українська академія аграрних наук

Інститут гідротехніки і меліорації

ШАТКОВСЬКИЙ АНДРІЙ ПЕТРОВИЧ

УДК 631:674.6:635.13

ОБҐРУНТУВАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ТЕХНОЛОГІЇ

МІКРОЗРОШЕННЯ МОРКВИ В УМОВАХ

ПІВДНЯ УКРАЇНИ

06.01.02 – сільськогосподарські меліорації

(сільськогосподарські науки)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації Української академії аграрних наук (УААН)

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, академік УААН Ромащенко Михайло Іванович, Інститут гідротехніки і меліорації УААН, перший заступник директора

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Жовтоног Ольга Ігорівна, Інститут гідротехніки і меліорації УААН, завідувач лабораторії водокористування

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Васюта Володимир Вікторович, Інститут землеробства південного регіону УААН, завідувач відділу овочівництва і картоплярства

Захист відбудеться “19” грудня 2007 р. о 10-й годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 в Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37

Автореферат розіслано “___” листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.т.н., с.н.с. Т.І. Топольнік

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нарощування виробництва овочів, і моркви зокрема, належить до пріоритетних завдань аграрного виробництва в Україні як для задоволення потреб внутрішнього ринку, так і на експорт.

Враховуючи те, що близько 70% території України, яка за ґрунтово-кліматичними умовами є найбільш сприятливою для ведення овочівництва, розміщено в зоні нестійкого та недостатнього зволоження, інтенсифікація овочівництва можлива лише при застосуванні зрошення. Сьогодні в Україні швидкими темпами розвивається виробництво овочевих культур, і моркви у тому числі, із застосуванням способів мікрозрошення. У 2006 р. площі овочевих культур, які зрошували за допомогою систем мікрозрошення, досягли 24-26 тис. га і продовжують зростати. Проте, як свідчать статистичні дані, середня врожайність коренеплодів моркви в Україні не перевищує 16 т/га, хоча потенційна продуктивність сучасних сортів і гібридів становить 70-90 т/га.

В цих умовах досить актуальним є проведення досліджень на предмет багатофункціонального використання систем мікрозрошення при вирощуванні моркви як засобу значного підвищення врожайності за рахунок проведення поливів із одночасним внесенням добрив та хімреагентів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень, передбачених тематичним планом Інституту гідротехніки і меліорації УААН “Виробництво продукції на меліорованих землях”, завдання 02.01 “Розробити технології та технічні засоби мікрозрошення” та завдання 02.01.03 “Розробити технології мікрозрошення овочевих культур з внесенням добрив з поливною водою в умовах відкритого ґрунту” (№ державної реєстрації 0104U000710).

Мета і завдання досліджень. Метою досліджень є обґрунтування елементів технології мікрозрошення моркви на середньосуглинкових ґрунтах півдня України.

Основні задачі досліджень:

-

-

-

-

-

-

Об’єкт дослідження: технологічний процес мікрозрошення моркви.

Предмет дослідження: водний режим ґрунту та особливості його формування, показники росту і розвитку, продуктивність моркви залежно від елементів технології поливу.

Методи дослідження: польовий короткотерміновий дослід, загальноприйняті лабораторні методи та методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов півдня України вивчено процеси водоспоживання моркви при мікрозрошенні, розроблено та обґрунтовано технології внесення добрив і засобів захисту рослин з поливною водою на системах мікрозрошення, економічно обґрунтовано використання для поливу моркви способів мікрозрошення. За результами досліджень одержано два патенти України на корисну модель № 13961 і № 20014.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі результатів досліджень запропоновано науково обґрунтовані рекомендації з технології мікрозрошення моркви, яка забезпечує врожайність коренеплодів на рівні 60-70 т/га за економії матеріальних ресурсів, витрат праці та збереження екологічної рівноваги довкілля.

Результати досліджень впроваджено у виробництво в агрофірмі радгосп “Білозерський”, СТОВ “Дніпро”, ДП “ПІТЕР-ФАРМ” (Херсонська область) та на землях Кам’янсько-Дніпровської дослідної станції ІГіМ УААН (Запорізька область) на загальній площі 54,2 га.

Особистий внесок здобувача. Дисертант, на основі огляду літературних джерел, самостійно сформулював мету та визначив завдання роботи, провів польові та лабораторні дослідження, узагальнив та опрацював результати експериментів, визначив еколого-економічну ефективність, зробив відповідні висновки, впровадив розробки у виробництво, а також оформив та підготував дисертацію до захисту. Основні положення дисертації розроблено та науково обґрунтовано особисто автором, а його участь у роботі становить близько 90%.

