Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Оценка продуктивности яровой пшеницы при орошении 7
1.1 Современное состояние производства зерна пшеницы в Калмыкии 7
1.2 Интенсивные технологии возделывания яровой пшеницы 9
1.3 Технологические особенности возделывания яровой пшеницы 15
1.4 Исследования по выращиванию яровой пшеницы при орошении 23
Глава 2 Материалы и методика проведения исследований 31
2.1 Агроклиматические условия региона исследований 31
2.2 Почвенно-мелиоративная характеристика опытного участка 39
2.3 Методика постановки полевых экспериментов и схема опытов 51
2.4 Методика постановки численных экспериментов 64
2.4.1 Описание модели яровой пшеницы 64
2.4.2 Постановка сценарных исследований 69
Глава 3 Разработка ресурсосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы при орошении 72
3.1 Результаты полевых опытов по влиянию режимов орошения на урожайность яровой пшеницы 73
3.2 Адаптация модели яровой пшеницы и оценка адекватности её функционирования 88
3.3 Расчёт производственных функций и решение оптимизационной задачи 90
3.4 Выбор оптимальных параметров технологий выращивания яровой пшеницы при орошении 94
3.5 Апробация оптимального режима орошения яровой пшеницы 96
Глава 4 Рекомендации по технологии выращивания яровой пшеницы при оптимальном режиме орошения и расчёт её экономической эффективности 128
4.1 Технологический регламент возделывания яровой пшеницы 128
4.2 Экономическое обоснование оптимальной технологии возделывания яровой пшеницы 133
Выводы 135
Список литературы 138
Приложения 152
- Интенсивные технологии возделывания яровой пшеницы
- Почвенно-мелиоративная характеристика опытного участка
- Адаптация модели яровой пшеницы и оценка адекватности её функционирования
- Экономическое обоснование оптимальной технологии возделывания яровой пшеницы
Введение к работе
Актуальность исследований. Природные условия Калмыкии характеризуется сильно засушливым климатом и низким плодородием почв. В структуре посевных площадей зерновых культур во всех категориях хозяйств Калмыкии яровая пшеница занимает 5,3%, однако ее производство имеет большое значение для обеспечения местного населения продуктами питания. Применение высокопродуктивных сортов яровой пшеницы, отзывчивых на орошение и удобрения, позволяет повысить их урожайность и рентабельность производства. Однако из-за невысокого уровня технологии возделывания яровой пшеницы потенциал новых сортов даже при орошении реализуется всего лишь на 50...60%.
Для условий Калмыкии, при существующем дефиците водных ресурсов и отсутствии крупных водоисточников, чрезвычайно остро стоит проблема повышения эффективности использования орошаемых земель и увеличения производства зерна. Поэтому разработка эффективной водосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы на орошаемых землях, учитывающей особенности формирования высоких урожаев зерна в данной почвенно-климатической зоне при различных параметрах водного и пищевого режимов почвы, является актуальной. Реализация такой технологии позволит рационально использовать поливную воду, производить дополнительно большое количество ценного высококачественного зерна при значительном снижении забора воды на орошение.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка водосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы на светло-каштановых почвах, позволяющей повысить урожайность и качество зерна при эффективном использовании поливной воды и удобрений.
4 Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
изучены и проанализированы существующие работы в данной предметной области;
проведены полевые эксперименты и определены перспективные технологические диапазоны водного и минерального питания, а также выявлены сорта яровой пшеницы, наиболее отзывчивые на данные факторы интенсификации на светло-каштановых почвах Калмыкии;
выполнена адаптация динамической модели яровой пшеницы для расчета оптимального режима орошения при оперативном управлении;
поставлена оптимизационная задача обеспечения посевов минеральными удобрениями и поливной водой, а также разработан оптимальный режим орошения яровой пшеницы;
выполнена оптимизация технологии управления орошением и минеральным питанием на основе использования экономических критериев;
проведена опытно-производственная проверка разработанных технологических приемов управления режимом орошения посевов яровой пшеницы;
выполнена экономическая оценка эффективности разработанной водосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы.
