Совершенствование технологии возделывания репчатого лука при капельном орошении на каштановых почвах нижнего поволжья

На правах рукописи

Казаченко Вячеслав Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ РЕПЧАТОГО ЛУКА ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ НА КАШТАНОВЫХ ПОЧВАХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2011

Работа выполнена в Волгоградском филиале ГНУ

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: - член - корр. РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Солодовников Анатолий Петрович

- кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

Фомин Геннадий Иванович

Ведущая организация – ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА

Защита состоится «30» сентября 2011 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 061. 05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу:

410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «____» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор сельскохозяйственных наук Пронько Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Перспективным регионом для развития производства репчатого лука в Российской Федерации является Нижнее Поволжье, где климатические ресурсы в сочетании с орошением обеспечивают формирование высоких урожаев. В настоящее время лук репчатый для овощеводства Волгоградской области является ведущей культурой. Ежегодно увеличивается количество хозяйств, занимающихся выращиванием лука, расширяются его посевные площади, растёт валовое производство. Этому способствует широкое внедрение в производство капельного орошения. Однако средняя урожайность лука не превышает 40 т/га. Совершенствование агротехники возделывания лука, ориентированной на формирование 100 т/га, весьма актуально и своевременно. Репчатый лук – очень влаголюбивая культура, имеющая слабо разветвлённую корневую систему, обладающую небольшой сосущей силой. Наблюдения показывают, что при понижении влажности почвы в дневные часы ниже 85-90% НВ при температуре воздуха 35 – 40 ° С растения лука теряют тургор, что приводит к стрессу и торможению ростовых процессов. При скорости ветра более 6 – 8 м/с данные явления усиливаются. В связи с этим необходимо изучить возможность повышения водного режима почвы до 90 – 95 % НВ для снижения негативного влияния воздушной засухи на продуктивность посевов репчатого лука. Следует обосновать сочетание комплекса агротехнических и гидромелиоративных приемов, способствующих в условиях орошения формированию урожайности репчатого лука до 100 т/га. В настоящее время недостаточно выяснен вопрос о наиболее эффективной норме высева семян, её влиянии на урожай и его структуру, стоимость произведённой продукции, экономической оценке механизированной уборки урожая.

Актуальность работы также подтверждается выполнением исследований в соответствии с НТП РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Целью исследований являлось совершенствование элементов технологии возделывания репчатого лука путем оптимизации водного режима почвы и подбора экономически обоснованной нормы высева семян, обеспечивающих с учетом почвенно-климатических ресурсов региона получение до 100 т/га урожая репчатого лука.

В соответствии с программой исследовании предусматривалось решение следующих задач:

– установить оптимальную посевную норму в сочетании с уровнем влагообеспеченности растений для получения высокой продуктивности посевов;

– дать оценку эффективности использования влаги посевами лука при различных сочетаниях водного режима и норм высева;

– разработать программу оперативного управления водным режимом почвы при капельном орошении репчатого лука;

- оценить комплексное влияние водного режима почвы и нормы высева семян на основные показатели фотосинтетической деятельности, роста, развития и формирования продуктивности посевов;

– определить влияние нормы высева семян и уровня предполивной влажности почвы на плотность посевов и структуру урожая;

– дать оценку инвестиционной привлекательности производства репчатого лука при улучшении условий влагообеспеченности и повышении плотности посевов путем увеличения нормы высева в связи с изменением структуры урожая и технологией уборки.

Объект исследований – посевы репчатого лука на орошаемых землях сухостепной зоны каштановых почв Нижнего Поволжья.

Предмет исследований – элементы технологии возделывания высокопродуктивного гибрида репчатого лука: поливной режим при капельном орошении и оптимальные нормы высева.

Научная новизна. Определена эффективность сочетания водных режимов почвы 80-85% НВ, 90-95% НВ и нормы высева, обеспечивающие продуктивность посевов на уровне 90 – 100 т/га. Для этого уровня продуктивности посевов выявлены закономерности формирования водного режима почвы, основные параметры поливного режима, значения и удельный вес основных статей водного баланса, величина удельных затрат воды на единицу продукции. Разработана программа оперативного управления режимом орошения посевов репчатого лука. Установлены закономерности изменения соотношения в урожае размерных фракций луковиц под влиянием нормы высева и водного режима почвы. Проведён подробный анализ экономический эффективности норм высева, водных режимов и механизированной уборки урожая.

Основные положения, выносимые на защиту:

– закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы при капельном орошении репчатого лука;

– программа оперативного управления водным режимом почвы при капельном орошении;

– комплексная оценка влияния природных и изучаемых факторов на фотосинтетическую деятельность, продуктивность и структуру урожая репчатого лука при капельном орошении;

– инвестиционная привлекательность производства репчатого лука при улучшении условий влагообеспеченности и повышении плотности посевов путем увеличения нормы высева в связи с изменением структуры урожая и технологией уборки.

Достоверность результатов исследований подтверждается большим объемом накопленных экспериментальных данных, полученных в результате трехлетних полевых исследований, выполненных с применением современных методик полевого опыта, стандартных методов математического анализа и положительными результатами производственной апробации.

Практическая значимость работы определяется совершенствованием и практической реализацией элементов технологии возделывания гибридного репчатого лука при капельном орошении, ориентированной на формирование урожайности до 100 т/га. Полученные данные экономического анализа производства репчатого лука позволяют объективно оценить экономическую эффективность и целесообразность использования отдельных элементов предложенной технологии возделывания.

