Рациональная система удобрения и орошения сортов и гибридов лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах Волго-Донского междуречья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат сельскохозяйственных наук Гаращенков, Анатолий Анатольевич

• Гаращенков, Анатолий Анатольевич
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Гаращенков, Анатолий Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Краткий литературный обзор по вопросам удобрения и орошения сортов и гибридов лука репчатого.

1.1. Значение культуры, отношение сортов и гибридов к факторам внешней среды (температура, минеральное питание, вода и др.)

1.2. Особенности минерального питания и применения удобрений под лук репчатый в интенсивных технологиях.

1.3. Режим орошения, глубина увлажнения слоя почвы и суммарное водопотребление посевов лука репчатого.

Глава 2. Цель, задачи, методика и условия проведения диссертационного исследования.

2.1. Цель, основные задачи и методика исследований.

2.2. Агроклиматические особенности сухостепной зоны каштановых почв в Правобережье Волги.

2.3. Агрохимическая и агрофизическая характеристика каштановых почв района проведения исследований.

2.4. Технология возделывания сортов и гибридов лука репчатого в полевых опытах 2007-2009 гг. (ФГУ СП «Кузьмичевский»)

Глава 3. Оптимизация водного режима каштановой почвы в посевах лука репчатого при орошении дождеванием.

3.1. Режим орошения и эвапотранспирация посевов по межфазным периодам вегетации лука в годы исследований

3.2. Коэффициенты суммарного водопотребления сортов и гибридов лука репчатого при разных системах применения удобрений

3.3. Биолого-математическая модель прогнозирования эвапотранспирации лука репчатого для управления водным режимом почвы в посевах.

Глава 4. Динамика содержания подвижных форм элементов питания в каштановых почвах, потребление и вынос ^К урожаями сортов и гибридов лука репчатого при изучаемых системах удобрения.

Глава 5. Влияние разных систем удобрения на урожайность и качество товарной продукции сортов и гибридов лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах.

Глава 6. Экономическая эффективность применения удобрений под сорта и гибриды лука репчатого на каштановых почвах при орошении дождеванием.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рациональная система удобрения и орошения сортов и гибридов лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах Волго-Донского междуречья»

Лук репчатый является одной из самых востребованных овощных культур, возделываемых во всех природно-климатических зонах Российской Федерации. В настоящее время потребность населения в овощной продукции удовлетворяется далеко не полностью, ассортимент продуктов переработки также весьма ограничен. С учетом этого задачу увеличения производства овощей, в том числе и лука репчатого, в Южном федеральном округе следует отнести к числу приоритетных в развитии АПК.

В Волгоградской области, которая является одним из самых крупных производителей лука-репки в Южном федеральном округе, эта культура выращивается как в крупных коллективных предприятиях, так и в крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйствах населения, причем преимущественно в однолетней культуре путем посева семян. Однако урожайность лука репчатого остается до сих пор невысокой, хотя при орошении новые сорта и гибриды способны давать урожаи до 70-100 т/га.

Для получения высоких урожаев лука на мелиорированных землях, практикуемые в хозяйствах технологии возделывания нуждаются в модернизации, но детальных и четких рекомендаций как это надо делать в сухостеп-пой зоне каштановых почв Волго-Донского междуречья научные учреждения пока не разработали.

Сделанная нами комплексная оценка результатов использования мелиорированных земель под овощные культуры за последние 30 лет в Волгоградской области убеждает в том, что главная определяющая роль в резком повышении урожайности принадлежит научно обоснованной системе орошения и удобрения. Только комплексный системный подход к оптимизации этих двух факторов при целенаправленном подборе новых высокопродуктивных сортов и гибридов может в настоящее время гарантировать формирование высоких планируемых урожаев лука репчатого в агроклиматических условиях региона.

Вместе с тем анализ результатов ранее проведенных исследований и передового производственного опыта показывает, что и по режимам орошения, и по системе удобрения лука репчатого имеется довольно много нерешенных вопросов. В частности, нуждается в дополнительном научном обосновании рациональный режим орошения с использованием новой импортной дождевальной машины «Rainstar Bauer», экологически безопасная и экономичная система удобрения под планируемые урожаи сортов и гибридов лука репчатого, которые включены в Госреестр селекционных достижений по Нижневолжскому (8) региону Российской Федерации.

