Содержание к диссертации
Введение
1. Современные исследования внутрипочвенного орошения плодового сада 11
1.1. Трубчатые системы внутрипочвенного орошения и перспективы их развития 11
1.2. Применение внутрипочвенного орошения в плодоводстве 15
1.3. Исследования элементов водного баланса сада 21
1.4. Требования плодовых культур к водному режиму почв 31
1.5 Обоснование направления исследований 36
2. Условия проведения исследований. Схема и методика опыта 42
2.1. Местоположение объекта исследований 42
2.2. Характеристика климата и погодных условий 42
2.3. Почвенно-геологическая характеристика опытного участка 51
2.4 Схема и методика исследований 55
2.5. Агротехника возделывания яблоневых культур 70
2.6. Определение контура увлажнения при внутрипочвенном орошении в лабораторных и полевых условиях 72
3. Режимы внутрипочвенного орошения плодового сада 74
3.1. Обоснование метода расчета поливных норм при внутрипочвенном орошении 74
3.2. Динамика влажности почвы по вариантам исследований 81
3.3. Поливные режимы яблоневых культур 86
3.4. Основные физиологические показатели яблони при внутрипочвенном орошении 93
3.5. Влияние режимов внутрипочвенного орошения на урожайность плодовых культур 111
4. Водопотребление яблоневых культур 118
4.1. Суммарное водопотребление и его структура 118
4.2. Среднесуточное водопотребление 124
4.3. Коэффициенты водопотребления плодовых культур 130
5. Рост и развитие яблоневых культур при внутрипочвенном орошении 134
5.1. Характеристика сортов и подвоя 134
5.2. Сроки наступления фенофаз 136
5.3. Линейный рост побегов и прирост окружности штамба 137
5.4. Развитие корневой системы при внутрипочвенном орошении 145
6. Экономическая эффективность внутрипочвенного орошения 150
Общие выводы 157
Рекомендации производству 159
Список использованной литературы 160
Приложения 178
- Применение внутрипочвенного орошения в плодоводстве
- Почвенно-геологическая характеристика опытного участка
- Определение контура увлажнения при внутрипочвенном орошении в лабораторных и полевых условиях
- Влияние режимов внутрипочвенного орошения на урожайность плодовых культур
Введение к работе
Актуальность исследований. В период 1990 — 2001гг. перестала действовать прежняя система учета и мониторинга состояния садоводства. Многие бывшие совхозные сады приватизированы и образовали новые правовые формы. В результате такой перестройки значительное количество садов погибло или изрежено и списано. В масштабах страны в организации и управлении садоводством нет единства, поэтому нет данных о действительном состоянии площадей садов и их количестве [91].
Однако некоторые авторы утверждают [69], что в садоводстве России, в отличие от других отраслей сельского хозяйства за период с 1991 по настоящее время резкого спада производства в целом по стране не произошло. В 1989 - 1990 гг. например, было выращено в среднем 2,5 млн.т. плодов, примерно такое же количество было и в последующие двухлетние периоды — 2,4 - 2,6 млн.т.
Таким образом, кризис садоводства, отмечаемый многими авторами как отраслевое падение производства и сокращение площади насаждений, относится, прежде всего, к его товарной части, сосредоточенной в больших колхозах и совхозах, преобразованных ныне в хозяйственные товарищества и общества. Здесь действительно происходит стремительное сокращение и площадей садов, и валовых сборов продукции. За короткий период площадь насаждений в этой категории хозяйств уменьшилась почти в половину (с 475 до 265 тыс. га), а валовые сборы фруктов снизились больше, чем в 4 раза, с 1215 тыс. в 1989 - 1990 гг. до 292 тыс. т в 1998 - 1999г.
Тем не менее, в современных условиях необходимо разрабатывать мероприятия по коренному переустройству отрасли.
Практическое воплощение находит направление в интенсификации плодоводства — закладка промышленных садов интенсивного типа с применением в них передовой технологии и организацией промышленной базы для товарной обработки, хранения, а также упаковки и реализации плодов. Развитие плодоводства на промышленной основе с организацией плодовых комплексов обеспечит быстрое увеличение производства плодов, круглогодовое снабжение населения этой продукции в полном достатке, позволит за счет доходов полностью покрыть капитальные вложения в отрасль.
