению СМ. Алпатьева [23] для назначения сроков полива не надежны показатели морфологических признаков (подвядание и опускание листьев, изменение окраски и др.), так как не способствуют получению высоких урожаев.
Определение сроков поливов по влажности почвы наиболее приемлемо, так как позволяет провести полив в сроки, когда растение нуждается в нем. Усреднение данных по влажности горизонтов почвы не достаточно точно определяет потребность растений в воде.
Анализ работ по изучению режимов орошения и водопотребления свёклы показывает, что отсутствует комплексный подход к определению основных факторов, влияющих на водопотребление и урожай свёклы. Без такого подхода невозможно разработать и внедрить научно-обоснованные нормы орошения.
Основная задача при орошении является правильная оценка суммарного испарения — основной составляющей расходной части водного баланса.
В Саратовской области для изучения режимов орошения и доз внесения удобрений, проводили исследования И.И. Ененко, И.А. Мокальчук [24, 25] на террасовых темно-каштановых почвах среднесуглинистых по механическому составу. Свёкла характеризуется следующими тремя критическими фазами развития: первая — интенсивный рост вегетативной массы, вторая — рост вегетативной массы и увеличение массы корнеплода, третья — накопление сахара. Установлено, что наибольшее суммарное испарение отмечалось во второй период вегетации. Среднесуточный расход влаги со-ставил в первый период — 29,8-33,5 м /га; второй — 50,7-59,5 м /га; третий — 24,4-25,9 м3/га.
В среднем за годы исследований наибольший чистый доход получен при поддержании предполивного порога влажности 0,8 НВ (НВ - наименьшая влагоёмкость) на фоне N24o Р240 К120.
Исследованиями установлено также, что с повышением норм удобрений и порога влажности почвы суммарное водопотребление возрастает, коэффициент водопотребления снижается. Основной элемент в структуре водного баланса — оросительная норма, составляющая 63-80 % от общего потребления влаги, расход влаги из почвы 4-11 %, среднесуточное водопотребление изменялось в зависимости от режима орошения и норм удобрений при значении предполивного порога 0,7 НВ оно равнялось 34,3-39,2 м3/га, при 0,8 НВ — 39,5-44,3 м3/га. Прибавка урожая от удобрений при 0,8 НВ на фоне N]2o Р120 К90 составила 23,7 т/га, Nj8o Рібо К90-35,9 т/га, а при 0,7 НВ прибавка составила соответственно 17,6 и 28,0 т/га.
И.М. Никульников [26] провел исследования режима орошения свёклы на выщелоченных черноземах. Установлено, что наибольшая по требность в поливах отмечается во вторую фазу развития, в средние по влагообеспеченности годы оросительная норма составляла 180 мм, во влажные — 40 мм. В среднем за годы исследований урожайность на орошении составила 38,4-41,4 т/га, а без орошения — 33,2 т/га. В среднесу-хие годы получена прибавка урожайности 10,1-12,2 т/га, а во влажный год 4,1 т/га. В условиях Центрально-Черноземной зоны поливать сахарную свёклу нужно с 1 июня по 20 августа, при снижении влажности почвы в расчетном слое до 0,8 НВ. В средние по влагообеспеченности годы необходимо два полива оросительной нормой 160 мм, в засушливые — три полива оросительной нормой 180 мм, во влажный — один полив с оросительной нормой 70 мм.
А.О. Лымарь, А.А. Федоровский [27] провели исследования рационального сочетания и взаимодействия основных факторов интенсификации (удобрения, орошение, предшественники) с целью дальнейшего обоснования величины программируемого урожая. Установлено, что эффективность режимов орошения находится в зависимости от доз удобрений. Так, повышение предполивного порога влажности от 0,7 до 0,8 НВ на фоне 1,5 NPK увеличивало урожайность на 2,3 т/га, на фоне 2NPK от расчетной прибавка урожайности составляла 3,7 т/га.
Н.И. Бузанова, А.П. Коломиец, А.А. Фоменко [28] установили, что высокие и стабильные урожаи в значительной степени зависят от точности расчета и реализации режимов орошения.
