Влияние разных режимов орошения на эффективность использования оросительной воды при возделывании овощных культур и картофеля

Влияние разных режимов орошения на эффективность использования оросительной воды при возделывании овощных культур и картофеля

Картофель и овощные культуры отличаются высокой потребностью в почвенной влаге. Однако зона недостаточного увлажнения, в которой расположена большая часть территории Северного Кавказа, характеризуется засушливым климатом. Количество выпадающих за вегетационный период осадков, высокие температуры, низкая влажность воздуха не позволяют здесь создать оптимальные условия для роста и развития влаголюбивых культур. Поэтому для восполнения дефицита водного баланса проводятся поливы, так как производственное выращивание овощей и картофеля в зоне недостаточного увлажнения экономически целесообразно лишь при наличии орошения. Орошение, дополняя естественные влагозапасы в почве, обеспечивает высокую и устойчивую урожайность данных культур, которые предъявляют повышенные требования к поливным режимам.

При выборе режима сельскохозяйственных культур существуют два наиболее распространенных подхода [1].

Известно, что в разные фазы своего развития картофель и овощи испытывают неодинаковую потребность во влаге. Кроме того, в связи с дефицитом водных ресурсов актуальным является изыскание резервов оросительной воды. Поэтому большое распространение получил дифференцированный режим орошения. Он предусматривает в начальный и заключительный периоды вегетации культур снижать предполивной порог влажности почвы до 70% от НВ и ниже, а в критические фазы роста и развития растений, когда их потребность во влаге максимальная, проводить поливы при достижении влажности 80% от НВ и выше. Это позволяет уменьшить число вегетационных поливов, сократить оросительную норму и, таким образом, экономить водные ресурсы.

Однако в зоне недостаточного увлажнения часто отмечаются дни с атмосферной засухой, которая негативно влияет на условия вегетации растений и формирование урожая картофеля и овощных культур. В связи с этим в ряде случаев целесообразно интенсивное орошение для поддержания высокого предполивного порога влажности почвы в течение всего периода вегетации растений (80% от НВ и более), что создает благоприятные условия для развития растений, нейтрализуя негативные последствия дней с атмосферной засухой.

В связи с этим наши исследования были направлены на установление влияния разных режимов орошения овощных культур и картофеля на условия вегетации растений, изменение показателей урожайности, выявление путей повышения эффективности использования оросительной воды.

Исследования по изучению вариантов повышения эффективности использования оросительной воды при возделывании картофеля и овощных культур (капусты, лука, томата и огурца) проводились в Багаевском районе Ростовской области в течение трех лет.

По агроклиматическому районированию места исследований относятся к очень засушливой зоне. Почвы опытных участков были представлены предкавказскими тяжелосуглинистыми черноземами с содержанием в слое 0,6 м 3,14−3,23% гумуса. В пахотном слое почвы содержалось 2−3 мг легкогидролизуемого азота, 1,4−2,9 мг подвижного фосфора и 24−38 мг обменного калия на 100 г абсолютно сухой почвы. Уровень грунтовых вод в годы исследований для всех культур был более 4 м.

По обеспеченности дефицита водного баланса годы исследований характеризовались: для картофеля — среднесухой, засушливый, средневлажный; для капусты — среднесухой, средневлажный, засушливый; для лука — среднесухой, средневлажный, засушливый; для томата — среднесухой, средневлажный, засушливый; для огурца — средневлажный, влажный, среднесухой.

При назначении режимов орошения разных культур учитывались их биологические особенности.

Картофель — растение, требовательное к влаге. Потребность в ней изменяется по фазам роста. Время вегетации данной культуры нами условно разделено на три межфазных периода: от посадки до начала цветения; цветение — прекращение прироста ботвы; от прекращения прироста ботвы до ее естественного увядания. Наибольшая потребность во влаге для картофеля весенней посадки отмечается во второй период вегетации, а в начальный и заключительный периоды она снижается [2].

Белокочанная капуста относится к группе растений, плохо добывающих воду и расходующих ее неэкономно. В то же время данная культура требует повышенной влажности почвы весь период вегетации, особенно ее средние и поздние сорта. Однако известно, что в начальный период вегетации капуста хорошо растет и при снижении влажности почвы до 70% НВ, что обусловлено способностью корневой системы растений проникать в более глубокие слои почвы, где запасы влаги сравнительно устойчивы [3].

Основными периодами вегетации, по которым назначались поливы для капусты, были: посев — начало завязывания кочана; начало завязывания кочана — начало технической спелости; начало технической спелости — последний сбор.

Лук принадлежит к группе овощных растений, которые плохо добывают воду из почвы, но расходуют ее экономно. У растений лука, формирующих вегетативные органы (листья и луковицы), можно условно выделить три возрастных периода: первый — от всходов до начала роста луковицы; второй — завершается рост листьев; третий период — начинается отмирание листьев. Известно, что в первый период после посева высокая влажность почвы необходима для получения нормальных и дружных всходов. Во второй период чувствительность растений к влагообеспеченности особенно высока. В третий период растениям требуется меньше влаги.

