Рациональное удобрение столовой моркови на мелиорированных каштановых почвах Волгоградской области при орошении дождеванием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат сельскохозяйственных наук Рябов, Михаил Александрович

• Рябов, Михаил Александрович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Рябов, Михаил Александрович

Введение 4-6;

Глава 1. Состояние изученности вопросов удобрения и орошения столовой моркови и обоснование направления исследований 7

1.1. Значение и биологические особенности столовой моркови, отношение растений к основным факторам внешней среды. 7

1.2. Эффективность применения удобрений под морковь 12

1.3. Эффективность орошения, поливные и оросительные нормы^ водопотребление столовой моркови: 17

1.4.: Элементы технологии возделывания столовой моркови ' 22

1.5. Обоснование направления исследований" 33

Глава'2. Цель, .задачи, методика и условия-проведения исследований^ 37

2.1. Цель, основные задачи и методика исследований 37-41.

2.2. Характеристика климата и погодных условий в годы проведения исследований 42

2.3. Агрохимическая и агрофизическая характеристика почв опытного поля 52

2.4. Особенности технологии;возделывания столовой моркови в ■ полевых опытах 57

Глава 3. Оптимизация водного режима каштановых почв в посевах столовойморкови' 67

3.1. Особенности прохождения фенологических фаз изучаемых сортов столовой моркови при оптимальной влагообеспечен-ности растений 67

3.2. Сроки проведения, число поливов и поливные нормы столовой моркови в полевых опытах 71

3.3. Эвапотранспирация посевов моркови по фазам развития и годам исследований 84

3.4. Коэффициенты суммарного водопотребления столовой моркови в зависимости от применения удобрений 89

3 .5. Биолого-математическая модель прогнозирования эвапотранспирации для управления водным режимом почвы в посевах столовой моркови 93

Глава 4. Влияние термически высушенного куриного помета и минеральных удобрений на питательный режим каштановой почвы, потребление и вынос элементов питания урожаем моркови 99

Глава 5. Основные показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах столовой моркови в зависимости от применения удобрений 116

5.1. Динамика листовой поверхности сортов столовой моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон в зависимости от применяемых удобрений 121

5.2. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на формирование фотосинтетического потенциала в посевах столовой моркови 127

5.3. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на накопление сухой биомассы растений в посевах столовой моркови в годы исследований 13 Г

I > » i

5.4. Влияние условий минерального питания на чистую продуктивность фотосинтеза растений в посевах столовой моркови

Ройал Шансон на каштановой почве 136

5.5. Коэффициент хозяйственной эффективности урожая сортов моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон при разных системах удобрения 140

5.6. Влияние сухого куриного помета и минеральных удобрений на использование приходящей ФАР растениями столовой моркови на мелиорированной каштановой почве 143

Глава 6. Влияние удобрения на величину урожая и качество корнеплодов столовой моркови 147

Глава 7. Экономическая эффективность приемов комплексной оптимизации водного и питательного режимов каштановой почвы при выращивании столовой моркови 157

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рациональное удобрение столовой моркови на мелиорированных каштановых почвах Волгоградской области при орошении дождеванием»

Актуальность работы. Производство овощей в Российской Федерации в настоящее время еще не соответствует научно обоснованным нормам их потребления. Так, в расчете на душу населения в России производится около 75 кг овощной продукции в год при среднегодовой физиологической норме потребления в зависимости от климатических условий и национальных особенностей 100. .153 кг на человека. В связи с этим задачу увеличения, производства овощей следует отнести к числу приоритетных в развитии АПК страны. По оценкам, специалистов наиболее перспективным регионом для возделывания практически всех овощных культур является Южный Федеральный округ, где главными факторами, ограничивающими их урожайность, являются влага и обеспеченность основными элементами питания.

В' настоящее время в Волгоградской области наращивается производство основной продукции птицеводства и одновременно»увеличивается< выход побочного продукта в виде птичьего помета, который может использоваться фермерскими и коллективными хозяйствами в качестве органического удобрения взамен дорогостоящих минеральных удобрений.