Плодоводство в Волгоградской области не является ведущей отраслью производства, однако (по данным 2004 года) под плодовыми культурами в области было занято 6,4 тыс.га (таблица 1). Ведущая плодовая культура в нашем регионе - яблоня, занимала более 90% площади всех садов области.
Наличие в Волгоградской области плодородных почв, тепла, большого количества солнечных дней создает возможность для возделывания плодовых культур самых разнообразных пород, но условия увлажнения территории области оцениваются как засушливые. Высокая температура и низкая относительная влажность воздуха в период вегетации плодовых растений, отсутствие осадков в наиболее жаркие летние месяцы позволяет сделать вывод, что получение высоких урожаев в области не возможно без орошения.
Важным резервом развития садоводства является разработка новых высокоэффективных и экономичных способов орошения и совершенствование существующих способов полива.
Значительный интерес с точки зрения перспектив развития орошения представляет внутрипочвенный способ полива.
Опытами в Российской Федерации и странах СНГ установлен ряд положительных качеств такого способа полива. Оно создает благоприятные условия для протекания микробиологических процессов в почве, что обеспечивает количественное и качественное повышение урожая. Внутрипочвенное орошение создает условия для беспрепятственной работы сельскохозяйственных машин, обеспечивает рациональное использование поливной воды, значительно увеличивает производительность труда на всех операциях.
Существенным недостатком, тормозящим внедрение внутрипочвенного орошения в производство, является слабая практическая и теоретическая разработка его приемов, отсутствие широкой экспериментальной проверки этого способа полива.
Вопросы разработки рациональных режимов внутрипочвенного орошения плодового сада необходимы для изучения формирования водного режима посадок яблони, обоснования роста и плодоношения плодовых культур и представляют как теоретический, так и практический интерес для условий Волго-Донского междуречья.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Мелиорация и водное хозяйство» (1999-2000гг.) и планом научных исследований Комитета по сельскому хозяйству и продовольствию администрации Волгоградской области (2000-2003гг.).
Цель исследований - обоснование рациональных режимов внутрипочвенного орошения яблоневого сада, обеспечивающих получение высоких и стабильных урожаев на светло-каштановых почвах Волгоградской области.
В задачи исследований входило:
- выполнить анализ современного состояния и перспектив развития внутрипочвенного орошения;
- разработать оптимальные параметры режимов внутрипочвенного орошения яблони, обеспечивающих поддержание влажности активного слоя почвы в заданных пределах;
- установить особенности и закономерности водопотребления, водного режима почвы яблоневого сада при внутрипочвенном орошении в различные по условиям увлажнения годы;
- выполнить оценку влияния режимов орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности яблоневого сада;
- установить характер развития корневой системы плодовых растений при одностороннем способе полива внутрипочвенными увлажнителями;
- дать экономическую оценку режимов внутрипочвенного орошения плодоносящего яблоневого сада.
Научная новизна. В диссертации представлена обоснованная целесообразность и эффективность применения внутрипочвенного орошения при выращивании яблони в условиях Волгоградской области. Установлен оптимальный режим орошения яблоневого сада по трубчатым увлажнителям для данных условий, обеспечивающий значительную прибавку урожая при минимальных затратах поливной воды. На основании экспериментальных данных исследований получены математические зависимости связи суммарного во-допотребления деревьев яблони от водного режима почвы и погодных условий года наблюдений и проверки их достоверности. Определена экономическая оценка внутрипочвенного орошения яблоневого сада в условиях Волгоградской области.
Основные положения, выносимые на защиту:
- режимы внутрипочвенного орошения деревьев яблони в условиях Волгоградской области, направленные на рациональное использование водных, энергетических и материальных ресурсов;
- закономерности водопотребления деревьев яблони в условиях различного водообеспечения и напряженности метеорологических факторов;
- закономерности роста и развития деревьев яблони при внутрипочвен-ном орошении.
