Введение к работе
Актуальность исследований. Бахчевые продовольственные культуры возделываются в основном на юго-востоке европейской части Российской Федерации. По данным Росстата площадь, занятая бахчевыми культурами в нашей стране не превышает 200 тыс. га. При средней урожайности плодов 9…15 т/га получают 17…18 млн. т, что составляет только 70% от потребности населения в этом продукте. Определяющим фактором получения высоких и стабильных урожаев столового арбуза является создание и внедрение в производство новых сортов и разработка технолого-экономических основ, включающих инновационные приемы возделывания сельскохозяйственных культур.
В аридных условиях Северо-Западного Прикаспия реализация потенциальной продуктивности бахчевых культур гарантируется только при орошении. Существующий и возрастающий дефицит пресных водных ресурсов, выдвигает на первое место необходимость использования водо- и энергосберегающих технологий орошения сельскохозяйственных культур. Одним из наиболее эффективных способов орошения, в условиях дефицита воды, является капельный полив, позволяющий рационально использовать все виды водных ресурсов.
Агробиологические особенности Citrullus vulgaris, заключающиеся в его способности противостоять экстремальным экологическим факторам среды и эффективно использовать биоклиматические ресурсы Северо-Западного При-каспия, делают его возделывание перспективным. Однако для повышения потенциальной продуктивности столового арбуза на бурых полупустынных почвах необходима разработка агротехнологических приемов его возделывания с применением капельного способа полива, обеспечивающих снижение энергозатрат и экономию водных ресурсов.
Степень разработанности темы. Результаты теоретических исследований и накопленный практический опыт отечественных и зарубежных ученых свидетельствуют, что применение капельного способа полива в корнеобитае-мом слое сельскохозяйственных растений обеспечивает локальное и постоянное увлажнение, при этом осуществляется строгое нормирование и регулирование подачи воды. Исследованиям по разработке режимов капельного орошения сельскохозяйственных культур посвящены работы Б.Б. Шумакова,
И.П. Кружилина, М.С. Григорова, В.Н. Щедрина, В.В. Бородычева, Н.Н. Ду-бенка, В.П. Зволинского, А.С. Овчинникова, В.В. Коринца, М.Ю. Храброва, О.Е. Ясониди, К.В. Губера, А.В. Шуравилина, Г.В. Ольгаренко, В.К. Губина, Н.А. Пронько, Т.Г. Колебошиной, В.В. Майера, Н.В. Тютюмы, М.Н. Лытова, А.А. Мартыновой, В.В. Выборнова и многих других ученых. Анализ научной литературы показал, что для условий Северо-Западного Прикаспия не достаточно изучены вопросы технологии орошения столового арбуза при капельном способе увлажнения почвы.
В связи с этим необходима разработка режимов орошения и агротехноло-гических приемов возделывания столового арбуза (Citrullus vulgaris) на бурых полупустынных почвах Северо-Западного Прикаспия с применением капельного орошения, обеспечивающих повышение урожайности плодов до 40…60 т/га, а также экономию водных ресурсов.
Цель исследований – разработка режимов капельного орошения столового арбуза (Citrullus vulgaris) на фоне внесения минеральных удобрений с дифференциацией по межфазным периодам развития растений для управления продукционными процессами культуры и достижения планируемой урожайности плодов 40…60 т/га на бурых полупустынных почвах Северо-Западного Прикаспия.
Программой исследований предусматривалось решение следующих основных задач:
провести анализ сложившейся практики возделывания бахчевых культур на орошаемых землях с обоснованием возможных путей совершенствования технологических процессов с использованием систем капельного орошения;
изучить особенности водопотребления посевов столового арбуза с применением дифференцированных режимов капельного орошения;
выполнить оценку влияния капельного способа полива на формирование продукционного процесса и урожайность плодов столового арбуза в зависимости от режима орошения и уровня минерального питания;
- разработать основные параметры водного и питательного режимов столового арбуза при капельном орошении на бурых полупустынных почвах, обеспечивающих получение планируемой урожайности плодов;
- определить биоклиматические коэффициенты водопотребления посева
ми столового арбуза при капельном орошении;
разработать технологический регламент возделывания столового арбуза на бурых полупустынных почвах с применением капельного способа полива;
выполнить оценку эффективности агротехнологических приемов выращивания столового арбуза при капельном орошении.