Однако в.связи с удорожанием основных средств производства, таких как сельскохозяйственная техника, транспорт, энергоносители, эффективное производство растениеводческой продукции возможно только при рациональных дозах птичьего помета, и лишь в близлежащих хозяйствах, не требующих больших затрат на транспортировку данного удобрения и внесение в почву. По этой причине происходит накопление птичьего помета вблизи птицеферм и птицефабрик, вследствие невостребованности сельскими товаропроизводителями. В конечном итоге это приводит к ухудшению экологической обстановки не только в пригородных зонах Волгоградской области, но и во всем Южном федеральном округе РФ, где также идет развитие птицеводческой отрасли.

Эффективное использование птичьего помета в данных условиях требует его комплексной доработки с целью увеличения концентрации в нем элементов питания, доступных для усвоения растениями, и, как следствие, снижения доз внесения, затрат на приобретение, доставку и применение. Особенно высокой может быть эффективность термически высушенного куриного помета в условиях орошения.

Комплексная оценка результатов использования мелиорированных земель за последние 30 лет в Нижнем Поволжье убедительно показывает, что, ведущая роль в стабилизации и повышении эффективности производства сельскохозяйственной продукции принадлежит орошению и применению-удобрений. Системная'оптимизация этих основных факторов может гарантированно обеспечить формирование высоких планируемых урожаев-овощей, в том числе столовой моркови, в агроклиматических и почвенных*, условиях Волгоградской области.

Однако проведенный нами анализ научного и производственного опыта орошения и применения удобрений при возделывании столовой, моркови в нашей стране и за рубежом выявил довольно много нерешенных вопросов. Так, нуждаются в дополнительном обосновании поливы дождеванием и система удобрения новых сортов этой культуры применительно к почвенно-климатическим условиям Волго-Донского междуречья. Поэтому вопросы совершенствования системы удобрения в современной технологии возделывания столовой моркови с учетом биологических особенностей культуры, продукционного процесса, высокопродуктивных агрофитоценозов, потребления, воды и элементов* минерального питания, представляет как- теоретический, так и практический интерес для орошаемого земледелиям Волгоградской» области.

Актуальность выполненных нами- исследований подтверждается* тем; что они входят в НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001.2005 гг.).

Главной частью диссертационной работы является обоснование рациональной системы удобрения двух высокопродуктивных сортов столовой моркови голландской селекции (Seminis) на мелиорированных каштановых почвах, обеспечивающей в условиях Волгоградской области при оптимальной влагообеспеченности растений формирование урожаев товарных корнеплодов 70 - 80 т/га.

В комплексных исследованиях, проведенных для достижения указанной цели теоретически обоснованы и экспериментально доказаны следующие положения, выносимые на защиту: особенности динамики водного режима каштановой почвы при возделывании столовой моркови при орошении дождеванием ДКШ-64 «Волжанка» с предполивным порогом 80% НВ. параметры биолого-математической модели прогнозирования эвапотранс-пирации посевов- моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон для управления водным режимом мелиорированной каштановой почвы с целью получения урожаев корнеплодов 70 - 80 т/га. оптимизация питательного режима зональной каштановой почвы в посевах моркови путем применения расчетных доз полного минерального удобрения (NPK) и сухого куриного помета (СЕПТ). изменение урожайности сортов Ройал Рекс и Ройал Шансон и качества их корнеплодов, под влиянием возрастающих доз куриного помета* (СПП) и минеральных удобрений (NPK). экономическая эффективность применения куриного помета и минеральных удобрений при-возделывании сортов.моркови интенсивного типажна, мелиорированных каштановых почвах Волгоградской области.