Достоверность полученных результатов исследований подтверждается большим объемом экспериментальных данных, полученных в лабораторных и полевых условиях с высокими показателями коэффициентов корреляционных отношений в полученных зависимостях и уравнениях при математическом анализе этих данных, а также подтверждение экспериментальных данных производственной проверкой.
Практическая значимость работы состоит в разработке и реализации режимов внутрипочвенного орошения яблоневых садов, позволяющих получать 18 т/га плодов яблони при экономном использовании оросительной воды до 42 % при сравнении с поверхностным способом орошения. Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании, реконструкции и эксплуатации систем внутрипочвенного орошения плодовых насаждений.
Личный вклад автора. С участием автора построена система внутрипочвенного орошения яблоневого сада. Автор разработал программу и методику исследований, провел лабораторные и полевые исследования, обобщил и провел анализ полученных результатов, подготовил общие выводы и предложения производству, провел производственные испытания и внедрение системы внутрипочвенного орошения в Волгоградской области.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на международных научно-практических конференциях «Проблемы научного обоснования, экономической эффективности орошаемого земледелия в рыночных условиях», посвященной 100-летию со дня рождения М.Н. Багрова, ВГСХА, г. Волгоград, 2001г.; «Мелиорация в XXI веке», посвященной 35-летию ВНИИОЗ, г. Волгоград, 2002г.; «Проблемы агропромышленного комплекса», посвященной 60-летию Победы под Сталинградом, г. Волгоград 2003г. На научно-технических конференциях: «Современные оросительные мелиорации — состояние и перспективы», посвященной 40-летию эколо-го-мелиоративного факультета Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии, г. Волгоград, 2004г., «Вавиловские чтения — 2004», посвященные 117-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова, г. Саратов, 2004 г.
Реализация результатов исследований. Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Мелиорация и водное хозяйство» (1999-2000гг.) и планом научных исследований Комитета по сельскому хозяйству и продовольствию администрации Волгоградской области (2000-2003гг.).
Режим внутрипочвенного орошения яблоневых культур внедрен на участке площадью 1,8 га в ОАО «Сады Придонья» Городищенского района Волгоградской области с экономической эффективностью 68000 руб.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 6 статьях, опубликованных в журналах, входящих в перечень ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 211 страницах компьютерного текста, в т.ч. основного текста 177 страниц. Работа содержит 50 таблиц, 16 рисунков, 12 приложений. Список использованной литературы включает 194 источника, в т.ч. 7 зарубежных авторов.
Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет около 80%.
Применение внутрипочвенного орошения в плодоводстве
Современные способы и техника полива должны обеспечивать создание оптимальных условий для выращивания плодовых культур; способствовать сохранению структуры почвы; проведению поливов с минимальным расходованием оросительной воды на единицу площади; получению высоких урожаев с хорошим качеством плодов; препятствовать возникновению водной эрозии; механизировать и автоматизировать процесс полива; регулировать в определенном диапазоне водный, питательный и воздушный режимы почвы и растений; повышать степень надежности и коэффициент полезного действия оросительных систем; уменьшать энергетические затраты [12,112]. Благодаря большому сроку службы, внутрипочвенное орошение характеризуется высокой экономической эффективностью при орошении многолетних культур, таких как плодовые культуры [169].
Расстояние между увлажнителями для садов и виноградников зависит от расстояния между рядами посадок. Для новых насаждений целесообразно закладывать 1-2 увлажнителя в ряду сада или виноградника. В существующих садах и виноградниках увлажнитель следует закладывать на расстоянии 1,5 — 2,0 м от оси ряда [39]. На среднесуглинистых и глинистых почвах для плодовых насаждений первый увлажнитель рекомендуют закладывать на расстоянии 1,5 - 1,75 м от штамба дерева, а последующие - через 2,5 — 3,5 м
Исследования по применению внутрипочвенного орошения в плодоводстве проводились и проводятся в настоящее время, как в России, так и зару-бежом.
В Калифорнии еще в XIX веке для орошения садов применялся способ Ли, который осуществлялся следующим образом. Закладывалась главная магистраль (труба) диаметром 0,15 м. она подводила воду к саду, к ней присоединялись боковые отводы диаметром 0,07 м, расположенные под почвой вдоль ряда деревьев. Около каждого дерева имелся клапан, через который увлажнялась почва [11].
