На правах рукописи

БХАНДАРИ БАШЬЯЛ БИМАЛА

КАПЕЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ РЕПЧАТОГО ЛУКА

НА АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВАХ ЮГА НЕПАЛА

06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА, 2013

Работа выполнена на кафедре почвоведения, земледелия и земельного кадастра Российского университета дружбы народов (РУДН).

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шуравилин Анатолий Васильевич.

Официальные оппоненты:

Бородычев Виктор Владимирович – Член –корреспондент Российской академии сельскохозяйственных наук, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор Волгоградского филиала Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии).

Ванеян Сережа Саркисович –доктор сельскохозяйственных наук, профессор, гл. научный сотрудник Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии)

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Прикаспийский научно –исследовательский институт аридного земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук ( ГНУ ПНИИАЗ Россельхозакадемии)

Защита состоится « 27 » июня 2013 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 в ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии по адресу: 127550, г. Москва , ул. Б. Академическая, д. 44, к. 504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан « 27 » мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т. н. И. Ф. Юрченко

ОБЩАЯ ХРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Объем производства лука занимает среди овощных культур в мире третью позицию после томатов и капусты. Производство свежего лука в Непале на душу населения составляет в среднем 7,7 кг при норме потребления 18 кг в год, что составляет менее 50% от необходимой потребности. Страна ежегодно в больших количествах импортирует репчатый лук из Индии, Китая и других стран мира.

Репчатый лук в Непале в засушливый период возделывается на орошении при поливе по бороздам и ограниченном применении дождевания. В стране практически не используется капельное орошение. Применение капельного орошения позволяет поднять коэффициент земельного использования до 95%, а значительное снижение или полное отсутствие непроизводительных потерь воды на испарение, глубинный и поверхностный сбросы характеризуют его как экологически безопасную технологию полива. Результаты многочисленных исследований и производственного опыта показали, что применение капельного орошения лука связано с множеством нерешенных вопросов. В частности, для условий Непала практически нет исследований по технике и технологии капельного орошения лука. Не изучено влияние капельного орошения на основные показатели роста, развития и продуктивность репчатого лука в зависимости от режимов орошения и минерального питания растений и не выявлены закономерности формирования водного и питательного режимов почвы и водопотребления репчатого лука. Поэтому совершенствование и разработка обоснованных режимов капельного орощения лука в сочетании с минеральными удобрениями, микроудобрениями или микробным препаратом является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является обоснование ресурсосберегающего режима капельного орошения репчатого лука в сочетании с внесением минеральных удобрений под планируемую урожайность совместно с микроудобрениями или микробиологическим препаратом в условиях Непала, обеспечивающих получение урожайности лука в пределах 75-85 т/га стандартного качества.

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

-охарактеризовать современное состояние капельного орошения лука и других овощных культур и наметить перспективы его развития с обоснованием путей совершенствования технологических процессов возделывания;

- установить закономерности формирования водного режима почвы и водопотребления репчатого лука при капельном орошении в сочетании с внесением минеральных удобрений и микробиологического препарата;

- оценить комплексное влияние режимов капельного орошения и уровня питания на рост, развитие и основные физиологические показатели растений лука;

-выявить закономерности влияния водного и питательного режимов почвы на урожайность лука и качество продукции;

-изучить влияние внесения минеральных удобрений и микробиологического препарата на питательный режим аллювиальной почвы в зависимости от уровня увлажнения;

-выполнить энергетическую и экономическую оценку эффективности возделывания лука при капельном орошении .

Научная новизна работы. Впервые для условий равнинной части Непала (Терай) разработан ресурсосберегающий режим капельного орошения репчатого лука по межфазным периодам его развития. Получены новые научные данные по элементам режима капельного орошения лука. Обоснованы закономерности распределения влаги в почве и водопотребления лука при капельном орошении в зависимости от водообеспеченности.