Апробація результатів дисертації. Основні результати та положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на щорічних засіданнях науково-технічної ради відділення мікрозрошення і водопостачання Інституту гідротехніки і меліорації УААН (2004-2006 рр.); Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні питання селекції, технології вирощування та переробки баштанних і овочевих культур”, 26-27 серпня 2005 р., м. Гола Пристань; на VІI з’їзді ґрунтознавців та агрохіміків України “Ґрунти – основа добробуту держави, турбота кожного”, 26 липня 2006 р., м. Київ; науково-практичній конференції молодих учених “Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва”, 22-24 травня 2007 р., м. Київ.

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 11 наукових праць, із них 7 статей у фахових виданнях (4 – без співавторів), 1 рекомендації (схвалені Міністерством аграрної політики України та УААН), 1 тези та 2 патенти України на корисну модель № 13961 від 17.04.2006 р. і № 20014 від 15.01.2007 р.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, семи розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Дисертацію викладено на 204 сторінках, вона містить 33 таблиці, 33 рисунки та 11 додатків. До списку використаних джерел входить 260 найменувань, у тому числі 17 – латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито суть наукової проблеми, обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання досліджень, показано зв’язок роботи з науковими програмами і темами, зазначено новизну одержаних результатів, їхнє практичне значення.

У першому розділі “Стан вивченості та обґрунтування спрямованості досліджень” на основі огляду літературних джерел проаналізовано стан вивченості питання мікрозрошення овочевих культур, наведено господарське значення, лікувальні властивості та біологічні особливості моркви, проаналізовано стан вивченості елементів технології поливу моркви, які досліджували у роботі.

Розробленню та вдосконаленню елементів технологій локальних способів поливу овочевих культур присвячено роботи В.Г. Лабоди, В.П. Остапчика, П.А. Мороза, А.П.Щерби, Ю.Г. Шейнкіна, О.Є. Ясоніді, В.Ф. Галиняка, М.І. Ромащенка, В.М.Корюненка, О.Г. Матвійця, В.В. Васюти, В.М. Сторчоуса, С.О. Кирюхіна. Але ґрунтовні дослідження проводились лише на культурі огірка, помідора та капусти. Що стосується інших овочевих культур, то вони залишились поза увагою науковців.

Результати досліджень з вивчення режимів зрошення моркви при дощуванні та поверхневому способі поливу відображено в працях О.Ю. Барабаша, С.П. Дудника, К.К. Плєшкова, В.Л. Єршової, І.А. Лук’яненка, А.О. Лимаря, О.А. Шавлінського, С.В.Сарани, Bisconer, L., Silva, W.

У другому розділі “Умови та методика проведення досліджень” наведено характеристику ґрунтових та погодних умов, схему та методики досліджень.

Експериментальні дослідження проводили протягом 2004-2006 рр. на землях Кам’янсько-Дніпровської дослідної станції ІГіМ УААН. Ґрунти дослідної ділянки – чорноземи звичайні, середньосуглинкові на лесі, щільність будови – 1,36 т/м3, НВ кореневого шару – 18,8%, повна вологоємкість – 26,8%, реакція ґрунтового розчину – нейтральна. Джерело зрошення – свердловина з водою мінералізацією 0,75 г/дм3.

За кліматичними умовами район досліджень належить до Степової зони і характеризується недостатньою кількістю опадів і нерівномірним їх розподілом. Роки досліджень вирізнялись умовами природного зволоження: за вегетаційний період 2004 р. випало 330,8 мм опадів (142,5% норми), 2005 р. – 167,5 мм (72,1%) і 2006 р. – 195,5 мм (84,2%).

Основний метод досліджень – польовий короткотерміновий дослід. Дослідження були складовою стаціонарного польового досліду Кам’янсько-Дніпровської дослідної станції ІГіМ УААН “Розробити елементи технологій вирощування овочевих культур при мікрозрошенні” (атестат УААН №081) і складалися з чотирьох дослідів. Вплив способу поливу, передполивної вологості ґрунту і способу підживлення на ріст, розвиток, продуктивність та якість коренеплодів моркви визначали шляхом проведення досліду за схемою:

Фактор А – спосіб поливу –

1) мікродощування; 2) краплинне зрошення;

Фактор В – рівень передполивної вологості кореневого шару ґрунту –

1) без поливу (контроль); 2) 70-70% НВ (водозберігаючий); 3) 80-70% НВ (диференційований за фазами розвитку);

Фактор С – спосіб підживлення –

1) без підживлення (контроль); 2) розрахункова доза (NPK) – підживлення локально у рядки одночасно з культиваціями (еталон); 3) 70% розрахункової дози (NPK) – підживлення з поливною водою за допомогою інжектора.

Ефективність внесення засобів захисту рослин досліджували шляхом проведення трьох однофакторних дослідів:

1) без обробки (контроль); 2) обробка обприскувачем (еталон); 3) внесення хімпрепарату з поливною водою за допомогою інжектора і системи мікродощування. Досліджували ефективність внесення з поливною водою гербіцидів Стомп 330, к.е., Фюзілад Супер 125 ЕС, к.е. та інсектициду Байлетон, з.п.

