Содержание к диссертации
Введение
1. Степень изученности водного режима почвы перца и обоснование направлений исследований 12
1.1 История распространения перца 12
1.2 Биологические особенности растений перца 14
1.3 Реакция растений перца на водный режим почвы 17
1.4 Результаты исследований по отношению растений перца к воздушной среде, минеральным удобрениям, схемам посадки и предшественникам 30
1.5 Обоснование направлений исследований и выбора способа полива 36
2 Условия проведения исследований. схема, методики и агротехника полевых опытов 39
2.1 Почвенно-климатические и погодные условия места и времени проведения исследований 39
2.2 Схема опытов и методики исследований 47
2.3 Агротехнические приемы возделывания перца в условиях орошения 53
3. Особенности режима орошения и динамика водопотребления перца 56
3.1 Режим орошения перца по критерию влажности почвы перед поливом
3.2 Влияние режима орошения на регламент поливов и формирование урожайности, на суммарное и среднесуточное водопотребление перца 65
3.3 Изменение коэффициента водопотребления перца в зависимости от почвы и доз внесения удобрений 76
3.4 Изменение температурных коэффициентов испарения влаги в связи с влагообеспеченностью и урожайностью перца 82
4. Оценка влияния изучаемых факторов на урожайность перца при поливе дождеванием 87
4.1 Динамика формирования вегетативной и корневой массы перца по вариантам опыта 87
4.2 Продолжительность вегетационного периода растений перца в связи с изменением водного режима почвы и доз внесения удобрений 94
4.3 Влияние водного режима почвы, доз внесения удобрений и уровня фотосинтетической активности на формирование урожайности перца... 97
5. Влияние водного режима почвы и доз внесения удобрений на продуктивность и качество плодов перца при поливе дождеванием 111
5.1 Продуктивность перца в зависимости от водного режима почвы и внесения расчетных доз минеральных удобрений 111
5.2 Сочетание регулируемых факторов для получения различных уровней урожайности перца 114
5.3 Качество плодов перца в зависимости от водного режима почв, доз внесения удобрений и уровня планируемой урожайности 119
6. Внедрение результатов исследований по разработке режимов орошения для выращивания перца с использованием дождевальной техники 124
6.1 Результаты внедрения разработанного водного режима почвы для выращивания перца при поливе дождеванием 124
6.2 Формирование урожая перца при поливе дождеванием 132
7. Энергетическая, экономическая и экологическая оценка возделывания перца при поливе дождеванием 140
7.1 Энергетическая оценка выращивания перца при поливе дождеванием... 140
7.2 Экономическая эффективность выращивания перца при поливе дождеванием 149
7.3 Экологическая оценка выращивания перца при поливе дождеванием 152
Заключение 155
Предложения производству 158
Список литературы
- Реакция растений перца на водный режим почвы
- Схема опытов и методики исследований
- Изменение коэффициента водопотребления перца в зависимости от почвы и доз внесения удобрений
- Продолжительность вегетационного периода растений перца в связи с изменением водного режима почвы и доз внесения удобрений
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Задача широкомасштабного развития отечественного овощеводства в открытом грунте, при которой сохраняется продовольственная безопасность в условиях применения различных санкций к России со стороны США и ЕС, в настоящее время приобретает особую актуальность.
Волгоградская область всегда снабжала нашу страну большим количеством овощной продукции. Однако она расположена в зоне c преобладанием засушливых погодно-климатических условий, к которой относятся обширные территории юга Российской Федерации, где испарение в период вегетации растений почти в 3 раза превышает количество выпадающих осадков. Выращивание овощных культур без орошения в таких условиях не представляется возможным.
Основная проблема при орошении заключается в том, что при использовании современных дождевальных машин, урожайность выращенной сельскохозяйственной продукции не превышает более 20 - 40т/га, что снижает рентабельность любого производства. Однако условия климата и плодородие почв региона, в сочетании с биологическими особенностями сортов и гибридов, позволяют поднять урожайность выращиваемых культур на более высокий уровень.
Поэтому разработка режимов орошения для выращивания перца, как одной из наиболее распространенных овощных культур в регионе, позволяющих совместно с внесением минеральных удобрений получать высокую планируемую урожайность при поливе дождеванием в любых погодных условиях, представляет значительный научный и практический интерес.