Реализация результатов исследований в ИП «Казаченко С.В.» Городищенского района Волгоградской области на площади 30 га подтвердила высокую эффективность предлагаемой технологии возделывания и возможность получения урожайности репчатого лука Тетон 112 F1 свыше 90 т/га. Производственная реализация результатов исследований на орошаемых землях КФХ «Корытько А.П.» (60 га), ИП «КФХ Леденев А.М.» (80 га), ИП КФХ «Жутаев В.Н.» (35 га) Городищенского района Волгоградской области подтвердила возможность получения от 80 до 93 т/га репчатого лука стандартного качества.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международной научно-практической конференции «Новые направления в решении проблем АПК на основе современных ресурсосберегающих, инновационных технологий» (ВГСХА, Волгоград, 2011 г.), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (2010-2011 гг.), на научной конференции молодых ученых и специалистов «Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2010г.), производственной конференции «Овощи 2010: лук, морковь» (Волгоград, 2010 г.), на межрегиональном форуме производителей лука и моркови «Получение максимальной прибыли при выращивании лука и моркови на Юге России» (Ростов-на-Дону, Краснодар, 2010 г.), на областном форуме производителей лука Волгоградской области «Получение максимальной прибыли при выращивании лука» (Волгоградская область, р.п. Городище, 2011 г.).

По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 260 страницах компьютерного текста, содержит 36 таблиц, 17 рисунков, 117 приложений. Список использованной литературы включает 196 источников, в том числе 19 иностранных авторов. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и новизна проводимых исследований, сформулированы цели и задачи, обоснованы положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Краткий обзор литературы по научно-производственному опыту и повышению эффективности производства репчатого лука» проведен анализ современного состояния вопроса по проблемам производства овощей на орошаемых землях, показано народно-хозяйственное значение репчатого лука. Рассмотрены биологические закономерности роста и развития репчатого лука, вопросы повышения его урожайности при капельном орошении путем совершенствования технологии возделывания за счет оптимизации основных операций. Показан вклад в данное направление ведущих ученых Литвинова С.С., Борисова В.А., Пивоварова В.Ф., Ершова И.М., Агафонова А.Ф., Патрона П.И., Дубенка Н.Н., Бородычева В.В., Кузнецовой Н.В., Гуренко В.М., Выборнова В.В., Болкунова А.И., Исаева О.Н, Огородниковой Э.Г, Маковкиной Л.И. и др.

Приоритетной задачей в комплексе мероприятий по повышению эффективности производства репчатого лука является совершенствование агротехники выращивания репчатого лука при капельном орошения в природно-климатических условиях Нижнего Поволжья. Особое внимание уделяется вопросам дальнейшей оптимизации водного режима, доступной при использовании технологии капельного орошения, определению оптимальной нормы высева с учетом формирования высокой продуктивности и оптимальной структуры урожая посевов репчатого лука, обеспечивающих наиболее рентабельное производство и рациональное использование хозяйственных и природных ресурсов хозяйств региона. Все это определило необходимость постановки и проведения комлексных исследований по совершенствованию элементов технологии производства репчатого лука при капельном орошении в условиях Нижнего Поволжья.

Во второй главе «Программа, методика и условия их проведения» изложены условия проведения, программа и методика исследований, проведенных в течение 2008 – 2010 гг. в хозяйстве ИП «С.В. Казаченко» Городищенского района Волгоградской области.

Полевой опыт проводился по двухфакторной схеме, включающей в себя изучение влияния условий водного режима почвы (фактор А) и нормы высева семян (фактор В) на водопотребление, продуктивность посевов и структуру урожая репчатого лука.

Схема опыта по водному режиму почвы (фактор А) включала следующие варианты: А1 – поддержание предполивного порога влажности почвы 80-85 % НВ; А2 - поддержание предполивного порога влажности почвы 90-95 % НВ. Принята постоянная глубина увлажняемого слоя 0,5 м.

Схемой опыта по нормам высева (фактор В) было предусмотрено четыре варианта: В1­ – посев нормой 600 тыс. шт.семян/га, В2­ – … 800, В3­ – …1000, В4­ – …1200 тыс. шт. семян/га.

Опыты закладывались в четырехкратной повторности для исключения влияния почвенных разностей. Размещение вариантов в пределах фактора А рендомизированное. На всех вариантах опытов рельеф и почвенные условия были идентичны. Площадь единичной делянки, включающей сочетание двух исследуемых факторов 75 м2. Количество делянок – 32 шт., общая площадь – 0,24 га. Для проведения исследований был выбран высокопродуктивный гибрид репчатого лука Тетон 112 F1 зарубежной селекции, семена которого обладают высокой лабораторной всхожестью (на уровне 92-95 %) и высокой энергией прорастания (84 - 88 %). Посев семян производился сеялкой точного высева «Клён» на глубину 3-4 см.

Закладка опытов и проведение полевых исследований осуществлялись на основе общепринятых методических указаний (Веденяпин Г.В., 1973; Мельников С.В., 1980; Плешаков В. Н., 1983; Доспехов Б.А., 1985; Методика опытного дела в овощеводстве, 1992). Показатели фотосинтетической деятельности растений в посевах определяли по методике лаборатории фотосинтеза ИФР АН СССР А.А. Ничипоровича (1961). Контроль за влажностью почвы проводился термостатно-весовым методом по методике А.А. Роде (1960). Поливные нормы определялись исходя из уровня фактической влажности в активном слое почвы по А.Н. Костякову (1961). Учет подаваемой воды на каждый вариант опытов проводился счетчиками-расходомерами. Наблюдения за динамикой агрометеорологических условий на опытном участке осуществляли с помощью цифровой метеостанции (TOUCH SCREEN WEATHER STATION model WS-3600), установленной непосредственно в поле и подключенной по радиоканалу к персональному компьютеру. Расчет норм удобрений под планируемый урожай репчатого лука производился по методике профессора ВГСХА В.И. Филина (1984, 1994). Учет урожая проводили сплошным методом с учетной площади 75 м2. Структура урожая определялась с помощью калибровочной машины М-616 с разделением на 4 фракции. При расчете экономической эффективности использовали методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (2000 г.).