Розміщення дослідних ділянок – систематичне, площа облікової ділянки – 28 м2, повторність – чотириразова (Бондаренко Г.Л., Яковенко К.І. та ін., 2001).

На дослідному полігоні проводили випробування плівкових трубопроводів з інтегрованими краплинними водовипусками фірм T-SYSTEMS INTERNATIONAL, INC. (США), NETAFIM (Ізраїль) та SIPLAST (Італія). Досліджували такі параметри їхньої роботи: тиск, витратні характеристики, рівномірність водоподачі та ефективність промивання. На системі мікродощування визначали рівномірність розподілу води по площі, витратні характеристики мікродощувача та інтенсивність дощу (ДСТУ ISO 8224-1:2004, ВНД 33-5.5-02-97).

Для призначення строків поливу, вивчення зон зволоження та визначення величин водоспоживання використовували тензіометричний метод. Тензіометричні датчики встановлювали на різних глибинах ґрунтового профілю та відстані від точки водоподачі (ДСТУ ISO 112776-2001). Розвиток та розміщення кореневої системи моркви вивчали методом відмивання моноліту.

Водно-фізичні властивості ґрунту визначали перед закладанням досліду. Найменшу вологоємкість визначали методом заливних майданчиків, вологість в’янення – за Долговим, максимальну гігроскопічність – за Мітчерліхом. З агрофізичних показників визначали гранулометричний (за Качинським) та структурно-агрегатний склади (методом Саввінова) і щільність будови ґрунту (буром Васильєва БН-500). З агрохімічних показників визначали: вміст загального гумусу (методом Тюріна у модифікації ЦІНАО, ДСТУ 4289:2004), вміст рухомих сполук фосфору і калію (методом Чирикова, ДСТУ 4115-2002), загальний вміст азоту (модифікованим методом К’єльдаля, ДСТУ ІSО 11261-2001).

Для оцінки ефективності різних технологічних прийомів проводили фенологічні спостереження та біометричні вимірювання. Облік урожаю проводили у третій декаді вересня суцільним способом, викопуючи коренеплоди вручну. Коренеплоди сортували на товарні і нетоварні та окремо зважували (ДСТУ 286-91). Для оцінки якості продуктивних органів визначали вміст сухої речовини гравіметричним методом (ГОСТ 13586.5-93), вміст цукрів – за Бертраном ціанідним методом (ГОСТ 8756.13-87), вітаміну С – за Муррі (ГОСТ 24556-89), каротину – за Муррі із використовуванням спектрофотометрії (ДСТУ 4305:2004), нітратів – потенціометрично іонселективним електродом (ГОСТ 5048-89).

Експериментальні дані опрацьовували методом математичної статистики із застосуванням комп’ютерної програми “Agrostat”. Економічну оцінку ефективності експериментальних варіантів виконували згідно з фактичними витратами матеріальних коштів на вирощування продукції. Розрахунки проводили за середніми цінами у період проведення досліджень.

Технологія вирощування моркви у дослідах була загальноприйнятою для зрошуваних умов, за винятком агроприйомів, що досліджували. Сорт моркви – Шантене сквирська, попередник – розсадний помідор. Восени під зяблеву оранку вносили мінеральні добрива із розрахунку N30P60K60. Посів проводили у першій декаді квітня за схемою з тристрічковим висівом 30+30+30+50 см нормою 2,5 кг/га.

Аналітичну частину роботи виконували у Кам’янсько-Дніпровській агрохімічній лабораторії.

У третьому розділі “Ріст, розвиток, продуктивність та якість коренеплодів моркви залежно від окремих технологічних прийомів та їх поєднання” наведено результати впливу факторів, що вивчали у досліді, та метеоумов на проходження рослинами фенологічних фаз, тривалість міжфазних періодів, біометричні показники росту та продуктивність і якість коренеплодів моркви. На отримання сходів і початок формування коренеплодів основний вплив здійснював рівень передполивної вологості: наявність достатньої кількості вологи у перший період прискорює проходження цих фаз. На проходження двох інших фаз більший вплив мав спосіб підживлення, ніж вологість: підживлення з поливною водою прискорювало їх настання на 4-7 діб. Аналіз біометричних даних показує, що найбільші за розміром коренеплоди відзначені на варіанті мікродощування з диференційованим рівнем передполивної вологості при внесенні добрив з поливною водою, найменші – на абсолютному контролі. Відмічено значний вплив способу поливу на розвиток листкового апарату. При мікродощуванні площа листкової поверхні була більшою на 65 тис. м2/га (+70%) порівняно з краплинним зрошенням і на 126 тис. м2/га (5 разів) більшою, ніж без поливу. При мікродощуванні також було відзначено максимальну висоту рослин порівняно з краплинним зрошенням та контролем.

Ефективність способу поливу значною мірою залежала від метеоумов (табл. 1).