С 1963 года в совхозах винкомбината «Масандра» Херсонской области УкрНИИГиМом [85] проводились исследования по внутрипочвенному орошению виноградников на крутых склонах. В ходе исследований изучали технику внутрипочвенного полива и его эффективность. Расстояние между увлажнителями устанавливалось в зависимости от уклона местности и водоупо-ра. Длина увлажнителей из керамических труб диаметром 60 мм составляла 50 м. Вода в увлажнитель поступала под напором 0,2 — 0,25 м с расходом 1 — 1,3 л/с, поливы проводили малыми поливными нормами (до 22 м /га ) один — два раза в неделю. В результате было установлено, что на горных склонах внутрипочвенное орошение обеспечивает удовлетворительное увлажнение почвы и повышает урожайность ягод винограда в 2 — 2,5 раза по сравнению с неорошаемым участком.
На Курской зональной опытно-мелиоративной станции ВНИИГиМ с 1966 года проводились исследования по внутрипочвенному орошению садов [39], при этом было запроектировано два опытных участка. На участке площадью 0,25 га с уклоном 0,002 - 0,03 использовали внутрипочвенные увлажнители из перфорированных полиэтиленовых труб диаметром 50 мм. Перфорации были выполнены в виде круглых отверстий диаметром 8 — 10 мм с шагом через 0,1 - 0,12 м и расположены в один ряд. На опытном орошаемом участке площадью 3 га применялись увлажнители из пластмассовой упругой пленки толщиной 0,5 - 0,8мм. Из - за отсутствия специальных машин для прокладки увлажнителей, строительство проводилось бестраншейным дрено-укладчиком ДПБН - 1,8 конструкции Мещерской ЗОСМ ВНИИГиМ, предназначенного для прокладки дрен в целях осушения легких торфяных грунтов. Расстояние между увлажнителями составляло 2 м, глубина укладки 0,4 — 0,5 м, длина - 200 м.
В процессе определения контуров увлажнения было выявлено, что основное увлажнение происходит в слое почвы на глубине 0,2 — 1,5 м, а в двухметровом слое оно несколько уменьшается. Смыкание контуров было достиг-нуто при поливных нормах 700 - 900 м /га. При испытываемой протяженности увлажнителя и расходе 1,4 л/с наблюдалось равномерное распределение воды по всей его длине. Для поддержания влажности почвы на уровне 80% НВ в среднесухие годы проводилось два полива нормой 800 — 900 м /га, в су-хие годы три полива поливной нормой 1400 - 1800 м /га, а также во все годы предусмотрен осенний влагозарядковый полив нормой 700 - 800 м /га. В результате этого все деревья имели хороший вегетационный прирост и при экономном расходовании воды ежегодно стали давать устойчивые и высокие урожаи (в среднем за 4 года исследований 12 т/га).
Использование пластмассовых материалов при строительстве систем внутрипочвенного орошения позволило снизить капитальные затраты в 2 раза по сравнению с участком с увлажнителями из гончарных трубок, а также почти полностью автоматизировать полив [39].
Эффективность применения внутрипочвенного орошения в плодоводстве доказывают и исследования Кременского В.И.[7], которые проводились с 9 — летними яблонями сорта Голден Делишес [85]. При этом использовали перфорированные внутрипочвенные увлажнители, заложенные на глубину 0,8 м и смещенные вправо на 0,05 м относительно штамба дерева. Исследования характера распределения корневой системы показали, что в результате внут-рипочвенной подачи воды вокруг увлажнителя образуется большое количество обрастающих корней, которые располагаются параллельно увлажнителю. Проникновение корней в увлажнитель через отверстия перфораций не наблюдалось, что подтверждает возможность использования исследуемой системы внутрипочвенного орошения при поливе плодовых культур.