По гранулометрическому составу почва опытного участка тяжелосуглинистая. Плотность сложения горизонта 0-0,5 м 1,08 – 1,28 г/см3, наименьшая влагоемкость 27,0 – 23,2 % от абсолютно сухой почвы, содержание в пахотном и подпахотном горизонтах соответственно легкогидролизуемого азота 37,3 – 22,6 мг/кг, обменного калия 345,1 – 314,8 мг/кг, подвижного фосфора 27,5 – 20,8 мг/кг сухой почвы.

Наиболее благоприятными годами по температурному режиму и естественной влагообеспеченности были 2008 и 2009 годы. В 2010 году более половины осадков (99,3 мм) выпало в основном в виде проливных дождей. 2010 год был самым жарким с низкой относительной влажностью воздуха, что вызвало атмосферную засуху, оказавшую негативное влияние на рост и развитие растений.

В третьей главе «Формирование водного режима почвы и водопотребление репчатого лука при капельном орошении» изложены результаты исследова­ний по вопросам суммарного, среднесуточного водопотребления и формирования режима капель­ного орошения репчатого лука при различных уровнях предполивной влажности почвы.

В результате проведённых исследований установлено, что для поддержания предполивного порога влажности почвы в посевах репчатого лука не ниже 80-85% НВ при глубине активного слоя почвы 0,5 м в зависимости от агрометеорологических условий вегетационного периода, необходимо проведение 25 – 27 вегетационных поливов с оросительной нормой 4065 – 4580 м3/га (табл. 1).

Таблица 1 Поливной режим репчатого лука в основные периоды развития. (2008-2010 гг.)
Межфазный период		А1 (80-85% НВ)						А2 (90-95% НВ)
		Число поливов, шт.			Средняя поливная норма, м3/га			Число поливов, шт.			Средняя поливная норма, м3/га
		2008 г	2009 г	2010 г	2008 г	2009 г	2010 г	2008 г	2009 г	2010 г	2008 г	2009 г	2010 г
Посев - всходы		1	0	0	160	0	0	2	2	0	78	75	0
Всходы - образование 3-го настоящего листа		2	2	1	155	155	150	5	4	3	72	73	73
Образование 3-го - 5-го настоящих листьев		2	3	3	165	150	158	5	5	8	71	74	76
Образование 5-го настоящего листа - начало фазы формирования луковицы		4	4	5	164	161	157	10	12	13	97	78	63
Начало фазы формирования луковицы - фаза формирования луковицы		3	3	2	153	148	185	6	7	7	77	62	64
	Фаза формирование луковицы - начало полегания листьев	9	10	10	169	189	188	18	20	19	88	95	98
	Начало полегания листьев - массовое полегание листьев	3	3	4	160	155	158	7	8	8	69	71	84
	Массовое полегание листьев - техническая спелость	1	2	2	150	130	148	5	5	6	63	68	69
	Посев - техническа спелость	25	27	27	163	165	170	58	63	64	81	79	79
	Оросительная норма, м3/га	-	-	-	4065	4463	4580	-	-	-	4694	4978	5041

Наибольшая потребность посевов во влаге наблюдается в фазу формирование луковицы – полегание листьев. Поливы в это время необходимо проводить через день. Средняя поливная норма в этот период составляет 169 – 188 м3/га. Чтобы выдержать в посевах лука водный режим почвы 90-95% НВ необходимо провести 58 – 64 полива. Оросительная норма при этом увеличивается до 4694 – 5041 м3/га. В период наиболее интенсивного водопотребления (формирование луковицы – полегание листьев) поливы необходимо проводить ежедневно нормой 88 – 98 м3/га. Для организации учёта поливной воды, систематического контроля за влажностью почвы, своевременного определения сроков и норм вегетационных поливов разработана и успешно применяется программа оперативного управления водным режимом почвы.

Суммарное водопотребление посевов лука репчатого в агроклиматических условиях подзоны каштановых почв Волгоградской области при поддержании предполивной влажности активного слоя почвы глубиной 0,5 м на уровне 80-85% НВ по годам исследований составляет 4866 – 5325 м3/га (табл. 2).

Таблица 2 Структура суммарного водопотребления посевов репчатого лука. ( 2008 - 2010 гг.)
Год	Оросительная норма		Осадки		Использование почвенной влаги		Суммарное водопотребление
	м3/га	%	м3/га	%	м3/га	%	м3/га	%
А1 (80-85% НВ)
2008	4065	83,5	649	13,3	152	3,1	4866	100,0
2009	4463	87,3	437	8,6	211	4,1	5111	100,0
2010	4580	86,0	527	9,9	218	4,1	5325	100,0
среднее	4369	85,6	538	10,6	194	3,8	5101	100,0
А2 (90-95% НВ)
2008	4694	87,4	649	12,1	30	0,6	5373	100,0
2009	4978	90,5	437	7,9	83	1,5	5498	100,0
2010	5041	89,1	527	9,3	87	1,5	5655	100,0
среднее	4904	89,0	538	9,8	67	1,2	5509	100,0

Основной приходной статьей водного баланса является оросительная вода – её доля находится в пределах 83,5-86,0% (4065 – 4580 м3/га). Осадки компенсируют 8,6-13,3% потребности посевов во влаге (437 – 649 м3/га). На запасы почвенной влаги приходится всего 3,1 – 4,1% от общего количества израсходованной воды (152 – 218 м3/га). При повышении уровня влагообеспеченности растений до 90-95% НВ суммарное водопотребление увеличивается до 5373 – 5655 м3/га в первую очередь за счёт оросительной воды, доля которой в водном балансе возрастает до 87,4 – 90,5% (4694 – 5041 м3/га). За счёт увеличения оросительной нормы снижается удельный вес осадков до 7,9 – 12,1% (437 – 649 м3/га) и почвенных влагозапасов до 0,6 – 1,5% и 30 – 87 м3/га соответственно.

