Содержание к диссертации
Введение
1 Особенности агротехники вишни 9
1.1 Краткая история плодоводства 9
1.2 Внешние факторы и их значение в росте, развитии и плодоношении плодовых растений 17
1.3 Влияние удобрений на урожайность плодовых 27
1.4 Орошение вишни на Северном Кавказе 30
Выводы 37
2 Характеристика района исследований, схема опытов и методика исследований 39
2.1 Характеристика района исследований 39
2.2 Схема опытов 43
2.3 Методика исследований 45
Выводы 52
3 Режим орошения и водопотребление вишни 53
3.1 Расчёт поливной нормы 53
3.2 Динамика влажности почвы 54
3.3 Суммарное водопотребление вишни 61
3.3.1 Влияние режима орошения на суммарное водопотребление вишни 61
3.3.2 Среднесуточное водопотребление вишни 69
3.4 Влияние орошения на урожайность вишни 75
3.5 Определение биоклиматических коэффициентов 90
3.6 Количественные показатели орошения вишни на территории Ростовской области 102
Выводы 120
4 Влияние минеральных удобрений на плодоношение и вегетативные показатели вишни 122
Выводы 134
5. Экономическая и энергетическая эффективность орошения вишни 135
Выводы 146
Общие выводы 148
Рекомендации производству 151
Список использованных источников. 152
- Внешние факторы и их значение в росте, развитии и плодоношении плодовых растений
- Влияние режима орошения на суммарное водопотребление вишни
- Количественные показатели орошения вишни на территории Ростовской области
- Экономическая и энергетическая эффективность орошения вишни
Введение к работе
Актуальность работы. Плоды - ценный продукт питания, они содержат важные для человека витамины, минеральные вещества и ферменты, необходимые для правильного обмена веществ. Поэтому вишня на сегодняшний день является высоко востребованным продуктом в условиях рынка.
Несмотря на низкую урожайность в богарных условиях, вопрос о целесообразности возделывания вишни на орошаемых землях остается дискуссионным. Как отмечают И.П. Кружилин, М.С. Григоров, В.Н. Щедрин, В.И. Ольга-ренко, Г.Т. Балакай, Г.В. Ольгаренко, Н.А. Иванова, А.Ю. Черсмисинов, И.Н. Ильинская стабильные и высокие урожаи сельскохозяйственных культур на юге России можно получить лишь в условиях орошения.
Однако разработке режимов орошения и обоснованию доз удобрений вишни на Северном Кавказе уделено внимания крайне мало. Ранее разработанные технологии не в должной мере могут быть использованы рабогникамп сельского хозяйства вследствие их локальности и не учета ряда новых хозяйственных, экономических и экологических факторов. За последние 10 лет создались условия, когда ресурсы хозяйств ограничены, и перед учеными стала проблема поисков рациональных режимов орошения, которые позволят экономить не только оросительную воду, но трудовые, экономические и другие ресурсы, сохраняя хорошую экологическую обстановку.
Цель работы - разработать режимы орошения и количественные показатели водопотребления и удобрения вишни в условиях ограниченных ресурсов, обеспечивающих повышение урожайности и сохранение благоприятной экологической обстановки.
Задачи исследований:
выполнить анализ и обобщить результаты исследования по агротехнике вишни, в том числе в условиях орошения, в различных зонах юга Российской Федерации, в частности в Ростовской области;
изучить влияние различных режимов орошения на урожайность вишни;
установить влияние удобрений на урожайность и вегетативные показатели роста вишни;
разработать режимы орошения вишни;
- установить количественные показатели дефицитов водопогреблепия
вишни и построить карты изолиний для территории Ростовской области в
4 характерные по тепловлагообеспеченности годы;
определить показатели водопотребления вишни (среднесуточное и суммарное) и коэффициенты водопотребления и биоклиматические коэффициенты водопотребления в зависимости от суммы среднесуточных температур воздуха;
вывести математические зависимости связи урожайности вишни и оросительных норм;
провести оценку экономических и энергетических показателей орошения вишни.
Методология исследований. Исследования по обоснованию режимов орошения вишни и доз минеральных удобрений проводились на экспериментальных участках в производственных условиях с использованием общепринятых методик Б.А. Доспехова, ВНИИГиМ, РосНИИПМ, ВНИИОЗ, ІІГМА. Математическая обработка полученных данных, установление закономерностей влияния изучаемых факторов на суммарное испарение, урожайность и эффективность орошения вишни проводилась с применением стандартных методов математического анализа на ПЭВМ.
На защиту выносятся:
- рациональные режимы орошения вишни, в том числе для условий ре-
сурсоограничений;
количественная оценка и аналитические зависимости урожайности от уровня водообеспеченности;
коэффициенты водопотребления вишни;
биоклиматические коэффициенты водопотребления вишни;
количественные показатели водопотребления и их динамика в зависимости от суммы среднесуточных температур воздуха от возобновления вегетации;
- карты изолиний дефицитов водопотребления вишни для территории
Ростовской области в характерные по влагообеспеченности годы;
- количественные показатели влияния удобрений на урожайность вишни.