Исследования, направленные на совершенствование системы удобрения и орошения лука репчатого с учетом особенностей почвенно-климатических условий, биологии сортов и гибридов, потребления элементов питания и ресурсов влаги на формирование максимальных урожаев качественной товарной продукции, представляют как теоретический, так и практический интерес для овощеводства Волгоградской области.

Главная цель диссертационной работы заключается в обосновании и разработке рациональной системы удобрения и орошения лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах Волго-Донского междуречья, обеспечивающей формирование планируемых урожаев лучших сортов до 50-65 т/га, а гетерозисных гибридов - до 80-90 т/га товарного лука-репки.

В многофакторных исследованиях, проведенных для достижения указанной цели, теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены следующие основные положения, выносимые на защиту: - оптимизация водного режима каштановой почвы, суммарное водопогреб-ление среднеспелых сортов и гибридов лука репчатого и эффективность использования ими водных ресурсов при орошении ДМ «Rainstar Bauer» с предполивным порогом увлажнения корнеобитаемого слоя (0-0,6 м) 8085% HB; i 4

- особенности питательного режима каштановой почвы в посевах сортов и гибридов лука репчатого и потребление ими элементов питания при разных системах удобрения;

- параметры биолого-математической модели прогнозирования эвапотранс-пирации посевов среднеспелых сортов и гибридов лука репчатого для управления водным режимом мелиорированной каштановой почвы с целью получения максимальных урожаев товарной продукции;

- рациональная система удобрения под планируемые урожаи сортов лука 50-65 т/га и гибридов - 83-90 т/га лука-репки на каштановых почвах Волго-Донского междуречья: М7оР7оК70 под вспашку + N40+50+60 в подкормки + две некорневые подкормки удобрением Мастер 3.11.38+4;

- экономическая эффективность рациональной системы удобрения и орошения сортов и гибридов лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах.

В диссертационной работе изложена рациональная система удобрения сортов Леоне, Халцедон, Штуттгартер Ризен и гибридов лука Бункер Рь Ва-рес Бь Дайтона на мелиорированных каштановых почвах при режиме орошения 80-85% НВ. Производственная проверка лучших вариантов системы удобрения лука репчатого в ФГУ СП «Кузьмичевский» подтвердила их научную и практическую значимость, а также высокую экономическую эффективность.

Заключение диссертации по теме «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», Гаращенков, Анатолий Анатольевич

выводы

1. В сухостепной зоне каштановых почв главными факторами, ограничивающими урожайность сортов и гибридов лука репчатого являются низкая естественная влагообеспеченность территории и уровень эффективного почвенного плодородия. За счет ресурсов доступных растениям элементов питания в каштановой почве и основного удобрения ^0Р70К70 при орошении обеспечивается урожайность сортов лука в пределах 32,9-46,9 т/га, а гибридов - 54,7-59,4 т/га. Применение оптимальной системы удобрения на фоне водного режима почвы 80-100% НВ резко повышает урожайность товарного лука-репки, которая у сортов достигает 50,1-65,7 т/га, а у гибридов - 83,4-90,5 т/га.

2. В годы исследований (2007-2009 гг.) для управления водным режимом каштановой среднесуглинистой почвы в посевах лука репчатого с целью поддержания влажности активного слоя 0-0,6 м в интервале 80-100% НВ требовалось своевременное проведение 17-19 вегетационных поливов доо ждеванием расчетными нормами 200-330 м /га. Суммарное водопотреблел ние посевов лука при этом изменялось в пределах 6119-6978 м/га при оросительной норме 4640-5550 м /га. Среди слагаемых суммарного водо-потребления лука в 2007-2009 гг. наибольший удельный вес имеет, поливная вода: от 75,7 до 79,5% в зависимости от погодных условий вегетационного периода. Долевое участие атмосферных осадков варьировало в пределах 17,2-21,9%, а использованных почвенных влагозапасов - 2,33,7% общего расхода влаги посевами.