Среднесуточное водопотребление посевов лука репчатого достигает своего максимума в июле (самый жаркий месяц) в период формирование луковицы – полегание листьев. При влагообеспеченности растений не ниже 80-85% НВ посевы за сутки испаряют 84,5 – 90,7 м3/га воды (табл. 3).

Таблица 3 Динамика среднесуточного водопотребления посевов репчатого лука в годы проведения исследований в зависимости от фазы развития растений.
Межфазный период	Среднесуточное водопотребление, м3/га
	А1 (80-85% НВ)				А2 (90-95% НВ)
	2008 г	2009 г	2010 г	Среднее	2008 г	2009 г	2010 г	Среднее
Посев - всходы	8,1	6,6	5,3	6,7	7,2	5,3	6,1	6,2
Всходы - образование 3-го настоящего листа	19,1	19,5	24,9	21,2	21,5	23,3	25,7	23,5
Образование 3-го - 5-го настоящих листьев	24,7	28,1	35,6	29,5	29,9	31,6	36,4	32,6
Образование 5-го настоящего листа - начало фазы формирования луковицы	42,5	50,1	52,4	48,3	46,8	54,5	57,6	53,0
Начало формирования луковицы - формирование луковицы	56,7	59,5	61,4	59,2	61,0	62,6	63,7	62,4
Формирование луковицы - начало полегания листьев	84,5	87,7	90,7	87,6	92,1	93,7	98,8	94,9
Начало полегания листьев - массовое полегание листьев	62,4	71,4	81,0	71,6	72,3	74,3	83,6	76,7
Массовое полегание листьев - техническая спелость	38,2	44,8	64,3	49,1	43,6	48,4	65,0	52,3
Посев - техническая спелость	42,0	46,0	52,0	46,6	46,8	49,2	54,6	50,2

Повышение уровня влагообеспеченности растений до 90-95% НВ увеличивает среднесуточное водопотребление до 92,1 – 98,8 м3/га в сутки. Суммарное водопотребление в период формирование луковицы – начало полегания листьев при поддержании водного режима почвы 80-85% НВ в среднем за три года составляет 1694 м3/га, или 33,2% от суммарного водопотребления за вегетационный период. Водный режим 90-95% НВ повышает расход влаги в эту фазу развития до 1834 м3/га (33,3% от общего водопотребления). Фаза формирование луковицы – начало полегания листьев является наиболее ответственным и напряжённым периодом в создании оптимального поливного режима посевов лука. Максимальные значения биоклиматических коэффициентов при этом также характерны для данного периода. В среднем за три года для водного режима почвы 80-85% НВ коэффициент Кt равен 0,329 мм/оС, для водного режима почвы 90-95% НВ – 0,356 мм/оС

Коэффициенты водопотребления посевов лука при поддержании влажности почвы не ниже 80-85% НВ изменяются в зависимости от нормы высева в среднем за три года от 56,7 до 71,7 м3/т. Максимальное значение коэффициента водопотребления (71,7 м3/т) характерно для минимальной нормы высева – 600 тысяч всхожих семян на 1 га. Увеличение нормы высева до 1200 тысяч всхожих семян на 1 га сопровождается ростом продуктивности посевов и, следовательно, снижением коэффициента водопотребления до 56,7 м3/т. Повышение уровня влагообеспеченности до 90-95% НВ увеличивает расход влаги на формирование единицы урожая до 58,5 – 75,0 м3/т.

В четвертой главе «Особенности фотосинтетической деятельности растений в посевах репчатого лука» определены законо­мерности роста, развития и формирования урожая посевов репчатого лука при различных сочетаниях изучаемых факторов.

Максимальная площадь листьев в посевах репчатого лука в среднем за три года на варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) составляет 53,0 тыс.м2/га (табл. 4). Последовательное повышение нормы высева до 800 (вариант В3), 1000 (вариант В3) и 1200 (вариант В4) тыс.всхож.сем./га также увеличивает максимальный размер фотосинтетического аппарата посевов до 58,5, 62,8 и 68,3 тыс.м2/га соответственно. Одновременно с нарастанием листовой поверхности повышается фотосинтетический потенциал посевов. На варианте В1 (600 тыс.всхож.сем./га) ФП равен 1,82 млн.м2*дней/га, при максимальной норме высева (вариант В4) – 2,56 млн.м2*дней/га. Улучшение влагообеспеченности посевов на варианте А2 (90-95% НВ) увеличивает максимальный размер площади листьев в зависимости от нормы высева (до 53,7 – 72,1 тыс.м2/га) и фотосинтетического потенциала (до 1,85 – 2,70 млн.м2*дней/га). Максимальный размер сырой биомассы при режиме орошения 80-85% НВ и повышении нормы высева с 600 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) до 1200 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) в среднем за годы исследований возрастает со 108,3 до 137,1 т/га. Общее количество сухого вещества при этом составляет 9,86 – 12,69 т/га. Повышение водного режима почвы до 90-95% НВ (вариант А2) увеличивает продуктивность посевов по сырой биомассе до 110,4 – 143,5 т/га, что в пересчёте на сухое вещество составляет 10,17 – 13,23 т/га.

