Способ возделывания арбуза при капельном орошении в аридных условиях

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области орошаемого земледелия и возделывания бахчевых культур.

Известна стандартная технологическая схема системы капельного орошения, состоящая из водоисточника, насосной станции, магистрального трубопровода, фильтров предварительной и тонкой очистки воды, блока минерального питания, распределительных, оросительных (поливных) трубопроводов и микроводовыпусков - капельниц (Бородычев В.В. Современные технологии капельного орошения овощных культур: Научное издание. - Волгоград, 2010. - 241 с.).

Основной недостаток - в применении к технологии возделывания арбузов: конструктивная схема размещения поливных трубопроводов требует модернизации.

Известны элементы зональных технологий возделывания арбузов на территории Калмыкии, где рассмотрены особенности агротехнических операций - подготовки почвы, посева и ухода за растениями, а также поливных режимов для различных зон республики (Системы ведения агропромышленного комплекса Республики Калмыкия на период 2004-2008 гг. Часть II. Системы ведения земледелия / Коллектив авторов; Под ред. О.В. Демкина - Элиста: АПП «Джангар», 2004. - 224 с.).

Недостаток аналога заключается в том, что требуется его адаптация к системе капельного орошения, так как данные технологии разработаны для условий богары и полива дождеванием.

Известна система капельного орошения, которая включает в себя водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию, фильтры, оросительную магистральную и распределительную трубопроводную сеть, а также поливные линии с микроводовыпусками - капельницами. Капельницы с широким диапазоном норм расхода поливной воды гидравлически связаны в группы по девять капельниц в каждой (патент RU №2231951, дата публикации 10.07.2004 г.). Данная система используется в качестве прототипа.

К недостаткам системы относится сложность монтажа и трудность регулирования удельных расходов и их комбинаций при эксплуатации. Также в приложении к предлагаемому способу, данная конструкция не подходит при широкорядной схеме выращивания арбузов.

Задача, на решение которой направлено изобретение - повышение урожайности и питательных качеств плодов арбузов.

Технический результат - получение гарантированного урожая плодов арбузов до 60 т/га и выше при капельном орошении за счет строго дифференцированного поливного режима и эффективного использования минеральных удобрений при дробном их внесении с поливной водой.

Указанный технический результат достигается тем, что в процессе капельного полива увлажняется только полоска почвы в рядке шириной около 15 см, а остальная часть междурядий остается сухой (если нет осадков) в течение всей вегетации (с конца апреля по август). В результате этого корневая система значительно меньше и сосредотачивается лишь в увлажненной зоне, а также происходит экономное расходование влаги и питательных веществ.

Реализация предлагаемого способа возделывания арбуза при капельном орошении в аридных условиях Калмыкии складывается в последовательном осуществлении специфического комплекса агротехнических и технологических операций, описание которых приводится ниже.

Система основной обработки и подготовки почвы включает следующие операции: осеннее лущение стерни на глубину до 10-15 см на тяжелых почвах дисковыми боронами типа БДТ-3,0, и на средних и легких - лущильщиками типа ЛДГ-10 в агрегате с тракторами ДТ-75М и МТ3-82; отвальную зяблевую вспашку на глубину 27-30 см (тяжелые почвы) и 25-27 см (средние почвы) плугами типа ПЛН-5-35, ПН-4-35 в агрегате с тракторами Т-150К и ДТ-75 М. На легких почвах производится безотвальная обработка на глубину 22-25 см при помощи плоскорезов типа КПГ-2-150; КПГ-250 и др. в агрегате с трактором Т-150К; ранневесеннее боронование зяби боронами типа БЗСС-1,0 в агрегате с трактором ДТ-75 М; предпосевную культивацию агрегатом типа КПС-4 на глубину до 12 см в агрегате с трактором МТ3-82.

Монтаж стандартной системы капельного орошения, осуществляемый сразу после завершения операций по подготовке почвы, включающий: раскладку магистрального, распределительных и поливных трубопроводов; установку песчано-гравийных фильтров; запорно-регулирующей аппаратуры (задвижек, кранов и пр.) и системы подачи удобрений. Особенностью схемы размещения капельных полиэтиленовых линий является их расположение вдоль будущих рядов растений арбузов на расстоянии 4,2 м друг от друга, таким образом, чтобы отверстия капельниц были направлены вверх. Для полива могут использоваться капельные линии любого типа с расходом капельниц не менее 1,5 л/ч и расстоянием между ними 0,4 м и более.

Посев осуществляется ручным способом или при помощи сеялок (СУПН-8 и др.) в агрегате с трактором МТ3-80 по схеме 2,1×1,4 м. Норма высева семян арбуза зависит от их крупности и составляет 1,5-2,5 кг/га. Глубина заделки 2-4 см. Оптимальная температура слоя почвы должна быть на уровне +16…+18°С. Предварительно семена протравливают 80% раствором ТМТД. При механическом посеве возможно совмещение операции раскладки капельных линий, для чего на сеялки устанавливаются специальные барабаны с намотанными на них лентами.

В целях борьбы с сорной растительностью сразу после посева производится обработка участка гербицидами - растворами трефлана (2,4-3,2 л/га) или нитрана (2,0-2,7 л/га) штанговыми опрыскивателями типа ОП-2000 и др. в агрегате с трактором МТЗ-80.