Научная новизна:
дана математическая зависимость связи урожайности и уровня водообеспеченности;
дана оценка влияния доз минеральных удобрений на урожайность вишни;
вычислены коэффициенты водопотребления при различных режимах
5 увлажнения;
определены биоклиматические коэффициенты водопотребления, их динамика в зависимости от суммы среднесуточных температур воздуха от возобновления вегетации;
разработаны режимы орошения вишни для характерных по тепловлаго-обеслеченноети лет на территории Ростовской области.
Практическая ценность:
В практике сельскохозяйственного производства при выращивании вишни па орошаемых землях предлагается использовать: биоклпматические коэффициенты водопотребления и режимы орошения с учетом ресурсообеспечения; математические зависимости показателей урожайности от оросительных норм и доз минеральных удобрений, карты изолиний дефицитов водопотребления, оросительные нормы и число поливов вишни для территории Ростовской области в характерные по тепловлагообеспеченности годы.
Достоверность полученных в опытах результатов подтверждается использованием современных методик и средств измерения при проведении многолетних полевых экспериментов, большим количеством математических зависимостей с высокой теснотой связи полученных на ПЭВМ, положительными результатами при внедрении разработок в производстве.
Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследований, выборе методик и проведении исследований, анализе и обобщении нх результатов, подготовке диссертации и автореферата, выводов и предложений производству, внедрении результатов НИР в производство.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научно-практических конференциях и семинарах: ФГОУ ВПО НГМА -«Проблемы и перспективы развития мелиорации на Юге России», ФГНУ «Рос-НИИПМ» - «Исследования в области проблем мелиорации», на конференциях молодых ученых в 2002-2008 гг. в г. Новочеркасск.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены на орошаемых землях ООО «Победовское» Волгодонского района Ростовской области в 2006 году на общей площади 30 га с экономическим эффектом 699 тыс.руб. и в 2008 году на площади 20 га с экономическим эффектом 334 тыс. руб.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 7 печатных работах, в том числе одна монография (в соавторстве), 6 научных статей, из которых одна в рекомендуемом ВАК РФ издании
(«Мелиорация и водное хозяйство», №4, 2007 г.-с. 37-38.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 210 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, содержит 42 таблицы, 38 рисунков и 8 приложений. Список использованной литературы включает 172 источника, в том числе 8 иностранных авторов.
Внешние факторы и их значение в росте, развитии и плодоношении плодовых растений
К основным внешним факторам жизни растений относятся свет, тепло, вода и элементы питания. Эти факторы действуют обычно не в отдельности, а совместно. Одни факторы не могут быть заменены другими (например, свет теплом), но степень силы одного фактора может увеличить или уменьшить потребность в другом; так в холодных районах деревья требовательнее к свету, чем в теплых. Растения для своей жизни требуют одновременного и совместного наличия всех без исключения условий, или факторов. Этим подчеркивается закон разнозначимости факторов в жизни растений [32].
Взаимосвязь и взаимодействие плодовых растений и внешних факторов весьма многогранны. Важно научиться управлять ими, т.е. изменять и создавать среду, наиболее соответствующую потребностям данных растений, бороться с теми процессами, которые вредны для растения, угнетают его, снижают урожай [130].
Коротко остановимся на реакции плодовых растении на основные факторы внешней среды.
Роль света в жизни плодовых растений исключительно велика. Свет является необходимым фактором синтеза органических веществ листьями, действует как раздражитель, а также обусловливает скорость роста и разви 18 тие органов. Для нормального роста, развития и плодоношения плодовых растений нужна лучистая энергия солнца, определенного спектрального состава и соответствующей мощности. Свет должен быть тем интенсивнее, чем выше плодородие почвы [99].
Большое значение для роста и развития растения имеет продолжительность дневного освещения. Если, например, поставить в условия короткого дня абрикос и грецкий орех, веками росшие на юге, они будут накапливать в коре и древесине запасные вещества, вызревать и перезимовать в Ленинградской области [12]. По Л.П. Иванову [82] рассеянный свет играет большую роль в фотосинтезе, так как на его долю приходиться гораздо большая продолжительность действия, чем на долю прямых лучей. Рассеянный свет важен тем, что проникает со всех сторон в крону, доступен для листьев, влияет на величину, расположения и длительность жизни всех листьев, позволяя растению более полно использовать световую энергию.
Обеспеченность сада светом зависит также от его расположения по отношению к главным точкам горизонта (странам света). Наибольшее количество света излучается с южной стороны и наименьшее с северной. Восточная сторона дерева лучше освещается, чем западная. Максимальное количество света падает на периферию кроны дерева и гораздо меньше (в 5-14 раз) во внутренние ее части, поэтому во внутренних частях кроны больше отмирает веток и плодовых образований [64].