Научные исследования, проведенные в Германии [29] позволили выделить пять факторов, которые сказываются на эффективности возделывания сахарной свёклы: соблюдение четырехлетнего перерыва в возделывании свёклы на одном месте, введение в севооборот многолетних трав, положительный баланс гумуса в почве, густота стояния растений, продолжительность вегетационного периода. При соблюдении всех пяти факторов получена урожайность корнеплодов 50,8 т/га, при несоблюдении двух последних условий она снижалась до 42,6 т/га, первых трех до 34,9 т/га, пяти до 32,7 т/га.
По исследованиям А.П. Коломиец [30] необходимость более рационального использования ирригационного фонда требует изыскание путей уменьшения испарения, повышения водопроницаемости почвы, многофункционального использования и повышение качества полива дождевальной техникой.
Один из главных факторов экономного использования водных ресурсов - это дифференциация орошения в тесной увязке с изменениями гидрометеорологических факторов. Дифференциация режимов орошения и гидромодульное районирование территории позволяет установить исходные нормативы для проектирования и строительства новых, а также реконструкции существующих оросительных систем. Исследованиями И.А. Абугашева [31] установлено, что за счет рациональной организации поливов может быть повышена урожайность на 6 т/га, и обеспечена экономия воды на 10-12 % по сравнению с существующими нормами орошения.
Решение таких задач в области орошения как определение влияния гидрометеорологических факторов на развитие свёклы в различные этапы вегетационного периода требует установления количественных связей между влагообеспеченностью и урожайностью.
Установлено, что погодные условия существенно изменяют интенсивность ростовых процессов, ритм развития растений и в конечном итоге урожайность. Это обуславливает необходимость контроля развития растений и регулирования формирования урожайности с помощью орошения, учитывая изменчивость гидрометеорологических условий.
Исследованиями Ж.С. Мустафаева [32] установлено, что дифференциация режимов орошения с учетом изменчивости гидрометеорологических условий позволяет регулировать уровень урожайности, экологические процессы на основе оптимизации использования водных ресурсов.
В.П. Кириченко, С.Д. Лысогоров [33] в исследованиях по прогнози рованию урожайности сахарной свёклы на орошаемых землях отмечают, что комплекс гидрометеорологических условий оказывает определенное воздействие на урожайность корнеплодов и влияет на эффективность прогноза. Фактор года может включать как природные условия, так и условия хозяйственной деятельности, дальнейшую расшифровку которых предстоит еще выполнить.
Доля влияния предполивной влажности почвы, колеблющейся в пределах 70-80 % НВ, на изменение урожайности свёклы, при исключении условий года, составляет 3,5 %; удобрений — 92,3 %, сумма их 95,8 %. Анализ опытных данных позволил установить, что доля участия переменных условий года в изменениях урожайности за период 1971-1984 годов составляла 17,3 %. Таким образом, надежность прогноза урожайности свеклы в отдельные годы, по-видимому, будет определяться этим показателем, хотя в большинстве случаев отклонения фактической урожайности от прогнозируемой не превышают 10 %.
Исследователи А.П. Коломиец, И.М. Мацевецкая, А.И. Недашков-ский, О.Т. Турешев [34-35], на основе изучения водного баланса орошаемого поля в севооборотах, рассчитали средние ординаты гидромодуля на один гектар севооборотной площади, позволяющие заключить, что расход оросительной воды зависит от степени насыщенности севооборотов интенсивными культурами, в частности, свёклой. Если для севооборота с удельным весом свеклы 25 % средние ординаты гидромодуля за вегетационный период составили 0,47 л/с на 1 га; при 50 %-ном насыщении — 0,61; то при возделывании свёклы вне системы севооборота — 1,2 л/с на 1 га.
Результаты исследований В.В. Никитина [36] показывают, что эффективность орошения еще более возрастает в сочетании его с другими факторами жизни растений.
Анализ информационно-аналитических материалов показывает, что основная задача научных исследований заключается в разработке рацио нальных технологий экономного использования воды, энергии и других ресурсов при одновременном повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Эта задача может быть решена на основе изучения нормативного суммарного водопотребления, планирования и внедрения рациональных режимов орошения.