Личный вклад автора заключается в постановке и проведении полевых опытов, лабораторных анализов, математической обработке и обобщении результатов теоретических и экспериментальных исследований. При участии автора разработаны оптимальные параметры режима орошения яровой пшеницы на слабозасоленных орошаемых светло-каштановых почвах и даны рекомендации производству. Выполнена оценка экономической эффективности водосберегающей технологии возделывания яровой пшеницы при оптимальном режиме орошения и регулировании минерального питания путем внесения азотно-фосфорных удобрений.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые на основе результатов многофакторного полевого опыта и сценарных исследований на
5 имитационной модели яровой пшеницы разработаны экономически оптимальные параметры технологии производства зерна твёрдых сортов яровой пшеницы с учетом экологических и технологических ограничений. Применение имитационной модели и сценарных исследований позволяет на основе эколого-экономического анализа определять экономически эффективные условия формирования высоких урожаев зерна, реализуемые путём оптимизации режимов орошения и доз вносимых удобрений. Основные положения, выносимые на защиту:
- методический подход к оптимизации технологии выращивания зерновых культур на орошаемых землях, обеспечивающий повышение достоверности и сокращение сроков разработки технологии;
-закономерности водопотребления твёрдых сортов яровой пшеницы при её возделывании на орошаемых светло-каштановых почвах;
-параметры оптимального режима орошения для формирования экономически целесообразной продуктивности посевов яровой пшеницы для условий восточной зоны Калмыкии;
-водосберегающая технология возделывания яровой пшеницы, включающая оптимальные режим орошения и дозу удобрений для получения максимальной прибыли при использовании сортов с высокой отзывчивостью на факторы интенсификации.
Практическая значимость состоит в разработке водосберегающей технологии возделывания яровой пшеницы на слабозасоленных светло-каштановых орошаемых почвах, позволяющей снизить удельный расход оросительной воды на 10...30% и получить до 6 т/га зерна при содержании белка 15,9... 17,0% и сырой клейковины 39,2...41,5%.
Разработанные рекомендации по технологии возделывания яровой пшеницы с учетом агроклиматических ресурсов региона могут быть использованы проектными организациями, а также сельскохозяйственными производителями различного уровня — от крупных государственных унитарных предприятий до крестьянско-фермерских хозяйств.
Реализация результатов исследований. Производственная проверка проведена на приканальной территории орошаемого участка СПК «Гашун» Яшкульского района Республики Калмыкия на слабозасоленных землях общей площадью 20 га. Урожайность зерна яровой пшеницы при оптимальном режиме орошения (65-75-80 % НВ) и уровне минерального питания Ni9o...2ioP6o...7o составила 6,0...6,2 т/га (в зависимости от сорта). Доказана экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы на слабозасоленных светло-каштановых почвах.
Интенсивные технологии возделывания яровой пшеницы
Развитие новых форм экономических отношений в аграрном секторе нашей страны, повышение заинтересованности производителей сельскохозяйственной продукции в результатах своей деятельности обусловили потребность в более эффективном управлении процессами возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе при проведении мелиоративных работ (строительство оросительных, осушительных и противоэрозионных систем, агролесомелиорация, известкование кислых почв, гипсование солонцов и др.), развитии специализированных зон гарантированного производства важнейших видов сельскохозяйственной продукции.
Проблеме совершенствования управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур в мировой науке уделяется большое внимание; имеются значительные практические достижения в этой сфере деятельности. Методологическая основа управления этими процессами в отечественной науке формировалась на базе теоретических и практических результатов, полученных в области программированного выращивания урожая и комплексного регулирования факторов жизни растений [5, 79, 100, 138]. Вместе с тем, для ряда практических задач, в том числе по эффективному ис пользованию имеющихся ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев, до сих пор не получено строгого научного решения.Предлагаемые отдельными исследователями методические подходы к управлению процессом выращивания урожаев не в полной мере учитывают потенциальные возможности повышения продуктивности мелиорированных земель, слабо стимулируют применение ресурсосберегающих технологий, недостаточно способствуют рациональному и эффективному использованию ресурсов в сельскохозяйственном производстве.