Таблиця 1

Продуктивність моркви залежно від способу поливу, т/га

Спосіб

поливу | Урожайність за роки

проведення досліджень | Середнє

за 2004–

2006 рр. | Приріст

урожайності

2004 | 2005 | 2006 | т/га | %

Краплинне зрошення | 68,55 | 54,42 | 53,23 | 58,23––

Мікродощування | 60,43 | 61,97 | 61,10 | 61,17 | 2,94 | 5,10

НІР0,05 т/га1,72 | 1,56 | 1,51 | 1,74––

Так, у вологому 2004 р. урожайність коренеплодів при краплинному зрошенні була вищою на 8,12 т/га (+13,4%), ніж при мікродощуванні. Натомість у більш посушливі 2005-2006 рр. урожайність при мікродощуванні була вищою порівняно з краплинним зрошенням відповідно на 7,55 т/га (+13,9%) і 7,87 т/га (+14,8%). Підвищення врожайності за три роки досліджень при мікродощуванні було незначним – 2,94 т/га (+5,1%).

Порівняно з іншими факторами, що досліджували, вагоміший вплив на продуктивність культури мав рівень передполивної вологості кореневого шару ґрунту (табл. 2).

В умовах природного зволоження метеоумови мали значний вплив на врожайність. Так, у вологому 2004 р. на ділянках без поливу було отримано врожайність коренеплодів 43,45 т/га, тоді як у більш посушливі 2005-2006 рр. врожайність знижувалась на 10,80 т/га (-24,86%) і 7,85 т/га (-18,07%) відповідно.

Зрошення за таких умов було стабілізуючим фактором: коливання врожайності за роками в умовах зрошення було у межах 7,32 т/га (8,86 %).

Таблиця 2

Вплив рівня передполивної вологості ґрунту на

продуктивність моркви, т/га

Рівень передполивної вологості ґрунту,

% НВ | Урожайність за роки проведення досліджень | Середнє

за 2004–

2006 рр. | Приріст

урожайності

2004 | 2005 | 2006 | т/га | %

Без поливу (контроль) | 43,45 | 32,65 | 35,60 | 37,23––

70-70 | 62,10 | 54,93 | 55,13 | 57,39 | 20,16 | 54,15

80-70 | 66,88 | 61,45 | 59,20 | 62,51 | 25,28 | 67,90

НІР0,05 т/га2,21 | 2,04 | 2,28 | 2,48––

Більший приріст урожайності забезпечив диференційований за фазами розвитку рівень передполивної вологості ґрунту. Зниження вологості у фазу “сходи-початок утворення коренеплодів” призвело до зменшення врожайності на 5,12 т/га (-8,19%). Економічними розрахунками доведено доцільність проведення додаткових поливів у першій половині вегетаційного періоду для отримання приросту врожаю на рівні 5-10%. Перевага диференційованого рівня вологості за роками залежала від метеоумов. Так, у вологому 2004 р. вона дещо нівелювалась і становила 4,78 т/га (+7,70%), у найбільш посушливому 2005 р. зростала і становила 6,52 т/га (+11,87%). У 2006 р., завдяки достатнім весняним вологозапасам і травневим опадам, перевага рівня передполивної вологості 80-70% НВ також була дещо нижчою – 4,07 т/га (+7,38%). У середньому перевага диференційованого рівня передполивної вологості перед контролем (без поливу) дорівнює 25,28 т/га (+67,90%).

За даними досліджень, найвищу врожайність коренеплодів (табл. 3) зафіксовано на варіантах краплинного зрошення і мікродощування з рівнем передполивної вологості 80-70% НВ та підживленням з поливною водою. Різниця між способами поливу знаходиться у межах похибки досліду. Дані дисперсійного математичного аналізу результатів свідчать, що максимальний вплив на врожайність мав фактор В (рівень передполивної вологості) – 68%, менший – фактор С (спосіб підживлення) – 20% і найменший – фактор А (спосіб поливу) – 3,5%. Найбільший ефект забезпечило поєднання факторів В і С – рівня передполивної вологості і способу підживлення: врожай на 80-90% залежав від цих факторів.

Внесення добрив з поливною водою є більш ефективним порівняно із способом внесення одночасно з культиваціями (табл. 4). Приріст урожайності від фертигації становив 6,2 т/га (+9,8%) порівняно з еталонним варіантом та 15,5 т/га (+29,0%) порівняно з контролем. Спосіб поливу суттєво не вплинув на ефективність підживлень – різницю в урожайності було зафіксовано у межах похибки досліду.

