Автореферат (1151699), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Известно, что число поливов находится в прямой зависимости от оросительной нормы и в обратной от поливной. В проведённых экспериментах, в зависимости от уровня минерального питания, количество поливов увеличивалось от вариантов с предполивной влажностью 80 % НВ вне зависимости от фазы развития растений (15–30 поливов) к вариантам с начальными влагозапасами соответствующими 90 % НВ (35–72 поливов). Наибольших показателей оросительные нормы и количество поливов достигли на участках с дифференцированными глубинами увлажнения. Это обстоятельство объясняется необходимостью уменьшения поливных норм при увеличении предполивных влагозапасов и снижении горизонтов промачивания почвы. В связи с этим процесс поддержания требуемых уровней влагообеспеченности становится более трудоёмким, так как в верхних горизонтах увлажнения увеличивается доля непроизводительных потерь воды вследствие испарения, и уменьшается доля влаги, расходующаяся на транспирацию. В варианте с поддержанием 90 % НВ на глубинах промачивания 0,3 – 0,5 м и уровнем минерального питания N₁₆₅P₆₅K₆₅ в 2006 году количество поливов и оросительная норма составили соответственно 41 и 2460 м³/га. В 2007 г. поддержание предполивного уровня влагозапасов согласно схеме опыта на фоне минеральной обеспеченности N₁₆₅P₆₅K₆₅ также потребовало увеличения количества поливов на всех делянках до 73 (рис. 3), в результате чего оросительная норма возросла на 40 %. По сравнению с 2006 годом в среднем количество поливов увеличилось в 1,4–1,5 раза и оросительная норма составила 3780 м³/га. Как уже отмечалось, в вегетационный период 2008 года выпало значительное количество осадков. В связи с этим количество поливов снизилось по сравнению с 2007 годом до 48, а оросительная норма составила 2570 м³/га. Таким образом, выявлено существенное влияние на поливной режим огурца параметров предполивной влажности и глубины промачивания, а также климатических условий на всех уровнях минерального питания.

Рис. 3. Динамика влажности почвы в посадках огурца на участке с дозой минеральных удобрений N₁₆₅P₆₅K₆₅ и поддержанием 90 % НВ в слое 0,3 – 0,5 м (2007 г.).

Данные исследований показали, что водопотребление огурца возрастает с увеличением порога предполивной влажности почвы. На участках, где предполивной порог увлажняемой зоны почвы поддерживался на уровне 80 % НВ в течение всего вегетационного периода, суммарный расход влаги посевами составлял 3300–3810 м³/га на делянках с постоянным (0,5 м) и дифференцированным (0,3–0,5 м) горизонтами увлажнения по фазам вегетации культуры. Переход на поддержание дифференцированного порога предполивной влажности почвы на уровне 80 % НВ до начала цветения и огурца и 90 % НВ в период плодоношения в среднем по годам исследований статистически достоверно увеличивает на 200–230 м³/га (5,7–6,5 %) расход воды на эвапотранспирацию.

Поддержание влагозапасов в расчётном слое почвы на уровне 90 % НВ в течение всего вегетационного периода повышало объемы потребляемой влаги до 3420–4240 м³/га, что на 7,5–12,1 % больше, чем на участках, где поддерживалась влажность почвы на уровне 80 % НВ. Переход же от предполивных порогов 80 % НВ к 90 % НВ во всех вариантах не оказался статистически значимым, однако темпы роста водопотребления оставались высокими в горизонтах 0,3–0,5 м. Такие особенности являются следствием характера увлажнения горизонтов почвы, значений нижних оптимальных границ увлажнения, физиологических потребностей культуры огурца и агроклиматических параметров зоны проведения опытов.

