Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности техники полива и режима орошения хлопчатника
Глава 2. Природно-хозяйственные условия Кировобад-Казахской зоны Азербайджана, методика и объект исследований 16
2.1. Состояние и перспективы орошения 16
2.2. Географическое положение и климат 16
2.3. Гидрологические условия и растительность 20
2.4. Почвенный покров 21
2.5. Почвы опытного участка 23
2.6. Требования хлопчатника к факторам внешней среды 28
2.7. Методика исследований 29
Глава 3. Результаты исследований по режиму орошения хлопчатника в условиях Кировобад-Казахской зоны Азербайджана 32
3.1. Агротехника возделывания хлопчатника 32
3.2. Влияние метеорологических условий на ростовые процессы и накопление биомассы хлопчатника 33
3.3. Результаты исследований по технике бороздкового полива 36
3.4. Режим орошения хлопчатника 43
3.5. Водные свойства почвы 62
3.6. Категории почвенной влаги и ее свойства 69
3.7. Водный баланс почвы 72
3.8. Влияние полива по бороздам на физические свойства сероземов 78
3.9. Структура почвы 87
3.10. Влияние орошения на химические свойства почвы опытного участка 93
Глава 4. Влияние орошения и минеральных удобрений на развитие хлопчатника 103
Глава 5. Расчет экономической эффективности полива по бороздам хлопчатника в условиях Кировобад-Казахской зоны Азербайджана 116
Заключение 120
Литература 122
Список работ, опубликованных по теме диссертации 127
- Особенности техники полива и режима орошения хлопчатника
- Географическое положение и климат
- Влияние метеорологических условий на ростовые процессы и накопление биомассы хлопчатника
- Влияние орошения и минеральных удобрений на развитие хлопчатника
Введение к работе
Актуальность работы. Хлопководство является одной из ведущих отраслей сельского хозяйства Азербайджана. В настоящее время ежегодные объемы производства хлопка-сырца в республике не возросли, а в некоторых случаях даже уменьшились на 30...40 %. Особенно отмечается Кировобад-Казахский массив, где наблюдается нарастающий дефицит водных, земельных и энергетических ресурсов, поэтому решение этих проблем требует разработки такой технологии орошения которая комплексно решала бы эти задачи, и при внедрении наносила минимальный экологический ущерб окружающей среде. Одним из основных недостатков орошения в этой зоне является необоснованный подбор элементов техники полива, который не отвечает природным условиям орошаемых массивов.
При изучении имеющихся рекомендаций по выбору элементов техники полива хлопчатника по бороздам выявлены большие разногласия по соотношению длины борозды и размера поливной струи на разных уклонах местности. Часто полив хлопчатника производится по коротким (70... 180 м) бороздам, однако при такой технике и организации полива хлопчатника производительность труда поливальщиков очень низкая, нерационально используются земли и оросительная вода, много времени теряется на распределение поливной воды между бороздами, в бороздах развивается ирригационная эрозия, вследствие чего со сбросной водой выносятся гумус и питательные элементы.
В условиях острого дефицита оросительной воды, возрастающих экологических требований, вопросы оптимизации расхода поливных струй и длины поливных борозд приобретают особую актуальность для интенсивного развития сельского хозяйства в Кировобад-Казахской зоне Азербайджана.
Целью работы является изучение режима орошения, выбор и обоснование элементов техники полива хлопчатника по бороздам и исследование их влияния на состав и свойства каштановых почв в условиях Кировобад-Казахской зоны Азербайджана.
В задачу исследований входило:
изучение режима орошения хлопчатника;
выбор основных элементов техники полива и обоснование их взаимосвязи между собой;
изучение путей уменьшения сброса воды за счет увеличения КПДта;
установление взаимосвязи между влажностью, химическими и биологическими процессами, влияющими на экологическое состояние почвы и ее плодородие;
изучение влияния орошения на физико-механические свойства почвы;
изучение влияния орошения на водные и химические свойства почвы;
изучение влияния почвенных процессов на развитие хлопчатника и урожай.
Методика и объект исследований. В соответствии с программой проводимых работ, методикой предусматривается проведение полевых и лабораторных исследований.
Полевые работы проводились в селе «Шихлы» Казахского района республики Азербайджан. Лабораторные работы выполнялись на кафедре «Почвоведение и земледелие» МГУП.