Таблиця 3

Вплив способу поливу, рівня передполивної вологості ґрунту та способу підживлення на врожайність коренеплодів моркви (2004-2006 рр.), т/га

Спосіб поливу

(фактор А) | Рівень передполивної вологості ґрунту,

% НВ (фактор В) | Спосіб

підживлення

(фактор С) | Урожайність,

т/га | Приріст урожайності

т/га |

%

__ | без

поливу | без підживлення | 34,2––

локально у рядки | 40,2 | 6,0 | 17,5

Краплинне

зрошення | без підживлення | 53,0 | 18,8 | 55,0

80-70 | локально у рядки | 62,0 | 27,8 | 81,3

з поливною водою | 69,2 | 35,0 | 102,3

без підживлення | 50,8 | 16,6 | 48,5

70-70 | локально у рядки | 56,9 | 22,7 | 66,4

з поливною водою | 60,6 | 26,4 | 77,2

Мікро-

дощування | без підживлення | 55,4 | 21,2 | 62,0

80-70 | локально у рядки | 65,2 | 31,0 | 90,6

з поливною водою | 70,4 | 36,2 | 105,8

без підживлення | 53,6 | 19,4 | 56,7

70-70 | локально у рядки | 59,0 | 24,8 | 72,5

з поливною водою | 63,5 | 29,3 | 85,7

НІР0,05 т/га, А=1,74; В=2,48; С=3,14; АВ=3,22; АС=4,01; ВС=3,01; АВС=4,02.

Таблиця 4

Урожайність коренеплодів моркви залежно від способу підживлення

та способу поливу (2004-2006 рр.), т/га

Спосіб

підживлення

(фактор С) | Спосіб поливу (фактор А)

краплинне

зрошення | приріст

урожаю | мікро-дощування | приріст урожаю

т/га | % | т/га | %

Без підживлення (контроль) | 53,0–– | 55,4––

Підживлення локально у рядки | 62,0 | 9,0 | 17,0 | 65,2 | 9,8 | 17,7

Підживлення з поливною водою | 69,2 | 16,2 | 30,6 | 70,4 | 15,0 | 27,1

НІР0,05 т/га, А=1,92; С=3,14; АС=4,01.

Більший вплив на розвиток кореневої системи мав фактор А – спосіб поливу: при краплинному зрошенні окремі корені досягали глибини 2,3 м, при мікродощуванні – 2,0 м, без поливу – 2,5 м (рис. 1). У перший період вегетації основна маса (75%) кореневої системи розміщувалась у шарі ґрунту 0-30 см. Така глибина була характерною для всіх варіантів. Наприкінці вегетації 75% кореневої системи розміщувалось у шарі ґрунту 0-60 см при краплинному зрошенні, 0-50 см – при мікродощуванні і 0-80 см – без поливу. Найбільш потужна (розгалужена) коренева система була характерна для варіантів з мікродощуванням.

Рис. 1. Коренева система моркви наприкінці вегетаційного періоду:

а – при краплинному зрошенні; б – при мікродощуванні; в – без поливу

Найбільший вплив на відсоток товарних коренеплодів (табл. 5) мав фактор В – рівень передполивної вологості. Встановлено, що зрошення знижує вміст у коренеплодах сухих речовин на 1,31% сирої маси (-8,8%) та дещо знижує вміст цукрів – на 0,67% сирої маси (-9,1%). Така тенденція є більш вираженою для мікродощування. Це пояснюється частковим вимиванням цукрів. Залежності вмісту вітаміну С від факторів, що досліджували, не виявлено. Фертигація позитивно впливає на вміст-каротину: на варіантах, де підживлення проводили таким чином, його вміст був вищим на 0,49 мг-% (+5,0%) порівняно з еталоном. Вміст нітратів у коренеплодах також більшою мірою залежав від способу підживлення. На варіантах без проведення підживлень вміст нітратів був найнижчий і становив 30,64мг/кг, на варіантах із проведенням фертигації – 35,80 мг/кг і на варіантах із внесенням добрив локально у рядки – 38,42 мг/кг. Тобто, фертигація забезпечує зниження вмісту нітратів у коренеплодах на 2,62 мг/кг (-6,82%).

У четвертому розділі “Водний режим ґрунту” наведено результати досліджень водного режиму ґрунту при мікрозрошенні моркви. Встановлено, що фактичний режим зрошення формувався залежно від способу поливу, рівня передполивної вологості і метеоумов. Величина зрошувальної норми при краплинному способі поливу становила 2485 м3/га, при мікродощуванні – 4833 м3/га.

На дослідних ділянках сумарне водоспоживання становило 2,8 тис. м3/га без поливу, 5,0 тис. м3/га при краплинному зрошенні та 7,3 тис. м3/га при мікродощуванні. На контролі, де водоспоживання було обмежене запасами

Таблиця 5

Товарні якості та біохімічний склад коренеплодів моркви залежно від способу поливу,

рівня передполивної вологості ґрунту та

способу підживлення (2004-2006 рр.)

