Water consumption and drip irrigation regimes of seedlings of fruit and berry crops in the central Non-Chernozem region

Толық мәтін

Развитие отечественного садоводства невозможно без производства собственного высококачественного посадочного материала, а также совершенствования технологий выращивания саженцев плодовых и ягодных культур [1]. Важным условием эффективности отрасли выступает проведение планомерной замены старых насаждений на новые, так как резкие колебания в производстве продукции по годам имеют отрицательное влияние на экономику садоводства [2]. По экспертным оценкам [3, 4] в России должно быть не менее 10 тысяч питомников. На начало 2019 г. в Российской Федерации насчитывался 1221 питомник по выращиванию посадочного материала. Наибольшее количество питомников сосредоточено в Центральном (34 %) и Приволжском (22 %) федеральных округах. Для проведения закладки садовых насаждений в минимальных объемах (10…12 тыс. га) необходимо выращивать около 15 млн саженцев в год [5]. В 2022 г. в среднем по России доля импортного посадочного материала составила 30 % [6]. Импортируемый посадочный материал не всегда соответствует требованиям качества и не всегда адаптирован к почвенно-климатическим условиям регионов закладки плодово-ягодных насаждений [7].

К актуальным задачам в производстве саженцев плодовых и ягодных культур относится совершенствование технологий выращивания посадочного материала. Важное значение в питомниководстве имеет орошение, применяемое как в зоне недостаточного или неустойчивого увлажнения, так и в зоне с достаточным увлажнением, где в течение вегетации могут возникать периоды с недостатком поступающей влаги [8, 9]. В последние годы в мировой практике отдается предпочтение применению экологически безопасных технологий орошения, учитывающих особенности водопотребления растений, а также обеспечивающих подачу растворенных в воде питательных веществ непосредственно к корневой системе [10, 11, 12]. К таким способам полива относится капельное орошение, которое находит широкое применение при выращивании плодовых и ягодных культур [13, 14]. Об актуальности темы свидетельствует большое количество проводимых отечественных [15, 16] и зарубежных исследований [17, 18], посвященных разработке технологий капельного орошения, изучению почвенных показателей, роста плодовых и ягодных растений.

Цель исследований – разработка научно-обоснованных режимов капельного полива саженцев плодовых (слива, вишня, груша, яблоня) и ягодных (малина) культур в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России.

Методика. Исследования по обоснованию режимов капельного орошения и изучению водопотребления саженцев косточковых (слива и вишня), семечковых (груша и яблоня) и ягодных (малина) культур проводили в условиях Мичуринского сада Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К. А. Тимирязева в период с 2011 по 2022 гг. Полевые опыты по выращиванию однолетних, двухлетних и трехлетних саженцев закладывали в трехкратной повторности по следующей схеме: контроль (без орошения), поддержание влажности корнеобитаемого слоя в диапазоне 60…80 % наименьшей влагоемкости (НВ), 70…90 % НВ и 80…100 % НВ. Исследования проводили для сортов сливы Машенька и Утро (подвой алычи), вишни Молодежная и Волочаевка (клоновый подвой ВСЛ-2), груши Памяти Яковлева, Чижовская и Осенняя Сусова (подвой груша уссурийская), яблони Белый налив и Медуница (на клоновых полукарликовых (среднерослых) подвоях 54–118 селекции МичГАУ), малины Награда и Солнышко.

За годы проведения исследований средняя суточная температура атмосферного воздуха за вегетационный период (май–сентябрь) составила 16,7 °C, среднее месячное количество осадков – 107,1 мм. Почва опытного участка – дерново-среднеподзолистая со слабокислой реакцией среды пахотного слоя. По обеспеченности легкогидролизируемым азотом, подвижным фосфором и калием характеризуется как хорошо обеспеченная. Оросительные нормы принимали по полученным опытным данным режимов капельного орошения. Влажность почвы по вариантам опыта определяли термостатно-весовым методом. Почвенные образцы для определения влажности отбирали один раз в три дня или чаще в случае выпадения осадков или проведения поливов. Суммарное водопотребление саженцев определяли, исходя из основных статей прихода влаги, входящих в уравнение водного баланса: оросительная норма, приход влаги от осадков, подпитывание грунтовыми водами, использование почвенной влаги. Для статистической обработки экспериментальных данных использовали регрессионный анализ (при p = 0,05) с проведением расчетов в Microsoft Office Excel.

Результаты и обсуждение. Разработанные режимы капельного орошения позволяют сократить межполивной период в среднем до 2…9 дней с поливом малыми нормами (в среднем 35,3…49,5 м³/га) в зависимости от предполивного порога (60, 70 и 90 % НВ) и увлажненности вегетационного периода, а также обеспечивают поддержание влажности корнеобитаемого слоя почвы в заданных диапазонах, предотвращая резкие колебания влажности из-за ее периодического иссушения и переувлажнения (табл. 1).

На параметры режимов капельного орошения во все годы проведения исследований оказывали влияние равномерность распределения осадков на протяжении вегетационного периода и глубина промачивания почвы при поливе. Отдельные параметры режимов взаимосвязаны между собой. При увеличении количества поливов происходит закономерное снижение межполивного интервала. С увеличением поддерживаемой влажности корнеобитаемого слоя также увеличивается оросительная норма, так как требуется большее количество воды. Повышение поливной нормы и количества поливов приводит к увеличению оросительной нормы.

Табл. 1. Параметры режимов капельного орошения саженцев плодовых и ягодных культур

В контрольных вариантах опытов для всех плодовых и ягодных культур наибольший вклад в суммарное водопотребление вносил приход влаги от осадков: для сливы – 80 %, для вишни – 91 %, для малины – 91 %, для груши – 84 % (см. рисунок). В орошаемых вариантах опытов приход влаги от осадков в среднем составлял 64 %. В вариантах опытов с капельным орошением вклад оросительной нормы в суммарное водопотребление повышался с увеличением предполивного уровня влажности почвы: в среднем по культурам при 60…80 % НВ ее доля составляла от 13 до 32 %, при 70…90 % НВ – от 16 до 34 %, при 80…100 % НВ – от 19 до 36 %. То есть, независимо от выращиваемых в питомниках Центральной Нечерноземной зоны России плодовых и ягодных культур, основная доля суммарного водопотреблении приходилась на осадки (в среднем 64 %) и оросительную норму (в среднем 24 %). Подпитывание грунтовыми водами (в среднем 6 %) и использование почвенной влаги (в среднем 6 %) вносили гораздо меньший вклад в суммарное водопотребление саженцев плодовых и ягодных культур.

Структура суммарного водопотребления саженцев плодовых и ягодных культур в зависимости от влажности корнеобитаемого слоя почвы: ▧ – приход влаги; ▨ – использование почвенной влаги;