CC BY
47
Суммарное испарение, коэффициенты водопотребления столовой свеклы при капельном орошении в условиях южной степи Украины Васюта В. В.
Васюта Владимир Викторович / Vasyuta Vladimir Viktorovich - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный
сотрудник, ведущий научный сотрудник, отделение мелиорации,
Институт водных проблем и мелиорации НААН Украины, г. Киев, Украина
Аннотация: в статье рассмотрены вопросы суммарного испарения и водопотребления растений столовой свеклы, в зависимости от сроков посева, норм минеральных удобрений, способов их внесения, различных схем посева при капельном орошении. Определены уровни водопотребления растений в зависимости от суммы эффективных температур, расход влаги на 10С суммарной эффективной температуры по срокам посева; установлено, что на формирование 1т урожая наиболее эффективно расходуется поливная вода при фертигации нормой М90Р60К135.
Abstract: in article questions of evapotranspiration and of water consumption plants beetroot, depending on times of crop, fertilizer rates, methods of their application, various schemes of seeding under drip irrigation. The levels of water consumption ofplants depending on the sum of effective temperatures, the flow of moisture on the total of the effective temperature 10C by times of crop, it was found that at the formation of crop 1t most efficient use of irrigation water in the norm fertigation N90R60K135.
Ключевые слова: испарение, водопотребление, капельное орошение, столовая свекла, эффективная температура.
Keywords: evaporation, water use, drip irrigation, beetroot, effective temperature.
Испарение, как физическое явление, в орошаемом овощеводстве имеет огромное значение, так как позволяет определить количественно расход почвенной влаги, которой необходимо компенсировать для поддержания режима влажности почвы в заданных границах. Наименее затратные способы управления водным режимом почвы - расчетные, в основу которых положены метеорологические показатели. Например, в методах Г. К. Льгова или Д. А. Штойко [1, с. 36, 37], одним из ключевых показателей служит сумма среднесуточных температур воздуха. Используются и другие методы, например, Пенмана-Монтейта [4, 5], но он требуют значительно большего набора метеоданных, что не всегда доступно.
Затронув тему расчетных методов регулирования водного режима почвы, следует отметить, что регулирование водного режима почвы на базе расчетных методов в большей степени отображает динамичность процессов в системе: почва - растение - атмосфера, формируя режим полива более близкий к оптимальному уровню водопотребления растений, в отличие от методов, в основу которых положены эмпирические подходы [2, с. 30].
Управление режимом влажности почвы при капельном орошении, которое преобладает в овощеводстве южного региона Украины [4], учитывая локальный характер подачи воды, расчетными методами требуют нахождения поправочных коэффициентов, которые, для условий южной степи Украины, в частности для столовой свеклы, не определены. В связи с этим была предпринята попытка решения данной задачи при различном сочетании норм удобрений, способов их внесения, схем посева растений столовой свеклы сорта Бордо Харьковский при капельном орошении.
Анализ динамики среднесуточного испарения столовой свеклы в посевах весеннего и летнего сроков при внесении минеральных удобрений локально в рядки или с поливной водой при 4-х и 8-ми рядковой схеме посева показывает, что ее величина изменяется по годам и зависит от суммы эффективных температур периода наблюдений (рис. 1).
Рис. 1. Среднесуточное испарение свеклы столовой при весеннем и летнем сроках посева в зависимости от суммы эффективных температур
Оценка среднесуточного расхода влаги в период массовых всходов по срокам посева показывает, что величина суммарного испарения в летних посевах значительно выше, чем в весенних. При этом если сумма среднесуточных температур увеличивается на 53,8 %, то интенсивность среднесуточного испарение - в 3,9 раза. В дальнейшем, по мере роста и развития растений в летних посевах эта разница уменьшается, а наибольшее среднесуточное суммарное испарение в весенних посевах не превышает 52,0 м3/га, а в летних 60,6 м3/га. Очевидно, что в посевах летнего срока из-за более высокой температуры воздуха и почвы расход почвенной влаги до смыкания междурядий выше за счет более интенсивного испарения влаги с незащищенной поверхности почвы. В это же время в посевах весеннего срока испарение сведено к минимуму и, соответственно, доминирует транспирация. Наличие более высоких удельных расходов влаги после смыкания междурядий в посевах летнего срока объясняется, вероятно, тем, что физиологически растения летнего срока более молодые, более восприимчивы к тепловым нагрузкам, поэтому оптимальная температура поддерживается за счет более высокой транспирации.
Анализ удельных расходов почвенной влаги показывает, что в посевах летнего срока - пик водопотребления, он достигает 0,071 м3/га 1 0С, что в 3,2 раза больше, чем в посевах весеннего срока. При этом в среднем интенсивность испарения в летних сроках посевов в среднем на 54,3 % выше, чем в весенних. Очевидно, что эта разница - результат сочетания различного рода факторов, среди которых температурный имеет наиболее выраженный характер (рис. 2).
я <->
1500 2000 2500 3000 3500
Сумма температур от дата посева, С
2008 г. Ле-тии посев.
2 009 г. Леши посев
1---2 010 г. Леши посев
Среднее за 2008-2010 гг. Леши посев
2008.Г. Посев весной.
2009 г. Посев весной.
2010 г. Посев весной
Среднее за 2008-2010 гг. Посев весной
Рис. 2. Динамика удельного испарения свеклы столовой при весеннем и летнем сроках посева в зависимости от
суммы эффективных температур
Корреляционный анализ выявил наличие тесной обратной связи между удельными расходами влаги и суммой эффективных температур для сроков посева (R = - 0,9 - весенний посев, R = - 0,93 - летний посев), засвидетельствовавший, что интенсивность испарения при посеве весной на 80, и посеве летом - на 86 % определяется суммой среднесуточных температур.