3. В полевых экспериментах 2007-2009 гг.- определены параметры нормальной эвапотранспирации посевов лука по периодам вегетации при режиме орошения с предполивным порогом влажности активного слоя почвы (0-0,6 о м) 80-85% НВ: 1) посев - формирование всходов - 320-640 м /га; 2) рост листьев и корневой системы - 1393-2301 м/га; 3) рост листьев — начало формирования луковицы - 1848-2489 м /га; 4) формирование - нарастание

3 ^ луковицы - 1443-1853 м /га; 5) созревание луковицы - 431-886 м /га.

4. Установлено, что показатель среднесуточного водопотребления посевов лука при управляемом водном режиме почвы (80-100% НВ) имеет четко выраженную динамику: минимальный расход влаги за сутки отмечался в период посев - всходы - 10,7-17,9 м3/га, во время листообразования он увеличился до 44,9-74,2 м /га и к началу формирования луковицы достигал 61,6-83,0 м3/га. В последующие фазы формирования и нарастания луковицы среднесуточное водопотребление посевов сохранялось на довольно высоком уровне - 46,5-59,8 м /га и только в период созревания луковицы уменьшалось до 28,7-35,4 м /га. Сорта и гибриды лука репчатого, выращиваемые в сухостепной зоне каштановых почв в условиях регулируемого водного режима, предъявляет высокие требования к влагообеспечен-ности, что подтверждается стабильностью значений среднесуточного расхода воды посевами за вегетацию в годы исследований - 44,7-48,1 м3/га.

5. Для нормального прохождения основных периодов вегетации изученные сорта и гибриды лука репчатого нуждаются в довольно близких суммах среднесуточных температур, характеризующих их потребность в тепле. Так, в фазе листообразования требуется 512-626 °С, в период роста листьев вплоть до начала формирования луковицы

727-837 °С, во время формирования и нарастания луковицы - 787-837 °С и для достижения технической спелости (созревания) еще 424-438 °С. В целом за вегетацию (посев - созревание) в сухостепной зоне каштановых почв для успешного возделывания среднеспелых сортов и гибридов лука необходима сумма среднесуточных температур 2852 °С ± 50 °С.

На основе экспериментально определенной потребности лука репчатого в тепле, продолжительности межфазных периодов и полученных величин биоклиматических коэффициентов Ю разработана и успешно апробирована в опытно-производственных условиях комплексная биологоматематическая модель для прогнозирования эвапотранспирации и управ

136 ления водным режимом почвы в процессе формирования урожаев среднеспелых сортов и гибридов лука репчатого на мелиорированных каштановых почвах Волго-Донского междуречья.

6. Применение расчетных доз минеральных удобрений (NPK) под основную обработку почвы и в подкормки (N, Мастер 3.11.38+4) позволяет оптимизировать питательный режим мелиорированной каштановой почвы в посевах сортов и гибридов лука. Повышение содержания минеральных форм азота, подвижного фосфора и калия в корнеобитаемом слое почвы способствует увеличению потребления и выноса NPK урожаями изучаемых сортов и гибридов. При одинаковых системах удобрения гибриды лука потребляли из почвы и удобрений значительно большее количество элементов питания по сравнению с сортами. На лучших вариантах опыта превышение потребления NPK у гибрида Дайтона Fi над сортом Халцедон достигало 44,7 кг N, 23,2 кг Р2О5 и 75,4 кг К20 с гектара, а у гибрида Бункер Fi над сортом Леоне - 81,3 кг N, 19,1 кг Р205 и 33,0 К20 с гектара.