Научная новизна. Изучены основные закономерности изменения свойств светло-каштановых почв при разном сочетании элементов техники полива; обосновано целесообразное сочетание элементов техники полива хлопчатника по бороздам для данных природных условий; рассмотрены пути уменьшения сброса воды за счет увеличения КПД^', установлены особенности формирования водного и питательного режимов; изучен характер изменения физических свойств почвы в результате проведенных опытов; выявлена взаимосвязь между влажностью, химическими и биологическими процессами, которые оказывают влияние на экологическое состояние почвы и ее плодородие; изучено и оценено влияние почвенных процессов на развитие хлопчатника и формирование урожая в условиях Кировобад-Казахской зоны Азербайджана.
Практическая ценность работы и ее реализация. Результаты исследований могут быть применены в хлопководстве при выборе основных элементов техники полива по бороздам в зависимости от уклона местности. Особенности формирования водного, теплового и воздушного режимов почвы могут быть использованы для прогноза экологической обстановки территорий, расположенных в Кировобад-Казахской зоне Азербайджана.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации докладывались и обсуждались на кафедре почвоведения и земледелия МГУП в 1995,1996,1999 гг. По результатам исследований опубликованы 4 статьи в Тезисах докладов научно-технической конференции МГУП (1997 г., 1999 г).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выполнена на 127 страницах машинописного текста и включает 34 таблицы и 29 рисунков.. Список использованной литературы включает 109 наименований.
Научный руководитель и соискатель выражают глубокую благодарность специалистам хозяйства села <<Шихлы>> Казахского района за бесценную помощь при выполнении настоящей диссертационной работы. Также глубоко благодарны коллективу кафедры почвоведения и земледелия МГУП.
Особенности техники полива и режима орошения хлопчатника
Целью оросительных мелиорации является создание и регулирование на полях водного режима, обеспечивающего получение проектного (расчетного) урожая сельскохозяйственных культур. Водный режим находится в прямой зависимости от климатических, почвенных, гидрогеологических и хозяйственных условий, биологических особенностей сельскохозяйственной культуры, ее урожайности, агротехники и от способа и техники полива.
Необходимый растению водный режим почвы создается соответствующим режимом орошения. Режим орошения определяет нормы, сроки и число поливов сельскохозяйственной культуры. Режим орошения, то есть подача воды на поля и перевод ее в почвенную влагу, осуществляется с помощью различных способов и техники полива /1,2,5,7,10,17,82,83,84,85,92/. Очень важно правильно разрабатывать режимы увлажнения почвы, так как водный режим почвы регулирует все остальные ее режимы (питательный, солевой, воздушный и тепловой), имеющие большое значение в жизни растений и создании расчетного урожая /83, 84/.
Вопросами установления оптимальных режимов орошения хлопчатника в условиях Средней Азии в различные годы занималисьА,Н. Костяков (1951), B.C. Зайцев (1929), С.Н. Рыжов (1948), В.Е. Еременко (1959), Н.Ф. Беспалов, Р. Юнусов (1958), Я.Г. Горенберг, А. Худайкулов (1968), Т. Токмурзаев (1966), Ф.М. Саттаров (1968), И.А. Шаров (1968); А. Абдукаримов (1977), Т.Я. Кучу-гурова (1979), Т. Сагимбеков (1980), Т. Шарапов (1980), А.Х Ядгаров (1981), М. Баракаев (1981), У.Е. Исмаилов (1983), И. Абдурасулов (1984), М. Хамидов (1985), ИЛ. Айдаров (1985), Д.Ф. Алиева (1986), О. Рахманов (1987), Р.Ш. Чо-риев (1987), В.Р. Трапезников (1989) и др., а в Азербайджане: Г.М. Гусейнов (1969, 1980), Б. Ник-Наджат (1966), Т.А. Эльзенгр (1968), А.К. Оруджев, Г.М. Бабаев, Н.М. Мирзаев, Н.Б. Баширов, Т.Ю. Агаева (1974), СМ. Насибов (1973), А.Р. Джаббаров (1973), Ш.Т. Агаммедов (1992) и др.