Магистральным направлением научно-технического прогресса в деле совершенствования управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорированных землях, как показывают результаты научных исследований и передовой опыт в нашей стране и за рубежом, является применение информационных технологий управления процессами производства сельскохозяйственной продукции [21, 109, 116]. Их использование позволяет синтезировать традиционно разделенные по сферам деятельности процессы принятия решений в единый целенаправленный процесс управления возделыванием сельскохозяйственных культур в каждом хозяйстве, на каждом конкретном поле.
В странах с развитым орошаемым земледелием выполняется значительный объем исследований с целью разработки и практической реализации в сельскохозяйственном производстве информационных систем планирования агротехники возделывания сельскохозяйственных культур и оперативного управления технологией, в том числе орошением [12, 13, 14, 19, 22, 24, 155, 156, 157]. Разработке оптимальных режимов орошения отдельных сельскохозяйственных культур с учетом типов почв и различных технологий полива для отдельных регионов, зон и сельскохозяйственных районов нашей страны посвящено значительное количество экспериментальных исследований практической и теоретической направленности [2, 3, 7, 30, 31, 72, 100, 135]. Тем не менее, все еще существует значительный разрыв между резуль татами научных исследований и методами, применяемыми в практике орошения.На практике, при планировании орошения возникает целый ряд сложнейших задач, решение которых не может быть получено эмпирическими методами. Значительную сложность представляет, прежде всего, учет таких факторов как изменчивость погодных условий, состояние технических средств, обеспеченность водными и трудовыми ресурсами, размещение сельскохозяйственных культур, природоохранные требования и ограничения. Все перечисленные факторы существенно влияют на планирование эксплуатационного режима орошения. При этом оперативный режим планирования и управления орошением становится основой оптимизации процесса формирования урожая.
Попытки создания оптимальных технологий выращивания сельскохозяйственных культур предпринимаются многими исследователями; только за последние 10...15 лет разработаны и изданы десятки методик по оптимальному возделыванию различных сельскохозяйственных культур. Однако даже лучшие из этих методик, в которых детально регламентирован процесс разработки технологических карт, в значительной мере условны (особенно для богары), поскольку ориентированы на средние метеоусловия. В том числе по этой причине многие технологические разработки ученых не находят широкого практического применения. Проблема синергизма основных урожаеоб-разующих факторов в условиях реального производства оказалась значительно более сложной, чем это представлялось ранее.Значительная часть территории России по своим природно-климатическим условиям входит в зону "рискованного земледелия". Поэтому для получения не только высоких, но и гарантированных урожаев необходимо развивать и совершенствовать теорию программированного выращивания урожаев сельскохозяйственных культур, как научной основы практической реализации процесса управления комплексом факторов жизни растений. Опыт показывает, что в каждом конкретном случае реализация процесса про граммированного возделывания сельскохозяйственных культур представляет собой многоплановую задачу, при решении которой необходимо учитывать многофакторную, непрерывно меняющуюся ситуацию сельскохозяйственного производства, в том числе динамику погодных условий, сложные (во многом неопределенные) реакции растений на воздействие внешней среды, а также экономические условия сельскохозяйственного производства.
Опыт показывает, что создание в отдельности оптимального пищевого или водного режима способствует лишь незначительному увеличению урожайности по сравнению с потенциальным или действительно возможным урожаем. Только воздействие полного комплекса факторов (свет, тепло, вода, минеральное питание) в оптимальном соотношении при высоком уровне агротехники позволяет резко увеличить урожайность сельскохозяйственных культур. В этом отношении орошаемые земли имеют несомненные преимущества по сравнению с богарными. Гидромелиоративные системы позволяют реализовать принципы комплексного управления факторами жизни растений путем направленного регулирования водного и минерального режимов питания. Применение орошения изменяет микроклимат, воздействует на радиационный и температурный режим агроценоза [2,21,22].Известно, что при использовании интенсивных технологий выращивания урожая значительно возрастают требования к водному режиму почв. Поскольку урожайность приближается к потенциальной, фотосинтез становится основным процессом, определяющим ее величину [92, 93, 141].