Внесение минеральных удобрений, способствуя активизации процессов роста и развития, увеличивая биологическую массу и испаряющую поверхность посевов огурца, во все годы исследований увеличивало суммарное водопотребление культуры, однако основное влияние на величину суммарного водопотребления оказывает фактор водного режима почвы (69,5 %). Как показал двухфакторный дисперсионный анализ, на формирование суммарного водопотребления приблизительно равное влияние оказывают минеральное питание (16,2 %) и метеоусловия территории (13,8 %). На участках, с внесением дозы минеральных удобрений, рассчитанной на получение 50 т/га стандартных плодов, суммарное водопотребление огурца составляет в среднем по годам исследований при постоянной глубине промачивания 0,5 м – 3410–3680 м³/га, при дифференцированной (0,3–0,5 м) – 3540–3920 м³/га. Повышение доз удобрений до N₁₃₀P₅₀K₂₀ увеличивает суммарный расход воды в посевах огурца на 80–100 м³/га. Максимальное суммарное водопотребление огурца за 2006…2008 гг. исследований составило 4090–4240 м³/га, и отмечено при внесении дозы минеральных удобрений N₁₆₅P₆₅K₆₅ в варианте с дифференцированными горизонтами увлажнения 0,3–0,5 м.

Полученные результаты опытов показали, что среднесуточное водопотребление огурца в течение вегетационного периода изменяется в широком диапазоне от 25,6 до 58,8 м³/га по всем вариантам опыта. Наименьшие значения среднесуточного водопотребления, 25,6–34,0 м³/га в сут., отмечены в фазу «высадка рассады – начало цветения». В среднем за годы наблюдений посевами огурца независимо от фона минерального питания в период «высадка рассады – начало цветения» за сутки расходовалось 29,5–32,4 м³/га. Преимущественное влияние на величину среднесуточного водопотребления огурца в этот период оказывают метеорологические условия (78,1%).

В последующие фазы роста и развития растений огурца значения среднесуточного водопотребления культуры возрастали. В период от цветения до начала плодоношения в среднем за сутки посевами потреблялось 33,3–51,8 м³/га в сут. воды. Варианты поддержания тех или иных предполивных порогов влажности в определённых горизонтах промачивания при капельном поливе не оказали в этот период существенного влияния на среднесуточное водопотребление. Наиболее существенным в данном случае оказался климатический фактор (более 80 %), на период плодоношения – водный режим почвы (42,6 %).

В течение вегетационного периода наиболее интенсивный расход воды происходил в период плодоношения. Максимальное среднесуточное водопотребление посевами огурца (54,4–70,9 м³/га в сут) в опытах зафиксировано в период от 21 до 30-го дня плодоношения, что совпало с периодом наибольшей интенсивности плодоношения. В дальнейшем наблюдалось снижение среднесуточного водопотребления на 4–14 % за декаду и на дату последнего сбора составило 41,1–57,8 м³/га в сут. В период плодоношения в основном сохранялась тенденция возрастания суммарного водопотребления при снижении порогов начальной влагообеспеченности. Основным фактором, оказывающим определяющее влияние на численные характеристики среднесуточного водопотребления посевами до фазы плодоношения являются метеоусловия, что свидетельствует о необходимости его обязательного учета при проектировании и оперативном планировании поливных режимов.

На делянках с внесением пониженных доз удобрений N₉₅P₃₅K₀ и средних N₁₃₀P₅₀K₂₀ влияние водного режима на динамику коэффициентов водопотребления проявляется наиболее существенно: с увеличением предполивного порога влагосодержания с 80 % НВ до 90 % НВ коэффициенты водопотребления снижаются как при постоянных 0,5 м, так и при дифференцированных глубинах промачивания почвы. Дифференцирование глубин увлажнения в вышеуказанных вариантах поддержания предполивных влагозапасов увеличивает расход воды на получение единицы стандартной продукции. На дифференцированных по фазам развития культуры предполивных порогах влажности 80–90 % НВ наблюдается обратная тенденция – снижение коэффициентов водопотребления при переходе на дифференцированные глубины увлажнения. При внесении повышенных доз минеральных удобрений, N₁₆₅P₆₅K₆₅, статистически значимых различий между вариантами по фактору водного режима не наблюдается. Это объясняется значительным увеличением выхода продукции при внесении данных доз и относительно одинаковым суммарным водопотреблением. Таким образом, при достаточном уровне питания и высокой предполивной влажности почвы различия стираются, т.е. внесение высоких доз удобрения способствует эффективному использованию воды. При внесении минеральных удобрений наибольшей в эксперименте дозой, N₁₆₅P₆₅K₆₅ экономия водных ресурсов составляла до 20 % в сравнении с вариантами, где минеральные удобрения вносили дозой N₉₅P₃₅K₀.