В настоящее время поверхностное орошение в аридной зоне применяется на очень больших площадях /29,39,54,77,85,86,89,93/. Применение его в этом регионе, как правило, не является результатом отсталости, консерватизма, технических ошибок и других субъективных причин. Поверхностный способ полива наиболее доступный и экономичный. При этом способе вода распределяется по поверхности поля под действием силы тяжести без каких-либо дополнительных затрат энергии. Это обстоятельство особенно важно в современных условиях, когда рациональное, экономное расходование энергетических ресурсов приобрело огромное значение во всем мире.
Как отмечает Н.И, Иванова (1991), бороздковый полив - наиболее про грессивный способ орошения и он имеет ряд преимуществ перед другими способами: позволяет сохранить комковатую структуру почвы, что обеспечивает хорошую аэрацию и оптимальный микробиологический режим почвы, допускает рыхление поверхности после полива, что имеет особенно важное значение на тяжелых почвах, уменьшаются потери воды на испарение с поверхности почвы в сравнении с поливом затоплением и напуском по полосам; обеспечивает достаточно большие поливные нормы, что позволяет сократить число поливов и обработок, и тем самым снизить себестоимость сельскохозяйственной продукции. В то же время полив по бороздам имеет много недостатков: низкий уровень техники полива, большие потери на фильтрацию, на поверхностный сброс и др.
В.А. Сурин (1988) установил, что совершенствование техники полива должно быть подчинено решению основной задачи орошаемого земледелия -получению максимального количества сельскохозяйственной продукции с минимальными затратами при условии сохранения и повышения плодородия почвы. Совершенная техника полива должна обеспечивать: сохранение и повышение плодородия; регулирование водно-воздушного, солевого, теплового и питательного режимов почвы в оптимальных пределах; высокую урожайность сельскохозяйственных культур; повышение производительности труда на поливах и других сельскохозяйственных работах; экономное использование водных, земельных и энергетических ресурсов.
И.П. Айдаров (1990) считает, что выбор техники полива сельскохозяйственных культур определяется метеорологическими и почвенно-мелиора-тивными условиями, видом сельскохозяйственных культур и требованиями сельскохозяйственного производства.
A.M.. Гасанов, Зарда Низар (1993) установили, что орошение, улучшая водопотребление растений, изменяет условия почвообразования , оказывает влияние на рост и развитие, а также на продуктивность сельскохозяйственных культур. М, Мамедов (1970), исследуя особенности развития корневой системы хлопчатника в условиях Кировобад-Казахского массива, пришел к выводу, что характер развития корневой системы хлопчатника и ее мощность в значительной степени зависят от водообеспеченности растений в вегетационный период.
Причинами уменьшения урожая хлопка-сырца в Азербайджане ученые считают полив хлопчатника по коротким (70... 180 м) бороздам, отсутствие оперативных водохозяйственных планов водопользования, рассредоточенность поливной воды на полях /3,7,40/, При существующей технике и организации полива хлопка производительность труда поливальщиков низкая, нерационально используются земли и оросительная вода, снижается производительность механизмов, много времени теряется на распределение поливной воды между бороздами. Одним из основных недостатков орошения в этой зоне является необоснованный подбор элементов техники полива, не отвечающий природным условиям орошаемых массивов. При анализе имеющихся рекомендаций по назначению элементов техники полива по бороздам выявлены большие разногласия по соотношению длины борозды и размера поливной струи на разных уклонах. СМ. Кривовяз и К.Е. Шарова рекомендуют с увеличением уклона уменьшать длину борозды и величину поливной струи /61, 91/. Ряд ученых считают, что при больших уклонах надо давать в борозду малые струи, но длина борозды должна увеличиваться до определенного предела, соответствующего водопроницаемости почвы /4,7,8,10,11,15,24,85,90,94/. А.Н. Ляпин, М.Д. Челюканов, А.А, Акшанов, Г.Ю. Шейнкин рекомендуют на почвах средней и слабой водопроницаемости и при уклоне местности 0,002...0,02 применять величину струи от 0,7 до 0,1 л/с. Б.А. Шумаков, Г.М. Гусейнов, С Невский примерно для таких же условий местности рекомендуют величину струи от 1,7 до 0.5 л/с /39,40,41,93,95/. В то же время Г.Ю. Костенко установил, что при поливе по длинным бороздам на местности с уклонами 0,004...0,005 величину струи можно применять 1,20..,1,40 л/с, а О. Агаев, М.Д. Челюканов рекомендуют при тех же условиях применять поливные струи 0,5...0,15 л/с /3,59,90,98,103/. Как отмечалось, основным способом орошения хлопчатника является поверхностный способ полива по бороздам. Поливы по бороздам подразделяются на два основных вида: по проточным и по тупым глубоким бороздам /81,82/. При поливе по проточным бороздам почва увлажняется при движении воды в борозде, при этом одновременно происходят два неустановившихся процесса - движение воды по поверхности борозды и впитывание воды в почву по длине борозды. В начале борозды большая часть подаваемой воды продвигается, не впитываясь, так как еще мала площадь смачивания, а затем объем воды, идущий на впитывание, увеличивается. При увлажнении борозды длиной 200 м впитывается около 85...90 %, а на поверхности остается лишь 15...10 % от подаваемого расхода /81,82/.
