Введение к работе
Актуальность исследований. Достаточное и стабильное производство продукции сельского хозяйства считается одним из основных показателей эффективности функционирования агропромышленного комплекса и продовольственной безопасности страны. Орошаемые земли всегда вносили существенный вклад в укрепление и стабилизацию экономики агропромышленного комплекса страны. В докризисный период с них получали весь объем производимого риса, около 80% овощей, 30% зерна кукурузы, четвертую часть кормов для животноводства. Однако за период с 1990 по 2003 год площадь орошаемых земель в стране снизилась с 6,16 млн. до 4,68 млн. га, а их продуктивность почти на 50%. Среднегодовые показатели объемов производства продукции овощеводства на орошаемых землях оказались на уровне семидесятых годов.
Одновременно с уменьшением общего количества орошаемых земель наблюдается сокращение поливной техники. В настоящее время осталось около 25 тыс. дождевальных машин, в том числе более 20 тыс. уже отслуживших свой нормативный срок. Погодные условия засушливых лет приводят к резкому сокращению валовых сборов зерна, овощей, кормов и технических культур, тем самым, показывая, что в новых экономических условиях в России орошению в сочетании с многообразием комплексных мелиораций принадлежит ведущая роль в устойчивом производстве сельскохозяйственной продукции. В связи с этим проблема разработки научных основ высокоэффективного экологически рационального использования существующих и развития новых орошаемых земель в Российской Федерации на базе освоения ресурсосберегающих и эколого-экономически обоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и овощных, позволяющих повысить продуктивность орошаемого гектара, остается одной из приоритетных.
Современный объем производства овощей не удовлетворяет растущих потребностей населения страны. По научно-обоснованным нормам питания на душу населения должно приходиться 150-160 кг овощей, а потребление в настоящее время составляет около 70 кг. Обнадеживающий рост производства овощей в 1986-1990 гг. сменился ощутимым спадом.
Возникновение и развитие новых форм собственности, в том числе и на землю, переход к рыночной экономике вызывают объективную необходимость в разработке и совершенствовании научного обеспечения, в первую очередь стратегии развития овощеводства в стране, внедрение в практику сельскохозяйственного производства водосберегающих, почвозащитных, экологически безопасных технологий орошения. Необходимость решения этой проблемы определила направленность наших исследований по разработке вопросов технологии возделывания томатов при дождевании, поверхностном и капельном орошении в засушливых условиях Нижнего Поволжья.
Актуальность исследований подтверждается участием автора диссертации в выполнении государственных научно-технических программ РАСХН «Мелиорация и водное хозяйство»: «Разработать и внедрить системы орошаемого земледелия с программированным выращиванием высоких урожаев сельскохозяйственных культур на индустриальной основе»; «Разработать высокоэффективные экологически безопасные системы орошаемого земледелия, обеспечивающие программированное выращивание сельскохозяйственных культур при расширенном воспроизводстве почвенного плодородия в различных природно-экономических зонах страны».
Цель исследований сводилась к научному обоснованию ресурсосберегающих, экономически обоснованных и экологически безопасных технологий орошения адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, обеспечивающих эффективное использование ресурсов и повышение продуктивности томатов.
Задачи исследований:
анализ литературных источников по технологиям орошения и возделывания томатов, определение основных направлений научно-технического прогресса, связанного с повышением продуктивности этой культуры и совершенствованием технологий орошения;
дать сравнительную оценку способам орошения томатов дождеванием, поверхностным и капельным и обосновать технические средства для их применения;
обосновать ресурсосберегающие поливные режимы с учётом особенностей способа орошения, установить закономерности изменения продуктивности томатов и водообеспеченности;
установить особенности формирования водного режима почвы при разных способах орошения и динамику водопотребления томатов;
дать оценку влияния режима орошения и уровня минерального питания при разных способах полива на основные физиологические показатели и продуктивность томатов;
определить численные значения биоклиматических коэффициентов испарения по межфазным периодам, декадам и в среднем за период вегетации томатов;
провести экологическое и экономическое обоснование, дать энергетическую оценку технологии полива при разных способах орошения томатов на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья.
Научная новизна результатов исследований состоит в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении эффективности возделывания томатов в Нижнем Поволжье при разных способах орошения. С учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений определены новые подходы к обоснованию поливного режима при дождевании, поверхностном и капельном орошении. Изучено влияние способов орошения на физиологические показатели томатов в зависимости от водного режима почвы и обеспечивающего его режима поливов, уровня минерального питания. Определены закономерности водопотребления и установлены связи между продуктивностью и влагообеспеченностью, получены биоклиматические коэффициенты испарения и рассчитаны нормы водопотребности томатов в годы с различным дефицитом водного баланса. На основе учёта тепловых ресурсов в различных зонах региона исследований по сумме активных температур обоснованы сроки посева семян, высадки рассады в грунт и сроки созревания томатов. Новизна принятых направлений и полученных результатов исследований подтверждена патентами на изобретения Российской Федерации №№ 2192720, 2215404, 2218690, 2223634, 2222936, 2223635, 2246206, 2246207, 22462208.
