Статья: Динамика роста и развития томата в зависимости от режима орошения и минерального питания при капельном поливе в пленочных теплицах

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «ВолГАУ»)

Динамика роста и развития томата в зависимости от режима орошения и минерального питания при капельном поливе в пленочных теплицах

УДК 635.64.044:631.8:631.674.6

Григоров Сергей Михайлович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Мелиорация земель и природообустройство»

Контактный телефон 8 (8442) 41-81-78 E-mail: gsm.dtn@mail.ru

Еронова Елена Николаевна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Мелиорация земель и природообустройство»

Контактный телефон 8 (8442) 41-81-78

E-mail: eronel78@mail.ru

Аннотации

Целью исследований являлось совершенствование технологии капельного орошения томата в весенних пленочных теплицах на светло-каштановых почвах, обеспечивающих получение урожайности на уровне 80-140 т/га плодов при поддержании необходимых водного и питательного режимов. Одна из задач исследований - оценка влияния капельного орошения на основные показатели роста, развития и продуктивности растений томата в зависимости от режима орошения и минерального питания в весенних пленочных теплицах. В статье представлены закономерности продукционных процессов изучаемой культуры в условиях регулируемых водного и пищевого режимов почв, динамикa роста и развития томата при различных сочетаниях управляемых факторов внешней среды. Урожайность томата на уровне 80 т/га обеспечивается поддержанием предполивного порога влажности почвы в пределах 80-70 и 70-80 % НВ в сочетании с внесением минеральных удобрений дозой N₈₅P₆₀K₀ или 70-70 % НВ при повышенных дозах удобрений N₁₆₀P₁₂₀K₁₀₀. Повышение продуктивности томата до 110 т/га связано с повышением доз вносимых удобрений до N₁₆₀P₁₂₀K₁₀₀ при режимах орошения 80-80 и 80-70 % НВ или увеличением доз вносимых удобрений до N₂₃₀P₁₈₀K₂₇₀ с поддержанием режима орошения 70-70 % НВ. Урожайность томата на уровне 140 т/га может быть достигнута на вариантах водного режима 80-70 и 80-80 % НВ при внесении минеральных удобрений нормой N₂₃₀P₁₈₀K₂₇₀. Формирование планируемых урожаев томата характеризуется следующими показателями роста и развития растений: 80 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 61,9-79,2 кг/га при высоте главного стебля 1,433-1,510 м; 110 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 82,3-104,4 кг/га при высоте главного стебля 1,547-1,632 м; 140 т/га - среднесуточный прирост сухой биомассы 110,0-121,7 кг/га при высоте главного стебля 1,672-1,719 м.

Ключевые слова: томат, капельное орошение, режим орошения, минеральное питание, пленочные теплицы, продуктивность, рост, развитие.

Grigorov Sergey Mikhaylovich - Doctor of Technical Sciences, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Agricultural University” (FSBEE HPE “VolSAU”), Head of the Chair “Land reclamation and environmental engineering”.

Contact telephone number 8 (8442) 41-81-78.

E-mail: gsm.dtn@mail.ru

Yeronova Yelena Nikolayevna - Candidate of Agricultural Sciences, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Agricultural University” (FSBEE HPE “VolSAU”), Associate Professor of the Chair “Land Reclamation and Environmental Engineering”

Contact telephone number 8 (8442) 41-81-78.

E-mail: eronel78@mail.ru

DYNAMICS OF TOMATO GROWTH AND DEVELOPMENT DEPENDING ON IRRIGATION MODE AND MINERAL NUTRITION UNDER DRIP IRRIGATION IN PLASTIC HIGH TUNNELS