Разработаны зависимости для расчета оросительной нормы и водопотребления лука и установлены коэффициенты водопотребления лука в зависимости от уровня предполивной влажности почвы, минерального питания и применения микробного препарата. Выявлено влияние режимов капельного орошения на фоне применениям минеральных удобрений и их совместном действии с микроудобрениями или микробным препаратом на питательный режим и плодородие аллювиальной почвы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Режим капельного орошения репчатого лука на фоне внесения минеральных удобрений и их сочетание с микроудобрениями или микро –биологическим препаратом на аллювиальных почвах равнинной части Непала (Терай), обеспечивающих формирование75-85 т/га качественного урожая луковиц;

2. Закономерности формирования водопотребления репчатого лука от режима предполивной влажности почвы и зависимости для расчета оросительной нормы и водопотребления;

3. Особенности формирования урожайности репчатого лука и качества продукции в зависимости от режимов капельного орошения, внесения минеральных удобрений и их сочетания с микроудобрениями или микробиологическим препаратом;

4. Закономерности развития растений, формирование структуры урожая, урожайности репчатого лука и качества продукции в зависимости от режимов капельного орошения, внесения минеральных удобрений в сочетании с микроудобрениями или микробным препаратом;

Практическая значимость работы. На основании выполненных исследований разработан и обоснован водосберегающий режим капельного орошения репчатого лука, параметры которого позволяют получать качественную продукцию лука в пределах 80 т/га при рациональном использовании оросительной воды на фоне внесения минеральных удобрений в сочетании с микроудобрениями или с применением микробиологоческого препарата, обеспечивающих сохранение и восстановление плодородия орошаемых почв. Производству рекомендованы режим капельного орошения репчатого лука с поддержанием дифференцированной предполивной влажности почвы в слое 0,3-0,4 м на уровне 90-80-70 % НВ по межфазным периодам «посев – начало формирования луковиц», «начало формирования луковиц-начало полегания», «начало полегания – уборка» и минерального питания, включаюшего внесение минеральных удобрений, а также микроудобрений или микробиологического препарата в сочетании с минеральными удобрениями.

Полученные результаты исследований могут быть использованы сельскохозяйственными предприятиями орошаемой зоны Непала, проектными и эксплуатационными организациями страны при создании оросительных систем нового поколения, а также в учебном процессе по мелиорации и орошаемому земледелию.

Личный вклад автора заключается в разработке методики исследований, постановке и проведении экспериментальных исследований на аллювиальных почвах равнинной части Непала (Терай), математической обработке опытных данных, в обобщении и анализе полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных научно-практических конференциях преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ в 2010 и 2013гг (Москва, РУДН), на международной научно-практической конференции в ФБГОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства в 2012 г (Москва, ФБГОУ ВПО МГУП). Основные положения диссертации в 2011 г., 2012 г. и 2013 г. рассматривались на заседании кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра Российского университета дружбы народов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 175 стр. компьютерного текста и состоит из введения, пяти глав основного текста, выводов и рекомендаций производству, включая 9 рисунков, 43 таблицы и 9 приложений. Список использованной литературы содержит 162 наименования.

Содержание работы

В первой главе выполнен обзор литературы. Технологии применения капельного орошения представлены в многочисленных работах ученых различных стран мира, таких как С.М. Алпатьев, В.В. Бородычев, С.С. Ванеян, М.С. Григоров, Н.Н. Дубенок, В.П.Зволинский, И.П. Кружилин, Г.В.Ольгаренко, М.С. Ромащенко, М.Ф. Храбров, Г.Ю. Шейнкин, О.Е. Ясониди, J. Kleta, F.S. Nakajama, S.Davis, E.A.Hiler и мн. другие. Рассмотрены пути совершенствования возделывания лука при капельном орошении, приведены общие сведения по развитию производства репчатого лука в мире, охарактеризованы ботанические и биологические особенности культуры, требования к минеральному питанию в условиях орошения, осуществлен анализ развития капельного способа орошения и показана его эффективность и перспективность. На основании анализа литературных источников были выявлены проблемы использования систем капельного орошения и возможные направления их преодоления. В Непале научные исследования техники и технологии капельного орошения практически не проводятся. Поэтому вопросы, связанные с разработкой и совершенствованием технологии капельного орошения лука в условиях равнинной части Непала в сочетании с питанием растений, представляют, как теоретический, так и практический интерес. В связи с этим решение поставленных в работе задач определяет необходимость выполнения комплексных исследований, направленных на обоснование параметров режима капельного орошения репчатого лука в Непале, позволяющих в сочетании с применением удобрений получать 75-85 т/га и более продукции стандартного качества.

Во второй главе изложены природно-климатические условия района проведения исследований, приведены водно-физические и агрохимические свойства аллювиальных почв, схема проведения опыта, методика исследований, агротехника возделывания репчатого лука, характеристика капельной оросительной системы и особенности форирования увлажняемой зоны в зависимости от режима увлажнения и продолжительности полива.