Подавляющее большинство плодовых пород является светолюбивыми растениями и при недостаточном количестве света их рост и плодоношение ухудшаются. Следует учитывать положение лесовода Майера [87], что теневыносливость увеличивается по мере продвижения породы на юг и, наоборот, эта же порода становиться более светолюбивой по мере продвижения на север. С возрастом деревья и кустарники становятся светолюбивее, т.е. требуют большего простора при размещении их в саду. Согласно Рамману [87,141] на лучших почтах все породы деревьев могут расти при более густом стоянии. Гесельман [54] установил, что лещина на бедной почве имеет редкую крону, а на более богатой - более густую крону. По Люндегорду [128] причиной этой меньшей требовательности к свету можно считать то, что деревья при лучшем уходе образуют больше хлорофила, т.е. при более обильном азотном питании листья имеют темно-зеленую окраску. В общем более обильное питание и орошение могут до известной степени компенсировать растениям недостаток в свете.
Сила света в значительной степени зависит от расстояния между деревьями и мощности их развития. Чем меньше расстояния и чем крупнее деревья, тем меньше они получают света. Поэтому при густом расположении деревьев в саду ветви кроны вытягиваются вверх, листья но строению становятся теневыми, мельчают и отмирают, особенно нижние, более затененные. В результате этого обрастающие ветви прекращает расти и высыхают, вся плодоносная поверхность постепенно перемещается на крону, урожайность дерева сильно падает [28].
Свет благоприятно действует на качество плодов; при воздействии прямых солнечных лучей яблоки, груши и персики хорошо окрашиваются [20].
Плодовод должен всегда учитывать и удовлетворять потребность отдельных пород и сортов в свете, максимально увеличивать фотосинтез. Осуществлять это можно путем улучшения питания, соблюдения соответствующих расстояний между деревьями, формирования и обрезки кроны и своевременного удаления из междурядий деревьев, если они туда были введены [50].
Тепло наружного и почвенного воздуха наравне со светом является ведущим фактором, с которым связаны процессы роста и развития надземной и корневой систем, а также плодоношение плодовых деревьев. Тепло влияет на химические превращения и передвижение всех веществ по растению, на испарение воды листьями, скорость прохождения фенологических фаз, микробиологические процессы в почве и т.д. В оптимальных, тепловых условиях плодовые культуры развиваются успешное, они более долговечны и урожай 20 ны. Благодаря приспособлению видов и форм плодовых растений к определенным тепловым условиям, они требуют определенных температурных границ, ниже которых рост и развитие ухудшаются или приостанавливаются, вплоть до гибели всего растения или его частей [82].
Для нормального роста и развития плодовых растений нужен не только определенной продолжительности безморозный период, но так же и соответствующий ритм температуры в течение вегетационного периода [88].
Чем севернее и выше в горах посажены деревья одинаковых сортов, тем позднее созревают плоды. Например, разница в сроке созревания плодов ягод на юге и на севере Приднестровья достигает 8 дней и более [56]. В горах Северного Кавказа и Заиллийского Алатау созревание запаздывает на 3 - 4 дня на каждые сто метров повышения моста произрастания деревьев, а в Западной Европе - на 8 дней. Сокращение срока запаздывания созревания на востоке объясняется большим напряжением тепла за вегетационный период. На срок созревания плодов влияют так же экспозиция склонов, цвет почвы, порода, сорт и др. условия [55].
На рост плодовых растений преимущественное влияние оказывают условия температуры в течение весны, особенно в утренние часы, а на ассимиляцию - погода середины лета и осени. На ассимиляцию благоприятно действует умеренная дневная температура, а высокая, будь то дневная или ночная, ухудшают ее. Плоды созревают успешнее и лишенные температуры в конце лета и осенью. Древесина лучше вызревает, по-видимому, при условии, если температура поздно осенью и в начале зимы снижается, но не переходит за экологическую нулевую точку [108].
Тепло явилось одним из основных факторов, которые обусловливали распространение пород, видов и форм растений, а также всех полученных от них плодовых культур и сортов но климатическим зонам СССР. Местный климат может также оказывать влияние на размещение тех или иных сортов в пределах зоны. Влияние летних температур следует изучать и учитывать во всех зонах плодоводства России при определении границ вишни [1]. Морозоустойчивость вишни. Для определения влияния температуры на рост и развитие той или иной культуры приняты три кардинальные точки: минимальная, при которой рост уже возможен; оптимальная - наилучшая для роста растения и максимальная, при которой рост еще возможен. Больше всего плодовые растения повреждаются и нередко гибнут от низких (часто минимальных) температур воздуха и почвы [25].
Различают понятия — морозоустойчивость и зимостойкость растений. Морозоустойчивость - свойство растения хорошо приспосабливаться к действию низких температур зимой, зимостойкость - свойство растений хорошо приспосабливаться к суммарному действию зимних условий жизни (степень влажности почвы, сила ветров и т.д.) [56].