The purpose of the research was to improve the technology of drip irrigation for tomatoes in spring plastic high tunnels on light chestnut soils providing the yield of 80-140 t/ha of tomato fruits by maintaining the required water and nutrient mode of soil. One of the tasks of the research is to assess the drip irrigation impact on the main indicators of growth, development and productivity of tomato plants depending on the mode of irrigation and mineral nutrition in spring plastic high tunnels. The article presents the regularities for production processes of the studied crop under the regulated water and nutrient mode of soil, dynamics of growth, and plant development at various combinations of managing ambient factors. Maintaining the pre-irrigation thresholds of soil moisture within 80-70 and 70-80 % of field capacity (FC) in combination with mineral fertilizer by the dose of N₈₅P₆₀K₀ or 70-70 % FC at the higher fertilizer dose of N₁₆₀P₁₂₀K₁₀₀ supplies tomato productivity at the level of 80 t/ha. The increase of tomato yield up to 110 t/ha is connected with 1) applied fertilizer dose increase up to N₁₆₀P₁₂₀K₁₀₀ at the irrigation modes of 80-80 and 80-70 % FC or 2) applied fertilizer dose increase up to N₂₃₀P₁₈₀K₂₇₀ maintaining the irrigation mode of 70-70% FC. Tomato yield of 140 t/ha can be reached at the irrigation mode of 80-70 and 80-80 % FC and mineral fertilizer of N₂₃₀P₁₈₀K₂₇₀. Formation of planned tomato yields is characterized by the following indicators of plant growth and development: 80 t/ha - average daily increase of dry biomass 61.9-79.2 kg/ha at the height of main stem 1.433-1.510 m; 110 t/ha - average daily increase of dry biomass 82.3-104.4 kg/ha at the height of main stem 1.547-1.632 m; 140 t/ha - average daily increase of dry biomass 110.0-121.7 kg/ha at the height of main stem 1.672-1.719 m.

Keywords: tomato, drip irrigation, irrigation mode, mineral nutrition, plastic high tunnels, productivity, growth, development.

Продолжительность периода вегетации, в течение которого томат проходит разнокачественные фазы развития, является одним из важных критериев оценки условий формирования урожая его плодов. На сроки прохождения и продолжительность межфазных периодов обычно существенное влияние оказывают метеорологические условия, биологические особенности сорта и технология возделывания томата [1-11].

В основу рабочей гипотезы получения высокой продуктивности томата в ранние сроки был положен учет биологических особенностей культуры, ее реакции на комплекс внешних факторов, определяющих формирование урожайности и качества плодов. Для решения поставленных задач исследования проводились по схеме двухфакторного полевого опыта, где в факторе А исследовалось влияние водного режима почвы, а в факторе В - уровня минерального питания на продуктивность томата.

Схемой опыта по водному режиму почвы (фактор А) были заложены следующие варианты поддержания предполивного порога влажности почвы в расчетном слое 0,5 м:

А1 - на уровне 80-70 % НВ: 80 % НВ в период от высадки рассады до плодообразования и 70 % НВ - в период от плодообразования до полной спелости;

А2 - на уровне 80-80 % НВ в период от высадки рассады до полной спелости;

А3 - на уровне 70-80 % НВ: 70 % НВ в период от высадки рассады до плодообразования и 80 % НВ - в период от плодообразования до полной спелости;

А4 - на уровне 70-70 % НВ в период от высадки рассады до полной спелости.

По пищевому режиму почвы (фактор В) было предусмотрено три варианта доз вносимых минеральных удобрений, рассчитанных на получение трех различных уровней урожайности плодов томата:

В1 - внесение минеральных удобрений дозой N₈₅Р₆₀К₀, рассчитанной на формирование 80 т/га плодов томата;

В2 - внесение минеральных удобрений дозой N₁₆₀Р₁₂₀К₁₀₀, рассчитанной на формирование 110 т/га плодов томата;

В3 - внесение минеральных удобрений дозой N₂₃₀Р₁₈₀К₂₇₀, рассчитанной на формирование 140 т/га плодов томата.

Полевые и лабораторные исследования проводились в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области и на кафедре «Мелиорация земель и эксплуатация водохозяйственных объектов» ФГОУ ВПО ВГСХА в 2003-2005 годах. Для проведения исследований использовали полудетерминантный гибрид томата «Силуэт F1».

По площади земельного участка опыт был заложен методом организованных повторений. Повторность опытов - трехкратная. Площадь учетных делянок по водному режиму почвы - 594 м², по каждому варианту - 198 м², площадь повторности - 2376 м².

Почвы опытного участка светло-каштановые, типичные для региона исследований, по гранулометрическому составу - среднесуглинистые. Обеспеченность почв опытного участка в расчетном слое легкогидролизуемым азотом низкая (30,2 мг/кг сухой почвы) подвижным фосфором средняя (27,0 мг/кг сухой почвы), обменным калием - повышенная (311,8 мг/кг сухой почвы). В верхнем пахотном слое плотность почвы колеблется от 1,13 до 1,18 т/м³, наименьшая влагоемкость - 24,7-26,0 % от массы сухой почвы, скважность - 52,0-53,3 %.