Ограничения в транспирации непосредственно отражаются на процессе фотосинтеза, а следовательно, и на продуктивности культур. При недостатке влаги в критические периоды формирования элементов урожая ущерб может быть особенно значительным. Для того чтобы процессы фотосинтеза, роста и развития растений обеспечивали максимальную продуктивность посева, содержание влаги в растениях должно составлять не менее 80-90 %.Водное содержание растений поддерживается на относительно постоянном уровне за счет регулирования потерь на испарение, сосущей силы
Почвенно-мелиоративная характеристика опытного участка
Полевые исследования по изучению оптимальных параметров возделывания яровой пшеницы при орошении проводили на территории орошаемых полей СПК "Гашун" Яшкульского района Калмыкии (рис. 2.6) в зоне действия Черноземельской обводнительно-оросительной системы (рис. 2.7). Согласно почвенно-географическому районированию, эта часть республики входит в Прикаспийскую провинцию полупустынной зоны, характеризующейся пустынно-степным каштановым и бурым типом почвообразования. Наиболее распространёнными являются светло-каштановые суглинистые средне- и сильно солонцеватые, приуроченные к равнинным участкам и пло ским вершинам гряд и увалов и бурые полупустынные солонцовые комплексы. Опытный участок расположен вдоль гашунского распределителя. Канал выполнен в земляном русле. Инженерно-гидрологические условия здесь сложные, так как территория практически бессточна (за исключением общего незначительного уклона в сторону Каспийского моря). Участок расположен на границе между светло-каштановыми и бурыми полупустынными почвами в Приергенинском почвенно-климатическом районе, поэтому полученные на нём материалы могут быть использованы как для южной части сухостепной, так и для большей части полупустынной зон. Почва опытного участка представлена светло-каштановым подтипом. Эти почвы образуют южную подзону сухих степей, переходящую к полупустыни. Почвообразующими породами служат лессовидные отложения от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого гранулометрического состава.
Почвенная карта Республики Калмыкия отражена на рис. 2.8. Об особенностях основных водно-физических и агрохимических показателей почвы опытного участка можно судить из описания почвенного разреза, заложенного осенью 2001 года. Строение почвенного профиля Апах 0-20 см - светло-каштановый, среднесуглинистый, пылевато-песчаный, уплотнённый. В 20-37 см - буровато-коричневый, среднесуглинистый, комковато-ореховатый, уплотнённый. ВС 37-45 см - влажный, бурый, среднесуглинистый, ореховатый, плотный. Ск 45-72 см - белесо-бурый, среднесуглинистый, ореховатый, плотный, скопление карбонатов в виде белоглазки. С 72-150 см желто-бурый, тяжелосуглинистый, бесструктурный, плотный, жилки карбонатов. Гумусовый горизонт А осветлённый, бесструктурно-слоеватый, малой мощности (11-20 см); ясно-выраженный уплотнённый бурый горизонт В комковато-призмовидной структуры (мощность-22...45 см); очень плотный и глубокий глазково-карбонатный горизонт Ск, который на глубине 80... 120 см сменяется более рыхлой толщей породы с выделениями кристаллического гипса и легкорастворимых солей. По гранулометрическому составу, согласно классификации Н.А. Ка-чинского, пахотный слой почвы можно отнести к пылевато-песчаным средним суглинкам, так как в ней преобладают фракции мелкого песка (частиц диаметром 0,25- 0,05 мм) - 46,1 % и крупной пыли (частиц диаметром 0,05-0,01 мм) - 21,0 %. С таким соотношением фракций почвы обладают оптимальной водо-воздухоудерживающей способностью, в обработке среднетя-жёлые. В уплотнённом горизонте В преобладают фракции крупной пыли -42,2 % и мелкого песка- 18,4 %. В карбонатном горизонте С отмечается увеличение содержания ила и физической глины до показателей, близких к тя-жёлосуглинистому гранулометрическому составу (табл. 2.3). Агрохимические и воднофизические показатели почвы опытного участка представлены в таблице 2.4. Гумусированность почвы невысокая: в горизонте А - 1,4; в горизонте В - 0,6 % гумуса. Ёмкость поглощения также находится на невысоком уровне. В пахотном слое на долю натрия от ёмкости поглощения приходится 8 %, а в подпахотном -8,5...11,5 %. По степени со-лонцеватости почвы средне - и сильносолонцеватые. Содержание азота и подвижного фосфора низкое, а обменного калия - повышенное. Реакция почвенного раствора от нейтральной до щелочной (рН -7,7...8,1). Содержание водорастворимых солей от 0,10 до 0,42 % в Апах, с глубиной их количество увеличивается до 0,74 % (приложения 4-11). Химизм засоления хлоридно-сульфатный. По характеру водного питания - почвы гидроморфные, грунтовые воды находятся на глубине 1,8...2,0 м. Плотность метрового слоя почвы составляет 1,55 г/см , наименьшая влагоёмкость - 19,5 % от массы сухой почвы. Анализ динамики химического состава грунтовой воды (табл. 2.5) показывает, что в период 2002...2005 гг. общая минерализация воды достигала 5,01...7,16 г/л. Это характеризует грунтовую воду как слабосолёную (5... 