Спосіб

поливу |

Рівень

передполивної вологості ґрунту,

% НВ |

Спосіб

підживлення |

Товарність, % | Вміст у коренеплодах

сухих речовин, % | цукрів, % | вітам іну С,

мг-% | в-каротину,

мг-% | н ітратів,

мг/ кг

__ | Природне зволоження | без підживлення | 86,2 | 15,02 | 7,26 | 6,80 | 13,12 | 29,2

локально у рядки | 89,3 | 14,92 | 7,39 | 6,85 | 13,54 | 35,0

Краплинне

зрошення | без підживлення | 91,7 | 13,99 | 6,62 | 6,50 | 13,02 | 31,7

80-70 | локально у рядки | 92,6 | 14,18 | 6,91 | 7,08 | 13,93 | 41,2

з поливною водою | 93,2 | 14,07 | 6,82 | 6,85 | 14,20 | 37,5

без підживлення | 91,2 | 14,01 | 6,88 | 5,91 | 13,16 | 32,5

70-70 | локально у рядки | 92,4 | 14,09 | 6,95 | 6,99 | 14,01 | 40,0

з поливною водою | 93,0 | 14,00 | 7,05 | 6,21 | 14,33 | 36,4

Мікро-

дощування | без підживлення | 92,0 | 13,29 | 6,20 | 6,65 | 13,00 | 29,0

80-70 | локально у рядки | 92,6 | 13,61 | 6,31 | 6,90 | 14,10 | 34,8

з поливною водою | 94,1 | 13,50 | 6,28 | 6,52 | 14,90 | 33,1

без підживлення | 91,5 | 13,09 | 6,90 | 6,19 | 12,91 | 30,6

70-70 | локально у рядки | 92,5 | 12,92 | 6,11 | 6,48 | 13,80 | 41,1

з поливною водою | 93,5 | 13,11 | 6,85 | 6,36 | 14,06 | 36,2

НІР0,05 | 3,21 | 0,62 | 0,29 | 0,33 | 0,40 | 1,97

продуктивної вологи та опадами, показник сумарного водоспоживання значно варіював за роками: у вологому 2004 р. 3,9 тис. м3/га, у посушливих 2005-2006 рр. 2,1 та 2,5 тис. м3/га відповідно. Співвідношення складових елементів сумарного водоспоживання за варіантами досліду було не однаковим (рис. 2). Так, в умовах природного зволоження значну частку (82,5%) сумарного водоспоживання забезпечували опади і меншу (17,5%) ґрунтова волога.

Рис. 2. Структура сумарного водоспоживання моркви залежно від способу поливу і рівня передполивної вологості ґрунту (2004-2006 рр).

В умовах зрошення частка ґрунтової вологи у формуванні показника водоспоживання різко зменшується на варіантах краплинного зрошення у 3,2 раза, при мікродощуванні у 5,6 раза. При краплинному зрошенні частка опадів і поливів у сумарному водоспоживанні приблизно однакові і дорівнюють 46-49%. При мікродощуванні основна роль у формуванні показника сумарного водоспоживання належить зрошенню 64-66%.

Динаміка добового водоспоживання мало залежала від факторів, що вивчали у досліді (окрім варіанту без поливу), а визначалась різною спроможністю рослин споживати вологу в різні фенологічні фази. Так, у фазу “сходи-початок утворення коренеплодів” один гектар посівів моркви витрачав 22,8-32,1 м3 вологи при краплинному зрошенні і 25,3-33,6 м3 при мікродощуванні. У другій половині вегетації добове водоспоживання збільшувалось, досягаючи максимуму в липні-серпні: 35,2-42,6 м3/га – при краплинному зрошенні і 55,0-67,0 м3/га – при мікродощуванні. Мінімальні показники коефіцієнта водоспоживання відмічено на варіантах без поливу і краплинного зрошення–80-70% НВ – 68,4-73,7 м3/т, максимальні – мікродощування–70-70% НВ – 110,2-115,9 м3/т.

Вивчення процесів водоспоживання дозволило встановити кореляційний зв’язок між величиною сумарного водоспоживання культури та її врожайністю. Коефіцієнт кореляції при краплинному зрошенні – 0,96, при мікродощуванні – 0,95 (рис. 3). Оскільки встановлення таких залежностей не було метою досліджень, було отримано лише криві висхідного характеру, тобто не отримано величину показника сумарного водоспоживання, вище якої врожай культури знижується.

Рис. 3. Залежність “Водоспоживання-Врожай” при мікрозрошенні моркви

Дослідження впливу способу поливу на мікроклімат свідчать, що полив мікродощуванням знижує температуру на 3-60С і підвищує відносну вологість приземних шарів повітря на 16-28%, краплинне зрошення – на 0,3-1,20С та 4-8% відповідно порівняно з варіантом без поливу (рис. 4). Вплив мікродощування на мікроклімат особливо позначився на розвитку листкового апарату: при мікродощуванні проходило більш інтенсивне накопичення вуглецю, а як відомо, відновлення вуглецю вуглекислого газу і акумуляція його синтезуючих органічних речовин є кінцевим результатом фотосинтезу.