Степень разработанности темы. Технологии выращивания перца, при различных способах полива были изучены и изложены в научных трудах М.Н. Багрова, Г.С. Гикало, О.В. Данилко, М.И. Зарубы, В.Г. Зеленичкина, Т.Д. Ковалева, Т.Л. Косульниковой, А.С. Кружилина, О.А. Кулагиной, М.П. Мещерякова, Ю.А. Новиковой, А.С. Овчинникова, О.М. Соболевой, П.Ф. Сокола, Т.В. Пантюшиной, П.И. Патрона, З.М. Шведской, В.В. Хреновой и других исследователей.
Однако для светло-каштановых почв Волго-Донского междуречья при поливе дождеванием вопросы сочетания водного режима почвы и доз внесения минеральных удобрений, позволяющих максимально раскрыть возможности высокоурожайных сортов перца, ранее не изучались, что указывает на необходимость исследований в этом направлении.
Цели и задачи исследований. Разработка и обоснование режимов орошения и водопотребления перца при поливе дождеванием, позволяющих совместно с внесением минеральных удобрений получать планируемую
урожайность 50, 60 и 70 т/га плодов стандартного качества при сохранении экологической безопасности и плодородия светло-каштановых почв ВолгоДонского междуречья.
Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд следующих задач:
- разработать и обосновать режимы орошения и водопотребление перца
при поливе дождеванием для получения планируемых уровней урожайности в
годы с различной обеспеченностью осадками;
-определить наиболее эффективные варианты сочетания водного режима почвы и доз внесения минеральных удобрений для продуктивного использования влаги при создании 1 тонны продукции;
-установить закономерность изменения биоклиматических коэффициентов за вегетационный период перца;
-оценить эффективность процесса фотосинтеза растений перца в зависимости от сочетания различных режимов орошения, доз внесения удобрений и уровней планируемых урожайностей;
-охарактеризовать динамику нарастания надземной и подземной масс растений перца в различных сочетаниях вариантов опыта;
-определить влияние разработанных режимов орошения на фоне исследуемых уровней минерального питания на урожайность перца и качество полученной продукции;
-установить все и выбрать наиболее эффективные варианты сочетания водного режима почвы с дозами внесения минеральных удобрений для получения запланированных уровней урожайности перца 50, 60 и 70 т/га;
- дать экономическую, биоэнергетическую и экологическую оценку
применяемых режимов орошения и уровней минерального питания почвы для
получения планируемых уровней урожайности перца при поливе
дождеванием.
Научная новизна. Впервые при поливе дождеванием на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья научно обоснованы и экспериментально подтверждены сочетания водного режима почвы и доз внесения минеральных удобрений для получения планируемых урожайностей 50, 60 и 70 т/га плодов перца. Установлена динамика оросительных норм, водопотребления, показателей фотосинтетической деятельности, продуктивности использования влаги, экономической и биоэнергетической эффективности выращивания перца в зависимости от разработанных режимов орошения, расчётных доз минеральных удобрений и заданной продуктивности.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны и научно обоснованы режимы орошения при поливе дождеванием и дозы внесения минеральных удобрений для получения планируемых урожайностей 50, 60, 70 т/га плодов перца стандартного качества в любых погодных условиях для хозяйств с различной ресурсообеспеченностью. Установлены
закономерности формирования урожая по показателям фотосинтетической деятельности, динамика продуктивности перца в зависимости от режимов орошения и доз внесения минеральных удобрений, а также эффективность использования влаги для получения 1 тонны продукции перца стандартного качества. Получены математические зависимости, определяющие связь урожайности перца с оросительными нормами, суммарным водопотреблением, коэффициентами водопотребления, а также показателями фотосинтетической деятельности растений. Рассчитаны температурные биоклиматические коэффициенты испарения влаги для прогнозирования и корректировки режимов орошения.
Методология и методы исследования. Схема полевого опыта, программа исследований, цели и задачи, разработаны на основе общепринятых методик В.Н. Плешакова, Б.А. Доспехова, С.С. Литвинова, а также результатов ранее проведенных исследований, научных статей и прочих материалов по выращиванию перца при различных способах полива в иных почвенно-климатических условиях при различных способах полива. Все полевые опыты проведены с применением системного анализа и методов математической статистики.