10 г/л). Концентрация ионов к концу вегетационного периода яровой пшеницы в среднем по годам исследований увеличивается на 0,1 г/л. рН грунтовых вод изменяется от нейтральной до щелочной (7,5...8,1). Химизм минерализации хлоридно-сульфатныймагниево-натриевый. Источником орошения на Черноземельской оросительной системе является Чограйское водохранилище. Вода в него поступает из рек Кума и Терек по Кумо-Маныческому каналу. Непосредственно к орошаемым участкам вода подаётся по гашунскому распределителю.
Оценка качества поливной воды проводилась по классификации, предложенной ВолжНИИГиМ для орошаемых земель Нижнего Поволжья (1991) и по шкале оценки качества поливных вод, разработанной С.Я. Бездниной (1997) [17]. Анализ динамики химического состава оросительной воды показывает, что в период 2002...2005 гг. общая минерализация воды достигала 1,23... 1,55 г/л (табл. 2.6), что соответствует 2-3 классам качества по классификации ВолжНИИГиМ (прил. 12) - вода удовлетворительного качества и II...III классу (слабо и умеренно опасный) по классификации С.Я. Бездниной (прил. 13). К концу поливного сезона яровой пшеницы отмечается незначительное повышение общей минерализации до 0,22 г/л. Химизм - хлоридно-сульфатный магниево-натриевый. Возможны хлоридное засоление (2 класс -прил. II и III класс (умеренно опасный) - прил. 12), а также натриевое осо-лонцевание (третий-четвёртый классы по обеим классификациям) и магниевое осолонцевание (1...4 и II... III классы), (табл. 2.7). Практически во всех пробах воды среди анионов преобладает SO4 . Так за период вегетации его содержание колеблется от 0,407 до 0,668 г/л, наибольшее значение наблюдается в июле. По годам среднесезонное содержание НСОз" и СГ изменяется от 0,159 до 0,226 г/л и от 0,090 до 0,329 г/л соответственно. Среди катионов в основном преобладает натрий, так в мае Na в различные годы исследований содержится 0,147...0,274 г/л, а к июлю незначительно повышается до 0,161...0,273 г/л. Содержание кальция и магния изменяется от 0,061 до 0,112 г/л и от 0,053 до 0,154 г/л соответственно. рН оросительной воды изменяется от 8,0 до 8,2, что допускает её использование для полива яровой пшеницы.
Адаптация модели яровой пшеницы и оценка адекватности её функционирования
Адаптация модели проводилась по двум сортам: Саратовская золотистая, Безенчукская 200. Выбор сортов определялся тем, что первый сорт был районирован в Калмыкии для выращивания в условиях орошения в 1993 г.; а сорт Безенчукская 200 показал наилучшие агроэкологические характеристики, в частности наивысшую урожайность - 63,3 ц/га. Подбор адаптационных коэффициентов модели выполнялся путём постановки серии численных экспериментов с использованием данных полевых опытов 2002 года. Пакет входной информации включал: метеорологические данные: суточные значения приходящей солнеч ной радиации, максимальной и минимальной температуры воздуха, осадков, скорости ветра; характеристики почвы: водно-физические (наименьшая влагоёмкость, влажность завядания, мощность почвенного горизонта, уровень грунтовых вод; технологические параметры: сроки сева, глубина заделки семян, всхожесть, сроки и нормы поливов. Для яровой пшеницы, выращиваемой на высоких дозах удобрений, адаптация модели выполнялась как отдельный вариант с использованием той же входной информации, но фенология и урожайность задавалась коэффициентами для данного варианта (с удобрениями). Результаты численных экспериментов по адаптации модели представлены на рисунках 3.2...3.3. Сравнение расчетных и фактических сроков наступления фенологических фаз развития и урожайности двух сортов яровой пшеницы отражено в таблице 3.8. Представленные в таблице результаты подтверждают возможность использования адаптированных к различным сортам вариантов имитационной модели яровой пшеницы для оценки влияния режимов орошения на урожайность посевов путем постановки сценарных исследований.