Рис. 4. Добовий хід відносної вологості приземних шарів повітря залежно від способу поливу (контроль – варіант природного зволоження)

17.08.2006 р., час закінчення поливу – 08:00

У п’ятому розділі “Ефективність внесення засобів захисту рослин з поливною водою при мікродощуванні” наведено результати вивчення можливості внесення засобів захисту рослин з поливною водою на системі мікродощування. Встановлено, що внесення гербіциду Стомп 330, к.е. (3,0 дм3/га) з поливною водою є ефективнішим на 13,1% порівняно з еталоном. Це пояснюється достатньою кількістю ґрунтової вологи, яка забезпечувалась зрошенням. У другому досліді (внесення гербіциду Фюзілад Супер 150 ЕС, к.е.) різниця в чисельності бур’янів між дослідними варіантами, за винятком контролю, була у межах похибки досліду.

Ефективним заходом у боротьбі із збудником борошнистої роси є дворазове внесення фунгіциду Байлетон, з.п. (0,75 дм3/га). Дві обробки посівів пригнічують розвиток хвороби та забезпечують приріст урожайності 12,2 т/га (+28,0%). Різниці між способами внесення фунгіциду не виявлено – ступінь ураження посівів збудником хвороби після проведення обробок і врожайність коренеплодів знаходяться у межах похибки досліду.

У шостому розділі “Визначення параметрів роботи систем мікрозрошення овочевих культур” наведено результати визначених у польових умовах основних параметрів роботи систем мікрозрошення. На дослідному полігоні з системою краплинного зрошення було проведено 10 поливів. Витратні характеристики плівкового трубопроводу SIPLAST відповідали показникам, які було надано виробником. Фактичні витрати інших плівкових трубопроводів відрізнялись від їх паспортних даних: у T-TAPE – на +16,7 %, у STREAMLINE 80 – на -10,0%. Аналіз витратних характеристик протягом першого та останнього поливів показує, що середня витрата одного водовипуску зменшилась у плівкових трубопроводах T-TAPE – на 82 мл/год. (-6,9%), у SIPLAST – 87 мл/год. (-8,4%). Витрата плівкового трубопроводу STREAMLINE 80 залишилась на початковому рівні. Рівномірність подачі поливної води розраховували як відношення середньої витрати водовипусків із 25% тих, які мають найменшу витрату, до середньої витрати (залежність Дж. Келлера і Д. Кармелі, 1975): |

,

де – рівномірність водоподачі, %; – середня величина із 25% найнижчих витрат водовипусків, дм3/год.; –середня витрата водовипусків, дм3/год.

У наших дослідженнях величина мало варіювала за варіантами і була у межах 92,0–97,6%. Залежності рівномірності водоподачі від тиску () не було встановлено. Деякий вплив на цей показник мав тип плівкового трубопроводу: при поливі трубопроводом T-TAPE рівномірність водоподачі була найвищою і становила 96,36%. Дещо нижча рівномірність була характерною для STREAMLINE 80 – 95,36% і найнижчий показник її було зафіксовано у варіанті з трубопроводом SIPLAST – 93,05%.

Після закінчення поливів проведено два промивання: перше водою, друге – із внесенням хлору (0,4 кг/м3). Заміри витрат водовипусків після першого промивання показали, що середня витрата плівкових трубопроводів збільшилась не суттєво: у T-TAPE на 23 мл/год. (+2,1%), у SIPLAST – на 19 мл/год. (+2,0%), у STREAMLINE 80 витрата залишилась на тому ж рівні. Додатково провели хлорування, вводячи рідкий хлор. Час промивання – 30 хв. Результати показали, що це промивання не вплинуло на витратні характеристики плівкових трубопроводів.

На системі мікродощування визначали рівномірність розподілу дощу при одночасній роботі 8 мікродощувачів. Після закінчення поливу визначили об’єм води у мірних циліндрах та розрахували шар дощу. На основі цих даних було побудовано карту розподілу дощу по площі. Коефіцієнт рівномірності, розрахований за формулою Дж. І. Крістіансена, становив 71,7%. Згідно зі стандартами, така рівномірність є незадовільною. Поясненням цього є те, що сила вітру під час проведення випробувань становила 2-3 м/с. Підвищена чутливість до вітру є недоліком систем мікродощування. Треба зазначити, що 90% загальної кількості поливів на системі мікродощування було проведено у нічні або передранкові години, тобто у час, коли сила вітру була найменшою або спостерігався штиль.

У сьомому розділі “Еколого-економічна ефективність вирощування моркви при мікрозрошенні” наведено дані спостережень про екологічну безпечність застосування систем мікрозрошення та розрахунки основних оціночних економічних критеріїв технології вирощування моркви. Встановлено, що застосування мікрозрошення знижує питоме водне, пестицидне та технологічне навантаження на систему “ґрунт-рослина-навколишнє середовище”, унеможливлює інфільтраційні втрати води за межі розрахункового шару ґрунту порівняно з існуючою технологією вирощування моркви при дощуванні.