Географическое положение и климат
Кировобад-Казахский массив расположен по правому берегу среднего течения р. Куры, от впадения в нее р. Храми (у границы с Грузией) до прорыва Курой южных предгорий Большого Кавказа у гор Мингечаура /4а/. Координаты этой территории 404Г - 4120 северной широты и 4505 -4700 восточной долготы (Ш.А. Азизбекова, 1947; А.М. Агаширов, 1960; А.С. Белоусов, 1963;Ю.М.Мамедов, 1970). По устройству поверхности Кировобад-Казахская хлопковая зона представляет собой высокую наклонную равнину, окаймленную с юга предгорным поясом. Наибольшая абсолютная высота достигает 500 - 600 м. На север, к р. Куре, и на восток, в направлении ее течения, отметки местности постепенно снижаются до 200 м. Вдоль р. Куры выделяется неширокая полоса надпойменных террас, нижняя из которых в центральной части на 50 м ниже поверхности равнины. На северо-востоке массива пойма отделена складками Дюздага и Гедакбоза.
В геоморфологическом отношении Кировобад-Казахская равнина представлена ,.. 5-ой надпойменной террасой р. Куры, образованной конусами выноса рек, стекающих с гор Малого Кавказа, сложенными галечниками, глинами и суглинками, а также четвертичными делювиальными отложениями.
АЛ, Розанов (1957) делит Кировобад-Казахскии массив на две крупные геоморфологические области: область преобладания денудационных форм рельефа и область преобладания аккумулятивных форм. Для хлопководства наибольший интерес представляет вторая геоморфологическая область, которая занимает большую часть территории Кировобад-Казахского массива и представлена пролювиально-делювиальными шлейфами Малого Кавказа и отдельных возвышенностей, конусами выноса горных рек и межконусными депрессиями.
Изучаемая зона охватывает 9 административных районов: Казахский, Та-узский, Шамхорский, Кировобадский и др. По данным И.В. Фигуровского (1926), хлопкосеющие районы Азербайджана делятся на 5 крупных областей, Кировобад-Казахскии район относится к центрально-степной области сухих субтропиков. Казахский район, где проводились полевые исследования, характеризуется следующими температурными условиями (табл. 2.1).
Среднесуточная температура воздуха довольно низкая (менее 7,8 С). Только в отдельные годы в последней декаде марта средняя суточная температура воздуха превышает 10 С, т.е. переходит тот порог тепла, который необходим для прорастания семян хлопчатника. Однако такая температура в этот период наблюдается очень редко и не во всех районах, что является весьма существенным критерием для установления правильного срока посева хлопчатника. Температура почвы во всех хозяйствах района на несколько градусов выше температуры воздуха,
В Казахском районе средняя продолжительность безморозного периода равна 220 - 229 дням. Высокие среднесуточные температуры воздуха и длительный безморозный период свидетельствуют о весьма благоприятных условиях для возделывания скороспелых сортов хлопчатника в этом регионе /16,18,19/.
Год 393 58 2,3 Осадки выпадают неравномерно, в результате чего влажность почвы в большинстве случаев бывает недостаточной для получения всходов, роста и развития хлопчатника. В Казахском районе в период посева хлопчатника (апрель) выпадает наибольшее количество осадков (41...59 мм), тогда как норма полива, обеспечивающая получение всходов хлопчатника, равняется 1200... 1800 м3/га, т.е. в 2 - 3 раза больше, чем выпадает осадков.