Древесные растения в конце вегетации переходят из одного физического состояния в другое, т.е. из неустойчивого к низким температурам (осеннего) в устойчивое (зимнее). Для этого они должны успеть осуществить процесс подготовки, или закаливания растений. Закаливание растений происходит в две фазы: первая фаза у древесных более успешно осуществляется при температуре от 6 до 0 и ниже и характеризуется процессом перехода сложных углеводов (крахмала и др.) в более простые сахара; вторая фаза осуществляется при температуре от 0 до -12 и характеризуется обезвоживанием -удалением большого количества воды в межклеточные пространства, накапливанием запасных резервных органических веществ (сахара, жиры и пр.) и постепенным переходом растений в состояние глубокого покоя [55].
Влияние режима орошения на суммарное водопотребление вишни
Режим орошения разрабатывается с учётом общей потребности растений в воде, то есть суммарного водопотребления (суммарного испарения или эвапотранспирации).
Суммарное водопотребление играет важную роль в формировании водного баланса поля, являясь основной расходной статьёй водного баланса. Наряду с биологическими свойствами сельскохозяйственной культуры оно определяет потребление запаса воды из почвы и, следовательно, необходимость в орошении. Но, несмотря на огромную роль суммарного водопотребления в жизнедеятельности растений, непосредственное его измерение затруднительно.
Большая трудоёмкость методов прямого измерения суммарного водопотребления во времени и по площади привели к созданию целого ряда расчётных методов для определения этой величины.
Расчётные методы определения суммарного водопотребления основаны на установлении корреляционной зависимости между испарением и одним или группой метеорологических показателей. В качестве основных метеорологических показателей, как правило, принимают температуру, дефицит влажности, абсолютную и относительную влажность воздуха, суммарную радиацию, радиационный баланс, осадки. К ним относятся методы А. Н. Костякова, И. А. Шарова, А. М. и С. М. Алпатьевых и др.[11, 13, 90].
Преимущество использования метеорологических данных для формирования режимов орошения заключается в том, что при этом имеется возможность не только оперативно следить за динамикой приходных и расходных элементов водного баланса и на основе этого определять сроки и нормы поливов, но и рассчитывать режимы орошения ретроспективно за данный ряд лет.
Основы метода определения водопотребления растений с учётом климатических факторов и использованием биологических кривых водопотребления были заложены А.Н. Костяковым и в дальнейшем развиты А. М. Ал-патьевым [90, 11]. Учёные утверждают, что водопотребление растениями влаги при оптимальном увлажнении можно характеризовать величиной испаряемости Е0 = 0,65 Е Д, где Z Д - сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за вегетационный период, мм.
Подобная методика получила дальнейшее развитие в работах Г.К. Льгова, СМ. Алпатьева, А.Р. Константинова, Н.В. Дальниченко, Д.А. Штой-ко, СИ. Харченко, Г.В. Ольгаренко, А.Ю. Черемисинова, И.Н. Ильинской, Г.А. Сенчукова и др. [13, 85, 149, 136, 114].
В условиях орошения, когда растение не испытывает недостатка в почвенной влаге, суммарное испарение в основном обусловлено тепловыми ресурсами климата. При этом почва и растение выступают как регулирующие факторы процесса водопотребления [104, 134].
Суммарное водопотребление слагалось из основных частей водного баланса: атмосферных осадков, запасов почвенной влаги и оросительной нормы. В расчёт суммарного водопотребления принималась вся сумма атмосферных осадков, за исключением малоэффективных, менее 5 мм.
Запасы влаги в почве в начале и в конце периода определялись по влажности взятых образцов, выраженной в процентах к массе сухой почвы, умноженной на объёмную массу и глубину активного слоя почвы по формуле: W=100-H-a-{3, (3.1) где Н— расчётная глубина увлажняемого слоя почвы, м; а - плотность сложения массы почвы, т/м ; /3— влажность почвы, в % от массы сухой почвы. Величина суммарного водопотребления вишни при оптимальных условиях водообеспечения определяется, главным образом метеорологическими показателями, темпами роста и развития растений, а также биологическими особенностями культуры, природными условиями, агротехникой и другими факторами.
Значения суммарного водопотребления вишни в зависимости от разных условий увлажнения приведены в таблицах 3.3-3.7.
Как видно из приведённых данных, суммарное водопотребление вишни изменялось с изменением режима орошения. Увеличение оросительной нормы на 20 % вызвало повышение суммарного водопотребления на 4,1 %, снижение оросительной нормы на 20, 40 и 70 % по сравнению с первым вариантом приводит к уменьшению суммарного водопотребления соответственно на 4,4; 9,4 и 15,7 %. В свою очередь, коэффициент водопотребления колебался на вариантах опытов в среднем по годам исследований для сорта Любская от 537,0 м /т до 1437,5 м /т; для сорта Подбельская от 564,9 мЗ/т до 1604,7 м3/т.
В 2002 году на варианте с достаточной водообеспеченностью в структуре суммарного водопотребления 45,7 % составила оросительная норма, 39,3 % - осадки и 15,0 % - расход воды из почвы. На 2-ом варианте с высокой водообеспеченностью (1,2 Dir) 51,7 % составила оросительная норма, 37,0 % - осадки и 11,3 % - расход воды из почвы.