Научная новизна. Для аридных условий Северо-Западного Прикаспия на основании экспериментальных данных определены закономерности формирования продукционного процесса и урожайности столового арбуза при дифференцированных по межфазным периодам развития растений режимах капельного орошения и дозах минеральных удобрений. Установлены закономерности водопотребления и формирования водного режима по фенологическим фазам развития столового арбуза с применением капельного способа полива, позволяющие оптимизировать режим орошения на бурых полупустынных почвах. Определены биоклиматические коэффициенты водопотреб-ления столового арбуза при выращивании на бурых полупустынных почвах. Выполнена экономическая оценка, доказывающая эффективность возделывания столового арбуза при капельном орошении в аридных условиях СевероЗападного Прикаспия.
Теоретическая и практическая значимость работы. В теоретическом плане ценность данной работы заключается в обосновании дифференцированного регулирования водного и питательного режимов бурых полупустынных почв при возделывании столового арбуза с учетом агробиологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов Северо-Западного Прикаспия.
Практическая значимость состоит в определении биоклиматических коэффициентов водопотребления Citrullus vulgaris, необходимых для разработки эксплуатационных режимов орошения и доз минеральных удобрений для использования в технологии фертигации, обеспечивающих урожайность плодов на уровне 40…60 т/га с индексом доходности вложенных затрат 2,76…3,21.
Методология и методика исследований. Исследования проводились на основе теоретических положений мелиоративной науки. В процессе работы использован системный подход, выполнен анализ литературных и фондовых материалов. Полевые и лабораторные экспериментальные исследования проведены по общепринятым методикам. Обработка экспериментальных результатов выполнена с применения методов математической статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
дифференцированные по межфазным периодам развития растений режимы орошения и минерального питания столового арбуза с применением капельного способа полива, обеспечивающие формирование плодов на уровне 40…60 т/га;
закономерности влияния обеспечения влагой плантации и питательного режима почвы на формирование продукционного процесса и урожайность столового арбуза при капельном орошении в аридных условиях СевероЗападного Прикаспия;
закономерности водопотребления и формирования водного режима по фенологическим фазам развития столового арбуза в зависимости от режимов орошения и минерального питания при капельном орошении на бурых полупустынных почвах.
Степень достоверности и апробация результатов подтверждается проведением большого объема полевых исследований и экспериментов по общепринятым методикам, применением статистических методов при обработке полученных данных, а также проверкой полученных выводов в производственных условиях.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка и реализация результатов исследований по технологии возделывания столового арбуза при капельном орошении в аридных условиях осуществлена в КФХ «Ильясов И.В.» Октябрьского района и КФХ «Басангов Ю.Д.» Яшкульского района Республики Калмыкия на площади соответственно 7 га и 5 га. Урожайность плодов столового арбуза получена на уровне 50…60 т/га, при этом доход от реализации продукции составил более 600 тыс. рублей с 1 га.
Апробация работы. Результаты экспериментальных исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на Международных научно-практических конференциях: «Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве» (Великие Луки, 2015); «Использование мелиорированных земель – современное состояние и перспективы развития мелиоративного земледелия» (Тверь, 2015); «Экологические аспекты мелиорации, гидротехники и водного хозяйства АПК» (Москва, 2017); «Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования» (Соленое Займище, 2017, 2018); «Мировые научно-технологические тенденции социально-экономического
развития АПК и сельских территорий» (Волгоград, 2018); III Международная научно-практическая конференция «ADVANCED SCIENCE» (Пенза, 2018).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 5 в изданиях, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России; получен 1 Патент РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, и заключения, изложена на 224 страницах машинописного текста, в том числе основного текста 181 страницf, иллюстрирована 35 рисунками, содержит 40 таблиц, 7 графиков, 9 фото и 23 приложения. Список литературы включает 228 источников, в том числе 18 зарубежных авторов.