Капельное орошение и удобрение картофеля раннего на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья - Автореферат

Актуальность исследований определяется необходимостью решения круга задач для обеспечения потребности населения в раннем картофеле путем развития производства ранних сортов в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья с использованием систем капельного орошения и фертигации. Цель исследований - повышение эффективности производства раннего картофеля за счет оптимизации режимов обеспечения растений водой и элементами минерального питания, обеспечивающих при капельном орошении получение до 30 т/га молодых и до 50 т/га зрелых клубней при минимизации затрат воды на формирование урожая. Впервые в регионе получен экспериментальный материал и установлены закономерности формирования агроэкологических условий выращивания, расходования водных ресурсов, удобрений, продукционного процесса картофеля с целевой функцией производства продукции в ранние сроки с использованием систем капельного орошения. Практическая значимость результатов исследований определяется возможностью применения в регионе оптимальных режимов водообеспечения и минерального питания, обеспечивающих при капельном орошении формирование до 30 т/га молодых и до 50 т/га зрелых клубней картофеля. Был поставлен двухфакторный полевой эксперимент, где в составе фактора А было заложено 3 варианта по водному режиму почвы, отличающихся продолжительностью поддержания порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ: вариант А1 - поддержание дифференцированного, 70-80 % НВ порога предполивной влажности почвы, - 70 % НВ в период «посадка-начало цветения» и 80 % НВ с начала цветения картофеля; вариант А2 - поддержание дифференцированного, 70-80 % НВ порога предполивной влажности почвы, - 70 % НВ в период «посадка-начало бутонизации» и 80 % НВ с начала бутонизации картофеля; вариант А3 - поддержание дифференцированного, 70-80 % НВ порога предполивной влажности почвы, - 70 % НВ в период «посадка-всходы» и 80 % НВ с фазы всходов.Урожайность молодых клубней картофеля на уровне 20 т/га обеспечивается при внесении удобрений дозой N100P100K70 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения, бутонизации или с момента появления всходов, а также при внесении N210P200K290 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения или бутонизации. Урожайность молодых клубней картофеля до 30 т/га обеспечивается при внесении удобрений дозой N155P150K180 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы бутонизации. Для поддержания порога предполивной влажности почвы 70 % НВ в период «посадка-всходы» требуется провести 1-2 полива, в период «посадка-бутонизация» - от 1 до 3 поливов, в период «посадка - начало цветения» - от 2 до 5 поливов по 160 м3/га. Для поддержания порога предполивной влажности почвы 80 % НВ с фазы всходов требуется провести от 8 до 20 поливов, с начала фазы бутонизации - о 7 до 18 поливов, с начала фазы цветения - от 6 до 15 поливов по 130 м3/га. Продолжительность периода от посадки до начала фазы сбора ранней продукции возрастает с 66-72 сут. при внесении удобрений дозой N40P50K0 и поддержании предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения до 73-79 сут. при внесении удобрений дозой N210P200K290 и поддержании предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с фазы всходов.

1. Использование капельного орошения с применением фертигации при определенных сочетаниях уровней водного и минерального питания позволяет в условиях сухостепной зоны светло-каштановых почв Нижнего Поволжья получать до 30 т/га молодых клубней картофеля и до 50 т/га зрелых клубней картофеля.

2. Урожайность молодых клубней картофеля на уровне 20 т/га обеспечивается при внесении удобрений дозой N100P100K70 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения, бутонизации или с момента появления всходов, а также при внесении N210P200K290 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения или бутонизации.

Урожайность молодых клубней картофеля до 30 т/га обеспечивается при внесении удобрений дозой N155P150K180 в сочетании с поддержанием предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы бутонизации. Этим же сочетанием факторов реализуется возможность получения до 50 т/га зрелых клубней.

2. При использовании капельного орошения для полива картофеля важно решить проблему сохранения геометрических параметров зоны увлажнения в период дифференцирования уровней предполивной влажности почвы. Для этого достаточно при переходе с предполивного порога влажности почвы 70 % НВ до уровня 80 % НВ на светло-каштановых, среднесуглинистых почвах с низким содержанием гумуса и удовлетворительным мелиоративным состоянием ввести в формулу расчета поливной нормы коэффициента 1,16, учитывающего трансформацию профиля увлажнения.

3. Суммарный расход воды картофелем при сочетании факторов, обеспечивающих формирование урожайности до 30 т/га молодых клубней, составляет 2590-2760 м3/га; при формировании до 50 т/га зрелых клубней посадками расходуется 3470-3590 м3/га воды. При этом дефицит водного баланса до 70 % восполняется за счет оросительной воды.

4. Для поддержания порога предполивной влажности почвы 70 % НВ в период «посадка-всходы» требуется провести 1-2 полива, в период «посадка- бутонизация» - от 1 до 3 поливов, в период «посадка - начало цветения» - от 2 до 5 поливов по 160 м3/га. Для поддержания порога предполивной влажности почвы 80 % НВ с фазы всходов требуется провести от 8 до 20 поливов, с начала фазы бутонизации - о 7 до 18 поливов, с начала фазы цветения - от 6 до 15 поливов по 130 м3/га. Для решения задач оперативного планирования поливного режима картофеля целесообразно использовать уточненные исследованиями значения биоклиматических коэффициентов.