На варианте с пониженной водообеспеченностью (0,8 Dir) оросительная норма составила 39,0 %, осадки - 41,8 % и расход воды из почвы - 19,2 %. На варианте с низкой водообеспеченностью (0,6 Dir) оросительная норма составила 31,2 %, осадки — 44,7 % и расход воды из почвы — 24,1 %. На 5-ом варианте с очень низкой водообеспеченностью (0,3 Dir) оросительная норма составила 17,3 %, осадки - 50,0 % и расход воды из почвы - 32,7 %. Вариант без орошения: осадки - 59,7 % и расход воды - 40,3 %.
В 2003 году оросительная норма на варианте с достаточной водообеспеченностью от общего суммарного водопотребления составила 17,3 %, 71,0 % - осадки и 11,7 % - расход воды из почвы. На 2-ом варианте с высокой водообеспеченностью (1,2 Dir) 20,3 % составила оросительная норма, 69,6 % -осадки и 10,1 % - расход воды из почвы. На варианте с пониженной водообеспеченностью (0,8 Dir) оросительная норма составила 14,1 %, осадки -72,6 % и расход воды из почвы - 13,3 %. На 4-ом варианте с низкой водообеспеченностью (0,6 Dir) оросительная норма составила 11,0 %, осадки — 75,1 % и расход воды из почвы - 13,9 %. На 5-ом варианте с очень низкой водообеспеченностью (0,3 Dir) оросительная норма составила 5,7 %, осадки -77,6 % и расход воды из почвы - 16,7 %. На варианте без орошения: осадки составили 87,5 % и расход воды из почвы - 12,5 %.
В 2004 году на варианте с достаточной водообеспеченностью 31,4 % составила оросительная норма, 66,2 % - осадки и 2,4 % - расход воды из почвы. На 2-ом варианте с высокой водообеспеченностью (1,2 Dir) 35,8 % составила оросительная норма, 62,7 % - осадки и 1,5 % - расход воды из почвы. На 3-ем варианте с пониженной водообеспеченностью (0,8 Dir) оросительная норма составила 26,0 %, осадки - 68,3 % и расход воды из почвы - 5,7 %. На варианте с низкой водообеспеченностью (0,6 Dir) оросительная норма составила 20,7 %, осадки - 72,7 % и расход воды из почвы - 6,6 %. На 5-ом варианте с очень низкой водообеспеченностью (0,3 Dir) оросительная норма составила 11,2 %, осадки - 78,9 % и расход воды из почвы - 9,9 %. На 6-ом варианте без орошения: осадки - 87,4 % и запас почвенной влаги составил 12,6 %.
В 2005 году на варианте с достаточной водообеспеченностью в структуре суммарного водопотребления 33,5 % составила оросительная норма, 50,1 % - осадки и 16,4 % - расход воды из почвы. На 2-ом варианте с высокой водообеспеченностью (1,2 Dir) 39,2 % составила оросительная норма, 49,0 % - осадки и 11,8 % - расход воды из почвы. На варианте с пониженной водообеспеченностью (0,8 Dir) оросительная норма составила 28,3 %, осадки -53,0 % и расход воды из почвы — 18,7 %. На варианте с низкой водообеспеченностью (0,6 Dir) оросительная норма составила 22,5 %, осадки - 56,1 % и расход воды из почвы - 24,4 %. На 5-ом варианте с очень низкой водообеспеченностью (0,3 Dir) оросительная норма составила 12,0 %, осадки - 59,5 % и расход воды РІЗ почвы - 28,5 %. Вариант без орошения: осадки - 66,8 % и расход воды - 33,2 %.
В среднем за 4 года исследований в структуре суммарного водопотребления на 1-ом варианте с достаточной водообеспеченностью оросительная норма составила 32,4 %, 56,3 % - осадки и 11,3 % - расход воды из почвы. На 2-ом варианте с высокой водообеспеченностью (1,2 Dir) 37,4 % составила оросительная норма, 54,0 % - осадки и 8,6 % - расход воды из почвы. На 3-ем варианте с пониженной водообеспеченностью (0,8 Dir) оросительная норма составила 27,0 %, осадки - 58,8 % и расход воды из почвы - 14,2 %. На варианте с низкой водообеспеченностью (0,6 Dir) оросительная норма составила 21,5 %, осадки - 62,1 % и расход воды из почвы - 16,4 %. На 5-ом варианте с очень низкой водообеспеченностью (0,3 Dir) оросительная норма составила 11,5 %, осадки - 66,7 % и расход воды из почвы — 21,8 %. На 6-ом варианте без орошения: осадки - 76,5 % и запас почвенной влаги составил 23,5 %.