На основе полученных данных усовершенствована ранее рекомендованная производству система удобрения, столовой моркови в сочетании с режимом орошения 80% НВ, производственная проверка лучших вариантов, рациональной' системы удобрения сортов моркови интенсивного типа подтвердила их практическую значимость и высокий экономический эффект в агроклиматических условиях сухостепной зоны каштановых почв Волгоградской области.

Заключение диссертации по теме «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», Рябов, Михаил Александрович

ВЫВОДЫ

В агроклиматических условиях сухостепной зоны каштановых почв факторами, ограничивающими продуктивность посевов столовой моркови, являются низкая естественная влагообеспеченность территории и уровень эффективного почвенного плодородия. Так, за счет ресурсов доступных растениям форм элементов питания в неудобренной каштановой почве при орошении формируются урожаи корнеплодов в пределах 42,0 - 47,1 т/га. Внесение термически высушенного куриного? помета и полного минерального, удобрения способствует увеличению? урожайности моркови до 76,2 - 79,0 т/га.

Установлено, что для- оптимизации водного режима каштановой почвы- в: посевах сортов моркови интенсивного типа путем поддержания влажности активного слоя в пределах 80 - 100% НВ в. годы исследований трео бовалось 11-15 вегетационных поливовнормой|250 — 450цм /га. Суммарное водопотребление столовой моркови при этом* составляло-5799 — о

7067 м /га. В структуре эвапотранспирации-посевов на долю оросительной воды приходилось 70,4%, атмосферных осадков — 26,8%, а почвенных влагозапасов - всего лишь 2,8%.

Применение изучаемых доз сухого куриного помета (2; 4; 6 т/га), минеральных удобрений и сочетаний сухого куриного помета с минеральными удобрениями позволяет существенно улучшить, питательный режим орошаемых каштановых почв, поскольку в> корнеобитаемом слое закономерно возрастает концентрация?подвижных форм фосфора (в-1,2 — 1,5 раза), азота (в 1,5 - 2,0 раза) и калия-(в 1,1 - 1,2'раза) ко времени посева моркови, а также и в последующие фазы роста и формирования- урожая корнеплодов моркови.

Оптимизация условий минерального питания сортов столовой- моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон способствовала более продуктивному использованию ресурсов влаги на формирование товарной части их урожаев, что подтверждается существенным уменьшением коэффициентов эвапотранспирации с 132,8 - 148,7 м3/т на контроле (без удобрений) до л

82,5 - 85,0 м /т на лучших вариантах органо-минеральной и до 89,5 м /т минеральной систем удобрения (в 1,55 - 1,75 раза).

Установлено, что в годы исследований за период от посева моркови до технической спелости корнеплодов и их уборки сортам Ройал Рекс и Ройал Шансон требовались довольно близкие суммы активных температур. На основе экспериментально полученных значений биоклиматического коэффициента Kt, календарной продолжительности межфазных периодов и потребных сумм среднесуточных температур для их нормального прохождения, разработана и успешно апробирована в производственных условиях комплексная биолого-математическая модель для-' прогнозирования эвапотранспирации посевов и управления водным режимом почвы в процессе формирования урожаев 70 — 80 т/га корнеплодов моркови.

Комплексная оптимизация водного и питательного режимов каштановой1 почвы в посевах столовой моркови способствует улучшению всех основных показателей фотосинтетической деятельности растений. Так, в среднем за 2003 - 2005 гг. максимальная площадь листьев (37,0 тыс.

2 о м/га) и фотосинтетический потенциал посевов (2710 тыс. м- -дней/га) формировались на варианте органо-минеральной системы, удобрения (0111-3-т + N150P50K50). Эти показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах увеличились на 29% по сравнению с контролем: Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧИФ) и КПД ФАР на этом варианте о также были самыми высокими (5,86 г/м -сутки и 2,15% соответственно). Самым близким к органо-минеральной' системе удобрения СПП-3 т + N150P50K50 по величинам основных показателей фотосинтетической деятельности растений моркови в посевах был вариант минеральной систел мы удобрений N200P100K100' площадь листьев. 34,4 тыс. м /га, ФП - 2580 тыс. м2-дней/га, ЧПФ - 5,71 г/м2-сутки, КПД ФАР - 2,06%. Органическая система удобрения моркови по всем показателям фотосинтетической деятельности посевов существенно уступала органо-минеральной и минеральной системам удобрения.