Томат является овощной культурой, хорошо добывающей воду и расходующей ее экономно. Томат — влаголюбивое растение, что объясняется его свойством развивать мощную вегетативную массу. В то же время, имея развитую корневую систему, данная культура считается засухоустойчивым растением. Избыток влаги в почве, так же как и недостаток, вреден для томата. Очень нежелательны для растения колебания содержания воды в почве. Основными периодами вегетации, по которым назначаются поливы, для томата являются: массовые всходы — начало плодообразования; начало плодообразования — начало созревания; начало созревания — последний сбор.

Огурец относится к овощным растениям, плохо добывающим воду и расходующим ее неэкономно. Огурец — самое влаголюбивое растение из всех овощных культур, предъявляет повышенные требования к влажности почвы. В то же время данная культура очень сильно реагирует даже на кратковременное затопление. Вегетационный период огурца по продолжительности на 1−2 месяца короче, чем у большинства других овощей. Основными периодами вегетации для огурца являются: массовые всходы — начало плодообразования; начало плодообразования — техническая спелость (первые сборы); техническая спелость (первые сборы) — последний сбор. Особенно велика потребность культуры в воде в период плодоношения [3, 4].

Исходя из вышесказанного, изучались следующие схемы орошения: для картофеля — 1. Без орошения, 2.80−80−80% НВ, 3.70−80−70% НВ, 4.70−70−70% НВ; для капусты — 1.70−70−70% НВ, 2.70−80−70% НВ, 3.70−80−80% НВ, 4.80−80−80% НВ; для лука — 1.70−70−70% НВ, 2.80−80−70% НВ, 3.80−80−80% НВ; для томата — 1.70−70−70% НВ, 2.70−80−70% НВ, 3.80−80−80% НВ; для огурца — 1.70−70−70% НВ, 2.70−80−80% НВ, 3.80−80−80% НВ.

Уровень минерального питания на вариантах с режимами орошения у каждой культуры был идентичным. В опытах применялись сорта: картофеля — Волжанин, капусты — Амагер, лука — Луганский, томата — Волгоградский 5/95, огурца — Конкурент. При проведении исследований использовались общепринятые методики.

Для поддержания заданных режимов орошения на вариантах опыта потребовалось проведение следующего количества вегетационных поливов: при возделывании картофеля — 4−5, капусты 5−10, лука 6−10, томата 7−10, огурца 4−6. При этом необходимость во влагозарядковых поливах в годы данных исследований отсутствовала.

Величина суммарного водопотребления картофеля и овощных культур складывалась из трех составляющих: атмосферных осадков, оросительной нормы и расхода воды из почвы. Эти показатели у разных культур имели существенные отличия, что видно из данных результатов исследований приведенных в таблице.

Таблица — Водный баланс картофеля и овощных культур

Из приведенных данных следует, что основной объем водного баланса картофеля и овощных культур приходится на атмосферные осадки и оросительную норму. При этом расход воды из почвы в суммарном водопотреблении культур занимает незначительный объем (3−7%) за исключением картофеля (19−21%).

Сравнивая приведенные выше данные по разным культурам, необходимо отметить, что наибольшие суммарное водопотребление и оросительная норма имели место при возделывании капусты и составили, соответственно, 5818−6283 и 3450−3950 м³/га. Несколько ниже эти показатели у томата — 5740−5995 и 3160−3430 м³/га. Аналогичные данные составили: при возделывании лука — 4680−5245 и 2520−3100 м³/га; огурца — 3730−3964 и 2040;2250 м³/га; орошаемого картофеля — 3920−4290 и 1480−1850 м³/га. Таким образом, наименьшее суммарное водопотребление отмечено при выращивании огурца, а самая низкая оросительная норма — на посадках картофеля. Это обусловлено биологическими особенностями изучаемых культур, прежде всего — потребностью растений во влаге и продолжительностью вегетационного периода, которая в среднем составила: у картофеля — 109, у капусты — 148, у лука — 144, у томата — 157, у огурца — 81 суток соответственно.

Наименьшие затраты воды на получение единицы продукции отмечены при возделывании томата и огурца, где коэффициенты водопотребления на вариантах опыта составили, соответственно, 98−118 и 99−125 м³/т. Несколько выше эти показатели у лука и капусты — 126−134 и 127−150 м³/т. При этом коэффициенты водопотребления лука на вариантах опыта отличаются незначительно. Самый высокий расход воды на получение единицы продукции отмечен при орошении картофеля — 186−220 м³/га, что в частности, обусловлено относительно невысокими по сравнению с другими культурами показателями урожайности.

Дифференциация режима орошения по-разному влияла на показатели урожайности картофеля и овощных культур. При возделывании картофеля самым высоким этот показатель был на варианте с высоким предполивным порогом влажности почвы (80% НВ) и составил 23,0 т/га, что на 1,4 т/га (6,1%) больше, чем при схеме орошения 70−80−70% НВ. Однако оросительная норма в условиях дифференцированного режима орошения оказалась на 230 м³/га меньше. Коэффициенты водопотребления картофеля на рассматриваемых вариантах (то есть расход воды на получение единицы продукции) были практически одинаковыми.