Положения выносимые на защиту:
-основные параметры режима орошения почвы для поддержания предполивного порога влажности почвы 75-65, 85-75 и 85% НВ при дождевании в годы с различными погодными условиями;
- влияние водного режима почвы и уровня планируемых урожайностей на оросительную норму, суммарное и среднесуточное водопотребление перца;
-закономерности изменения коэффициентов водопотребления и показателей фотосинтетической деятельности перца при изменении режимов орошения перца, количества вносимых удобрений и планируемой урожайности;
-поддержание предполивной влажности активного слоя почвы и удобренности почвы минеральными удобрениями для достижения планируемой урожайности перца на уровне 50, 60, 70 т/га плодов товарного качества при дождевании;
-экономическая, энергетическая и экологическая оценка вариантов сочетания водного режима почв и доз внесения минеральных удобрений для достижения планируемых уровней урожайности перца.
Степень достоверности и апробация результатов исследований подтверждается значительным объёмом экспериментальных данных, полученных в ходе проведения трехлетних полевых опытов, результаты которых обработаны с использованием методов дисперсионного анализа и прошли производственную проверку в условиях учебного научно-производственного центра «Горная Поляна» Волгоградского ГАУ, далее УНПЦ «Горная Поляна», сразу после проведения исследований - в 2006 и позже в 2013гг., а также в крестьянско-5
фермерских хозяйствах А.А. Белитченко и С.В. Лигая соответственно в Быковском и Николаевском муниципальных районах Волгоградской области в 2013г. при различных видах дождевальной техники.
Разделы диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практической конференции Краснодарского ГАУ (г. Краснодар, 2010г.), на всероссийской научно-практической конференции (г. Саратов, 2011г.), на международных научно-практических конференциях в Херсонском государственном аграрном университете (Украина, г. Херсон 2011 и 2015гг.), а также в Московском государственном университете природообустройства (г. Москва, 2011 и 2013гг.), на всероссийских научно-практических конференциях в ДальГАУ (г.Благовещенск, Амурская обл., 2011 и 2015гг.), на всероссийской научно-практической конференции в Ульяновской ГСХА (г. Ульяновск, 2011г.), на научно-практической конференции в Кокшетауском государственном университете (г. Кокшетау, 2012г.), на научно-практической конференции в Горском ГАУ (г. Владикавказ, 2012г.), на международной заочной научно-практической конференции в общественной организации Всероссийского общества изобретателей и рационализаторов (г. Липецк, 2012г.), на первой заочной международной конференции фундаментальных и прикладных исследований в США (St. Louse, Missouri, USA, 2012г.), на научно-практической конференции Елецкого государственного университета (г. Елец, 2012г.), на международной научно-практической конференции Нижне-Волжского научно-исследовательского института сельского хозяйства (р.п. Городище, Волгоградская обл., 2015г.), на международных и всероссийских научно-практических конференциях молодых учёных (Москва, 2011г. и Волгоград 2011-2012гг), на международных научно-практических конференциях Волгоградского ГАУ (г. Волгоград, 2011-2015гг.)
Публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы представлены в 26 опубликованных статьях, в том числе 5 рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций.
Объем и структура диссертации. Объем и структура диссертации. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, состоящая из 7 глав, заключения и предложений производству, списка использованной литературы из 262 наименований, в том числе 13 иностранных авторов, содержит 60 таблиц, 14 рисунков и 14 приложений.
Реакция растений перца на водный режим почвы
Перец представляет собой многолетний полукустарник, однако в культуре выращивается как однолетнее растение. Несмотря на разнообразие видов перца -Сapsiсum сoniсum Meyer – колумбийский, Сapsiсum angulosum Mill – перуанским, Сapsiсum pubesсens R. et. P., выращивают сорта одного вида - мексиканского Сapsiсum annuum L.[54-56, 120, 233, 234].
В состав этого семейства входят более 70 родов и 2000 видов растений, такие как баклажаны, картофель и томаты. Род перцев разделяется на несколько видов, из которых, в культурном возделывании, находится только сладкий перец [56, 213].
Растения Сapsiсum annuum L. не высокие растения. Форма листьев не мелкая, имеющая вытянутую яйцевидную форму. Цветки крупные с белым венчиком. Отличаются крупными плодами с толщиной стенки до 8 миллиметров. Отмечается разнообразие форм плодов перца - от кубической и шаровидной до цилиндрическо-сплюснутой на окончании. На этапе плодообразования отмечается зеленая и кремовая окраска плода, а в фазу биологической спелости плоды перца приобретают желтую, оранжевую или красную окраску. [13, 27, 54-56, 143, 145, 190, 211, 234].