Установлено, что при режиме орошения 80% НВ растения моркови способны хорошо усваивать питательные вещества из внесенных в почву СПП и NPK. Так, коэффициенты использования азота из сухого куриного помета в зависимости от дозы внесения составляют 56,6 — 69,3%, фосфора 14,1 - 18,5% и калия 57 - 80%. Коэффициенты усвоения элементов питания из минеральных удобрений, внесенных в каштановую почву, составляют: по азоту 68,7 - 80,1%, Р205 - 30,3 - 35,4%, К20 - 77,8 — 84,2%. При совместном внесении сухого куриного помета1 и минеральных удобрений получены примерно такие же коэффициенты использо-вангог питательных веществ: азота - 69,3 - 78,1%, фосфора — 24,5 — 34,1% и калия - 81,0 - 99,8%.

Применение изучаемых доз сухого куриного помета* и минеральных удобрений, повышая концентрацию питательных веществ в корнеоби-таемом слое почвы, способствует увеличению потребления и общего выноса элементов питания (NPK) урожаями столовой моркови. Так, на одном из лучших вариантов СПП-3 т + N150P50K50 абсолютное содержание NPK в биомассе растений сортов моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон возрастает до 251,5 - 255,2 кг/га N; 89,9 - 94,8 кг/га P2Os и-303,0 -320,0 кг/га К20 (для сравнении на неудобренном контроле - 103,4 -105,0 кг/га N; 43,3 - 46;2 кг/га Р2©5 и 184,0 - 210,7 кг/га К20). Средний вынос NPK в расчете на 10 т корнеплодов при урожайности 70 — 80 т/га и изучаемых сортов моркови составляет N - 30,8 - 32,0 кг, P2Os - 11,0 -11,7 кг, К20- 37,3 -38,5 кг.

В полевых опытах на каштановой почве в среднем за три года без применения удобрений получен урожай товарных корнеплодов столовой моркови Ройал Рекс 47,1 т/га и Ройал Шансон - 42,0 т/га. При внесении сухого куриного помета урожайность увеличилась до 69,6 и 67,2 т/га соответственно (СПП-6 т). Среди вариантов органо-минеральной системы удобрения моркови лучшим по урожайности был СПП-3 т + N150P50K50 — 79 т/га на посевах Ройал Рекс и 76,2 т/га Ройал Шансон. На фоне полного минерального удобрения урожайность изученных сортов оказалась несколько ниже: 75,8 т/га и 72,1 т/га соответственно.

10. Биохимическая оценка товарных корнеплодов при выращивании сортов столовой моркови на каштановой почве с применением наиболее эффективных доз сухого куриного помета и полного минерального удобрения показала их высокое качество: содержание сухого вещества - 11,7 — 12,0%, сумма Сахаров - 6,24 — 6,73%, каротина - 9,4 — 10,5 мг%, низкое содержание нитратов - 35 - 48 мг/кг и тяжелых металлов (Zn, Си, Cd, Pb).

11. Рациональное удобрение сортов столовой моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон при режиме орошения 80% НВ в сухостепной зоне каштановых почв Волгоградской области является экономически выгодным. Самая высокая расчетная прибыль на 1 га посевов моркови получена при применении органо-минеральной СПП-3 т + N150P50K50 и минеральной N200P100K100 систем удобрения - 224,38 - 229,61 тыс. руб. и 220,56 -229,75 тыс. руб. соответственно.