Наиболее неблагоприятное естественное увлажнение почвы наблюдается в период вегетации хлопчатника (июль, август, сентябрь). В это время только на один вегетационный полив затрачивается 700... 1000 м3/га воды, тогда как осадков в месяц выпадает не более 340 м3/га.. Также неблагоприятно распределяются осадки и в октябре - ноябре. В этот период количество их составляет 290.,,190 м3/га, что отрицательно сказывается на сборе хлопка. Недостаточное количество осадков выпадает в декабре - январе, в результате чего вспашку приходится делать при низкой влажности, что приводит к крошению, сильной глыбистости почвы. Из таблицы 2.2 видно, что в холодный период осадков выпадает 107 мм, в теплый - 286 мм, что составляет, примерно, 74 % от суммарного количества выпавших за год осадков. Следовательно, осадков в Казахском районе в течение года выпадает недостаточно для нормального роста и развития хлопчатника, что вызывает необходимость в искусственном орошении.
Наименьший дефицит влажности воздуха наблюдается в дневные часы летом (табл. 2.2). Сильное снижение относительной влажности воздуха бывает в течение нескольких дней в летние месяцы. Больше всего это относится к участкам, расположенным в самой пониженной зоне.
Многолетние данные показывают, что в среднем за 25 лет количество дней с относительной влажностью воздуха ниже 30 % изменяется в отдельных районах зоны от 2 до 8 дней (Казах, Кировобад). Наибольшее их число падает на период июль-август (17...21 дн.). Такое большое количество дней с относительной влажностью воздуха ниже 30 % является часто катастрофическим явлением и вызывает необходимость учащения поливов для сохранения плодо-элементов на кустах хлопчатника.
Средняя годовая скорость ветра в Казахском районе составляет всего лишь 2,3 м/с (табл. 2.2), но в отдельные дни наблюдаются сильные ветры, достигающие 20...25 м/с, которые приносят большой вред сельскохозяйственным культурам. 2.3. Гидрологические условия и растительность
В Азербайджане основными источниками орошения являются реки, в меньшей степени для этой цели используются артезианские скважины и родниковые воды. Гидрологические условия равнины находятся в тесной связи с уклонами. Грунтовые воды западной части Каровобад-Казахского массива в условиях сильно дренированных почв залегают глубоко, отличаются слабой минерализацией и вполне пригодны для хозяйственных целей. Реки, из которых вода подается для орошения, являются правыми притоками р. Куры, такие, как Акстафачай, Гасансу, Ахындтачай, Таузчай, Асрикчай, Шамхорчай. Водосборами этих рек являются Шахдагский, Муровдагский и Карабахский хребты и их склоны, входящие в систему Малого Кавказа /8,18,54/.
Реки, в своем нижнем течении, в основном протекают по территориям, расположенным в зоне высоких температур и ограниченного количества выпадающих осадков. Поэтому значительное количество речного стока теряется на испарение и фильтрацию. Оставшаяся вода в вегетационный период полностью расходуется на орошение, вследствие чего русла рек в низовьях пересыхают /4 а/.
Реки данного региона относятся к снеговому типу питания. Водоносность их обеспечивается за счет весеннего таяния снегов в горах и в меньшей степени за счет выпадения осадков. Максимальные расходы воды приходятся на период с апреля по июнь, в дальнейшем происходит резкое уменьшение водоносности (осень-зима и начало весны до апреля). Наиболее мощной рекой по общему расходу воды является Тертерчай с дебитом воды в отдельные месяцы свыше 50 м3/га. Наименьший дебит расхода воды во всех реках падает на зимние месяцы и на июль-август, период самого большого потребления воды на орошение хлопчатника, кукурузы, люцерны и других сельскохозяйственных культур.
Количество воды в июле и августе по отдельным источникам орошения колеблется от 11 до 20 %, в осенние месяцы падает до 12...20 % годового стока. Наибольшее количество воды в них наблюдается ранней весной и в начале лета. Дефицит влаги не позволяет получать устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур. Поэтому для дальнейшего расширения посевов хлопчатника и улучшения режима орошения существующих посевных площадей необходимо, с одной стороны, изыскать дополнительные источники орошения, с другой, повысить эффективность орошаемого земледелия /6,13,47,51,54/.