Цветки у растений перца обоеполые. Одиночное образование цветков происходит на боковых ветках растения. Опыление цветков перца происходит за счет своей и чужой пыльцы – такие растения называют факультативными самоопылителями. Цветки перца можно разделить на три типа, если проводить оценку по отношению длины пыльников и столбика: - пыльники ниже рыльца; - рыльце и пыльники одинаковой длины; -рыльце ниже пыльников. Тип цветков зависит от сорта, однако, сильное влияние могут оказывать условия при выращивании перца и их возраст [56, 143, 145]. Наблюдения ученых позволяют раскрыть процесс цветения растений перца. Происходит образование обоеполых цветков – один цветок на боковую ветвь. На невысоких растениях перца (низкорослые формы) в пучках могут образовываться от 3 до 10 цветков [5, 6, 10, 51].
Процесс цветения берет свое начало с образования единственного цветка, который располагается на первом уровне разделения стебля на боковые ветки. Цветение может продолжаться до осени, однако если не снимать урожай перца и ждать его полного вызревания, то количество цветков в значительной мере сокращается [190, 211].
Неблагоприятным образом на завязываемость плодов при цветении оказывает высокая влажность воздуха, из-за которой происходит перенасыщение пыльцы водой, вследствие чего образуется разрыв оболочки, которая вызывает гибель пыльцевых зерен [247].
Согласно методическим указаниям исследования и сохранения всемирной коллекции овощных семейства пасленовых, сорта перца по продолжительности периода вегетации, делятся на [135]: - скороспелые – вегетационный период длительностью до 100 дней; - ранние - вегетационный период длительностью 101…120 дней; - среднеспелые - вегетационный период длительностью 121…135 дней; - позднеспелые - вегетационный период длительностью более 136 дней. Г.С. Гикало описал основные фазы развития растения перца: - прорастание семян - период развития семени до видимого определения семядольных листов); - образование реальных листьев – период длительностью от 15до 20 дней после всходов; - бутонизация - период длительностью 50…70 дней от начала образования настоящих листьев; - цветение, через 30…45 дней после появления видимого бутона; - плодообразование плодов, 20…30 дней после цветения плоды достигают технической спелости; - биологическая спелость плодов, 20…30 дней после наступления плодообразования плоды достигают биологической спелости. Полный цикл вегетации растений перца суммарно составляет 114…170 дней [54-56].
Растения перца чувствительны к интенсивности освещения при закладке генеративных органов. Минимально необходимый свет для растений перца должен составлять не менее 30…40 тыс. люкс. При его уменьшении наблюдается сбрасывание бутонов, завязей. Окраска листьев становится желтой. Вегетативные органы становятся ломкими [206]. Для роста и развития растений перца длина светового дня должна составлять не менее 10...12 часов в сутки [116, 184, 187]. Не малое значение для удовлетворительного роста и развития растений имеет не только интенсивность, но и качество получаемого растением света.
Говоря об условиях выращивании перца, особо стоит отметить температурный режим. Семена перца начинают прорастать при температуре не ниже 13С. При повышении температуры до 25С, наблюдается согласованное проращивание семенного материала и появления ростков через 7...9 дней. При температуре -0,5С растения перца прекращают свою жизнедеятельность. Негативное, даже угнетающее действие, оказывает повышение температуры до 35С и выше. Оптимальной температурным интервалом для производства перца является температура 20…30С. В ночное время оптимальным температурным режимом считается 15...18С [49, 116]. В период выращивания рассады, растения перца очень чувствительны к нехватке тепла. Исследования ряда ученых установили оптимальную температуру для благотворного развития десятидневной рассады перца - 20...25С. Растениям перца с фазы появления всходов до фазы начала цветения крайне необходим повышенный воздушный температурный режим. После прохождения этого временного периода, растения перца «безболезненно» могут переносить более низкие температуры.
В осенний период растения перца наилучшим образом переносят прохладную погоду, чем баклажан и томаты [28, 45, 49].
За вегетационный период, для удовлетворительного развития растений перца и вызревания его плодов, необходимая сумма показателей активной температуры должна составлять, в зависимости от выращиваемого сорта, не менее 2600...3000С.