7. Оптимизация условий минерального питания растений лука способствовала более эффективному использованию общих ресурсов влаги на формирование урожаев товарной продукции изучаемых сортов и гибридов, что подтверждается уменьшением коэффициента суммарного водопотреб-ления с 85-139 м /т на контроле до 59-101 м /т на лучших вариантах системы удобрения. При этом сорта лука (Халцедон, Штуттгартер Ризен, Леоне) использовали ресурсы влаги менее продуктивно, чем гибриды Fi (Бункер Fi, Варес Fb Дайтона Fj). Среди сортов эффективнее других использовал влагу на формирование урожая Леоне (77-108 м /т), на втором месте был Халцедон (101-136 м /т), Штуттгартер Ризен существенно уступал им по величине данного показателя. Среди гибридов лучшим оказался Бункер F] (57-85 м3/т), Варес F, (59-90 м3/т) и Дайтона Fi (61-88 м3/т) несколько ему уступали. В годы исследований наиболее продуктивной и ресурсосберегающей системой удобрения изучаемых сортов и гибридов лука являлся вариант N70P70K70 под вспашку + N40+50+60 + Мастер

137

3.11.38+4, на котором получены самые низкие значения коэффициента суммарного водопотребления (57-61 м3/т по гибридам и 84-125 м3/т по сортам).

8. Затраты элементов питания (1ЧРК) на формирование Ют лука-репки довольно существенно изменяются в зависимости от генотипа и системы удобрения: N от 24,1 до 33,0 кг; Р205 от 10,0 до 12,7 кг; К20 от 23,7 до 29,0 кг. При этом у сортов лука репчатого расход азота значительно больше, чем у гибридов. По фосфору и калию таких заметных различий между сортами и гибридами не выявлено. На лучших по урожайности вариантах опытов сорта Халцедон и Штуттгартер Ризен имеют практически одинаковые затраты элементов питания в расчете на 10 т лука-репки: 33 кг 1М; 11,5 кг Р205; 26,6 кг К20. У сорта Леоне расход заметно меньше только по азоту: 25 кг 14; 10,9 кг Р205 и 28,0 кг К20. Затраты элементов питания на формирование Ют товарной продукции у гибридов Бункер р! и Варес р! очень близки - 27,2 кг Ы; 10,0 кг Р205; 24,0 кг К20, а у Дайтоны р! несколько отличаются от них по №С: 25 кг N5 10,0 кг Р205; 27,6 кг К20.

9. В 2007-2009 гг. самые высокие урожаи товарной продукции сорта и гибриды лука сформировали при системе удобрения, включающей основное внесение ^0Р7оК?о под вспашку каштановой почвы, три азотные подкормки N40+50+60 и две некорневые подкормки полиэлементным удобрением Мастер 3.11.38+4. Прибавки урожая по отношению к контролю при этой системе удобрения составляли 32,2-40,0% у сортов и 51,1-52,4% у гибридов лука.

Среди изученных сортов самым продуктивным оказался Леоне (59,565,7 т/га), на втором месте Халцедон (45,8-50,1 т/га). Штуттгартер Ризен по урожайности уступал Леоне в 1,5 раза (38,8-42,6 т/га). Среди гибридов самую высокую урожайность формировал Бункер — 84,4-90,5 т/га, ему заметно уступали Варес р! - 80,8-85,1 т/га и Дайтона р1 - 79,5-83,4 т/га.

10.Установлено, что две некорневые подкормки посевов лука специальным удобрением Мастер 3.11.38+4 во все годы исследований стабильно давали

138 положительный эффект: урожайность сорта Халцедон увеличивалась на 4,3 т/га, Штуттгартер Ризен - на 3,8 т/га, Леоне - на 6,2 т/га, гибрида Бункер р1 - на 6,1 т/га, Варес р! - на 4,3 т/га, Дайтона Р[ - на 3,9 т/га. Все указанные прибавки урожая являются статистически достоверными, поскольку превышают НСР05 в полевых опытах 2007-2009 гг.

11 .Эколого-агрохимическая оценка товарной продукции сортов и гибридов лука, выращенной с применением разных систем удобрения показала ее высокое качество при очень низкой концентрации тяжелых металлов - 2п - 1,38-1,70 мг/кг, Си - 0,35-0,48 мг/кг, Сё - 0,003-0,007 мг/кг, РЬ - 0,0080,012 мг/кг - и нитратов {N0^) - 28-58 мг/кг (при допустимых уровнях содержания в товарном луке-репке, мг/кг: Ъа.— 10, Си - 5; Сс1 - 0,03, РЬ -0,5; N0^ - 80).