По результатам многофакторного дисперсионного анализа наибольшая доля дисперсии значений коэффициента водопотребления огурца объясняется влиянием фактора минеральной обеспеченности (78,9 %).

Статистическая обработка результатов полевых опытов позволила выявить следующую зависимость коэффициента водопотребления от суммы водоподачи и осадков и поступления азота в почву (рис. 4):

К = 170,6 – 0,09 ∙ N – 0,05 ∙ Q + 0,001 ∙ N² + 9,3 ∙ 10^–6 ∙ Q² – 1,2 ∙ 10 ^–4 ∙ N ∙ Q, (1)

где K – коэффициент водопотребления огурца, м³/т; Q – сумма оросительной и атмосферной влаги, поступившей за сезон на орошаемый участок, м³/га; N – доза внесения минерального азота, кг д.в./га (как элемента, находящегося в минимуме минерального питания растений в регионе).

Множественный коэффициент корреляции полученной зависимости составляет 0,88, (все компоненты уравнения значимы на p = 0,05 уровне), что свидетельствует о достаточно высоком влиянии изучаемых факторов на коэффициент водопотребления посевов огурца. Таким образом, используя в формуле вида:

E = К·У, (2)

где Е – суммарное водопотребление огурца, м³/га; У – урожайность, т/га.

коэффициент К, рассчитанный для определенного сочетания водного и минерального режимов растений огурца и условий Нижнего Поволжья, можно с приемлемой точностью вычислить суммарное водопотребление посевов культуры для различных уровней планируемой урожайности.

Анализ опытных данных показывает существенное влияние на величину биоклиматических коэффициентов транспирации посевами огурца метеорологических условий в годы проведения исследований и водного режима почвы. Увеличение предполивного порога влажности в среднем по годам исследований снижает биоклиматические коэффициенты испарения влаги посевами огурца. Дифференцирование горизонтов увлажнения почвы по фазам развития культуры статистически значимо (наименьшая существенная разность НСР₀₅ = 0,002 мм/⁰С) снижает температурные коэффициенты испарения посевами огурца на вариантах с дифференцированными предполивными порогами влагосодержания 80 – 90 % НВ и увеличивает их на делянках с постоянными предполивными уровнями влагозапасов 80 % НВ и 90 % НВ.

Существенная доля дисперсии значений биоклиматического коэффициента испарения влаги посевами огурца (44,5 %) объясняется регулированием содержания влаги в почве по фазам вегетационного периода (рис. 5). Наименьшая в эксперименте величина температурных коэффициентов испарения влаги посевами огурца отмечена при внесении минеральных удобрений дозой N₉₅P₃₅K₀ (0,199 до 0,223 мм/⁰С). Повышение порога предполивной влажности почвы с 80 % НВ до 90 % НВ в фазу «цветение - начало плодоношения» и его дифференцирование не обеспечивало изменения биоклиматических коэффициентов (0,20–0,22 мм/⁰С).

В период плодоношения более интенсивно (0,25–0,26 мм/⁰С) вода расходовалась на участках, где поддерживали дифференцированный в течение вегетации предполивной уровень влажности почвы 80–90 % НВ на постоянных горизонтах увлажнения 0,5 м. В среднем за период плодоношения величина биоклиматических коэффициентов изменялась от 0,18 до 0,26 мм/⁰С. Наиболее существенно в этот период значения биоклиматических коэффициентов испарения изменялись по фактору водного режима почвы.

Исследованиями получены регрессионные уравнения полиноминального вида, позволяющие определять величину биоклиматических коэффициентов в любой период развития растений в зависимости от горизонтов промачивания почвы при поддержании в них 90 % НВ в течение всего периода вегетации (y_д – в дифференцированных 0,3–0,5 м, y_п – в постоянных горизонтах 0,5 м):

где у_д/п – численное значение биоклиматического коэффициента испарения влаги посевами огурца при капельном орошении, мм/⁰С; x – период роста и развития растений с момента высадки рассады, сут.

Все зависимости имеют высокую степень надежности (r = 0,74–0,76) и достоверны только при ведении расчётов с 13 по 94 день вегетации гибрида Маша F1 в почвенно-климатических условий Нижнего Поволжья.

Характеристики

Список файлов диссертации