5. Усиление минерального питания и увеличение продолжительности периода поддержания предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ при возделывании картофеля сопровождается увеличением продолжительности межфазных периодов и активизацией процессов роста. Продолжительность периода от посадки до начала фазы сбора ранней продукции возрастает с 66-72 сут. при внесении удобрений дозой N40P50K0 и поддержании предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с начала фазы цветения до 73-79 сут. при внесении удобрений дозой N210P200K290 и поддержании предполивного уровня влажности почвы 80 % НВ с фазы всходов.

6. При поддержании предполивного уровня 80 % НВ с начала вегетационного периода в сравнении с вариантами поддержания предполивного порога 80 % НВ с фазы бутонизации или цветения наблюдаются качественные изменения процессов перераспределения сухого вещества в растении. При усилении динамики накопления сухого вещества на 2,2-15,3 % в растении в целом, масса сухого вещества в клубнях снижалась на 1,2-9,9 % %. В результате усиливается разрыв между динамикой накопления биомассы в клубнях и в растении в целом, что внешне проявляется, как более чем двукратное усиление роста ботвы.

7. Активизация процессов формирования и накопления органического вещества растениями картофеля при изменении условий водного и минерального питания обеспечивается, преимущественно, за счет усиления роста ассимиляционной поверхности и формирования фотосинтетического потенциала посадок. Повышение уровня водообеспечения и удобрение картофеля обеспечило рост фотосинтетического потенциала с 1076 тыс. м2дней/га при внесении N40P50K0 и поддержании предполивного порога 80 % НВ с фазы цветения до 1622 тыс. м2 дней/га при внесении N210P200K290 поддержании предполивного порога 80 % НВ с фазы всходов.

8. Формирование наибольшей урожайности молодых клубней картофеля, 23,8-29,9 т/га, при наименьших затратах воды на формирование урожая, 87-113 м3/т, при капельном орошении обеспечивается сочетанием дозы внесения минеральных удобрений N155P150K180 и поддержанием порога предполивной влажности почвы 80 % НВ с начала фазы бутонизации. Такое же сочетание факторов является оптимальным для формирования 39,9-48,6 т/га зрелых клубней картофеля при расходовании не более 73-90 м3/т воды на формирование урожая.

9. С точки зрения доходности инвестиционной деятельности выгодно производство раннего картофеля на молодые клубни. Реализация таких проектов при поддержании порога предполивной влажности 80 % НВ с начала фазы бутонизации и внесении минеральных удобрений дозой N155P150K180 обеспечивает получение с 5 га за Згода чистого дисконтированного дохода 2,34 млн. руб. при индексе доходности дисконтированных затрат 1,76 и внутренней норме доходности 97,7%. При возделывании картофеля на зрелые клубни с 5 га за 3 года можно получить не более 1,19 млн. руб. при индексе доходности дисконтированных затрат 1,35 и внутренней норме доходности 55,9 %.

Предложения производству

- Для получения до 30 т/га молодых клубней картофеля при рациональном расходовании водных ресурсов в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья с использованием систем капельного орошения и фертигации следует поддерживать дифференцированный порог предполивной влажности почвы: 70 % НВ - от посадки до начала фазы бутонизации с последующим увеличением предполивного уровня до 80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N155P150K180. Этим же сочетанием факторов обеспечивается формирование до 50 т/га зрелых клубней с возможностью уборки через 19-23 сут. после сроков уборки ранней продукции.

- С целью сохранения геометрических параметров зоны увлажнения в период дифференцирования уровней предполивной влажности почвы при переходе с предполивного порога 70 % НВ до уровня 80 % НВ на светло-каштановых, среднесуглинистых почвах с низким содержанием гумуса и удовлетворительным мелиоративным состоянием ввести в формулу расчета поливной нормы коэффициента 1,16, учитывающего трансформацию профиля увлажнения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: Мелихов, В.В. Коэффициент водопотребления как критерий эффективного промышленного производства раннего картофеля / В.В. Мелихов, А.А. Новиков // Мелиорация и водное хозяйство. - 2011. - №4. - С. 38-40

Мелихов, В.В. Эффективность удобрения раннего картофеля при капельном орошении / В.В. Мелихов, А.А. Новиков // Плодородие. - 2011. - №5. - С. 25.

Мелихов, В.В. Оптимальный режим капельного орошения и минерального питания раннего картофеля / В.В. Мелихов, А.А. Новиков // Картофель и овощи. - 2011. - № 8. - С. 16-17.

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати: Мелихов, В.В. Агротехника возделывания раннего картофеля в Нижнем Поволжье / В.В. Мелихов, А.А. Новиков. - Волгоград: ВНИИОЗ, 2009. - 31 с.

Технология возделывания картофеля на орошаемых землях Российской Федерации: Рекомендации / В.В. Мелихов, Т.Н. Дронова, А.А. Новиков, И.А Дергачева. - Волгоград: ВНИИОЗ, 2010. - 71 с.

Мелихов, В.В. Условия реализации потенциала продуктивности картофеля при возделывании в ранней культуре / В.В. Мелихов, А.А. Новиков // Защитное лесоразведение в Российской Федерации: материалы международной научно-практической конференции. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2011. - С. 223-226

Мелихов, В.В. Удобрение и продуктивность картофеля при капельном орошении в ранней культуре / В.В. Мелихов, А.А. Новиков // Современные энерго- и ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства: материалы международной научно-практической конференции. - Рязань: Рязанский ГАУ, 2011. - С. 74-77.

Размещено на .ru