Климатические условия ареала происхождения перца выработали у него довольно высокие требования к влажности почвы и воздуха.
Схема опытов и методики исследований
Климатические условия Волгоградской области резко континентальны, и увеличивают свое влияние с запада на восток области. Климат Волгоградской области можно охарактеризовать следующими показателями: среднегодовая температура воздуха - 6,5 С, сумма температур за период с температурой воздуха выше 10 С - 30…43 С, продолжительность периода с температурой выше 10 С -164 дня, осадки за год - 375 мм, осадки за период с температурой выше 10 С - 240 мм, гидротермический коэффициент - 0,4…0,8, запас продуктивной влаги в слое 0… 1,0 м на начало вегетации - 0,1 м, количество дней с суховеями - 85, продолжительность безморозного периода - 163 дня [2,17,121].
Активность движения воздуха интенсивна, с преобладанием восточной составляющей. Скорость движения воздуха в летние месяцы составляет 4,5…6,0 м/с.
По агроклиматическим показателям область относится к зоне недостаточного увлажнения, включающей подзоны различной степени засушливости от сухой и очень засушливой, на юго-востоке, до, засушливой, на западе [2, 240].
Почвенный покров представлен обыкновенными и южными черноземами, темно-каштановыми, каштановыми и светло-каштановыми почвами [76, 89, 90, 104].
Черноземные почвы занимают площадь немногим более 25% и расположены на северо-западе Волгоградской области. Темно-каштановые и каштановые почвы составляют 42% площади и располагаются в основном у правобережья реки Дон и в Медведицко-Волжском междуречье. Светло -каштановые почвы занимают 31% площади и распространены в полупустынной зоне. Для большинства этих почв характерна комплексность с солонцами, содержание которых колеблется в пределах 10…50%. Наибольшее распространение солонцовые комплексы имеют в пределах Прикаспийской низменности. Солонцы и солонцовые почвы занимают 3,3 млн. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 2,0 млн. га пашни[2, 50-52, 89, 90].
Общая площадь сельскохозяйственных угодий в Волгоградской области равна 8,8 млн. га, из которых 5,7 млн. га – пахотная площадь, 2,8 млн. га -сенокосы и пастбища[2, 17].
Гранулометрический состав почв определен тяжелосуглинистыми и глинистыми (до 80%), однако в Волгоградской области имеется до 20% супесей и песков. Содержание гумуса колеблется от 7% в черноземах до 1% в светло -каштановых почвах[50-52, 89, 90, 193].
На территории Волгоградской области имеются почвы, подверженные водной и ветровой эрозии на площади 4,3 млн. га.
Территория опытного участка расположена в подзоне светло-каштановых почв обширной части Правобережья Волги. Для этой местности характерно достаточная обеспеченность теплом. Одним из сдерживающих факторов развития и роста растений на территории Волгоградской области, является дефицитный и нераспределенный по временному фактору режим поддержания почвы влагой атмосферными осадками.
Совокупность дефицита осадков, высокая температура воздуха и почвенного покрова, низкая относительной влажностью воздуха с постоянными ветрами, способствует засухам и суховеям, которые губительным и безвозвратным способом влияют на урожайность сельскохозяйственных культур. Выращивание и успешное получение урожая в экстремальных засушливых условиях Волгоградской области возможно при использовании орошения[103, 112, 113, 161]. Близость расположения к среднеазиатским пустыням способствует крайней засушливости и резкой континентальности климата. Наблюдать это можно по большим амплитудам изменениям температур воздуха в течение года, как и дефициту осадков с их неравномерным распределением в течение года[2, 17].
Открытый солнечный свет на данной территории составляет 1800…2400 часов в год, период без заморозков – 160…180 дней. Средняя температура воздуха за год составляет 7,5о С выше нуля с изменениями по годам на 4…5о С. Изменение экстремальных температуры в течение суток возможно до 10…15о С и более, а изменение годовой температуры до 80…85о С. Продолжительность периода со среднесуточными температурами воздуха выше 10о С приходится на 170 дней, сумма которых составляет от 3200 до 3400о С. Получение территорией солнечной радиации оценивается показателем в 17 000 000 МДж/га. На суховеи приходится 55…60 дней. Максимальными положительными температурами отмечается период с июля по август. Наиболее низкими температурами воздуха в течение года на территории Волгоградской области отмечен январь [100, 204, 219].