Практическая ценность работы. Установленные закономерности и тенденции формирования элементов технологических процессов возделывания томатов при разных способах орошения позволяют обеспечить снижение затрат и обосновать принятие решений для получения высоких гарантированных урожаев при рациональном использовании природных и трудовых ресурсов.
Реализация результатов исследований осуществлялась:
производственной проверкой ресурсосберегающих технологий орошения овощных культур в СПК «Светлоярское», КСП «Ахтубинское», фермерском хозяйстве «Садко», КСП «Заканальное», КСП «Суровикинское» Волгоградской области, на опытно-производственном участке ВНИИГиМ в Быковском районе Волгоградской области;
использованием результатов исследований при разработке проекта реконструкции участка орошения в фермерском хозяйстве «Садко», проектировании и строительстве экспериментального участка капельного орошения в Дубовском районе Волгоградской области, реконструкции орошаемого участка в СПК «Светлоярское» при переводе орошения овощных культур с дождевания на полив по бороздам;
использованием Комитетом по сельскому хозяйству и продовольствию Администрации Волгоградской области и Управлением «Волгоградоблводхоз» при разработке целевой программы развития мелиорации Волгоградской области на 2001-2005 годы;
публикацией статей, информационных листков, рекомендаций, выступлениями на конференциях, семинарах, научно-производственных совещаниях.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 74 работы, в том числе 10 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК и 9 патентов на изобретения.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Оценка состояния и эффективности применения различных способов орошения овощных культур и, в частности томатов, в Нижнем Поволжье, послуживших основой для выбора направления исследований.
-
Обоснование водосберегающих и почвозащитных технологий и режимов орошения томатов при разных способах распределения поливной воды в условиях Нижнего Поволжья, обеспечивающих повышение продуктивности этой культуры, эффективность использования орошаемых земель, экономию оросительной воды, сохранение почвенного плодородия.
-
Закономерности формирования урожая и водопотребления томатов в годы различной влагообеспеченности, информационное обеспечение программ управления орошением овощного поля.
-
Экономическое и экологическое обоснование, энергетическая оценка выращивания томатов при дождевании, поверхностном и капельном орошении.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом анализа и обобщения многолетних исследований, которые проводились лично автором в опытно-производственных условиях на орошаемых участках Городищенской, Светлоярской, Среднеахтубинской, Кисловской ОС, в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области.
Автор принимал непосредственное участие в теоретическом обосновании выбранного направления и методов исследований; методологическом обеспечении экспериментов; закладке и проведении полевых опытов, обобщении результатов экспериментов и разработке научно-обоснованных рекомендаций, реализации результатов исследований при разработке и внедрении проектов реконструкции орошаемых участков для полива овощных культур разными способами. Общая доля автора в выполнении исследований, положенных в основу написания диссертации и результатов, выносимых на защиту, составляет 80%.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах: г. Волгоград, ВГСХА (1989-2009 гг.); Новочеркасск, НИМИ (1990 г.); Волгоград, ВНИИОЗ (1990, 1993, 1994, 2009 гг.); Москва, ВНИИГиМ (1992 г.); Новочеркасск, ЮжНИИГиМ (1995, 1996 гг.); Саратов, Саратовская ГСХА (1997 г.); Соленое Займище, ПНИИАЗ (1998, 2010 г.); Волгоград, ВНИАЛМИ (1998, 2008 гг.); Нефтекумск, ВНИАЛМИ (2000 г.); Пенза, НТО (2000 г.); Москва, МГУП (2001, 2002 гг.); Белгород, БелНИИСХ (2004 г.); Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга» (2004 г.); Махачкала, Дагестанская ГСХА (2010).
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 355 страницах компьютерного текста, содержит введение, 7 глав, выводы и предложения производству, 39 рисунков, 97 таблиц в тексте и 9 в приложениях. Список использованной литературы включает 335 наименований, в том числе 25 иностранных авторов.
Особую признательность и благодарность автор выражает своему научному консультанту академику РАСХН М.С. Григорову за участие в формировании научных взглядов, выработке концептуальных подходов и жизненной позиции; искреннюю благодарность директору филиала ВНИИГиМ член-корреспонденту РАСХН, профессору В.В. Бородычеву, сотруднику филиала к.с.-х.н. А.В. Дементьеву, главе фермерского хозяйства «Садко» к.с.-х.н. В.М. Гуренко и председателю СПК «Светлоярское» В.И. Сергееву за совместно проведённые исследования.