Полученные удельные расходы испарения почвенной влаги в посевах столовой свеклы при капельном орошении позволяют по сумме среднесуточных температур периода наблюдений определять величину среднесуточного испарения, контролируя режим влажности почвы с учетом исходных запасов влаги, используя зависимость:
Р ___ Х-' ГТ1
ср.сут. к ср
где Е ср. сут. - среднесуточное испарение, м3/га; к - гидротермический показатель культуры, м3/10С гектара;
У Т
ср.сут\.
- сумма среднесуточных температур периода наблюдения, 0С.
В орошаемом овощеводстве достаточно важной характеристикой эффективности поливного режима и, в итоге, использования влаги служит коэффициент водопотребления, который показывает уровень расхода воды, необходимый для получение единицы урожая [1, 3]. Сравнительный анализ коэффициентов водопотребления при различном сочетании изучаемых элементов технологии показал, что разница колеблется довольно существенно и между максимальным и минимальным значениями достигает 45,6 %. При этом разница в пределах изучаемых элементов технологии достоверна, если ее значение превышает 10,6 м3/т. Сравнение коэффициентов водопотребления в пределах исследуемых факторов, показывает, что при летнем сроке посева на формирование 1 т урожая расходуется в среднем 86,4 м3 воды или на 6,5 % больше, чем при посеве весной. Наиболее эффективно почвенная влага используется при внесении удобрений нормой N90P60K135. Коэффициент водопотребления в этом случае не превышает 70,8 м3/т и на 49,6 % меньше, в сравнении с контролем, и на 2,8-17,8 % - с остальными вариантами. Оценка коэффициентов водопотребления при локальном внесении удобрений и с поливной водой показала, что фертигация способствует снижению расхода воды на формирование 1 т урожая в среднем на 2,5 м3 (табл. 3).
Таблица 3. Коэффициент водопотребления столовой свеклы в зависимости от сроков и схем посева при разных нормах и способах внесения удобрений, м3/т. Сорт Бордо Харьковский
№ варианта Сроки посева (ф. А) Норма удобрений кг д. р./га (ф. В) Способы внесения удобрений (ф. С) Коэффициент водопотребления, м3/т
Количество рядов в ленте (ф. D)
4 8
1 0 (Контроль) Локально 97,8 106,9
2 Р60 Локально 85,9 87,4
3 Весной ^0Р60К40 Локально 75,8 70,5
4 ^0Р60К135 Локально 69,0 69,9
5 0 (Контроль) Фертигация 97,0 98,3
6 р60 Фертигация 85,0 83,3
7 ^0Р60К40 Фертигация 69,6 67,9
8 N90P 60К135 Фертигация 71,0 62,6
9 0 (Контроль) Локально 114,9 114,1
10 р60 Локально 93,8 80,5
11 ^0Р60К40 Локально 79,5 69,9
12 Летом N90P 60К135 Локально 69,5 74,0
13 0 (Контроль) Фертигация 105,7 112,8
14 р60 Фертигация 84,1 83,2
15 ^0Р60К40 Фертигация 74,5 74,7
16 N90P 60К135 Фертигация 78,0 72,7
НСРо,5 м3/т: ф.А=3,2; ф.В=10,9; ф.С=3,3; фЛ=3,0.
Сравнительный анализ коэффициентов водопотребления при 4-х и 8-ми строчной схеме посева выявил тенденцию увеличения затрат влаги на формирование единицы урожая. Тем не менее, ни при весеннем, ни при летнем сроке посева разница не превысила принятого уровня значимости, указывая, что коэффициент водопотребления столовой свеклы сорта Бордо Харьковский при капельном орошении не зависит от схемы посева.
Таким образом, гидротермические показатели растений столовой свеклы позволяют по сумме среднесуточной температуры воздуха оперативно контролировать среднесуточное испарение, соответственно, режим полива, обеспечивая необходимый уровень влажности почвы при капельном орошении. Внесение удобрений нормой Ng^g^j^ с поливной водой способствует наиболее эффективному использованию воды на формировании 1 т урожая столовой свеклы сорта Бордо Харьковский.
Литература
1. Зрошуване овочiвництво. / [С. П. Дудник, О. В. Антоненко, В. М. Чернецький та ш.]; за ред. С. П. Дудника. - К.: Урожай, 1983. - 168 с.
2. Mixeee С. К. Система прийняття ршень при управлшш режимом зрошення сшьськогосподарських культур. / £. К. Мiхeeв. // Зрошуване землеробство. - 2002. - № 42. - С. 29-36.
3. Скуртул А. Г. Применение математических методов в исследованиях по управлению солевым режимом пойменных почв при орошении. / А. Г. Скуртул. // Применение математических методов и ЭВМ в орошаемом земледелии (сб. статей). - Кишинев: Штиинца, 1979. - С. 5-89.
4. Ромащенко М. I. Краплинне зрошення сшьськогосподарських культур: сучасний стан та перспективи розвитку в Украшг / М. I. Ромащенко, А.П. Шатковський. // Краплинне зрошення як основна складова интенсивних агротехнологий XXI столггтя (85- рiччя ШШМ). - К.: вдавн. ТОВ «Д1А», 2014. С. 3-7.
5. Bastos E. A. et al. Evapotranspiration and crop coefficient of drip irrigated watermelon in Piaui coastline, Brazil. // Engenharia Agricola. - 2012. - Т. 32. - №. 3. - P. 582-590.
6. Otto R F., Gimenez C., Castilla N. Evapotranspiration and dry matter production of horticultural crops under cover. // XXV International Horticultural Congress, Part 6: Culture Techniques with Special Emphasis on Environmental Implications 516. - 1998. - P. 23-30.