Агротехника в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов. Ежегодно осенью почва обрабатывалась мото- или электрофрезой. Ранней весной проводилась повторная перекопка. Против сорняков и для улучшения воздухообмена проводилось глубокое рыхление вручную на ширину 15-20 см в обе стороны от стебля в фазе цветения, затем мелкое рыхление в начале плодоношения и ручные прополки. Подкормки с поливной водой проводили хорошо растворимыми формами удобрений, а трудно растворимые (фосфорные) вносили в рядки вручную под основную обработку почвы. Схема внесения удобрений следующая (для вариантов В1, В2, В3): томат орошение почва

- основная обработка почвы - Р₆₀, Р₁₂₀, Р₁₈₀;

- предпосевная подготовка почвы - N₂₅, N₄₀K₄₀, N₇₀K₉₀;

- подкормки:

первая - в период цветения - N₃₀, N₆₀, N₈₀;

вторая - в период плодообразования - N₃₀, N₆₀, N₈₀;

третья - в период плодоношения (дробно) - К₀, К₆₀, К₁₈₀.

Исследования проводились в весенних пленочных теплицах шириной 6 м и длиной 100 м, по ширине теплицы располагалось 4 капельных линии на расстоянии 1,5 м друг от друга с шагом между капельницами 0,25 м. Растения томата высаживались вдоль капельных линий ленточно в две строчки в шахматном порядке с расстоянием между строчками 0,20 м, расстояние между растениями в строчке 0,50 см, густота посадки составила 26,7 тыс. шт./га. Для проведения исследований на опытном участке ежегодно монтировали комплект оборудования для системы капельного орошения ОАО «Ортех». Система комплектовалась капельными линиями «Нетафим» с капельницами полукомпенсированного типа. Капельницы оснащены простейшим устройством компенсации перепадов давления в сети - лабиринтом, который обеспечивает расход воды капельницей на уровне 2 л/ч через отверстие диаметром 1 мм. С целью очистки системы от нерастворимых соединений металлов, закупоривающих поливные линии и капельницы, с водой подавалась ортофосфорная кислота повышенной (7-8 %) концентрации. Такая профилактическая промывка проводилась 1 раз в год.

Для выращивания ранних томатов в весенних пленочных теплицах использовалась 35-40-дневная рассада, которая к моменту высадки в грунт имела высоту 25-28 см, 6-7 настоящих листьев, и единичные раскрытые цветки на первой кисти. Высадку рассады в 2003 году произвели 20 апреля, в 2004 и 2005 годах - 15 апреля. Таким образом, во все три года исследований высадку рассады проводили во второй декаде апреля. Сбор товарной продукции из-за неодновременного созревания плодов и их ручной уборки проводили в растянутые сроки. Последний сбор плодов по различным вариантам опыта в 2003 году проводился с 8 по 30 сентября, в 2004 году - с 29 августа по 18 сентября, в 2005 году - с 1 по 21 сентября.

В пределах одного года увеличение продолжительности вегетации отмечалось на вариантах опыта с улучшенными водным и питательным режимами почвы, благодаря чему создавались благоприятные условия для повышения продуктивности томата. Влияние водного режима почвы на продолжительность вегетации начинает проявляться в межфазный период «высадка рассады - цветение» (таблица 1). Его продолжительность в вариантах с поддержанием предполивного порога влажности почвы 80-80 до 80-70 % НВ возросла в среднем за 2003-2005 годы на 1 день по сравнению с вариантами 70-70 и 70-80 % НВ. В результате фаза «цветение» в варианте с более высоким режимом влажности почв наступала через 9-10 дней после высадки рассады, фаза «плодообразование» - через 19-20 дней после цветения, фаза «начало плодоношения» - через 33-37 дней после плодообразования и последний сбор товарной продукции - через 84-92 дня после начала плодоношения.

Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов томата в среднем за 2003-2005 гг.

В варианте с режимом орошения 80-80 % НВ общая продолжительность вегетации томатов от высадки рассады до полной спелости составила от 148 до 159 дней, что на 9-14 дней больше по сравнению с вариантом, где влажность почвы поддерживалась не ниже 70-70 % НВ. Благодаря более продолжительному периоду вегетации в этом варианте формировалась большая листовая поверхность, и увеличивался сбор товарной продукции.

Улучшение пищевого режима почвы также способствовало увеличению продолжительности межфазных периодов развития растений в среднем на 1-6 дней. В итоге повышение доз вносимых минеральных удобрений от N₈₅P₆₀K₀ до самых больших в нашем опыте значений N₂₃₀P₁₈₀K₂₇₀ способствовало увеличению периода вегетации томата в 2003-2005 годах на 6-11 дней.