Аналогичные тенденции просматривались при выращивании капусты и огурца. На посевах капусты наибольшая урожайность получена при схеме орошения 80−80−80% НВ, которая равнялась 49,5 т/га. Это на 2,6 т/га (5,2%) больше, чем на варианте со схемой 70−80−70% НВ, но затраты оросительной воды при этом также на 270 м³/га больше, чем при дифференцированном поливном режиме. Коэффициенты водопотребления при рассмотренных схемах орошения практически не отличались.

И при возделывании огурца наиболее низкий коэффициент водопотребления и самая высокая продуктивность культуры отмечены на варианте с высокой предполивной влажностью почвы. Урожайность при этом составила 38,4 т/га, что на 2,9 т/га (7,6%) больше, чем при дифференцированном режиме орошения. Однако оросительная норма огурца при дифференцированном поливном режиме оказалась незначительно ниже (на 70 м³/га), а коэффициент водопотребления несколько больше, чем при схеме 80−80−80% НВ.

режим орошение урожайность культура Несколько иные показатели отмечались при изучении режима орошения лука. Наибольшая урожайность (40,9 т/га) отмечена при дифференцированном поливном режиме (вариант 2), которая была на 1,8 т/га (4,6%) выше, чем на варианте со схемой орошения 80−80−80% НВ. Здесь же был получен наименьший коэффициент водопотребления, оказавшийся на 8 м³/т ниже по сравнению с вариантом интенсивного орошения. Кроме того, дифференцированный поливной режим обеспечил экономию оросительной воды (130 м³/га) по сравнению с условиями увлажнения, предусматривающими высокий предполивной порог влажности почвы в течение всего периода вегетации растений.

Аналогичные закономерности наблюдались при выращивании томата. Наиболее продуктивное использование оросительной воды и самая высокая урожайность получена при дифференцированном режиме орошения (вариант 2) — 59,5 т/га. Этот поливной режим обеспечил прибавку урожайности 3,4 т/га (6,1%), экономию оросительной воды 150 м³/га и снижение коэффициента водопотребления на 9 м³/т по сравнению со схемой орошения 80−80−80% НВ.

Таким образом, при возделывании картофеля, капусты и огурца поддержание высокого предполивного порога влажности почвы весь период вегетации позволяло получать более высокую урожайность по сравнению с дифференцированным режимом орошения. Наибольшую прибавку урожайности и самый низкий расход воды на получение единицы продукции по сравнению с дифференцированным поливным режимом интенсивное орошение обеспечило при выращивании огурца. Соответствующие показатели составили 2,9 т/га (7,6%) и 6 м³/т.

В опытах с картофелем и капустой аналогичные прибавки урожайности составили 1,4 т/га (6,1%) и 2,6 т/га (5,2%). Однако на вариантах со схемой орошения этих культур 70−80−70% НВ отмечалась экономия оросительной воды, которая составила у картофеля 230 м³/га, а у капусты — 270 м³/га по сравнению с интенсивным орошением. Коэффициенты водопотребления на рассматриваемых вариантах у названных культур были практически одинаковыми.

Иные тенденции отмечены при возделывании лука и томата, где дифференцированный режим орошения позволял получать прибавки урожайности, снижение коэффициента водопотребления и экономию оросительной воды по сравнению с вариантами интенсивного орошения. Соответствующие показатели составили: у лука — 1,8 т/га (или 4,6%), 8 м³/т и 130 м³/га; у томата — 3,4 т/га (или 6,1%), 9 м³/т и 150 м³/га.

В целом, при выращивании огурца интенсивное орошение обеспечивает самую высокую урожайность и рациональное использование оросительной воды. При возделывании картофеля и капусты данный вариант орошения также дает наибольшую урожайность. Однако дифференциация поливных режимов этих культур по схеме орошения 70−80−70% НВ позволяет при минимальном снижении урожайности на 1,4 т/га (6,1%) и 2,6 т/га (5,2%) существенно экономить оросительную воду на 230 и 270 м³/га. Поэтому с точки зрения рационального использования оросительной воды оба рассмотренные варианта орошения для картофеля и капусты следует признать примерно равнозначным. При возделывании лука и томатов дифференцированные поливные режимы со схемами орошения, соответственно, 80−80−70% НВ и 70−80−70% НВ обеспечивали наибольшую урожайность, самый низкий коэффициент водопотребления, позволяя при этом экономить оросительную воду.

• 1. Кулыгин В. А., Евтухов М. В., Райлян Р. Н. Совершенствуя технологию выращивания картофеля при орошении // Мелиорация и водное хозяйство, 2006. — № 6. — С.48−49.
• 2. Тыктин Н. В. Выращивание картофеля на Дону. — Ростов н/Д: Ростовское кн. изд-во, 1974. — 119 с.
• 3. Ковалева Т. Д., Назарова В. М. Перспективные технологии возделывания овощных культур на Дону: практ. пособие. — Ростов-на-Дону, 1988. — 160 с.
• 4. Ванеян С. С., Вишнякова А. Ф. Орошение овощных культур // Картофель и овощи, 2001. — № 3. — С.29−33.