Проведенные исследования систем внутрипочвенного орошения на виноградниках в совхозе «Гратиешты» Молдавской ССР привели к увеличению урожая по отношению к контролю без полива в 2 - 2,7 раза [39]. Орошение проводили макрокапиллярной системой внутрипочвенного орошения, с укладкой увлажнителей через 1 - 4,5 м на глубину 0,7 м. внутрипочвенные магистрали располагали на расстоянии 0,3 — 0,4 м от штамба дерева. Равномерность увлажнения почвы по длине увлажнителей достигалась компенсацией пьезометров различным количеством фильтрующих отверстий в трубках — питателя. С 1971 по 1974 г. сотрудниками отдела внутрипочвенного орошения НИСТО и отдела техники орошения САНИИРИ проводились исследования по орошению неплодоносящего виноградника и сада яблонь, сливы и айвы системой внутрипочвенного автоматического полива на основе пористых очаговых увлажнителей с клапанами, подключенными к трубопроводной распределительной сети из полиэтилена [39]. Систему внутрипочвенного орошения испытывали в условиях пересеченной местности под Ташкентом на средне— и тяжелосуглинистых почвах.
Почвенно-геологическая характеристика опытного участка
Территория участка проведения исследований расположена в пределах долины р. Дон, занимая площадь, оконтуренную с запада - оврагом Еричный, с севера территорию ограничивает р. Паныпина с хорошо выраженной пойменной террасой. Водоток не постоянный, в летнее время пересыхающий на отдельных участках.
Терраса возвышается над урезом воды в водохранилище на 17 - 60 м, абсолютные отметки ее поверхности колеблются в пределах 40 -50 м, понижаясь с востока на запад в направлении к р. Дон и р. Паньшинка. Поверхность террасы полого - волнистая с ложбинами, балками и врезами поверхностного стока. Ширина террасы 3-5 км.
К современным физико-геологическим процессам и явлениям в пределах исследуемой территории относится образование бугристых форм рельефа. Песчаные бугры, в настоящее время большей частью, закрепленные травянистые растительностью при нарушении покрова при строительстве, становятся подверженными развеиванию. Эрозионные процессы играют ведущую роль в формировании рельефа территории. Они находят свое проявление в виде плоскостного смыва и струйчатой эрозии, характерных для склонов балок.
Смыв почвенного покрова происходит при распахивании склонов и уничтожении дерновины. Дальнейшее развитие этих процессов приводит к формированию на склонах балок или их днищах промоин, потяжин, оврагов. В долине р. Паньшинки наблюдаются процессы боковой эрозии, приводящей к подмыву террас и склонов [149]. Почвенный покров участка проведения исследований представлен каштановыми незаселенными и слабозасоленными почвами, сформированными на супесях и песках.
Площадь опытного участка подвергалась ранее вспашке. Поэтому генетические горизонты почвы с поверхности заметно слабы, тем не менее в профиле можно довольно легко выделить верхний гумусовый горизонт (А + Впах), характеризующийся темно-бурой окраской и комковатой структурой. По механическому составу горизонт (А + Впах) - (0,00-0,26 м) среднесугли-нистый. Переход к следующему горизонту постепенный, заметен по цвету. Следующий горизонт Bi имеет светло-бурую окраску с комковато-глыбистой структурой. По механическому составу - среднесуглинистый. Переход к следующему горизонту - резкий, не более — 0,02 м Мощность горизонта В і - (0,26 - 0,72 м). Горизонт Вг имеет буровато-желтую окраску с вкраплениями солонца. Горизонт плотный, с комковато-песчаной структурой. Мощность горизонта (0,72 - 1,20 м). Переход к следующему горизонту постепенный (более 0,05 м). Горизонт С (1,20 - 1,60 м) рыхлого сложения, имеет желтовато-светло-бурую окраску. В таблице 2.12 приведены данные гранулометрического состава почвы участка проведения исследований.
По гранулометрическому составу почвы опытного участка по единой классификационной шкале относятся к среднесуглинистым, содержание физической глины (частицы меньше 0,01 мм) - меньше 50 %. Наличие илистых частиц по горизонтам изменяется в сторону уменьшения и содержание физической глины по сравнению с пахотным горизонтом составляет 54 %. По содержанию гумуса в пахотном горизонте — 1,26 %,почвы опытного участка относятся к бедным. Процентное содержание его по горизонтам снижается на 42 % в горизонте С (таблица 2.13). По наличию доступных форм элементов питания почвы бедны азотом, фосфором и имеют повышенное содержание калия (таблица 2.14).