Застосування краплинного зрошення збільшило чистий прибуток у перший рік на 4589 грн/га, у другий – на 5966 грн/га, у третій – на 16617 грн/га порівняно з контролем. Високі показники економічної ефективності у 2006 р. було отримано завдяки підвищенню на 50% гуртових цін на моркву у період реалізації. Вищий чистий прибуток було отримано на варіантах із диференційованим рівнем вологості 80-70% НВ – на 4937 грн/га порівняно з варіантом 70-70% НВ. Причому реалізація цього рівня передполивної вологості ґрунту потребувала незначного збільшення витрат матеріальних коштів – 78,7 грн/га (+ 1,0%).

При мікродощуванні у перший рік фінансовими надходженнями від реалізованої продукції було компенсовано 89,1% загальних витрат. У другий і третій роки спостерігалось зростання економічних показників: у 2005-2006 рр. при мікродощуванні було отримано нижчу собівартість коренеплодів (180,7-229,4 грн/т), максимальний чистий прибуток (23276,2-35803,8 грн/га) та вищий рівень рентабельності (165,2-213,8%) порівняно з краплинним зрошенням. Вищі економічні показники було отримано при реалізації диференційованого рівня передполивної вологості: чистий прибуток на цих варіантах був вищий на 10,7 тис. грн/га порівняно з рівнем передполивної вологості 70-70% НВ.

Для більш повного економічного обґрунтування проекту мікрозрошення моркви було розраховано ряд додаткових економічних показників, які забезпечували б рівень беззбитковості проекту (табл. 6).

Таблиця 6

Економічні показники, які забезпечують рівень

беззбитковості проекту мікрозрошення моркви

Економічні

показники | Без

поливу

(2004-

2006 рр.) | Передполивна вологість ґрунту, % НВ

80-70 | 70-70 | 80-70 | 70-70 | 80-70 | 70-70

1-й рік (2004) | 2-й рік (2005) | 3-й рік (2006)

Краплинне зрошення

Мінімальна ціна, грн/т | 256,6 | 270,7 | 292,8 | 191,6 | 217,8 | 230,8 | 269,6

Мінімальна врожайність, т/га | 18,7 | 46,0 | 45,9 | 27,1 | 26,6 | 20,2 | 20,1 | Максимальна собівартість, грн/т | 534,2 | 483,6 | 479,4 | 474,7 | 471,3 | 715,7 | 715,2

Мікродощування

Мінімальна ціна, грн/т | 256,6 | 538,0 | 598,8 | 180,7 | 205,9 | 229,4 | 237,3

Мінімальна врожайність, т/га | 18,7 | 78,9 | 78,7 | 28,2 | 27,9 | 22,3 | 22,2 | Максимальна собівартість, грн/т | 534,2 | 479,5 | 477,1 | 479,4 | 477,3 | 720,5 | 717,3

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та практичне обґрунтування елементів технології мікрозрошення моркви на середньосуглинкових ґрунтах півдня України. Одержані результати дають можливість зробити такі висновки:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для підтримання оптимальної вологості ґрунту у рік 75%-ї забезпеченості опадами у фазу “сходи–початок утворення коренеплодів” рекомендується проводити 3-4 поливи нормами 60-90 м3/га при краплинному зрошенні і 3-4 поливи нормами 80-120 м3/га при мікродощуванні. У другій половині вегетації – 11-13 поливів нормами 100-240 м3/га та 14-16 поливів нормами 140-465 м3/га для цих способів поливу відповідно.

2. Оперативне планування строків і норм поливу при мікрозрошенні моркви рекомендується проводити за даними визначення вологості ґрунту тензіометричним методом. З цією метою при краплинному зрошенні тензіометр треба встановлювати на відстані 10-15 см від плівкового трубопроводу між водовипусками, при мікродощуванні – 55-60 см від стійки мікродощувача вздовж осі поливного трубопроводу. Глибина установки: 10-20 см у перший період і 30-40см – у другий.

3. Для попередження появи сходів бур’янів при мікродощуванні моркви після висіву насіння треба вносити з поливною водою ґрунтовий гербіцид Стомп 330, к.е. нормою 3,0 дм3/га.

За наявності злакових бур’янів на посівах моркви необхідно на системі мікродощування двічі вносити з поливною водою страховий гербіцид Фюзілад Супер 125 ЕС, к.е. нормою 2,0 дм3/га за висоти багаторічних бур’янів 15-20 см, а однорічних – у фазі 2-4 листків і нормою 1,5 дм3/га через 30 днів.

При виявленні на посівах моркви збудника борошнистої роси на системі мікродощування необхідно двічі внести з поливною водою фунгіцид Байлетон, з.п. нормою 0,75 дм3/га.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Брошури

1.

Статті у фахових виданнях

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Патенти

1.

2.

Тези