Таблица 4 Основные показатели фотосинтетической деятельности растений лука в среднем за 2008-2010 гг.
Показатели	Вариант
	А1 (80-85% НВ)				А2 (90-95% НВ)
	В1	В2	В3	В4	В1	В2	В3	В4
Урожай сырой биомассы растений, т/га	108,3	123,0	132,0	137,1	110,4	124,6	136,1	143,5
Урожай сухой биомассы растений, т/га	9,86	11,25	12,18	12,69	10,17	11,44	12,58	13,23
Максимальная площадь листьев, тыс. м2/га	53,0	58,5	62,8	68,3	53,7	58,7	64,9	72,1
Фотосинтетический потенциал, млн. м2*дней/га	1,82	2,08	2,33	2,56	1,85	2,12	2,41	2,70
Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2*сутки	6,25	6,12	5,81	5,59	6,43	6,21	5,92	5,67

В среднем за три года ЧПФ за вегетацию на варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) составила 6,25 г/м2*сутки. Повышение нормы высева до 800 тыс.всхож.сем./га (вариант В2) привело к снижению интенсивности работы фотосинтетического аппарата до 6,12 г/м2*сутки. Дальнейшее наращивание нормы до 1000 – 1200 тыс.всхож.сем./га (варианты В3 – В4) также снизило ЧПФ соответственно до 5,81 – 5,59 г/м2*сутки. Улучшение условий влагообеспеченности растений на варианте А2 (90-95% НВ) повысило эффективность работы листового аппарата на варианте В1 до 6,43 г/м2*сутки, на варианте В2 – до 6,21 г/м2*сутки, на вариантах В3 – В4 – до 5,92 – 5,67 г/м2*сутки соответственно.

В зависимости от изучаемых норм высева и условий влагообеспеченности полевая всхожесть семян изменяется незначительно в пределах 90,0 – 91,5%. Сохранность растений от всходов к уборке при различных нормах высева в среднем за три года составляет 96,5 – 97,5% на варианте с предполивным порогом 80-85% НВ и 96,9 – 97,6% на 90-95% НВ.

В пятой главе «Продуктивность посевов репчатого лука на капельном орошении и структура урожая в зависимости от водного режима почвы и нормы высева семян» приведены результаты исследований по изучению влияния изучаемых факторов на продуктивность и структуру урожая репчатого лука.

Анализ полученных опытных данных показывает, что в 2008 году на варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс. шт. всхожих семян на гектар (вариант В1) урожайность составила 74,4 т/га (табл. 5). При последовательном увеличении нормы высева до 800, 1000, 1200 тыс. шт. всх. семян/га урожайность неуклонно возрастала до 82,8, 87,2 и 90,3 т/га соответственно. Повышение предполивного порога влажности до 90-95% НВ (вариант А2) увеличивало продуктивность посевов на всех вариантах нормы высева соответственно до 76,5, 85,1, 92,3 и 95,2 т/га. В 2009 году была достигнута наивысшая продуктивность посевов, которая так же возрастала с увеличением нормы высева на обоих вариантах водного режима почвы. На варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс. шт. всх. семян/га посевы сформировали 77,9 т/га луковиц, а при максимальной норме высева (вариант В4 - 1200 тыс. шт. всх. семян/га) – 92,2 т/га. На варианте А2 с более частыми поливами (предполивной порог 90 –95% НВ) получен и более высокий урожай товарных луковиц, который при минимальной норме высева (600 тыс. шт. всх. семян/га) составил 79,3 т/га, а при максимальной (1200 тыс. шт. всх. семян/га) вырос до 96,6 т/га.

Таблица 5 Урожайность репчатого лука в зависимости от водного режима почвы и нормы высева семян, т/га
В зависимости от водного режима почвы									В зависимости от нормы высева
Уровень предполивной влажности почвы, % НВ (вариант)	Норма высева, тыс.шт. всхожих семян/га (вариант)	Предуборочная густота стояния растений в среднем за 3 года, тыс. шт./га	Год исследований				У на каждом фоне режимов орошения		Норма высева, тыс.шт. всхожих семян/га (вариант)	Уровень предполивной влажности почвы, % НВ (вариант)	Год исследований				У на каждом фоне норм высева
			2008	2009	2010	Среднее					2008	2009	2010	Среднее
							т/га	%							т/га	%
80-85 (А1)	600 (В1)	526	74,4	77,9	63,3	71,9	-	-	600 (В1)	80-85 (А1)	74,4	77,9	63,3	71,9	-	-
	800 (В2)	700	82,8	86,1	75,9	81,6	9,7	13,5		90-95 (А2)	76,5	79,3	66,2	74,0	2,1	2,9
	1000 (В3)	882	87,2	90,3	84,9	87,5	15,6	21,7	800 (В2)	80-85 (А1)	82,8	86,1	75,9	81,6	-	-
	1200 (В4)	1053	90,3	92,2	87,7	90,1	18,2	25,3		90-95 (А2)	85,1	88,6	79,8	84,5	2,9	3,6
90-95 (А2)	600 (В1)	530	76,5	79,3	66,2	74,0	-	-	1000 (В3)	80-85 (А1)	87,2	90,3	84,9	87,5	-	-
	800 (В2)	702	85,1	88,6	79,8	84,5	10,5	14,2		90-95 (А2)	92,3	94,9	87,1	91,4	3,9	4,5
	1000 (В3)	879	92,3	94,9	87,1	91,4	17,4	23,5	1200 (В4)	80-85 (А1)	90,3	92,2	87,7	90,1	-	-
	1200 (В4)	1048	95,2	96,6	91,1	94,3	20,3	27,4		90-95 (А2)	95,2	96,6	91,1	94,3	4,2	4,7
НСР05 фактор А			1,49	1,22	1,24						1,49	1,22	1,24
НСР05 фактор В			1,05	0,86	0,88						1,05	0,86	0,88
НСР05 для частных средних			2,10	1,73	1,75						2,10	1,73	1,75

Полученные данные (табл. 6). показывают, что варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) выход очень крупного лука (более 70 мм) в среднем за 3 года составляет основную часть урожая 41,8 т/га (58,2%). На долю крупной фракции (50-70 мм) приходится 24,0 т/га (33,3%), средней фракции (40-50 мм) – 5,2 т/га (7,3%), мелкой – (менее 40 мм) – 0,9 т/га, (1,2%).