Влияние метеорологических условий на ростовые процессы и накопление биомассы хлопчатника
На каждом этапе развития хлопчатник характеризуется определенным биологическим состоянием и предъявляет разные требования к метеорологическим условиям, т.е. к воде, теплу, влажности воздуха, с которыми связаны биологические процессы и накопление биомассы хлопчатника. Известно, что биологические аспекты роста зеленых органов растений довольно подробно изучены. Еще в прошлом столетии Сакс установил закон «большого периода роста», согласно которому каждый орган растения или даже какого-либо его участка сначала растет медленно, затем его рост значительно ускоряется, достигает максимума, и затем постепенно замедляется. Объясняется это тем, что на ранних стадиях развития, когда растение еще состоит из одних листьев, все выработанное в процессе фотосинтеза органическое вещество употребляется на создание новых единиц рабочей листовой поверхности, немедленно приступающих к фотосинтезу.
В результате общее количество накапливаемого вещества возрастает в геометрической прогрессии. Затем прирост уменьшается и постепенно полностью прекращается, а в конце вегетации нередко происходит даже некоторая потеря сухого веса вследствие того, что листья к тому времени засыхают, процесс фотосинтеза в них прекращается, а трата сухого вещества на дыхание стеблей и на образование коробочек еще продолжается /103/.
Все это связано с запасом воды в почве и обеспеченностью растений водой за вегетационный период.
Основные метеорологические данные за экспериментальный период на Кировобад-Казахском массиве приводятся в таблице 3.1. Из приведенных данных видно, что наименьшее количество осадков выпадает в зимнее время. В Казахском районе, сравнительно высоко расположенном над уровнем моря, за три зимних месяца выпало только 45,0...83,1 мм или 16,1,..23,2 % годового количества осадков. Наибольшее количество осадков приходится на весенние месяцы (март, апрель, май). Весной в 1994 году выпало 121,5 мм, в 1995 году. 137,3 мив 1996 году - 153,3 мм, что составило 36,7, 36,6 и 54,8 % , соответственно. Осенью в эти же годы выпало осадков: 79,0, 78,0 и 45,3 мм, что составило 24,8, 22,9 и 16,2 % от общего количества выпавших осадков (рис. 3.1).
Температура воздуха имеет важное значение при выращивании хлопчатника. При высокой температуре и обеспеченности водой получают высокие урожая хлопка-сырца. В экспериментальные годы средняя температура воздуха с мая по сентябрь колебалась в пределах 15,1...27,1С. Суммарное годовое количество температуры воздуха в среднем составило 175,4С (табл. 3.1; рис. 3.1). Хлопчатник, развиваясь в тесном взаимодействии и во взаимосвязи с внешней средой - почвой, атмосферой, проявляет к ним определенные требования. Это связано с тем, что хлопчатнику нужны конкретные, изменяющиеся во времени количество лучистой энергии, температура среды, вода, питательные вещества, газовый состав почвенного и атмосферного воздуха.
Все процессы, происходящие в хлопчатнике, наилучшим образом протекают при определенной оптимальной температуре. При отклонении ее в ту или иную сторону эти процессы тормозятся, что приводит к снижению урожая хлопка-сырца. Для каждой фазы развития хлопчатника существуют минимальные и максимальные температуры, при которых физиологические процессы останавливаются и хлопчатник погибает.
Известно, что хлопчатнику за весь вегетационный период нужна сумма активных (более 10С) среднесуточных температур воздуха более 3000С /88/. Проведенные исследования в Кировобад-Казахской зоне (1994 - 1996 гг.) показали, что сумма активных среднесуточных температур в зоне колеблется в пределах 2901...3120С (табл. 3.2).
В 1994 году сумма активных температур за вегетационный период (май-август) составила 3038С, а в год - 5262С. В то же время в 1995 году сумма активных температур была на 137С меньше и составила за весь вегетационный период 2901 С. Сумма активных среднесуточных температур воздуха в 1996 году была наибольшей и составила за вегетацию 3120С, а в год - 5710С. Такая же закономерность наблюдается при анализе дефицита влажности по этим годам.
Следует отметить, что для разработки технологии выращивания хлопчатника и выявления необходимости водной мелиорации необходимо знать требования хлопчатника, то есть количественные соотношения, показывающие изменение продуктивности растений в зависимости от условий окружающей среды (температура и дефицит влажности воздуха).
В Азербайджане с его засушливым климатом, при недостаточном увлажнении почвы атмосферными осадками, важным фактором нормального роста и развития хлопчатника является своевременное и достаточное обеспечение его водой.