Сумма осадков за год по результатам многолетним наблюдений составляет 320…300 мм, за полный цикл вегетации – 175…200 мм при испаряемости 950 мм.
Д.И. Шашко характеризуют Волгоградскую область, по обеспечению влагой, к полусухой зоне, поскольку коэффициент от естественных осадков находится по ГТК Селянинова в интервале значений 0,10…0,15 [156].
Показатели увлажненности территории в межфазные периоды и за весь период вегетации, оценивались по методу Г. Т. Селянинова, основываясь на данных гидрометеостанции г. Волгограда, расположенной в районе Волгоградского ГАУ (таблица 2.1)
Годовые показатели увлажненности наблюдений по гидротермическому коэффициенту Г.Т. Селянинова, в таблице 2.1, можно охарактеризовать как: 2003 год – очень сухой (ГТК=0,27), 2004 год – очень сухой (ГТК=0,28), 2005 год -сухой (ГТК=0,43).
Изменение коэффициента водопотребления перца в зависимости от почвы и доз внесения удобрений
Количество осадков третьего сухого года исследований составило 138,1мм за весь полевой сезон, и по исследуемым годам было максимальным. Увлажнение природными атмосферными осадками первых двух лет исследований было значительно ниже и составило 73,6 мм и 78,3 мм соответственно, что сказалось на режимах орошения рассматриваемых вариантов опытов.
В межфазный период «высадка рассады – плодообразование» на вариантах с режимами орошения почвы на уровнях 85 и 85-75%НВ проведено 13 поливов нормой 220м3/га, а на варианте с поддержанием предполивной влажности корнеобитаемого слоя почвы на уровне 75-65%НВ - 7 по 370м3/га.
В межфазный период развития «плодообразование – последний сбор», на варианте с поддержанием предполивной влажности активного слоя почвы на уровне не менее 85%НВ, осуществлено 10 поливов нормой 220м3/га, на варианте с поддержанием предполивного порога влажности на уровне 85-75%НВ осуществили 5 поливов нормой 370м3/га, а на вариантах с режимом орошения почвы 75-65%НВ провели 3 полива нормой 530м3/га.
Третий, сухой по ГТК Г.Т. Селянинова год исследований, был обеспечен осадками больше (138,1 мм) по сравнению с предыдущими очень сухими по гидротермическому коэффициенту Селянинова годами исследований. Поэтому количество проведенных поливов, за весь период вегетации, существенно уменьшилось.
На вариантах опыта с влажностью почвы не менее 85%НВ, было осуществлено 25 поливов нормой по 220м3/га, по сравнению с проведёнными в предыдущие годы исследованиями - 26…27. Различие на вариантах заключалось в следующем - в период «плодообразование – последний сбор» было проведено 10 поливов дождевальной машиной «Фрегат» вместо 9…10 в предыдущие годы исследований.
На вариантах поддержания влажности корнеобитаемого слоя почвы на уровне 85-75%НВ за полный период вегетации перца было произведено 20 поливов, это на 1…2 полива меньше, чем в очень сухие годы. Обосновать это можно тем, что в межфазный период развития растений «высадка рассады - плодообразование» было проведено 13 поливов поливной нормой 220м3/га, вместо ранее проведенных 15, а 3 также - 5 поливов, против 4…5 поливной нормой 370м3/га в межфазный период «плодообразование - последний сбор». На вариантах опыта с увлажнением активного слоя почвы 75-65%НВ, осуществили 12 поливов, это на 1…2 полива меньше, чем в прошлые годы исследований. Это объясняется тем, что в период «цветение – плодообразование», было выполнено 4, вместо 5 поливов, поливной нормой 530м3/га, и далее до последнего сбора, который в среднем по годам был 24 сентября, и проведенных 3 поливов против 4 поливной нормой 530м3/га.
Анализ изменения влажности почвы на опытном участке по выращиванию планируемой урожайности перца, с применением различных вариантных комбинаций, дал возможность установить, что влажность в корнеобитаемом слое почвы перед поливом поддерживалась природными осадками, но в большей степени поливами ДМ «Фрегат».
Анализируя погодные условия лет исследований, можно сделать вывод, что они оказывали существенное влияние на поливной режим перца, поскольку, в первые два очень сухих по ГТК Селянинова годы, потребовалось провести на 1…2 полива больше, чем в третьем сухом году исследований.