Особенности режима орошения и водопотребления сахарной свёклы
Вода является одним из незаменимых условий жизни растений. Без воды жизнь растений не возможна. Вода активно участвует во всех биологических и физиологических процессах растений A.M. Алпатьев [37,38].
При нормативной влагообеспеченности клетки растения насыщаются водой, приобретают упругость, повышают содержание воды в листьях, снижается концентрация клеточного сока, осмотическое давление, сосущая сила клеток. Это приводит к улучшению транспирации, фотосинтеза, роста, развития растений и увеличению урожайности [39]. При таком влагообеспечении в растениях преобладают процессы фотосинтеза, а при недостатке влаги идёт распад сложных органических веществ - гидролиз [40, 41]. Благодаря насыщенности клеток растений водой происходи отток пластических веществ из листьев и передвижение их в растении. Вместе с водой из почвы в растение поступают минеральные и питательные вещества, из которых в процессе фотосинтеза при участии воды и углекислоты создаётся органическое вещество. Интенсивность фотосинтеза зависит от количества свободной воды в растении при снижении влажности почвы, уменьшается количество свободной воды и увеличивается количество связанной, а это ведет к понижению активности её в растении: изменяется устьичный аппарат, замедляется фотосинтез, скорость проникновения углекислоты, накопление и отток продуктов фотосинтеза. При нормативном влагообеспечении у растений увеличивается вес корнеплода и листьев, интенсивнее развивается корневая система, улучшается качество корнеплода. При рациональном влагообеспечении почвы слабее проявляется действие высокой температуры и низкой относительной влажности воздуха, благодаря испарению воды (транспирации с поверхности листьев и стеблей).
Поливы являются основным условием, обеспечивающим получение высоких и устойчивых урожаев сахарной свёклы. Исследования, проведённые на Ростовской ОМС, Кабардино-Балкарской опытных станциях, в Киргизии, Казахстане [42, 43] показали, что для развития и роста сахарной свёклы влажность почвы равна 75-85 % НВ. На тяжелых и средних почвах минимальная влажность не должна опускаться ниже 70 %, а на легких перед поливом допустима минимальная влажность почвы до 60 % от НВ, суммарное во-допотребление сахарной свёклы, учитывая транспирацию и испарение из почвы, колеблется от 4500 до 7000 м воды на гектар.
Коэффициент водопотребления составляет от 70 до 140 м . Водопо-требление зависит от почвенно-климатических условий, урожая, водообеспе-ченности, агротехники возделывания и питания растений. Суммарное водо-потребление и коэффициент водопотребления значительно колеблется в зависимости от внешних факторов [44]. В опытах ЮжНИИГиМА, обобщённых академиком Шумаковым Б.А. [23] для урожайности 58,0-76,0 т/га, суммарное з водопотребление составило 6250-8422 м /га, в том числе за счёт запасов влаги и осадков 118-419 м3/га, за счет поливов 4332-4929 м3/га, а коэффициент водопотребления составил 94-138 м /т.
По исследованиям Штойко [45] на юге Украины для урожая 47,5 т/га суммарное водопотребление равнялось 3900 м3/га, из них 2361 м3/га расходовалось за счет поливов, коэффициент водопотребления составил 84 м3/т. По исследованиям Н.С. Горюнова, Р.А. Кван [46] в Алмаатинской области суммарное водопотребление сахарной свёклы в 1960-1961г. При урожайности 58,9-63,0 т/га составило 6590-7469 м /га, в том числе за счёт осадков и запа з і сов влаги 2840-3569 м /га, а за счёт поливов 375-390 м /га, а коэффициент во-допотребления был 115-116 м /т. На неорошаемом участке в 1961 г. Урожай ность получена 9,0 т/га, суммарный расход воды 4340 м /га, коэффициент во-допотребления 47 м3/т.
Следовательно, в районах неустойчивого и недостаточного увлажнения 60-70 % воды из общего суммарного водопотребления покрывается за счёт поливов.