Для выбора оптимальных параметров технологии выращивания яровой пшеницы на орошении, согласно принятой постановке задачи, необходимо представить зависимость урожайности от изучаемых факторов (орошение и минеральное питание) в виде производственной функции. Для повышения достоверности производственной функции выполнены сценарные исследования и определено влияние величины оросительной нормы на урожайность яровой пшеницы сорта Саратовская золотистая и Безенчукская 200 при фиксированных значениях предполивной влажности. Сценарные исследования включали постановку численных экспериментов путем задания погодных условий различных лет, различных оросительных норм, дат назначения поливов при применении различных вариантов адаптированных моделей (с использованием удобрений и без удобрений). В качестве примера резуль таты расчетов для сорта
Саратовская золотистая представлены в таблице 3.9 и нарис. 3.3. Фактические и полученные в численных экспериментах данные по влиянию орошения на урожайность яровой пшеницы, представленные в двух вариантах - без удобрений и с использованием удобрений в дозе N - 210 и Р -70 кг действующего вещества, были аппроксимированы уравнением Миха-элиса-Ментон вида: где Yo -урожайность яровой пшеницы на богаре, Q - оросительная норма, к и К - коэффициенты уравнения. Так, для сорта Саратовская золотистая получены следующие коэффициенты уравнения: для варианта без удобрений - У0=16 ц/га; к = 39,5 ц/га и К = 981 м3/га; при внесении удобрений (N210P70) - Y0 =21 ц/га; к =57,4 ц/га; К =963 м3/га. Влияние удобрений на урожайность можно аппроксимировать уравнением гиперболического типа [3.4], что позволяет, объединив два уравнения, получить одну зависимость от оросительной нормы и дозы вносимых удобрений. Для Саратовской золотистой прирост урожайности (в ц/га) от оросительной нормы и доз вносимых удобрений будет иметь вид: где q - доза вносимых под посев удобрений, выраженная в долях от полной нормы (N - 210, Р - 70 кг/га). Полученную зависимость можно принять за производственную функцию при условии, что коэффициенты уравнений рассчитаны по данным многолетней выборки. Оптимизационную задачу ресурсного обеспечения технологии Y ZY - 3 -» max представим в развернутом виде:
Экономическое обоснование оптимальной технологии возделывания яровой пшеницы
При расчёте экономической эффективности разработанной водосбере-гающей технологии (для сорта Безенчукская 200) рассматривались три варианта: первый - возделывание яровой пшеницы при дозе минеральных удобрений N2ooP65; второй - N210P70; третий - N24oP8o. Наилучшие показатели экономической эффективности получены при возделывании яровой пшеницы с внесением минеральных удобрений в дозе N2ioP7o- Величина чистого дохода достигала 9,93 тыс. рублей на гектар, при индексе доходности 1,05. Себестоимость 1 т зерна в данном варианте была наименьшей - 1463,2 рубля. Затраты, связанные с увеличением дозы вносимых минеральных удобрений до N240P80 (рассчитанной на получение программируемой урожайности 65 ц/га) приводили к увеличению себестоимости 1 тонны зерна (на 23,2 руб.), а следовательно и уменьшению эффективности технологии (индекс доходности 0,99). В варианте опыта с более низкой дозой минеральных удобрений N200P65 (рассчитанной на получение программируемой урожайности 55 ц/га) себестоимость 1 тонны зерна яровой пшеницы также увеличилась (по сравнению со вторым вариантом) - на 36 рублей; индекс доходности при этом составил 1,00. При расчёте экономической эффективности разработанной водосбере-гающей технологии возделывания яровой пшеницы с учётом амортизационных отчислений (2100 руб. - из расчёта окупаемости оросительной системы за 25 лет) при возделывании яровой пшеницы с внесением минеральных удобрений в дозе N2ioP7o- величина чистого дохода снизилась до 7,83 тыс. рублей на гектар, при индексе доходности 0,68.