Таблица 6 Структура урожая репчатого лука в зависимости от нормы высева и режима орошения (среднее за 2008 - 2010 гг.), т/га
Уровень предполивной влажности почвы, %НВ	Норма высева, тыс.шт. всхожих семян/га	Структура урожая по фракциям, т/га				Всего, т/га
		очень крупная (более 70 мм)	крупная (50-70 мм)	средняя (40-50 мм)	мелкая (менее 40 мм)
80-85 (А1)	600 (В1)	41,8	24,0	5,2	0,9	71,9
	800 (В2)	33,7	36,1	10,2	1,6	81,6
	1000 (В3)	23,2	45,7	15,6	3,0	87,5
	1200 (В4)	15,5	51,4	19,8	3,4	90,1
90-95 (А2)	600 (В1)	43,9	26,1	3,2	0,8	74,0
	800 (В2)	36,6	39,3	7,0	1,6	84,5
	1000 (В3)	26,5	51,1	11,7	2,1	91,4
	1200 (В4)	19,2	57,9	14,8	2,4	94,3

С увеличением нормы высева до 800 тыс.всхож.сем./га (вариант В2) и увеличением общей продуктивности посевов происходит снижение содержания в урожае очень крупных луковиц до 41,3% (33,7 т/га). Одновременно до 44,2% возрастает доля крупного лука (50-70 мм) и составляет его основную часть – 36,1 т/га. Удельный вес средних и мелких фракций также увеличивается до 12,6% и 1,9% (10,2 и 1,6 т/га) соответственно.

При дальнейшем увеличении нормы высева до 1000 тыс.всх.сем./га (вариант В3) тенденция сохраняется – продуктивность посевов возрастает и продолжается снижение содержания в урожае очень крупной фракции уже до 26,5% (23,2 т/га). Это автоматически приводит к увеличению удельного веса крупной фракции до 52,3% (45,7 т/га), что составляет уже более половины всего урожая. При этом фракции средних и мелких луковиц также увеличиваются соответственно до 17,8 и 3,4%, что составляет 15,6 и 3,0 тонны в расчёте на 1 гектар в физическом выражении.

В шестой главе «Экономическая эффективность производства лука в зависимости от водного режима почвы, нормы высева и способа уборки» дана оценка экономической эффективности производства репчатого лука при улучшении условий влагообеспеченности и повышении нормы высева, в связи с изменением структуры урожая. Приведена сравнительная экономическая эффективность ручной и механизированной технологий уборки репчатого лука.

При поддержании водного режима почвы не ниже 80-85% НВ и ручной технологии уборки наиболее эффективной в экономическом плане является норма высева 1000 тыс.всхож.сем./га (вариант В3) (табл. 7). Именно она обеспечивает минимальную себестоимость продукции (2,74 руб./кг), максимальный объём прибыли на 1 гектар (314,6 тыс.руб.), максимальную производительность труда (384,1 руб./чел.-ч.) и высокий уровень рентабельности (131,4%). Более высокая норма высева 1200 тыс.всхож.сем./га (вариант В4) увеличивает стоимость товарной продукции, но существенно ухудшает экономические показатели.

При повышении водного режима почвы до 90-95% НВ и норме высева 1000 тыс.всхож.сем./га (вариант В3), себестоимость продукции достигает минимального значения (2,69 руб./кг), а рентабельность – максимального (137,8%). Расчётная прибыль (339,2 тыс.руб./га) на 3,1 тыс. руб. (0,9%) ниже, чем на варианте В4 (1200 тыс.всхож.сем./га). Производительность труда при этом составляет 392,7 руб./чел.-ч.

Наиболее рентабельной при механизированной уборке является норма высева 1000 тыс.всхож.сем./га (в зависимости от режима орошения – 184,0% – 193,4%) (табл. 8). Для максимальной нормы высева 1200 тыс.всхож.сем./га уровень рентабельности составляет 176,4% – 187,2%. Главная причина снижения рентабельности в данном случае – высокая стоимость гибридных семян.

Таблица 7 Экономическая эффективность производства репчатого лука при ручной технологии уборки. Среднее за 2008-2010 гг.
№ п/п	Показатель	Вариант
		А1 (80-85% НВ)				А2 (90-95% НВ)
1	Норма высева, тыс.шт. всхожих семян/га	600 (В1)	800 (В2)	1000 (В3)	1200 (В4)	600 (В1)	800 (В2)	1000 (В3)	1200 (В4)
2	Затраты труда, чел.-ч./га	1275,0	1379,1	1442,5	1470,4	1303,7	1416,5	1490,6	1521,7
3	Себестоимость, руб./кг	2,89	2,76	2,74	2,78	2,87	2,74	2,69	2,73
4	Цена реализации, руб./кг	6,46	6,42	6,33	6,26	6,52	6,48	6,40	6,36
5	Стоимость валовой продукции, тыс.руб./га	464,5	523,8	554,1	564,4	482,4	547,6	585,4	599,4
6	Производительность труда, руб./чел.-ч.	364,3	379,8	384,1	383,8	370,0	386,6	392,7	393,9
7	Расчетная прибыль на 1 гектар, тыс.руб.	256,7	298,3	314,6	314,3	269,7	316,4	339,2	342,3
8	Уровень рентабельности, %	123,5	132,3	131,4	125,7	126,8	136,9	137,8	133,1

Таблица 8 Экономическая эффективность производства репчатого лука при механизированной технологии уборки. Среднее за 2008-2010 гг.
№ п/п	Показатель	Вариант
		А1 (80-85% НВ)				А2 (90-95% НВ)
1	Норма высева, тыс.шт. всхожих семян/га	600 (В1)	800 (В2)	1000 (В3)	1200 (В4)	600 (В1)	800 (В2)	1000 (В3)	1200 (В4)
2	Затраты труда, чел.-ч./га	790,0	824,4	845,3	854,5	803,6	840,9	865,3	875,6
3	Себестоимость, руб./кг	2,40	2,26	2,23	2,27	2,38	2,23	2,18	2,21
4	Цена реализации, руб./кг	6,46	6,42	6,33	6,26	6,52	6,48	6,40	6,36
5	Стоимость валовой продукции, тыс.руб./га	464,5	523,8	554,1	564,4	482,4	547,6	585,4	599,4
6	Производительность труда, руб./чел.-ч.	588,0	635,4	655,5	660,5	600,3	651,2	676,5	684,6
7	Расчетная прибыль на 1 гектар, тыс.руб.	292,0	339,2	359,0	360,2	306,2	359,0	385,9	390,7
8	Уровень рентабельности, %	169,3	183,7	184,0	176,4	173,8	190,3	193,4	187,2