При увеличении урожая уменьшается коэффициент водопотребления. Зерновые культуры, на создание центнера урожая, потребляют в 10 раз больше воды, чем овощные, корнеплоды и клубнеплоды. Чтобы проектировать рациональное использование поливной воды в течение всего периода вегетации, кроме общего водопотребления нужно знать водопотребление по периодам роста. Расход воды зависит от биологических особенностей растения. Как отмечает Алпатьев СМ., в отношении потребления воды у сахарной свёклы различают 3 периода. Максимальное количество воды 50-60 % от общего расхода растений сахарной свёклы испаряется во второй период (июль-август), в период максимального развития ботвы и роста корнеплодов. В первый период 30-40 %, а в третий период 18-20 % от общего водопотребления. Подобная закономерность отмечена многими исследователями СМ. Харченко, X. Л. Пенман [47, 48, 49].
Академик Шумаков Б.А. в засушливых районах в целях сокращения числа поливов рекомендует увеличивать поливные нормы в первый период от 800 до 1000 м /га, во второй период от 1000 до 1200 м /га, в третий период от 1000 до 1200 м /га, со следующей схемой полива по периодам роста при влагозарядке 1 -3 -1.
На увеличение числа поливов во второй период указывают и многие другие исследователи [50, 51].
Агроклиматическая характеристика района исследований
Погодные условия в годы проведения исследований характеризуются данными, приведёнными в приложении А.
По данным наблюдений Сальской метеостанции влагообеспеченность сельскохозяйственных культур весной 2003 года была значительно ниже оптимальной. Это обусловлено тем, что количество осадков за осенне-зимне-весенний период 2002 - 2003 гг. (с 1 сентября по 20 марта) составило 85 % нормы (180 мм). В связи с этим, запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы на 20-е марта 2003 года составили: под озимой пшеницей 103 мм, под люцерной 77 мм, на зяби 104 мм. Глубина промачивания почвы весной 2003 года 70 - 80 см.
В 2003 году за вегетационный период сахарной свёклы выпало 284,9 мм осадков. Сумма температур воздуха за период вегетации составила 3207. Число дней со среднесуточной температурой воздуха выше 10С - 192.
Среднемесячная температура воздуха в апреле 2003 года составила 12,7С, что на 1,7С выше нормы. В конце апреля выпало 18 мм осадков. Относительная влажность воздуха в апреле была 73,1 %.
В мае среднемесячная температура воздуха была 16,9С, на 1,1 С ниже нормы. Количество осадков составило 43,8 мм при норме 43 мм.
Июнь характеризовался более прохладной погодой по сравнению со среднемноголетними данными. Температура воздуха была 20,5С при норме 21,2С. Количество осадков 110,6 мм превысило норму на 76 %.
Июль характеризовался более сухой и жаркой погодой. Среднемесячная температура воздуха была 28,5С. Осадков в этом месяце не выпадало, при среднемноголетней норме 44 мм. Абсолютный максимум температуры воздуха 41,1 С зафиксирован 25 июля.
В августе осадков не было, хотя норма составляет 23 мм. Среднемесячная температура воздуха была 25,2С, и почти соответствовала норме.
Сентябрь оказался дождливым, осадков выпало 112,5 мм, что на 78 % больше нормы. Среднемесячная температура воздуха составила 21,5С, что почти соответствовало норме. В 2004 году за вегетационный период сахарной свёклы выпало 182,3 мм осадков. Сумма активных температур воздуха 3250.
Среднемесячная температура воздуха в апреле 2004 года составила 10,3 С, что почти соответствовало норме. В начале первой декады апреля наблюдалась тёплая погода. Температура воздуха повышалась до 15 - 18С в дневные часы. К концу месяца погода резко начала портиться, а 30 числа выпало 15,3 мм осадков. Относительная влажность воздуха в апреле была 66.3 %. Среднемесячная температура воздуха в мае составила 16,9С и соответствовала норме 18С. Осадков в этом месяце выпало 23 мм и составило 61 % среднемноголетней нормы.
Июнь характеризовался сухой погодой. Осадков выпало 46,9 мм, что ниже среднемноголетней нормы 64 мм. Температура воздуха была 22,2С и соответствовала среднемноголетней.
Июль 2004 года был жарким и засушливым. Среднемесячная температура воздуха 29,2С, что на 18 % выше нормы. Осадки составили 33,8 мм, что ниже среднемноголетней нормы.