В варианте при возделывании яровой пшеницы с внесением минеральных удобрений в дозе N24oP80- величина чистого дохода составила 7,80 тыс. рублей на гектар, при индексе доходности 0,64. В варианте опыта с более низкой дозой минеральных удобрений N2ooP65 (рассчитанной на получение программируемой урожайности 55 ц/га) величина чистого дохода составила 7,16 тыс. рублей на гектар, при индексе доходности 0,63 1. Для разработки экономически эффективной водосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы проведены агроэкологические испытания различных сортов яровой пшеницы (Саратовская золотистая, Безенчукская 200, Золотая волна, Вольнодонская) для условий восточной зоны Калмыкии. Выявлены наиболее отзывчивые сорта на изучаемые факторы интенсификации (орошение, удобрения) — Саратовская золотистая и Безенчукская 200. 2. Предложен новый методический подход к оптимизации водосберегающей технологии выращивания зерновых культур на орошаемых землях, основанный на использовании экономического критерия (ЧД) и учитывающий почвенно-климатические условия, экологические и технологические ограничения. Оптимизация обеспечивает экономически эффективное сочетание величины оросительной нормы и доз удобрений, формирование оптимального режима орошения для установленной оросительной нормы.
Данный подход основан на постановке полевого опыта, решении оптимизационных задач с привлечением имитационных и статистических моделей, что позволяет сократить сроки разработки технологии и повысить достоверность получаемых решений. 3. На основе экспериментальных полевых и расчетных данных сценарных исследований на имитационной модели зерновых культур для сортов Саратовская золотистая и Безенчукская 200 разработаны производственные функции зависимости урожайности яровой пшеницы от оросительной нормы и дозы удобрений. Адаптация имитационной модели выполнена с использованием агроэкологических, агромелиоративных и метеорологических данных 2002 -2003 гг., полученных в полевых экспериментах. 4. Поставлена и решена оптимизационная задача, позволяющая по критерию максимизации чистого дохода определить оросительную норму и дозу минеральных удобрений для водосберегающей технологии выращивания яровой пшеницы. Для выбранной оросительной нормы и различных погодных условий путем проведения серии последовательных расчетов на имитационной модели получены оптимальные режимы орошения, на основе которых сформулированы правила назначения поливов в зависимости от актуальной влажности почвы, фазы развития растений и предполивной влажности предыдущего полива. 5. Проверка разработанного режима орошения, проведенная в полевых опытах 2004-2005гг., подтвердила его оптимальность, а также адекватность использования имитационной модели яровой пшеницы для формирования водосберегающей технологии орошения. Полученная в натурных условиях величина урожайности статистически достоверно превышала расчетную величину урожайности на 2..8 % по всем вариантам опытов. 6. Выявлены закономерности водопотребления посевов яровой пшеницы для различных оросительных норм, режимов орошения и доз удобрений. Установлено, что с повышением водообеспеченности посевов за счет увеличения оросительной нормы при постоянной предполивной влажности одновременно с ростом урожайности растут затраты оросительной воды и повышается коэффициент водопотребления.
При оптимальном режиме орошения происходит значительное снижение коэффициента водопотребления за счет улучшения водообеспеченности посевов в течение всего периода вегетации и повышения урожайности. 7. Оптимальное сочетание регулируемых факторов (орошение и удобрения) позволяет существенно улучшить качество зерна, производимого на орошаемых землях (содержание белка - 15,9...17,0 %, клейковины -39,2...41,5 %.), и позволяет целенаправленно регулировать факторы интенсификации возделывания яровой пшеницы, сводя к минимуму негативное влияние погодных условий в период ее вегетации. Увеличение доз минеральных удобрений (свыше N210P70) не приводит к существенному увеличению качественных характеристик зерна, однако снижение доз