ВЫВОДЫ

1. Для поддержания водного режима почвы в посевах лука репчатого не ниже уровня 80-85% НВ при глубине активного слоя почвы 0,5 м в зависимости от агрометеорологических условий вегетационного периода, необходимо проведение 25 – 27 вегетационных поливов оросительной нормой 4065 – 4580 м3/га. Наибольшая потребность посевов во влаге наблюдается в фазу формирование луковицы – полегание листьев. Средняя поливная норма 169 – 188 м3/га. Поддержание водного режима почвы не ниже 90-95% НВ обеспечивается проведением 58 – 64 поливов оросительной нормой 4694 – 5041 м3/га. В период формирование луковицы – полегание листьев поливы необходимо проводить поливной нормой 88 – 98 м3/га.

2. Суммарное водопотребление посевов лука репчатого при поддержании влажности активного слоя почвы не ниже уровня 80-85% НВ по годам исследований составляет 4866 – 5325 м3/га. Основной приходной статьёй водного баланса является оросительная вода – 83,5-87,3 % (4065 – 4580 м3/га). Осадки компенсируют 8,6-13,3% потребности посевов во влаге (437 – 649 м3/га). На запасы почвенной влаги приходится всего 3,1 – 4,1% от общего количества израсходованной воды (152 – 218 м3/га). При повышении уровня влагообеспеченности растений до 90-95% НВ суммарное водопотребление увеличивается до 5373 – 5655 м3/га за счёт оросительной воды, доля которой в водном балансе возрастает до 87,4 – 90,5% (4694 – 5041 м3/га). Удельный вес осадков не превышает 7,9 – 12,1% (437 – 649 м3/га). Доля и количество почвенных влагозапасов уменьшаются до 0,6 – 1,5% и 30 – 87 м3/га, соответственно, главным образом за счёт более высокой остаточной влажности почвы в конце вегетации.

3. Максимальные значения среднесуточного водопотребления отмечаются в июле в период формирование луковицы – полегание листьев. При влагообеспеченности растений не ниже 80-85% НВ посевы за сутки испаряют 84,5 – 90,7 м3/га воды. Повышение уровня влагообеспеченности растений до 90 – 95% НВ увеличивает среднесуточное водопотребление на 8,9-9,0% (до 92,1 – 98,8 м3/га в сутки).

4. Коэффициент водопотребления посевов лука репчатого при поддержании влажности почвы не ниже 80 – 85% НВ изменяется в зависимости от нормы высева в среднем от 56,7 до 71,7 м3/т. Максимальное значение коэффициента водопотребления (71,7 м3/т) характерно для минимальной нормы высева - 600 тысяч всхожих семя на 1 га. Увеличение нормы высева до 1200 тыс. всх.сем./га сопровождается ростом продуктивности посевов и снижением коэффициента водопотребления до 56,7 м3/т. Повышение уровня влагообеспеченности до 90-95% НВ увеличивает расход влаги на формирование единицы урожая до 58,5-75,0 м3/т.

5. Разработана программа оперативного управления водным режимом почвы, использование которой позволяет вести строгий учет поливной воды, контроль влажности почвы, проводить своевременную корректировку сроков и норм полива.

6. Наибольшие значения максимальной площади листьев – 68,3 тыс. м2/га, фотосинтетического потенциала (ФП) – 2,56 млн. м2*дней/га формируются при сочетании плотности посева лука 1,2 млн.всх.сем./га с влажностью почвы на уровне 80-85% НВ. При увеличении предполивного порога влажности почвы до 90-95% НВ значения формируемого ФП увеличиваются до 2,7 млн. м2*дней/га, а площади листьев до 68,3 тыс.м2/га. Накопление сырой биомассы составляет 110,3 – 143,6 т/га, сухой 10,17 – 13,23 т/га.

7. В среднем чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) за вегетацию на варианте А1 (80-85% НВ) при норме высева 600 тыс.всхож.сем./га (вариант В1) составила 6,25 г/м2*сутки. Повышение нормы высева от 800 до 1200 тыс.всх.сем./га привело к снижению ЧПФ до 6,12 - 5,59 г/м2*сутки соответственно.

На участке варианта А2 (90-95% НВ) значение ЧПФ увеличивается (вариант В1 ) до 6,43 г/м2*сутки, на вариантах В2, В3, В4 – до 6,21, 5,92 и 5,67 г/м2*сутки соответственно.

8. Полевая всхожесть семян по вариантам опыта изменяется незначительно в пределах 90,0 – 91,5%. Сохранность растений к уборке при различных нормах высева в среднем за три года составила 96,5 – 97,5% на варианте с предполивным порогом 80-85% НВ и 96,9 – 97,6% при влажности почвы 90-95% НВ.

9. Наибольшая продуктивность посевов репчатого лука (94,3 т/га) на капельном орошении обеспечивается при поддержании предполивного порога влажности в слое почвы 0,5 м на уровне 90-95% НВ (вариант А2) и норме высева 1200 тыс. шт. всх. сем./га (вариант В4). При влагообеспеченности растений не ниже 80-85% НВ (вариант А1, В4) максимальная урожайность не превышала – 90,1 т/га.