По результатам трёхлетних исследований можно судить о том, что выбранные режимы орошения, для поддержания установленных границ увлажнения корнеобитаемого слоя, при дождевании, позволили получить планируемый уровень урожайности товарной продукции перца на уровне 50-70т/га на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья.
Обработка и анализ полевых опытов позволил сделать следующий вывод – на вариантах опыта изучения водного режима почвы 75-65% НВ, с поддержанием увлажнения корнеобитаемого слоя почвы 75%НВ в период вегетации «высадка рассады - цветение» обеспечивался проведением 2 увлажнительных поливов поливными нормами 100м3/га, для приживаемости рассады, и в среднем, восьмью поливами нормой по 370м3/га.
Предполивной порог влажности корнеобитаемого слоя 65%НВ, в период развития растений перца «плодообразование - последний сбор», было обеспечено в 4 среднем 3 поливами нормой 530м3/га. В среднем за годы исследований объем поданной оросительной воды составил 4750м3/га.
На вариантах по изучению влажности корнеобитаемого слоя почвы 85% НВ, в межфазный период «высадка рассады – цветение», как и на вариантах с предполивным порогом влажности почвы 85-75%НВ, до наступления фазы «плодообразование», поддержание заданных пределов влажности почвы обеспечивалось, кроме выполнения двух увлажнительных поливов поливной нормой по 100м3/га, проведением в среднем 14 поливов нормой по 220м3/га. При ухудшении условий увлажнения активного слоя почвы до 75%НВ, в период «плодообразование -последний сбор», подавали еще 5 поливов по 370м3/га. При сравнении оросительных норм, с предыдущим вариантом поливного режима перца, выяснилось, что она увеличилась на 380 м3/га и составила 5130м3/га.
Поддержание влажности почвы перед поливом не менее 85% НВ, отличался от 85-75%НВ тем, что в межфазный период развития перца «плодообразование -последний сбор» против 5 поливов нормой 370м3/га, осуществили 10 поливов поливной нормой 220м3/га. Этот вариант опыта по изучению увлажнения корнеобитаемого слоя почвы отличался большим объемом поданной оросительной воды, по сравнению с двумя предыдущими дифференцированными режимами орошения, по которому она в среднем получалась 5480м3/га.
При улучшении условий увлажненности почвы от 75-65 до 85% НВ перед поливом, уменьшались значения поливных норм с 370…530 до 220 м3/га, но количество проведенных поливов увеличивалось - с 13 до 26, как и объема поданной оросительной воды на орошаемое поле - от 4750 до 5480м3/га.
Продолжительность вегетационного периода растений перца в связи с изменением водного режима почвы и доз внесения удобрений
Для накопления биомассы урожая растения используют химический процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. Благодаря этому химическому процессу образуется до 95% биологической массы урожая [137]. Поэтому для увеличения продуктивности будущего урожая сельскохозяйственных культур необходимо определить и разработать план мероприятий, позволяющий активизировать фотосинтетическую деятельность растений.
Для усвоения и утилизации энергии Солнца, растения используют наземные органы, главным из которых является листовая поверхность. Из анализа проведенных исследований ряда ученых выведена корреляционная связь полученного урожая от сформированной листовой поверхности растений [5, 6, 14, 85, 163, 164, 222]. Для достижения высокопродуктивных урожаев, на фоне удовлетворительного обеспечения почвы влагой и минеральным питанием, листовая поверхность растений, должна быть не менее 40…50 тыс.м2/га, и максимально продолжительно находиться в работоспособном состоянии [19, 163, 219, 222].
По результатам полевых опытов В.А. Лудилова наибольшая листовая поверхность одного растения в фазу биологической спелости достигала 0,15…0,25м2, а к концу вегетации 1,0м2 и более. Общая масса листовой поверхности, образованной за вегетационный период, составляет около 20…25 % от общей массы растения, куда входит корневая система, листовая поверхность, стебли растений и образованные плоды перца [142, 144].
Неактивное образование фотосинтетического аппарата не способствует продуктивному использованию фотосинтетически активной радиации для накопления органической массы, тем самым ухудшая продуктивность культуры. Рост урожайности взаимосвязан с нарастанием листовой поверхности только при достижении ею оптимальных размеров. Дальнейший рост листовой поверхности влияет на затенение нижних ярусов, уменьшает продуктивность фотосинтеза и снижает объемы образования сухого вещества, а в конечном итоге, сказывается на недоборе урожая [5, 13, 164, 226].