В августе температура воздуха была 23,1 С и почти соответствовала норме. Количество выпавших осадков составило 45,9 мм, что в два раза превысило среднемноголетнее значение нормы. Абсолютный максимум температур зафиксирован в начале июля -38,6С. Сентябрь характеризовался засушливым, осадков выпало всего лишь 17.4 мм, что в три раза ниже среднемноголетней нормы. Относительная влажность воздуха составила 58,4% и соответствовала норме.
За вегетационный период 2005 года выпало 265 мм осадков. Сумма температур воздуха выше 10С составила 3350.
В апреле 2005 года преобладала сравнительно прохладная погода. Среднемесячная температура воздуха составила 10,2С, что на 0,8С ниже нормы. В течение 10 дней месяца отмечались заморозки в воздухе и на поверхности почвы интенсивностью от 0 до -4С, в ночные часы. В дневные же часы воздух прогревался до +15... 17С, а в отдельные дни до +23С. Осадки выпадали в основном в первой декаде апреля. В период с 21.04 по 30.04 в районе отмечались сильные ветры, которые обусловили сильное иссушение верхних слоев почвы. За счёт этого уменьшились запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы. Однако данные о влажности почвы от 11.04 были вполне удовлетворительны для роста и развития сельскохозяйственных культур.
В мае наблюдалась необычно жаркая, без существенных осадков погода. Среднемесячная температура воздуха составила 20,0С, что на 2С выше нормы. Максимальная температура воздуха в дневные часы повышалась до 30 - 34,5С. Зато осадков в мае выпало 35 мм, что почти соответствовало норме 34 мм. Относительная влажность воздуха составила 50,7 %, это ниже среднемноголетней нормы на 9,3 %.
Июнь отмечался сравнительно прохладной погодой. Скудные осадки составили 34,3 мм, что ниже среднемноголетней нормы в два раза. Температура воздуха так же была ниже среднемноголетней нормы на 1,4С. Относительная влажность воздуха соответствовала норме, и составила 60,2 %.
В июле наблюдалась тёплая с частыми осадками погода. Среднемесячная температура воздуха была 24,3С, что на 3 ниже нормы. Количество выпавших осадков составило 99,3 мм, что в два раза выше среднемноголетней нормы.
Биоклиматические коэффициенты сахарной свёклы
Величина оросительной нормы оказывает влияние на урожайность сахарной свёклы. При введении экологических ограничений к уровням почвенных влаго-запасов и оросительным нормам, сельскохозяйственные культуры не способны формировать максимальный урожай, который можно получить без ограничения водообеспечения в конкретных почвенных и погодных условиях. При оросительных нормах, рассчитанных с учётом ограничений следует планировать урожай сельскохозяйственных культур несколько ниже, чем в условиях неограниченного водообеспечения [134,135].
Результаты полевых исследований позволили установить зависимости урожайности сахарной свёклы от уровня водообеспеченности. Учитывая то, что урожайность и оросительная норма существенно изменялись по годам в зависимости от погодных условий, урожайность и оросительные нормы представлены в относительных величинах, что позволит после установления закономерностей использовать их для количественной оценки в различных погодных условиях. Урожайность по годам и вариантам опыта представлена в приложении Г 1.
Но для планирования урожайности необходимо исключить из расчётов некоторое влияние на показатели урожайности богарного варианта по другим вариантам опыта, и учесть экологические ограничения (таблица 3.12).
Это даёт возможность прогнозировать урожайность в зависимости от уровня водообеспеченности.
где К у - коэффициент относительной прибавки урожая; Yfi - урожайность в богарных условиях, т/га; YQ - урожайность при орошении в условиях изменения почвенных влагозапасов от 80 до 100 % НВ, т/га; Yj - урожайность на вариантах опыта, т/га. Показателем водообеспечения служит отношение оросительных норм по вариантам опыта \ln nt / ]к оросительной норме на варианте с изменением почвенных влагозапасов от 80 до 100 % НВ \Іп пі$у. где Кв - коэффициент водообеспечения сельскохозяйственного угодья. Таким образом, зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от уровня водообеспеченности представляет собой выражение: ft -Y6W S Yi)= \{ln,nu / W) (3-7) где J - некоторая функция.