Водно-физические свойства почвы опытного участка находятся в прямой зависимости от механического состава почв по генетическим горизонтам и характеризуются данными из таблицы 2.15. Плотность и плотность твердой фазы к низу по профилю увеличивается, а максимальная гигроскопичность, наоборот, к низу по профилю уменьшается, что вполне закономерно.
В отношении химических свойств почвы следует отметить, что почвы опытного участка не засолены и характеризуются щелочной реакцией среды (рН 7,2-8,25). В приложениях А и В даны результаты анализа водной вытяжки и определения обменных катионов. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что почвы опытного участка пригодны для орошения садов. Однако, с целью повышения плодородия почвы, учитывая низкий процент содержания в ней гумуса, необходимо внесение органических удобрений. Кроме того, с целью покрытия ежегодного выноса питательных веществ (азота, фосфора и калия) из почвы, обязательно также внесение минеральных удобрений (аммиачной селитры, суперфосфата и калийной соли).
Определение контура увлажнения при внутрипочвенном орошении в лабораторных и полевых условиях
В целях уточнения агротехнических требований к способам полива, а так же более детальной характеристики состояния влажности почвы в плодовых насаждениях с выявлением зон различной степени потребления влаги корнями растений в полевых условиях были заложены створы скважин (рис.6, 7.).
Для получения исходных данных состояния влажности почвы первые скважины делались ранней весной в период максимального насыщения почвы влагой. Разница во влажности проявлялась в летние периоды, когда запасы весенней влаги в саду интенсивно расходовались. Выпадающие осадки мало влияли на влажность расчетного слоя почвы. К этому периоду проявляется иссушающее почву действие корней плодовых и легко удается установить особенности расхода ими влаги из почвы в зависимости от способов полива.
Для определения расхода влаги из почвы отбор проб делался в течение вегетационного периода через определенные промежутки времени (до полива и через 1 час после полива, а также через 1, 3 и 7 суток после полива). Параметры увлажнения почвы изучались с помощью створов скважин, по одному створу в каждой повторности варианта опыта.
Полученные результаты выражали в процентах от наименьшей влагоем-кости почвы, как в табличной форме, так и в виде схем. По равнозначным показателям влажности проводили изолинии, показывающие контуры увлажнения и степень увлажнения почвы.
Контур увлажнения при лабораторных исследованиях зарисовывался на передней стенке лотка, выполненного из стекла, толщиной 0,01 м. Влажность почвы в лотке определялась с помощью почвенных тензиометров АМ-20—11. Установка и порядок тарировки тензиометров проводили по методике Н.А. Муромцева [134]. Схема их размещения вокруг увлажнителя показана на ри сунке 8.
Основной задачей, которую преследуют при разработке поливных режимов, является непрерывное поддержание влажности в корнеобитаемом слое почвы в оптимальных пределах. Нижний порог, допустимого снижения влажности (критическая влажность) в слое оптимального отбора влаги корнями зависит от водно-физических свойств почвы и от биологических особенностей сельскохозяйственных культур.
Как известно, схемы поливных режимов при распространенных в производстве способах полива, строятся на выведении влажности до наименьшей влагоемкости и последующей сработке влагозапасов до предполивного порога. Этим достигается увеличение межполивного периода и сокращение числа поливов, тем самым экономятся затраты труда и средств на орошение. В тоже время А.Н. Костяков отмечает, что в пределах от НВ до критической влажности влага по доступности для растений неравноценна. Кроме того, при снижении влажности до предполивного порога в среднем для всего активного слоя, влагозапасы в верхней части его опускаются часто ниже критического уровня. Для создания оптимальных условий для развития растений, целесообразно поддерживать влажность на уровне приближенном к НВ в пределах всего активного слоя.
В отличие от поверхностного способа полива при внутрипочвенном орошении такой подход к формированию поливного режима является не только возможным, но и наиболее целесообразным. Поскольку проведение поливов при внутрипочвенном орошении автоматизировано, поливы можно проводить сколь угодно часто, вплоть до непрерывной (при необходимости) подачи воды.