Количественные показатели орошения вишни на территории Ростовской области
При определении количественных показателей орошения вишни, дефицитов водопотребления, оросительных норм и числа поливов в различные по тепловлагообеспеченности годы, в качестве исходных данных взяты материалы наблюдений метеорологических станций сравнительно равномерно расположенных на исследуемой территории. Методика обоснования экологических норм водопотребности сельскохозяйственных угодий предложена Г.А. Сенчуковым [136]. В расчетах использованы сведения об осадках, температуре воздуха за непрерывный ряд лет (1975-1982 гг.) по 31 метеостанциям, а также значения водно-физических констант расчетного слоя почвы. Расчеты выполнены на ПК для условий нормативной влагообеспеченности (влажность почвы в течение вегетационного периода изменяется в пределах 75-100 % ИВ) и рациональной влагообеспеченности (влажность почвы - 70-95 % ИВ) для слоя 0-80 см. Результаты расчетов приведены в приложении И. По результатам расчетов построены карты изолиний дефицитов водопотребления вишни в характерные по влагообеспеченности годы: крайне сухой (5%), средне сухой (25 %), средний (50 %), средне влажный (75 %) и влажный (95 %). В скобках указаны проценты обеспеченности дефицитов водопо-требления. Карты изолиний дефицитов водопотребления помещены на рисунках 3.16-3.25.
Анализ построенных карт изолиний дефицитов водопотребления (АЕ) для условий нормативной влагообеспеченности и рациональной влагообес-печенности показывает, что дефициты водопотребления в крайне сухой год при нормативной влагообеспеченности изменяются следующим образом. На севере, северо-западе и западе области АЕ составляет 360-380 мм, в центральной, центрально-восточной и южной районах области дефициты водопотребления составляют 400-440 мм, в восточной части области достигают 500 мм. При условии рациональной влагообеспеченности на западе, северо-западе и севере области АЕ изменяются от 300-330 мм, на востоке от 400 до 450 мм, на остальной части территории 360-400 мм.
В средне сухой год дефициты водопотребления при условии нормативной влагообеспеченности изменяются в пределах 250-390 мм. Минимальные значения отмечены на севере области (250-280 мм). На большей части территории области дефициты водопотребления находятся в пределах 300-360 мм. Дефициты водопотребления увеличиваются в юго-восточном направлении и на востоке составляют 370-390 мм. При условии рациональной влагообеспеченности изменение АЕ происходит аналогично. Минимальные значения -210-220 мм отмечены на севере и западе области. Максимальное значение его - 330 мм отмечено в Заветинском районе. В центральной и южной частях области АЕ составляют 260-300 мм.
В средний по обеспеченности осадками год дефициты водопотребления при условии нормативной влагообеспеченности в северной и западной частях области составляют 200 мм, в северо-восточной, центральной и южной частях области дефициты водопотребления находятся в пределах 250-300 мм. В Заветинском районе АЕ достигают 350 мм. При условии рациональной влагообеспеченности в северной, западной частях области дефициты водопотребления составляют 150-200 мм, в центральной и южной частях - 225-250 мм, в юго-восточной и восточной частях области 250-300 мм.
В средне влажный год при условии нормативной влагообеспеченности дефициты водопотребления на севере, северо-западе и западе области едва превышают 160-175 мм, в центральной, южной и центрально-восточной частях области дефициты водопотребления изменяются от 175 до 250 мм, на востоке области АЕ достигают 300 мм. При условии рациональной влагообеспеченности дефициты водопотребления в средне влажный год увеличиваются также в юго-восточном направлении, но значения дефицитов водопотребления меньше на 40-50 мм.
Во влажный год при условии нормативной влагообеспеченности дефициты водопотребления на территории области изменяются в пределах 50-250 мм и составляют в северной и западной частях 50-75 мм, в центральной, центрально-восточной и южной частях 75-150 мм, в восточной части - 200-250 мм. При условии рациональной влагообеспеченности на западе области АЕ не превышает 20 мм, на севере области АЕ 0, в Заветинском районе 200 мм, на остальной части области 50-150 мм.
Расчетные значения дефицитов водопотребления, карты изолиний, дающие представление о пространственном их изменении, позволили установить значения оросительных норм и число поливов вишни для территории Ростовской области в характерные по влажности годы. Отмеченные показатели орошения вишни даны для районов (подрайонов), выделенных существующим агроклиматическим районированием [4]. В настоящей работе сохранены существующие индексы подрайонов.
Подрайон 1аА занимает небольшую площадь на юго-востоке области. Сюда входят южные части Сальского , Пролетарского, Орловского и Ре-монтненского административных районов. Климат здесь жаркий, очень засушливый, ГТК менее 0,7; количество осадков за теплый период не превышает 250-280 мм. Сумма температур выше 10С составляет более 3400С, продолжительность безморозного периода— 170-180 дней. Лето жаркое и сухое.
Средняя месячная температура июля +23-24С. Зима умеренно холодная, среднемесячная температура января —5-7С. Средний из абсолютных минимумов за зиму составляет -20-25С.
Подрайон І6Б занимает юго-восточную и центральную часть области. Сюда входят следующие административные районы: полностью Цимлянский, Семикаракорский, Мартыновский, Дубовский, Заветинский, Зимовни-ковский, частично Константиновский, Багаевский, Зерноградский, Целин-ский, Сальский, Пролетарский, Орловский и Ремонтненский. Климат жаркий, очень засушливый. За теплый период выпадает всего 200-250 мм осадков. Сумма активных температур колеблется от 3200 до 3400С. Безморозный период продолжается 165-175 дней. Лето жаркое (температура июля +22-23С), зима умеренно холодная (температура января -6-7С, средний из абсолютных минимумов температуры воздуха за зиму -25-30С).