В прямоугольной системе координат строится график зависимости ку = \{кв), где Кв - оросительная норма в относительных единицах (величинах), то есть 0,60; 0,80; 1,00 (согласно схеме опытов и расчётной норме полива).
Таким образом, по уравнению (3.13) можно прогнозировать прибавку урожайности от нормы орошения, а по уравнению (3.14) - оросительную норму для получения определённой прибавки урожайности.
Уравнения (3.11), (3.12), (3.13), (3.14) при известных значениях норм орошения, рассчитанных на высокий уровень увлажнения, то есть без экологического ограничения и соответствующих им урожайностям, а также урожайности в богарных условиях позволяют количественно прогнозировать экологически ограниченные нормы орошения и соответствующие им урожайности. Этими уравнениями можно воспользоваться в условиях ресурсного ограничения при решении оптимизационных задач.
Территория Ростовской области в силу своего географического положения обеспечена теплом для выращивания сельскохозяйственных культур. Лимитирующим фактором для успешного ведения сельскохозяйственного производства здесь является влага.
Исходя из такого положения, при агроклиматическомческом районировании территории Ростовской области выделение районов, как более крупных и основных таксонометрических единиц, приведено по показателю влагообеспеченности, а выделение подрайонов - по показателям тешіообеспеченности лета и суровости зимы.
В качестве показателя влагообеспеченности территории использован ГТК, показателя теплообеспеченности лета - сумма температур воздуха за период с температурой выше 10 С. При оценке территории по условиям перезимовки зимующих культур (суровости зимы), использован средний из абсолютных минимумов температуры воздуха и температуры почвы на глубине залегания узла корнеплода.
По условиям влагообспечнности на территории Ростовской области выделено два основных агроклиматических района: Район I - ГТК 0.7, характеризуется по условиям увлажнения как очень засушливый. Район II - ГТК 0.7, характеризуется по условиям увлажнения как засушливый. По теплообеспеченности лета территория области делится на четыре подрайона: Подрайон «а» - характеристика лета по теплообеспеченности, жаркое. Сумма температур за период со средней суточной температурой воздуха выше 10 - 3400, средняя месячная температура воздуха в июле 23-24.
Подрайон «б» - характеристика лета по теплообеспеченности, умеренно жаркое. Сумма температур за период со средней суточной температурой воздуха выше 10 - 3200 - 3400, средняя месячная температура воздуха в июле 22-23.
Подрайон «в» - характеристика лета по теплообеспеченности, недостаточно жаркое. Сумма температурой за период со средней суточной температурой воздуха выше 10 - 3300 - 3200, средняя месячная температура воздуха в июле 22.
Подрайон «г» - характеристика лета по теплообеспеченности, жаркое. Сумма температур за период со средней суточной температурой воздуха выше 10 - 2800 - 3000, средняя месячная температура воздуха в июле 21-22.
По условиям суровости зимы выделено два подрайона:
Подрайон А: характеристика зимы по суровости - умеренно мягкая, средний из абсолютных годовых минимумов температуры воздуха выше 25С.
Подрайон Б: характеристика зимы по суровости - умеренно холодная, средний из абсолютных годовых минимумов температуры воздуха ниже 25С.
При оценке влагообеспеченности исследуемой территории в целях определения объёмов гидромелиорации целесообразно устанавливать количественные показатели - дефицитов водопотребления.
Для разработки размеров оросительных норм сахарной свёклы на территории Ростовской области использован метод гидролого-климатических расчётов, предложенный В. С. Мезенцевым [73-75] с некоторыми доработками.
Динамика питательных веществ в почвах обыкновенного чернозёма
На территории подрайона ТбБ в условиях крайнесухого года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности в слое почвы 0,7 м средняя оросительная норма сахарной свёклы составляет 4600 - 5500 м /га, при необходимости создания рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы будет 3200 - 4000 м /га.
В условиях среднесухого года для поддержания влажности почвы в слое 0,7 м в пределах 80-100 % НВ оросительные нормы сахарной свёклы находятся в пределах 4000 - 4700 м /га, при поддержании рациональной влагообеспеченности 2500 - 3100 м3/га.