Учитывая вышеизложенное, одной из основных задач наших полевых опытов являлось определение зависимостей и наблюдение за изменением показателей фотосинтетической деятельности перца, на вариантах по взаимосвязи режимов орошения, минерального питания и требуемого уровня урожая.
Результаты проведенных исследований многих исследователей доказали, что наибольший рост листовой поверхности растений перца настает после фазы цветения [14, 30, 118, 120, 129, 136, 163, 164, 190, 222, 232, 233].
Анализ результатов проведенных нами опытов позволил определить наиболее высокие показатели листовой поверхности, которые были зафиксированы в фазу вегетационного развития «плодообразование» (таблица 4.7 и приложение И). Таблица 4.7 – Изменение роста листовой поверхности перца по вариантам опыта в среднем за 3 года исследований, тыс. м2/га. бутонизация
За трехлетний период проведенных нами опытов на всех вариантах сочетания изучаемых факторов, а также метеорологических условий, максимальные значения листовой поверхности были на уровне от 34,0 до 37,1тыс. м2/га. В период развития растений «плодообразование-последний сбор», площадные значения листовой поверхности уменьшались до значений 27,5…31,6тыс. м2/га.
Одним из главных факторов, влияющего на образование листовой поверхности, является влагообеспеченность корнеобитаемого слоя почвы. На вариантах с режимом орошения почвы 75-65%НВ площадные показатели листовой поверхности были наименьшими. Значения наибольшей площади листьев, за весь период исследований, не превысил 34,0…34,8 тыс. м2/га.
При увеличении интенсивности поливного режима до 85-75% НВ, поверхность листьев возросла на 0,7…1,6 тыс. м2/га. Вариант с постоянным поддержанием влажности корнеобитаемого слоя почвы не менее 85% НВ позволил увеличить рост поверхности листьев до максимальных показателей 35,2…37,1 тыс. м2/га. Повышение доз внесения минеральных удобрений, также повлияло на формирование листовой поверхности. На всех вариантах орошения в сочетании с внесением расчетных доз удобрении N165P100K90 кг д.в./га значения площади листьев за период вегетации был небольшим и составил 34,0…35,2 тыс. м2/га. Улучшение условий питания почвы до N200P120K110 и далее до N235P140K130 кг д.в./га повлияло на рост площади листовой поверхности, которая возросла на 0,1…2,6 и 0,8…3, 1 тыс. м2/га.
По результатам проведенных исследований, установили, что увеличение расчетных доз минеральных удобрений от N165P100K90 до N235P140K130 кг д.в./га на вариантах с поддержанием уровня влажности почвы 75-65% НВ привело к росту листовой поверхности от 34,0 до 34,8 тыс. м2/га.
Подобная динамика показателей зафиксирована на других вариантах водного режима. Однако наибольшие показатели роста листовой поверхности от 35,2 до 37,1 или увеличение на 1,9 тыс. м2/га, были зафиксированы на поддержании водного режима почвы 85%НВ.
Учитывая вышеизложенные результаты опытов можно сделать вывод, что внесение повышенных расчетных доз минеральных удобрений оказывает значительное влияние на рост показателей площади листьев в сочетании с улучшением условий увлажненности почвы от 75-65 до 85% НВ.
Поэтому, максимальное значение листовой поверхности за весь период исследований, составившее 37,1 тыс. м2/га, было зафиксировано на варианте с влажности корнеобитаемого слоя почвы 85%НВ совместно с удобреностью почвы на уровне N235P140K130кг.д.в./га.
Нельзя опираясь на показатели максимальной площади листьев оценивать возможный будущий урожай овощных культур, этот анализ не будет исчерпывающим и универсальным показателем. Для определения эффекта утилизации световых ресурсов на рост биомассы растений требуется знать период работы листовой поверхности растений в течение периода вегетации, которые характеризуются показателем - «фотосинтетический потенциал» [2, 25, 30, 137, 143, 146, 163, 164, 188, 222].
По результатам проведенных нами исследований, показатели фотосинтетического потенциала варьировали от 2,74 до 3,48 млн. м2/га дн., что говорит о высокой продуктивности перца при поливе дождевальной машины «Фрегат» (таблица 4.8 и приложение К).