Полевые исследования проводились в районе Терай в фермерском крестьянском хозяйстве « Упстарт» в зоне расположения г. Бахайрова на юге Непала. В период вегетации лука (ноябрь-март) средняя температура воздуха находилась в пределах 20,7-21,5˚С и была близка к среднемноголетней (21,1˚С). В 2011/2012г осадки не выпадали, а в 2010/2011г и 2012/2013г они составляли соответственно 10,6 и 31,7мм при норме 43,6мм. Испаряемость за ноябрь-март находилась соответственно в пределах 460,5 – 514 мм. Дефицит естественного увлажнения в годы исследований изменялся от 428,8мм до 514,1 мм. Исходя из климатических характеристик возделывание лука в зимний период с ноября по март возможно только при регулярном орошении.

Аллювиальные почвы опытного участка по гранулометрическому составу средне- и легкосуглинистые. В среднем для расчетных слоев почвы 0-30 и 0-40 см плотность сложения составляет соответственно 1,26 и 1,28 г/см^3, пористость- 50,6 и 50,3% от объема и наименьшая влагоемкость 23,1 и 23,0 % от массы. Почва характеризуется средней скоростью впитывания. За первый час наблюдений впитывалось 92,6 мм воды. Коэффициент фильтрации составил 0,52 м/сутки.

Верхний слой почвы до 40 см характеризуется щелочной реакцией, pH_вод = 8,3-8,5. Содержание гумуса в слое 0-30 см составляет 1,75%. Почва слабо и средне обеспечена питательными веществами. Обеспеченность легкогидролизуемым азотом и подвижным фосфором низкая (соответственно 40 и 27 мг/кг почвы), а обменным калием средняя (80,5 мг/кг почвы), общее содержание азота не высокое и в среднем составляет 0,11%. Емкость катионного обмена (ЕКО) - 30,6 мг экв/100г. Почва опытного участка характеризуется низким содержанием микроэлементов. Содержание бора не превышало 0,2 мг/кг, а цинка и марганца соответственно 0,84 мг/кг и 7,54 мг/кг.

При возделывании овощных культур и, в частности, лука требуется внесение значительных доз минеральных удобрений. Недостаток микроэлементов в почве легкого гранулометрического состава требует также и применения микроудобрений. А недостаточная микробиологическая активность почвы снижает качество получаемой продукции. Поэтому была поставлена задача, не только довести, урожайность лука до 80 т/га, но и получить продукцию высокого качества. Для этого на фоне минерального питания (N₂₉₀P₁₆₀K₃₄₀ ) исследовалось влияние на урожайность лука следующих изначально отсутствующих микроэлементов (бор, цинк и марганец) и ЭМ-препарата. ЭМ-препарат – созданный по специальной технологии концентрат в виде жидкости, содержащей большое количество анабиотических (полезных) микроорганизмов, обитающих в почве: бактерии фотосинтеза, молочнокислые, дрожжевые и клеточные. Взаимодействуя в почве, они вырабатывают ферменты и физиологически активные вещества, аминокислоты, нуклеиновые кислоты и пр., оказывающие как прямое, так и косвенное положительное влияние на рост и развитие растений. ЭМ-препараты повышают содержание агрономически полезных микроорганизмов в почве; оздоравливают почву, так как убивают фитопатогены; способствуют улучшению минерального питания растений; улучшают качество продукции.

Опыт по возделыванию лука при капельном орошении заложен по двухфакторной схеме. При этом изучался режим предполивной влажности почвы в увлажняемой зоне 0,3 м; 0,4 м и 0,4 м соответственно по межфазным периодам (фактор А) и уровень питания, включающий дозы минеральных удобрений, ориентированные на получение планируемой урожайности лука (80т/га), в сочетании с микроудобрениями или микробиологическим препаратом (ЭМ-препарат) (фактор В) (табл. 1.).

Таблица 1. - Схема опыта при капельном орошении репчатого лука

Варианты опыта расположены систематически в четырехкратной повторности с площадью повторности 48 м² и учетной делянки – 9,6м². В процессе исследований измерялись составляющие водного баланса, проводились наблюдения за развитием растений и выполнялись анализы почв с использованием общепринятых методов и современных и методик. Учет урожая лука проводился вручную с разделением луковиц по крупности. Определилось качество полученной продукции. Экспериментальные данные были обработаны методами математической статистики.