В средний по обеспеченности осадками год на территории рассматриваемого подрайона при поддержании нормативной влагообеспеченности тре-буется орошение сахарной свёклы нормой 3700 - 4300 м /га, при рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы несколько ниже и составляет 2000 - 2800 м3/га.
В условиях средневлажного года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности рекомендуется орошение сахарной свёклы нор-мой 3000 - 3500 м /га. При снижении влагообеспеченности оросительные номы составляют 1300 - 2000 м /га.
В условиях влажного года величина оросительной нормы сахарной свеклы составляет 2000 - 3000 м3/га при нормативной влагообеспеченности, а при рациональной 800 - 1800 м3/га.
На территории подрайона ІвБ в условиях крайнесухого года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности в слое почвы 0,7 м средняя оросительная норма сахарной свёклы составляет 4800 - 5300 м /га, при необходимости создания рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы составляет 3200 - 4000 м3/га. В условиях среднесухого года для поддержания влажности почвы в слое 0,7 м в пределах 80 - 100 % НВ оросительные нормы сахарной свёклы находятся в пределах 3800 - 4200 м /га, при поддержании рациональной влагообеспеченности 2000 - 3000 м /га.
В средний по обеспеченности осадками год на территории рассматриваемого подрайона при поддержании нормативной влагообеспеченности требуется орошение сахарной свёклы нормой 3300 - 3700 м3/га, при рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы несколько ниже и составляет 1600 - 2500 м /га.
В условиях средневлажного года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности рекомендуется орошение сахарной свёклы нормой 2500 - 3000 м3/га. При снижении влагообеспеченности оросительные номы составляют 1300 - 2000 м /га.
В условиях влажного года величина оросительной нормы сахарной свеклы составляет 1800-2300 м7га при нормативной влагообеспеченности, а при рациональной 500 - 1000 м /га.
На территории подрайона ПбА в условиях крайнесухого года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности в слое почвы 0,7 м средняя оросительная норма сахарной свёклы составляет 4600 - 5000 м3/га, при необходимости создания рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы составляет 2800 - 3500 м /га.
В условиях среднесухого года для поддержания влажности почвы в слое 0,7 м в пределах 100 - 80 % НВ оросительные нормы сахарной свёклы находятся в пределах 3800 - 4000 м /га, при поддержании рациональной вла-гообеспеченности 2000 - 2500 м /га.
В средний по обеспеченности осадками год на территории рассматриваемого подрайона при поддержании нормативной влагообеспеченности требуется орошение сахарной свёклы нормой 3200 - 3600 м3/га, при рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы несколько ниже и составляет 2000 - 2100 м /га. В условиях средневлажного года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности рекомендуется орошение сахарной свёклы нормой 2500 - 3000 м /га. При снижении влагообеспеченности оросительные номы составляют 1000 - 1600 м3/га.
В условиях влажного года величина оросительной нормы сахарной свеклы составляет 1000-1800 м7га при нормативной влагообеспеченности, а при рациональной 300 - 900 м3/га.
На территории подрайона ПвБ в условиях крайнесухого года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности в слое почвы 0,7 м средняя оросительная норма сахарной свёклы составляет 4400 - 4800 м3/га, при необходимости создания рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы составляет 2800 - 3200 м /га.
В условиях среднесухого года для поддержания влажности почвы в слое 0,7 м в пределах 80 - 100 % НВ оросительные нормы сахарной свёклы находятся в пределах 3500 - 3800 м3/га, при поддержании рациональной влагообеспеченности 2000 - 2500 м /га.
В средний по обеспеченности осадками год на территории рассматриваемого подрайона при поддержании нормативной влагообеспеченности требуется орошение сахарной свёклы нормой 2900 - 3300 м3/га, при рациональной влагообеспеченности величина оросительной нормы несколько ниже и составляет 1500 - 1600 м3/га.
В условиях средневлажного года при необходимости создания нормативной влагообеспеченности рекомендуется орошение сахарной свёклы нор-МОЙ 2400 - 2500 м7га. При снижении влагообеспеченности оросительные номы составляют 1000- 1300 м3/га.