Значение воды для хлопчатника заключается прежде всего в том, что она растворяет и делает подвижными различные соединения в растении, без чего невозможна его жизнедеятельность. Благодаря воде в растительных клетках поддерживается процесс обмена веществ и передвижения продуктов обмена из одних тканей и органов в другие.
В то же время, вода в растении не является стойкой и постоянной по количеству составной части. В процессе жизнедеятельности растений она непрерывно сменяется, расходуется и вновь возмещается, поступая из почвы. Поэтому водный режим растений можно регулировать.
Полевые опыты для изучения техники полива были заложены на полях в селе «Шихлы» Казахского района Азербайджана. Они проводились с разными расходами поливных струй (0,6; 0,8 и 1,0 л/с) и длинами поливных борозд 250; 300 и 350 м. Уклоны борозд - 0,01. Опыты проводились в трех повторностях, между опытными бороздами находились защитные борозды, которые также увлажнялись этими нормами.
Почва на опытном участке представлена среднесуглинистыми каштановыми почвами. По длине поливных борозд через каждые 10 м были расставлены вешки для изучения добегания воды в них.
Влияние орошения и минеральных удобрений на развитие хлопчатника
Потребность хлопчатника в питательных веществах для создания единицы урожая хлопка-сырца колеблется в довольно широких пределах и зависит от развития вегетативных и репродуктивных органов. Корневая система хлопчатника довольно быстро развивается сразу же после всходов и через 5-6 дней достигает длины 12-15 см. К этому времени обычно образуются боковые корешки; через две недели после появления всходов хлопчатника корни достигают глубины 40 - 50 см. В период цветения и пл одо образования боковые корни хлопчатника в верхнем 10 см слое почвы отмирают вследствие сухости этого горизонта. У хлопчатника зона наиболее активного поглощения корневой системой начинается, примерно, на глубине 18-20 см. Как было сказано в методике, после всходов хлопчатника на опытном участке каждый год проводились фенологические наблюдения за ростом и развитием растения. В 1994 году на опытном участке посев хлопчатника произвели 25 апреля. Всходы растений по всем вариантам опыты были дружными (11 апреля), густота стояния хлопчатника при этом варьировала, примерно, от 108 до 111 тыс. растений на один гектар. Изучение периодических явлений в жизни растений дает очень важный материал для многих научных исследований. Фенологические данные и сроки, в течение которых протекают различные фазы вегетации, представляют существенную часть сведений, необходимых для определения основных почвенно-климатических и агротехнических факторов, действующих на урожай.
Для ведения фенологических наблюдений на каждой делянке были отмечены 25 растений. В течение вегетационного периода все показания снимались с этих растений, а затем после обработки полевого материала выводились средние данные. Полное наступление фазы отмечали при вступлении 60 - 75 % растений в данную фазу.
Проведенные исследования при длине поливной борозды 300 м показали, что наступление фазы бутонизации по всем вариантам опыта наблюдалось 12 июня. Фаза цветения наступила на варианте с поливной струей 0,6 л/с 7 июля, а на двух других вариантах - 8 июля (табл. 4.1). Хлопчатник - засухоустойчивое растение, что обусловлено хорошо развитой корневой системой. Транспирационный коэффициент колеблется от 400 до 600 м3/т. Однако высокую урожайность он дает при достаточном и непрерывном водоснабжении растений. Наибольшая потребность хлопчатника во влаге приходится на период, начиная за 10 дней до образования бутонов и кончая фазой цветения и плодообразования. До указанного периода и после него во-допотребление хлопчатника менее интенсивное. В 1995 году посев производили 23 апреля, то есть на два дня раньше, чем в прошлом году. В эти дни стояла теплая погода и почва была «спелая» для посева хлопчатника. Благоприятные климатические условия и оптимальная влажность почвы способствовали дружному всходу хлопчатника 8 апреля. Однако фаза бутонизации наступила на вариантах опыта в разные сроки. На варианте с поливной струей 0,8 л/с бутонизация наступила 9 июня, на варианте поливной струей 0,6 л/с - 10 июня, а на варианте с поливной струей 1,0 л/с - 11 июня. Фазы цветения и плодоношения наступают в такие же сроки, как и бутонизация. В этом году фаза созревания на варианте с поливной струей 0,8 л/с наступила 22 августа, то есть на 1 - 5 дней раньше, чем на других вариантах. В целом хлопок на опытном участке по сравнению с производственными полями созрел на 2 - 7 дней раньше.