Подрайон 1вБ занимает центрально-восточную часть территории - Ми-лютинский, Обливский, Белокалитвенский, Тацинский, Морозовский, Усть-Донецкий административные районы и частично Боковский, Кашарский, Октябрьский, Константиновский. По увлажнению подрайон однотипен с предыдущим, по количеству тепла уступает ему. Сумма активных температур здесь колеблется в пределах 3000-3200С, продолжительность безморозного периода 165-170 дней. Средняя месячная температура июля +22С, января —7-8С. Средний из абсолютных минимумов температуры воздуха составляет -25-30С.
Подрайон ПбА занимает юго-западную часть области. Сюда входят Аксайский, Азовский, Зерноградский, Егорлыкский, Песчанокопский и частично Неклиновский, Мясниковский, Багаевский, Целинский, Сальский административные районы. Климат засушливый, ГТК 0,7-0,8. Сумма осадков за теплый период составляет 270-300 мм. Лето жаркое. Сумма температур за период с температурой выше +10С составляет 3200-3400С, средняя температура июля +22-23С, продолжительность безморозного периода 180-190 дней. Зима умеренно мягкая: средняя температура января -5С, средний из абсолютных минимумов температуры воздуха за зиму составляет -20-25С.
Подрайон ПвБ занимает центральную и западную часть области. Сюда входят Тарасовский, Каменский, Красносулинский, Матвсево-Курганский, Родионово-Несветайский и частично Неклиновский, Мясниковский, Октябрьский административные районы. Климат засушливый, недостаточно жаркий. За период активной вегетации сельскохозяйственных культур накапливается 3000-3200С. Безморозный период продолжается 165-175 дней. Среднемесячная температура июля составляет +22С. Зима умеренно холодная: средняя месячная температура января -6-8С, средний из абсолютных минимумов температуры воздуха за зиму составляет -25-30С.
Экономическая и энергетическая эффективность орошения вишни
Для полного удовлетворения потребностей населения и пищевой промышленности в сельскохозяйственных продуктах, наряду с необходимым увеличением производства зерна, мяса, молока и технических культур, необходимо также увеличение и плодово-ягодной продукции.
Действенным способом повышения урожайности плодовых культур и, следовательно, снижения себестоимости их продукции, повышения рентабельности является орошение. Повышение качества орошения и регулирования водного и пищевого режимов почвы при заданном уровне урожайности способствует росту эффективности использования материально-технических, энергетических и трудовых ресурсов, оросительной воды и минеральных удобрений и обеспечивает экологическую безопасность систем земледелия (Айдаров И.П., Кружилин И.П., Григоров М.С., Шатилов И.С., Шумаков Б.Б., Щедрин В.Н., Галямин Е.П., Добрачев Ю.П., Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В.).
Эффективность выращивания вишни на орошаемых землях во многом определяется режимами орошения, питания и, в конечном итоге, повышением урожайности. Этот вопрос особенно актуален в условиях дефицита материальных ресурсов, поэтому все агромелиоративные и организационно-технические мероприятия должны быть направлены на повышение эффективности их использования.
Вместе с тем, установление рациональных режимов выращивания вишни невозможно без экономического обоснования, позволяющего выявить эффективность применяемых мероприятий, которая определяется по их влиянию на улучшение конечных показателей сельскохозяйственного производства.
Наряду с основными экономическими показателями, нами использованы и дополнительные показатели, позволяющие вместе с основными, более полно оценить преимущества или недостатки вариантов проводимых мероприятий.
При этом рациональный и эффективный режим орошения определяется не только величиной урожайности, но и целым комплексом основных и дополнительных экономических показателей: себестоимость единицы урожая, условный чистый доход, рентабельность, окупаемость затрат урожаем и другие.
В условиях существующего диспаритета цен возрастает необходимость оценки эффективности изучаемых факторов при выращивании сельскохозяйственной продукции по энергетическим показателям, включающим прирост валовой энергии и коэффициент энергетической эффективности применяемых мероприятий.
Известно, что режим орошения сельскохозяйственной культуры зависит от агроклиматических и почвенно-гидрогеологических условий местности. Для каждой зоны сроки и нормы поливов уточняются по результатам многолетних полевых исследований.
Экономические показатели возделывания вишни с целью определения наиболее эффективного режима орошения были установлены в ходе экспериментальных исследований в ЗАО «Бакланпиковский». Схемы опытов приведены в главе 2.
Оценка экономической и энергетической эффективности изучаемых элементов технологии возделывания вишни проведена в расчете на полученную прибавку урожая и затраты, связанные с ее получением. Результаты расчетов приведены в таблицах 5.1-5.4.
