Альтернативные экологически безопасные технологии возделывания картофеля при различных способах орошения в условиях аридной зоны

В условиях Поволжья И.П. Кружилиным (1976, 1986) была проведена широкая проверка биофизического метода для определения суммарного испарения агроценозов и назначения сроков очередного полива с использованием биоклиматических коэффициентов испарения, численные значения которых дифференцируются в соответствии с уровнями программируемых урожаев сельскохозяйственных культур. Исследования показали возможность по ходу изменений метеорологических элементов с применением соответствующих биоклиматических коэффициентов прогнозировать этапы развития растений и составлять достаточно достоверную программу режима орошения культуры, рассчитанную на получение запланированного урожая. Проведение поливов по заранее составленной программе с учетом изменения влагозапасов в почве позволяет оптимизировать условия роста и развития растений, способствовать проявлению максимальной их продуктивности и управлять процессом формирования урожая.

А.Н. Костяков (1960) для разработки поливного режима предложил использовать в качестве основных показатели нижних пределов доступной для растений влаги в активном слое почвы за период вегетации. Минимальные запасы влаги на орошаемых полях, по его мнению, не должны опускаться ниже запасов, определяющих наилучший режим влажности почвы. Они обычно изменяются в пределах от 50 до 65-75 % полной влагоемкости почвы. За последние 50-60 лет опытно-мелиоративные учреждения страны более детально разработали применительно к природным зонам и возделываемым культурам метод назначения поливов по влажности почвы. Сущность его, по мнению Б.А. Шумакова (1962), сводится к тому, что в схеме полевых опытов с сельскохозяйственными культурами намечают варианты, различающиеся по величине порога предполивной влажности почвы. Соответствие того или иного предполивного порога влажности потребности растений в воде устанавливается по величине урожая. Таким образом, главным критерием оценки уровня влагообеспеченности растений при применении этого метода является предполивная влажность почвы. В полевых условиях этот показатель, обоснованный возможностью получения запланированной урожайности, характеризует собой и нижний порог оптимальной влажности почвы.

М.Н. Багров (1965), И.П. Кружилин (1980) на основании длительного изучения различных методов установления сроков и норм поливов считают, что определение влажности почвы следует отнести к наиболее надежному способу диагностирования допустимого снижения ее в активном слое и обоснования режима орошения сельскохозяйственных культур. Для этого необходимо установить допустимые нижний и верхний пределы влажности активного слоя почвы по каждой культуре в отдельности, обеспечивающих получение запланированного урожая при минимальных затратах поливной воды в конкретных природных условиях.

Многочисленными исследованиями в различных регионах страны установлено, что для большинства полевых культур, включая картофель, нижним порогом предполивной влажности почвы для получения высокой урожайности следует считать 75-80 % НВ.

От климатических особенностей зоны возделывания зависит суммарное водопотребление картофеля. В природных условиях с жарким и сухим летом расход влаги, как правило, значительно выше, чем в районах с умеренной температурой и высокой относительной влажностью воздуха. Так, в опытах А.М. Алпатьева (1954) в условиях сырого прохладного лета при урожайности около 30 т с 1 га общий расход влаги картофельным полем составил 223 мм. На каштановых почвах в жарких, сухих условиях, по данным М.Н. Багрова (1966), суммарный расход влаги с поля, занятого картофелем, при достаточной влагообеспеченности достигал 435 мм.

Полученные в опыте данные показывают, что в условиях северного Прикаспия достаточно точно прогнозировать водопотребление картофеля на фоне жестких режимов орошения затруднительно, так как оно определяется в основном количеством выпадающих осадков, варьирующих в разные годы в широких пределах. Но при предполивной влажности почвы 65-70% НВ, 70-75% НВ и 75-80% НВ наблюдается иная закономерность, где фактические расходы влаги за вегетацию в среднем за 5 лет были на 1-2 % ниже планируемых, а отклонение по годам от их средней величины не превышало 6-15 %. Аналогичное заключение можно сделать и по отношению к оросительным нормам (табл. 23).

Таблица 23 - Планируемый и фактический расход влаги за вегетацию (мм) и урожайность картофеля (средняя за 5 лет)

Таким образом, при увлажнении, в большей степени согласованном с биологическими потребностями картофеля, расчетные параметры режима орошения имеют меньшие расхождения с фактическими.

Наибольший расход влаги картофелем наблюдается в период, когда растения имеют максимальную площадь листьев. Картофель в условиях орошения от посадки до всходов расходует 2 % общего потребления воды за вегетационный период, от всходов до бутонизации – 11-14 %, за время цветения и активного роста клубней – 62-67 % и с конца цветения до начала отмирания ботвы – 20-22 % (по данным СибНИИРС) [107]. Интенсивность испарения агрофитоценоза тесно связана с поддержанием водным режимом почвы, который регламентируется предполивной влажностью.

Поддерживаемый вегетационными поливами, высокий уровень влажности почвы, непосредственно воздействуя на формирование биомассы, обеспечивает увеличение транспирации воды растительным покровом и физическое испарение.

Соотношение расхода воды на транспирацию и физическое испарение изменяется в течение вегетации в зависимости от фазы роста и развития растений и складывающихся погодных условий. Водопотребление в определенной степени зависит и от зональных и интрозональных природных особенностей.

В условиях сухостепной зоны северного Прикаспия определено суммарное испарение картофеля в зависимости от уровня предполивной влажности почвы (табл. 24). Исследования показали, что оно значительно увеличивается при увеличении порога влажности.

Таблица 24 - Суммарное испарение и урожайность картофеля

в з<span cl