Рентабельность возделывания сортов столовой моркови Ройал Рекс и Ройал Шансон на лучших вариантах органо-минеральной (СПП-3 т + N150P50K50) и минеральной (N200P100K100) систем удобрения составляет 182,4 - 189,3% и 206,3 - 212,3%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения на мелиорированных каштановых почвах урожаев товарных корнеплодов моркови 70 — 80 т/га необходимо осуществление режима орошения дождеванием с предполивным порогом влажности активного слоя почвы (0 - 0,6 м) 80% НВ. Для расчетов суммарного водопотребления посевов моркови с целью управления водным режимом почвы рекомендуется использовать разработанную комплексную биолого-математическую модель прогнозирования эвапотранспирации по основным межфазным периодам вегетации сортов Ройал Рекс и Ройал Шансон.

2. При планировании урожайности столовой моркови в сухостепной зоне каштановых почв на уровне 70 — 80 т/га наиболее эффективными являются следующие системы удобрения: а) органо-минеральная, включающая основное внесение СПП-3' т + . N50P50K50 под вспашку зяби и две азотные подкормки по N50 в течение вегетации - первая через 3 — 4 недели после появления всходов, вторая через 3-4 недели после первой; б) минеральная, включающая основное внесение N100P100K100 под вспашку зяби и две азотные подкормки по N50 в указанные выше сроки.

3. В условиях ограниченных ресурсов минеральных удобрений рекомендуется внесение термически высушенного куриного помета в качестве основного удобрения под столовую морковь дозой 4 — 6 т/га, что обеспечивает получение на каштановой почве урожаев корнеплодов 65 — 70 т/га.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Рябов, Михаил Александрович, 2008 год

1. Абрамов, A.M. Методы определения эрозионно-допустимых поливных норм при орошении: автореферат, дис. канд. техн. наук: 06.01.02 /

2. A.M. Абрамов. М., 1987. - 17 с.

3. Аверьянов, О.А. Защита почв от эрозии при поливе почв дождеванием / О.А. Аверьянов, В.А. Филимонова // Степные просторы. 1985. - № 3. -С. 39-40.

4. Агапов, С.В. Столовые корнеплоды / С.В. Агапов. М.: Сельхозиздат, 1954.-264 с.

5. Агеев, В.В. Системы удобрения в севооборотах юга России / В.В. Агеев,

6. B.И. Демкин. -Ставрополь: ЦНТИ, 1992. -157 с.

7. Агроклиматический справочник по Волгоградской области. Л.: Гид-рометеоиздат, 1967. - С. 7-22.

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

9. Агрохимические методы исследования почв / Отв. ред. чл.-корр. АН СССР А.В. Соколов. -М.: Наука, 1975. -675 с.

10. Агрохимия / Б.А. Ягодин, Ю.П. Жуков, В.И. Кобзаренко; Под ред. акад. РАСХН Б.А. Ягодина. -М.: Колос, 2002. -584 с.

11. Агрофизические методы исследования почв / Отв. ред. доктор с.-х. наук

12. C.И. Долгов. -М.: Наука, 1966. -259«с.10. .Айдаров, И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель / И.П. Айдаров. -М.: Агропромиздат, 1985. -304 с.

13. Алексеев, A.M. Основные представления о водном режиме и его показателях / A.M. Алексеев. М.: Наука, 1979. -С. 94-112.

14. Алиев, Д.А. Фотосинтетическая деятельность, минеральное питание и продуктивность растений / Д.А. Алиев. -Баку: ЭЛМ, 1974. -335 с.

15. Алпатьев, A.M. Водопотребление культурных растений и климат / A.M. Алпатьев // Режим орошения с.-х. культур. М.: Колос, 1965. — С. 55 -68 .

16. Алпатьев, A.M. Влагооборот культурных растений / A.M. Алпатьев. JL: Гидрометеоиздат, 1995. —248 с.

17. Алпатьев, A.M. Методические указания по расчету режима орошения сельскохозяйственных культур на основе биоклиматического метода / A.M. Алпатьев. Киев,' 1967. - 30 с.