Исследованиями В.П. Остапчика установлено, что целесообразное поддержание высокой влажности почвы при применении внутрипочвенного орошения предопределена особенностями механизма распределения влаги в почве из увлажнителей. Дело в том, что в связи с капиллярным гистерезисом непрерывное поддержание капиллярной каймы над увлажнителями частыми малыми нормами достигается быстрее и при меньших фильтрационных потерях, чем при редких поливах большими поливными нормами. Таким образом, принципиальные отличия режима внутрипочвенного полива от рекомендуемых при других способах заключается в целесообразности проведения частых поливов малыми поливными нормами.
Основным показателем режима орошения является поливная норма, которая должна быть достаточной для увлажнения активного слоя почвы и исключать бесполезные потери воды в глубинные горизонты. Правильно подобранная поливная норма создает в расчетном слое почвы запасы влаги, равные наименьшей влагоемкости. Расчет поливной нормы производится в соответствии с водно-физическими свойствами почвы, глубиной активного слоя и уровнем допустимого снижения влажности.
Классической формулой для определения поливной нормы является зависимость А.Н. Костякова[56]: где m - поливная норма, м /га; Н — глубина активного слоя почвы, м; уоб -плотность расчетного слоя почвы, т/м3; рНв — влажность расчетного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, %; рПр - предполивная влажность расчетного слоя почвы, %. Расчет поливной нормы по такой формуле, при внутрипочвенном орошении, дает увеличенное значение т, что приводит к нерациональному использованию водных ресурсов, а для плодовых культур может отрицательно сказаться на жизнедеятельности растений В.Н. Мельников и М.Н. Багров [8,129]. Формулу А.Н. Костякова мы применяли только для расчета поливных норм при поверхностном способе орошения. Для расчета поливных норм при внутрипочвенном орошении существует несколько методов, основными из которых являются: метод В.Г. Лабоды [105] основанный на учете нормы добегания, объема воды впитываемого в почву от начала подачи в увлажнитель до того момента, когда струя достигнет его конечного значения; метод О.Е. Ясониди [187], учитывающий наименьший и наибольший радиусы контуров увлажнения, а также длину увлажнителя и их количество на 1 га площади орошения; метод Н.П. Яковлева и B.C. Разуваева [182], учитывающий среднюю скорость впитывания, удельный расход одного увлажнителя, число и длину увлажнителей на 1 га; метод Н.Р. Хамраева [175-177, основанный на учете максимальной влагоемкости, мощности активного слоя почвы и коэффициента, определяющего степень необходимости создания промывного режима; метод Д.П. Гостищева [29], в основе которого лежит биоклиматический метод, учитывающий технологии и особенности увлажнения почвогрунта при внутрипочвенном орошении и т.д.
Влияние режимов внутрипочвенного орошения на урожайность плодовых культур
Необходимость орошения яблони вызывается тем обстоятельством, что для нормального роста и плодоношения деревья нуждаются в поддержании оптимальной влажности почвы в течение всего периода вегетации, так как она не обеспечивается выпадающими осадками.
Оптимальный предполивной порог влажности почвы в каждом конкретном случае определяется характером почвогрунта, складывающимися погодными условиями, биологическими особенностями культуры и изменяется в различных пределах. При изменении влажности почвы в интервале от верхнего порога увлажнения до нижнего допустимого порога уменьшается подвижность, а, следовательно, и доступность почвенной влаги. Для получения наибольшей продуктивности растений необходимо согласовать подвижность почвенной влаги с возможностью удовлетворения потребности растений в воде для формирования определенного урожая. При этом следует иметь в виду, что по мере иссушения почвы и снижения предполивного порога влажности урожайность культуры вообще и яблони в частности, снижается. В наших исследованиях различий в качестве плодов по таким показателям как окраска кожицы плода, плотность мякоти, форма плода установлено не было.