12.Рациональное удобрение сортов и гибридов лука репчатого при орошении дождеванием на мелиорированных каштановых почвах Волго-Донского междуречья является экономически выгодным. В полевых опытах самая высокая расчетная прибыль на 1 га посевов лука получена при системе удобрения с тремя азотными подкормками (N40+50+60) и двумя некорневыми подкормками Мастером 3.11.38+4 при выращивании сорта Леоне -321201,39 руб. и гибрида Бункер - 478697,03 руб. Рентабельность их возделывания на данном варианте составляет 246,8% и 334,6% соответственно.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения на мелиорированных каштановых почвах урожаев сортов лука репчатого до 65 т/га и гибридов до 90 т/га необходим режим орошения дождеванием с предполивным порогом влажности активного слоя почвы (0-0,6 м) 80-85% НВ. Для управления водным режимом почвы в посевах рекомендуется использовать разработанную комплексную биолого-математическую модель прогнозирования эвапотранспирации по пяти межфазным периодам вегетации среднеспелых сортов и гибридов лука.

2. Для возделывания лука репчатого на каштановых почвах Волго-Донского междуречья рекомендуются сорта Леоне и Халцедон, которые могут формировать при рациональной системе удобрения и орошения урожайность 50-65 т/га и гетерозисные гибриды первого поколения Бункер Рь Варес Р] и Дайтона Рь которые в идентичных условиях имеют продуктивность до 83-90 т/га.

3. Гарантированное получение указанной выше урожайности товарного лука-репки на каштановых почвах, имеющих низкую обеспеченность минеральным азотом и повышенную подвижным фосфором и калием обеспечивает следующая система удобрения сортов и гибридов лука: ^0Р70К70 под вспашку + три азотные подкормки N40+50+60 и две некорневые подкормки полиэлементным удобрением Мастер 3.11.38+4 (11 элементов питания).

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Гаращенков, Анатолий Анатольевич, 2010 год

1. Агафонов, А.Ф. Лук репчатый / А.Ф. Агафонов // Новый садовод и фермер.-2005.-№4.-С. 14-15.

2. Агафонов, А.Ф. Новые сорта луковых культур / А.Ф. Агафонов // Овощеводство и тепличное хозяйство. 2006. - №3. - С. 32-47.

3. Агафонов, А.Ф. Перспективы использования лука репчатого в качестве источника биологически активных веществ / А.Ф. Агафонов, Х.Б. Ка-малеев, П.Ф. Кононков, М.С. Гинс, В.К. Гинс // Овощеводство и тепличное хозяйство. 2006. - №10. - С. 2-4.

4. Агеев, В.В. Системы удобрения в севооборотах юга России / В.В. Агеев, В.И. Демкин. -Ставрополь: ЦНТИ, 1992. -157 с.

5. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. -Л.: Гид-рометеоиздат, 1967.-143 с.

6. Агрофизические методы исследования почв. -М.: Наука, 1966. -260 с.

7. Агрохимические методы исследования почв. -М.: Наука, 1975. -656 с.

8. Агрохимическое обследование почв на содержание подвижных форм микроэлементов. -М.: ЦИНАО «Союзсельхозхимия», 1981. -123 с.

9. Агроэкологическое обоснование технологии возделывания лука с применением ресурсо- и почвосберегающих средств механизации: учебное пособие / Н.Ю. Петров, С.Д. Стрекалов, М.П. Лобанов, О.В. Резникова и др. М.: ВГСХА, 2004. - 138 с.

10. Агрохимия / Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, A.B. Петербургский и др.; Под ред. Б.А. Ягодина. -2-е изд. перераб. и доп. -М.: Агропромиздат, 1989.-639 с.

11. Агротехника овощных культур: сб. научн. тр. -Горький: Горьковский с-х. институт, 1983. -80 с.

12. Айдаров, И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель / И.П. Айдаров. -М.: Агропромиздат, 1985. -304 с.13