10. Норма высева и режим орошения существенно влияют на структуру урожая посевов репчатого лука. С увеличением нормы высева с 600 тыс./га до максимальной, доля очень крупной фракции (более 70 мм) уменьшается в 3,4 и 2,9 раза на вариантах с предполивным порогом 80-85% и 90-95% НВ соответственно.

11. Стоимость валовой продукции на варианте А1 (80-85% НВ) в зависимости от нормы высева составляет 464,5 – 554,4 тыс.руб./га. На варианте А2 (90-95% НВ) стоимость урожая возрастает соответственно с 482,4 до 599,4 тыс.руб./га.

12. При поддержании водного режима почвы не ниже 80-85% НВ наиболее эффективной в экономическом плане является норма высева 1000 тыс.всхож.сем./га (вариант В3). Это обеспечивает минимальную себестоимость продукции (2,74 руб./кг), максимальный объём прибыли на 1 гектар (314,6 тыс.руб.), самые высокие производительность труда (384,1 руб./чел.-ч.) и уровень рентабельности (131,4%). Однако при повышении влажности почвы до 90-95% НВ себестоимость продукции достигает своего минимального значения (2,69 руб./кг), а рентабельность – максимального (137,8%). Расчётная прибыль (339,2 тыс.руб./га) при этом всего на 3,0 тысячи рублей (0,9%) ниже, чем на варианте В4 (1200 тыс.всхож.сем./га). Производительность труда составляет 392,7 руб./чел.-ч. и находится на самом верхнем уровне.

13. Механизация уборки урожая повышает производительность труда на варианте А1 (80-85% НВ) в зависимости от нормы высева семян до 91,0 – 105,4 кг продукции или до 588,0 – 660,5 руб./чел.-ч., снижает себестоимость продукции до 2,23 – 2,40 руб./кг и увеличивает рентабельность производства репчатого лука до 169,3 – 184,0%. При механизированной уборке лука на варианте А2 (90-95% НВ) отмечен рост производительности труда как в натуральном (92,1 – 107,7 кг/чел.-ч), так и в денежном выражении (600,3 – 684,6 руб./чел.-ч), снижение себестоимости (2,38 – 2,18 руб./кг) и повышение рентабельности до 173,8 – 193,4%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Эффективное производство репчатого лука в условиях каштановых почв Нижнего Поволжья обеспечивается применением капельного орошения при норме высева 1000 тыс. шт. всх. сем./га в сочетании с внесением расчетных доз удобрений на планируемые до 90 т/га уровни урожайности.

2. Наиболее благоприятные условия влагообеспеченности растений создаются при поддержании влажности почвы не ниже 90 – 95% НВ при глубине активного слоя почвы 0,5 м и проведении 58-64 вегетационных полива оросительной нормой 4694 – 5041 м3/га. В период наиболее интенсивного водопотребления (начало формирования луковицы – полегание ботвы) поливы необходимо проводить ежедневно нормой 70-120 м3/га (в среднем 98 м3/га).

3. При ограниченных водных, энергетических, денежных и трудовых ресурсах допустимо выращивание лука при влажности почвы не ниже 80 – 85% НВ путем проведения 25-27 вегетационных поливов оросительной нормой 4065-4580 м3/га. В фазу наибольшей потребности посевов во влаге (формирование луковицы – полегание листьев) поливы следует проводить через день нормой 160-200 м3/га. Средняя поливная норма при таком режиме орошения составляет 163-170 м3/га.

4. Использовать разработанную программу оперативного управления водным режимом почвы, которая позволяет вести строгий учет поливной воды, контроля влажности почвы, проведение своевременной корректировки сроков и норм полива.

5. Для получения урожая лука с преобладанием очень крупной фракции луковиц диаметром более 70 мм следует применять пониженные нормы высева 600 – 800 тыс.всхож.сем./га. Однако следует иметь ввиду, что себестоимость продукции в этом случае возрастёт.

6. Для существенного снижения денежных (на 17,0 – 19,0%) и трудовых (на 38,0 – 42,5%) затрат, повышения рентабельности и устойчивого развития производства в условиях опережающего роста цен на материальные и трудовые ресурсы, овощеводам необходимо быстрее осваивать механизированную уборку репчатого лука.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бородычев, В.В. Режим орошения и продуктивность репчатого лука / В.В. Бородычев, В.С. Казаченко // Мелиорация и водное хозяйство. – 2011. - № 2. – С. 28-31.
2. Казаченко, В.С. Технология выращивания репчатого лука на капельном орошении / В.С. Казаченко, В.В. Бородычев, С.В. Казаченко // Картофель и овощи. – 2011. - № 2. – С. 8-10.
3. Бородычев, В.В. Поливной режим и продуктивность лука репчатого / В.В. Бородычев, В.С. Казаченко // Картофель и овощи. – 2011. - № 4. – С. 19-20.

- в научных трудах, материалах конференций и периодической печати:

4. Казаченко, С.В. Вот как надо по науке / С.В. Казаченко, В.С. Казаченко // Междуречье. – 2009. - № 35-36. – С. 1-3.
5. Казаченко, В.С. Влияние норм высева на продуктивность лука репчатого при различных уровнях влагообеспеченности на каштановых почвах Волго-Донского междуречья / В.С. Казаченко // Интеграционные процессы в науке, образовании и аграрном производстве – залог успешного развития АПК: материалы международной научно-практической конференции 25-27 января 2011 г., г. Волгоград. – т. 1. – Волгоград : Волгоградская ГСХА, 2011. – С. 178-184.
6. Казаченко, В.С. Нормы высева, режим орошения и урожай лука репчатого / В.С. Казаченко // Лук и морковь: от посева до урожая. – 2011 г. В печати.

Подписано к печати «____» _____________ 2011 г. Формат 60х84 1/16

Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная

Уч. -изд. л.1. Тираж 100. Зак.

Типография ФГУП «ИПК «Царицын»,

400131, г. Волгоград, ул. Коммунистическая,11