18. Алпатьев, С.М. Опыт использования биоклиматического метода расчета испарения при формировании'эксплуатационного режима^ орошения* / С.М1. Алпатьев, В.П. Остапчук // Биологические основы орошаемого земледелия. М.: Наука, 1974. - С. 127-135.

19. Алпатьев; С.М. Поливной режим сельскохозяйственных культур в южной части СССР'/ С.М. Алпатьев. -Киев: Изд-во МСХ УССР, 1965. -88 с.

20. Альтергот, В.Ф. Воздействие повышенной температуры на растение в природной среде / В.Ф. Альтергот,,С.С. Мордкович. М.: Наука, 1978. — 72 с.

21. Андреев, В.М. Практикум по овощеводству / В.М. Андреев, В.М. Марков.' М.: Агропромиздат, 1991.

22. Андреев, В.М. Наш огород / В.М. Андреев: -М.: Ступень, 1995. -236 с.

23. Аринушкина, Е.В. Руководство» по * химическому анализу почв. / Е.В. Аринушкина. М.: Изд-во МРУ, 1970. - С. 487.

24. Афендулов, К.П. Удобрения под планируемый урожай / К.П. Афенду-лов, А.И. Лантухова. -М.: Колос, 1973. -237 с.

25. Бабушкин, JI.H. Метеорологические факторы и растения / JI.H. Бабушкин: Ташкент: Изд. САТУ, 1963. - 43, 156, 157 с .

26. Бабушкин, J1.H. О физиологическом значении процесса поглощения паров воды листьями растений / JI.H. Бабушкин // Труды Молдавского НИИ орошаемого земледелия и овощеводства. -Т. 5, 1964. -С. 3 12.

27. Багров, М.Н. Прогрессивная технология орошения-сельскохозяйственных культур / М.Н. Багров, И.П. Кружилин. М.: Колос, 1989. - 208 с.

28. Багров, М.Н. Сельскохозяйственные мелиорации / М.Н. Багров, И.П. Кружилин. М.: Агропромиздат, 1985. — 271 с.

29. Багров М.Н. Пути рационального и экономного использования оросительной воды / М:Н. Багров // Биологические и агротехнические основы орошаемого земледелия. М.: Наука, 1983. — С. 155 - 161.

30. Багров, М.Н. Режим орошения сельскохозяйственных культур в степной зоне южного Поволжья / М.Н. Багров // Гидротехника и мелиорация. -1970. -№ 7. -С. 76-78.

31. Байкамбеков, Ш.Б. Для прополки овощных культур / Ш.Б. Байкамбеков, З.Б. Валеева // Защита и карантин растений. 2001 - № 4". -С. 20 — 21.

32. Байрамбеков, Ш. Химическаяt прополка моркови / Ш. Байрамбеков // Технология.возделывания овощных и бахчевых культур в условиях орошения. Астрахань, 1982. -С. 16 - 19.

33. Бакулев, JI.C. Технология промышленного производства, овощей / JI.C. Бакулев // Плодоовощное хозяйство. 1985 - №3. — С. 12-14.

34. Бараев, Х.А. Поливной режим моркови / Х.А. Бараев, СЛ. Султанов // Сельское хозяйство. — 1983 № 6. -32 с.

35. Баранов, Н.И. Режим орошения и водопотребление моркови / Н.И. Баранов //Отчет по НИР Украинского НИИОиБ. -1985: 125>с.

36. Бегишев, А.Н: Работа листьев разных сельскохозяйственных растений в полевых условиях / А.Н. Бегишев // Труды Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева. -М.: Изд. АН СССР,- 1953. -Вып. 1 .- С. 37 -41.

37. Безднина, С.Я. Качество воды для орошения: принципы и методы оценки / С. Я. Безднина. -М'.: Изд-во " ЮМА 1997. 135 с.

38. Безднина, С.Я. Экосистемное водопользование, концепция, принципы и технологии / С.Я. Безднина. -М.: Издательство " ЮМА ", 1997. 137с.37