Предшественники

Лучшими из них в условиях аридной зоны Калмыкии являются многолетние и однолетние бобовые и злаковые травы, озимые и яровые зерновые, кукуруза и овощные культуры. Посев по бахчевым культурам нежелателен.

Агротехника ухода за посевами осуществляется на протяжении всего периода вегетации и состоит из:

- периодической ручной прополки в рядках растений и в междурядном пространстве между капельными поливными трубопроводами по мере появления сорной растительности;

- равномерная ручная укладка плетей арбузов поперек капельных поливных линий с равномерным распределением по поверхности для обеспечения нормального цветения и роста плодов.

Технология полива арбуза на системе капельного орошения представляет собой стандартный процесс: вода при помощи насоса забирается из водоисточника (водоема, канала и др.), подается по магистральному водопроводу к песчано-гравийному фильтру (где проходит очистку от взвешенных веществ). Затем вода насыщается раствором азотно-фосфорных удобрений (приготовленных специальным устройством) и поступает в распределительные трубопроводы, а из них - в поливные, и через микроводовыпуски - капельницы непосредственно в почву.

Поливной режим арбуза при капельном орошении носит дифференцированный характер, строго увязанный с конкретными потребностями во влаге в определенный период развития растений при формировании планируемого уровня продуктивности плодов.

Выделено 6 основных фаз вегетации арбуза, на которые существенно влияет оптимальная влагообеспеченность: от посадки до 5-7 листа; до начала цветения, цветение - начало роста плода; рост плода - начало созревания; созревание плода и конец созревании - сбор урожая.

Оптимальные параметры поливного режима для достижения урожая плодов на уровне 40 т/га составляют 70-80-70% от наименьшей влагообеспеченности почвы, для чего требуется в зависимости от влагообеспеченности года жизни проведение 21-25 поливов нормами 21, 42, 84, 126 и 168 м³/га при общей оросительной норме 1,9-2,8 тыс. м³/га.

Для достижения урожая арбузов 60 т/га рекомендуется дифференцированный режим орошения 75-85-75% НВ, достигаемый проведением 28-37 поливов нормами 42, 84, 105 и 126 м³/га. Оросительная норма составляет 2,3-3,4 тыс. м³/га.

Основные показатели осуществления данных поливных режимов приведены в табл. 1.

Система удобрений рассчитывалась под планируемую урожайность плодов арбузов балансовым методом, с учетом того, что зональные светло-каштановые и бурые полупустынные почвы Калмыкии обладают низким уровнем содержания азота и подвижного фосфора, а подвижный калий - в повышенном и высоком уровне. На основании особенностей выноса питательных веществе урожаем и степени использования растениями арбузов питательных веществ из почвы и минеральных удобрений установлено, что для получения урожая 40 т/га необходимо вносить минеральные удобрения в дозе N₉₀P₄₅, а при 60 т/га - N₁₅₀P₈₀.

Рекомендуется применять следующие виды водорастворимых удобрений: аммиачную селитру (N₃₄); карбамид (N₄₆); ортофосфорную кислоту (Р₅₄); аммофос (N₇P₃₀); Мастер желтый (N₁₃P₄₀K₁₃ + микроэлементы) и др.

На малогумусных суглинистых и легких (супесчаных и песчаных) почвах желательно вносить органические удобрения в дозах 20 т/га и выше под основную обработку.

Совместное влияние поливного и питательного режимов на продуктивность арбузов.

При капельном орошении, в целях наиболее оптимального использования элементов питания растениями рациональна дробная система внесения минеральных удобрений небольшими дозами вместе с поливной водой в течение всей вегетации, схема которой представлена в табл. 2.

Наибольший выход плодов (58,6 т/га) обеспечивается с режимом орошения 75-85-75% НВ на фоне внесения удобрений в дозе N₁₅₀P₈₀. Без удобрений урожай на 40% ниже (35,4 т/га). Прибавка урожая за счет применения минеральных удобрений N₉₀P₄₅ на варианте орошения 70-80-70% НВ составила - 6,6 - 8,9 т/га или 23,2-28,2% и при N₁₅₀P₈₀ кг/га д.в. - 16,8-18,7 т/га или 59,2-58,9%. На варианте орошения 75-85-75% НВ при уровне минерального питания N₉₀P₄₀ кг Д.в./га она была значительно выше - 12,5-14,4 т/га или 37,0-37,9%, а при N₁₅₀P₈₀ кг/га - 24,0-24,5 т/га или 64,5-73,0%. Прибавка за счет повышения влажности почвы в среднем составила по вариантам опыта 5,5-12,0 т/га.

Как показали опыты, затраты оросительной воды на формирование 1 т урожая плодов арбузов возрастают с увеличением предполивного порога увлажнения. Так, при поддержании влажности почвы на уровне 75-85-75% НВ и фоне минерального питания N_90…150P_45…80 удельный расход оросительной воды составляет 37-74 м³/т, что на 38-42% меньше по сравнению с контрольным вариантом. Экономия воды на формирование единицы продукции при внесении азотно-фосфорных удобрений составляет 45-62% (табл. 3).

Экономическая эффективность

Наибольшая урожайность плодов арбузов (58,6 т/га) и максимальный чистый доход (около 200 тыс. руб./га) обеспечивается при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 75-85-75% НВ в сочетании с внесением удобрений нормой Ν₁₅₀Ρ₈₀. При этом индекс доходности превышает 2,0.

Таким образом, заявленный способ возделывания арбуза в системе капельного орошения обеспечивает достижение указанного технического результата.