В опытах 1 и 2 установлено, что урожайность вишни сорта Любская на 1-ом варианте равна 8,59 т/га, где влажность почвы в расчетном слое 0,8 м поддерживалась не ниже 75 % НВ; для этого же варианта сорта Подбельская урожайность была равна 8,30 т/га. При этом стоимость прибавки урожая равна 80400 и 81150 соответственно для сортов Любская и Подбельская (таблицы 5.1-5.2), а прямые затраты на ее получение равны 32754 и 31434 руб/га, в том числе на орошение 6954 руб/га. Себестоимость 1 т прибавки урожая по сортам Любская и Подбельская равна 6110 и 5810 руб/т в среднем за 4 года исследований. Условный чистый доход для Любской составил 47646 руб/га, у Подбельской он равен 49716 руб/га. Рентабельность 145 % и 158 %.
Выход дополнительной продукции на рубль затрат на орошение по этим сортам составил 11,6 и 11,7 руб. Расход оросительной воды в м3на 1 т прибавки равен 298 и 296 при выходе дополнительной продукции на 100 м оросительной воды 335 и 338 кг соответственно для сортов Любская и Подбельская.
Следовательно наиболее отзывчив на орошение оказался сорт Подбельская по всем показателям в том числе и по рентабельности. Если принять за 100 % рентабельность сорта Подбельская, то для сорта Любская она равна 92 %, условный чистый доход по сортам при этом отличался на 2-3 тыс. руб/га.
Для второго варианта, где поливная норма равна 1,2 от расчетной, урожайность для сорта Любская и Подбельская равна 8,76 и 8,51 т/га, то есть она составила 102 и 103 % по сравнению с первым вариантом. Стоимость прибавки урожая равна 103 и 104 %. Расход оросительной воды на 1 т прибавки урожая был выше, чем на 1-ом варианте по обоим сортам вишни и ра-вен 347 м для сорта Любская и 342 м для Подбельской.
Следует остановиться подробнее на анализе экономических показателей третьего варианта, для которого поливная норма принималась равной 0,8Djr , то есть была на 20 % меньше нормативной. Урожайность вишни по сортам Любская и Подбельская соответственно равна 8,25 и 7,95 т/га, стоимость прибавки урожая по этим сортам составила 75300 и 75900 руб/га или 94 % по сравнению с первым вариантом. Что же касается рентабельности, то она выше чем на 1 варианте и равна 153 и 166 % для сортов Любская и Подбельская, при расходе воды на 1 т прибавки 255 и 253 м3.
При проведении поливов нормой 0,6Djr урожайность Любской была равна 7,30 т/га, а Подбельской - 6,83 т/га. Стоимость прибавки урожая по сортам равна 61050 и 61620 руб/га; условный чистый доход - 34176 и 35829 руб/га; рентабельность - 127 и 139 % соответственно.
На пятом варианте, где поливали нормой 0,3Dir , урожайность равнялась 5,30 и 5,11 т/га по сортам Любская и Подбельская соответственно, при стоимости прибавки урожая 31050 и 33300 руб/га и расходе оросительной воды 232 и216м на 1т прибавки. Прямые затраты на получение прибавки урожая равны 18191 и 17458 руб/га по сортам Любская и Подбельская. Себестоимость по этим сортам равна 8788 и 7864 руб/т.
Исходя из проведенного анализа осредненных основных и дополнительных показателей экономической эффективности можно заключить, что наиболее экономически обоснованным является третий вариант, предусматривающий поливы равной 0,8D;r, то есть на 20 % меньше нормативной. Хотя на варианте 2 условный чистый доход выше, чем на остальных, но рентабельность ниже вариантов 1 и 3, среди которых лидирует наш конкурентный вариант. И если хозяйство находится в ограниченных условиях, то им можно рекомендовать третий вариант (конкурентный), показатели которого незначительно отличаются от первого. Остальные варианты (4, 5) имели показатели значительно ниже, чем первый и применять их при организации орошения нецесообразно, на 2-м варианте был самый большой расход воды на 1 т прибавки урожая.
Валовая энергия от прибавки урожая (таблицы 5.3 и 5.4) возрастала для сорта Любская от 15544 до 6003 МДж/га, в зависимости от варианта опытов. На втором и третьем вариантах энергетические затраты составляли соответственно 16037 и 14558 МДж/га, или 103,2 и 93,7 % по сравнению с первым вариантом. Для сорта Подбельская эти показатели по вариантам опытов были следующие: 15689, 16298, 14674, 11426 и 6438 МДж/га.
Энергетическая оценка режимов орошения вишни в среднем за 4 года показала, что совокупная энергия в прямых затратах на прибавку урожая равны 5353 МДж/га для сорта Любская и 5403 МДж/га для сорта Подбельская для первого варианта.
В структуре дополнительных затрат энергии более половины принадлежит затратам на горюче-смазочные материалы. Часть затрат обусловлена уборкой и транспортировкой дополнительно полученной прибавки урожая (20-22%), а также затратами труда (7-8 %).
Коэффициент энергетической эффективности отличается только по вариантам опытов, а по сортам вишни он одинаков и равен 2,90; 2,81; 2,99; 2,69 и 2,02 соответственно с первого по пятый варианты.