Из-за неблагоприятной погоды и влажности почвы в 1996 году посев произвели 26 апреля. Дружные всходы были отмечены на всех вариантах 12 мая. В это время стояла хорошая погода, которая интенсивно влияла на развитие хлопчатника.
В течение вегетационного периода по фенологическим показателям выделялись варианты с поливными струями 0,8 и 0,6 л/с. Все фазы развития хлоп чатника по срокам наступали несколько раньше, чем на варианте 1,0 л/с, хотя на всех вариантах опыта созревал хлопчатник на 3 - 8 дней раньше, чем на полях колхоза (табл. 4.1).
Проведенные в течение трех лет полевые опыты показали, что хорошее развитие хлопчатника отмечается на варианте с поливной струей 0,8 л/с. Во все экспериментальные годы на данном варианте фазы развития растения наступали раньше на 2 - 8 дней, чем на других вариантах. Можно предположить, что это связано с хорошим водным и питательным режимом.
Фенологические наблюдения показали, что средняя высота хлопчатника в фазу бутонизации на всех опытных делянках, примерно, одного порядка и колеблется в пределах от 14 до 20 см (табл. 4.2).
Высота растений в течение первый двух лет исследований (1994 - 1995 гг.) колебалась в пределах 52...58 см, хотя между вариантами опыта существует достоверная разность. На варианте с поливной струей 0,8 л/с высота хлопчатника составляет 57...58 см, на варианте с поливной струей 0,6 л/с высота растений была 53...54 см, и на варианте с поливной струей 1,0 л/с высота хлопчатника составила 52...53 см (рис. 4.1).
Исследованиями 1996 года была подтверждена такая же закономерность, как в предыдущие годы, а именно, на опытном варианте с поливной струей 0,8 л/с во все фазы высота растений была значительно выше, чем на других вариантах (табл. 4.2). Например, в фазу созревания высота хлопчатника составила 105 см против 88 и 82 см. Видно, что рост и развитие хлопчатника лучше на варианте с поливной струей 0,8 л/с, чем при других режимах орошения почвы.
По вариантам опыта определяли сырую и сухую массу хлопчатника. В процессе своего индивидуального развития от прорастания семян до созревания новых семян хлопчатник проходит определенные стадии, без которых он не может прийти к плодоношению. При прохождении стадии развития изменяются и требования растений к условиям внешней среды. Следовательно, при прохождении растениями разных фаз вес сырого и сухого хлопчатника будет разный. Исследования по определению сырой и сухой массы растения ежегодно проводились в фазу бутонизации.
В 1994 году было установлено, что общий сырой вес хлопчатника на варианте с поливной струей 065 л/с составил 136,2 г, со струей 0,8 л/с - 145,5 г и со струей 1,0 л/с - 133,1 г, При разделении на листья, черенки и на стебли видно, что большую часть общего веса составляют листья и черенки (табл. 4.3). Масса стеблей по вариантам колеблется в пределах 53,0...54,5 г. Сухая масса листьев на варианте с поливной струей 0,8 л/с составила 25,1 г, при 0,6 л/с -19,5 г и при струе 1,0 л/с - 20,2 г, а масса стеблей была несколько меньше и составила 9,5...12,7 г (рис. 4.2).
Исследования 1995 года показали, что общая масса хлопчатника на вариантах сравнительно больше, чем в предыдущий год. Сырая масса колебалась в пределах 136,4...156,5 г, то есть на 0,2...11,0 г была больше. Масса листьев составила 79,3...97,3, а масса стеблей - 57,3...65,1 г.
Сухая масса листьев колебалась в пределах 18,3...27,5 г, а масса стеблей составила 9,0...13,4 г (табл. 4.3).
Опыты показывают, что при хороших водно-питательных условиях развитие хлопчатника протекает интенсивно, и тем самым сырая и сухая масса, а также площадь листовой поверхности на единицу площади возрастают, что сказывается на урожае хлопка-сырца.
В 1996 году общая сырая масса на варианте со струей 0,8 л/с составила 160,8 г, при струе 0,6 л/с - 146,4 г и при струе 1,0 л/с - 140,2 г. Масса листьев при этом составила 79,4; 88,3 и 95,4 г, соответственно. Масса стеблей колебалась в пределах 60,8...65,4 г.