С увеличением возраста деревьев яблони средняя масса плодов увеличивалась у всех сортов (табл. 3.17). У сорта Оттава она возросла за период исследований в среднем на 64,5 %, у сорта Мелба на 53,5 %, у сорта Мантет на 18,7 %. Значительное меньшее увеличение средней массы плодов у сорта Мантет связано, вероятно, с его высокой урожайностью.
По варианту внутрипочвенного орошения с поддержанием влажности активного слоя почвы не ниже 60 % НВ плоды несколько крупнее, чем в варианте полива по бороздам, что вполне объяснимо лучшими условиями водообеспе-ченности, вызывающими усиление ростовых процессов у деревьев всех иссле дуемых сортов яблони. Разница между вариантами с поддержанием влажности почвы на уровне 80 и 70 % НВ возрастала соответственно по сравнению с контролем, У сорта Мантет от 6,5 до 15,3 %, у сорта Мелба от 14,8 до 35,9 % и у сорта Оттава от 10,8 до 19,8 %. Средняя масса плодов всех сортов в варианте внутрипочвенного орошения с поддержанием влажности почвы не ниже 80 % НВ была ниже, чем при 70 % НВ, но выше, чем при поддержанием влажности на уровне 60 % НВ.
Урожай плодов учитывался по каждому модельному дереву, после чего вычислялся средний урожай по каждому варианту. Масса падалицы по годам исследований составляла около 3 — 5 % от массы плодов на деревьях. Этот показатель зависел, в основном, от кратности обработок ядохимикатами и по всем вариантам был примерно одинаковым. При учете урожая масса падалицы суммировалась с массой снятого урожая этих деревьев. Данные по урожайности представлены в таблице 3.18.
В целом в 2000 году, из-за относительно благоприятных погодных условий, урожайность была наибольшей за годы исследований. Максимальный средний урожай с дерева 46,4 кг был у сорта Мантет на варианте с поддержанием влажности почвы на уровне 70 % НВ. Урожай этого сорта на варианте с предполивной влажностью не ниже 60 % НВ составил 40,0 кг/дерево; с поддержанием влажности не ниже 80 % НВ — 43,8 кг/дерево. У сорта Мелба, соответственно, - 36,8; 43,5; 39,7 кг/дерево. У сорта Оттава — 35,6; 41,8; 38,2 кг/дерево.
В 2001 году в целом урожай был по всем сортам несколько ниже, чем в предыдущем. У сорта Мантет - 38,0; 44,0; 41,1 кг/дерево, у сорта Мелба — 35,5; 42,2; 40,3 кг/дерево, у сорта Оттава-34,0; 40,2; 37,6 кг/дерево. Явление это, как считают ученые — садоводы, закономерное. После урожайного года снижение урожайности происходит из-за того, что закладка плодовых почек происходит хуже, когда деревья перегружены урожаем. В 2002 году урожай исследуемых сортов был выше, чем в 2001 году. И для сорта Мантет составил - 37,6; 45,0; 39,5 кг/дерево, для сорта Мелба - 36,6; 42,6; 40,0 кг/дерево, для сорта Оттава - 34,7; 40,4; 37,8 кг/дерево.
Урожай на контрольном варианте стабильно снижался за период исследований. И в 2002 году максимальная прибавка урожая на варианте с поддержанием предполивного порога влажности активного слоя почвы на уровне 70% НВ по сравнению с контролем составила для сорта Мантет— 195,7 %, для сорта Мелба - 204,8 %, для сорта Оттава - 197,0 %. В таблице 3.19 приводятся данные о массе плодов, приходящихся на 1 м кроны. Эти данные являются наиболее удобной и сопоставимой формой при сравнении продуктивности деревьев в отличие от показателя «кг/дерево».
Объем кроны деревьев вычислялся по формуле эллипсоида вращения: где VKp - объем кроны, м ; h - высота кроны от основания ветвей до вершины, м; b - средний из двух перпендикулярных диаметров горизонтальной проекции кроны, м. Как видно из таблицы удельная урожайность карликовых деревьев яблони на втором варианте оказалась выше, чем на первом и третьем и для сорта Ман-тет разница составила соответственно 4,0; 3,6 %; для сорта Мелба — 6,7; 3,3 %; для сорта Оттава - 2,4; 2,0 %.
