Статья: Продуктивность томатов при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды

20

УДК 635.04:631.6.03

Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий, Волгоград, Российская Федерация

Продуктивность томатов при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды

Семененко Сергей Яковлевич

доктор сельскохозяйственных наук

Лытов Михаил Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук

Чушкина Елена Ивановна

Чушкин Алексей Николаевич

Введение

Повышение продуктивности культур при снижении ресурсоемкости производства и экологической нагрузки на мелиорированные агроландшафты является приоритетной задачей развития орошаемого овощеводства.

Интенсивное использование средств химизации, таких как удобрения, средства защиты растений и стимуляторы роста, сегодня является отличительной чертой интенсивных технологий возделывания овощных культур при орошении. Доля затрат на приобретение и внесение этих химических веществ зачастую превышает 50 % от всего объема расходов на возделывание и уборку урожая. Недостаточная эффективность использования минеральных питательных веществ из удобрений, регулярное применение токсических веществ и ядохимикатов для защиты растений в настоящее время являются главными факторами сельскохозяйственного загрязнения окружающей среды.

В связи с этим в последнее время большое внимание уделяется разработке и внедрению новых, экологически безопасных сельскохозяйственных технологий, направленных на повышение эффективности использования расходуемых ресурсов и окупаемости оросительных мелиораций.

Одним из перспективных путей развития сельскохозяйственной науки в этом направлении является изучение феномена электрохимически активированной воды (ЭХАВ) для подавления патогенной микрофлоры и стимуляции роста растений [1-3].

Под термином «электрохимически активированная вода» понимают воду как химическое вещество в чистом виде, а также как растворитель с общим содержанием растворенных минералов не более 5 г/л, подвергнутую униполярной электрохимической обработке и отличающуюся аномальной реакционной и каталитической активностью, а также нестабильными электронеравновесными параметрами [4].

Общей целью исследований являлось снижение экологических нагрузок на орошаемые агроландшафты и повышение эффективности оросительных мелиораций при возделывании овощных культур за счет разработки и внедрения технологии капельного орошения с использованием электрохимически активированных водных сред.

В задачи исследований по достижению поставленной цели входило:

- оценить возможности снижения пестицидной нагрузки при капельном орошении томатов с использование ЭХАВ;

- исследовать влияние ЭХАВ при поливе капельным способом на продуктивность томатов;

- оптимизировать элементы технологии капельного орошения томатов с использованием ЭХАВ.

Материалы и методы

Исследования проводились с одной из наиболее распространенных в Волгоградской области овощных культур - томатами.

Для решения поставленных задач в 2010-2012 гг. был заложен и проведен полевой эксперимент, включающий 14 вариантов, образованный неполным сочетанием трех факторов. В рамках фактора А (уровень применения средств химической защиты растений) была предусмотрена закладка двух вариантов:

- вариант А1 - интенсивное применение средств химической защиты растений (контроль). Вариант предполагал самое широкое использование средств химической защиты растений, включая применение гербицидов (Зенкор нормой 0,7 л/га - обработки по необходимости, по вегетирующим растениям в фазу образования не более 2-4 листьев у сорняков), инсектицидов (баковые смеси Золон (1 л/га) + Карате (0,2 л/га) - опрыскивание с интервалом 30 дней) и фунгицидов (Фундазол нормой 6 кг/т семян - протравливание за 15 дней до посева на рассаду; баковая смесь Ридомил Голд (2 кг/га) + Квадрис (0,3 л/га) - опрыскивание с интервалом в 2 недели; препарат Полирам ДФ нормой 2,0 кг/га - опрыскивание с интервалом в 14 дней; Фитолавин-300 нормой 6 кг/га - с поливной водой в 0,2 %-ном растворе);

- вариант А2 - щадящее применение средств химической защиты растений, включающее применение только гербицидов (Зенкор нормой 0,7 л/га - обработки по необходимости, по вегетирующим растениям в фазу образования не более 2-4 листьев у сорняков) и инсектицидов (баковая смесь Золон (1 л/га) + Карате (0,2 л/га) - опрыскивание с интервалом 30 дней) при необходимости.

Вариант А1 в опыте представлен без сочетания с вариантами факторов В и С и был заложен в качестве общего контроля. В рамках фактора В (режим использования ЭХАВ в течение вегетационного периода томатов) исследовали четыре варианта, включая вариант без использования электрохимически активированной оросительной воды (В1, контроль), вариант, в котором ЭХАВ применялась в первый и каждый пятый последующий полив (вариант В2), вариант, в котором ЭХАВ применялась в первый и каждый четвертый последующий полив (вариант В3), и вариант, в котором ЭХАВ применялась в первый и каждый третий последующий полив (вариант В4). агроландшафт томат урожайность орошаемый

В рамках фактора С (режим подачи ЭХАВ в процессе полива) изучалось четыре варианта по следующей схеме: подача 50 % от поливной нормы анолита с последующей подачей неактивированной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы (вариант С1); полив до 25 % от поливной нормы анолитом с последующей подачей неактивированной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы, а затем полив католитом в объеме 25 % от поливной нормы (вариант С2); полив 10 % от поливной нормы анолитом с последующей подачей неактивированной оросительной воды в объеме 50 % от поливной нормы, а затем католитом в объеме 40 % от поливной нормы (вариант С3); подача 50 % от поливной нормы не активированной оросительной воды с последующим поливом католитом в объеме 50 % от поливной нормы (вариант С4).

Опыты проводили в КФХ «Фокин С. И.» Городищенского района Волгоградской области в 2010-2012 гг. По совокупности метеорологических показателей вегетационный период томата в 2011 году характеризовался как засушливый, а в 2012 году - как острозасушливый. Метеоусловия 2010 года были аномальными: обеспеченность теплом была наибольшая за последние 25 лет, а объем поступивших атмосферных осадков - на среднемноголетнем уровне. Почвы опытного участка светло-каштановые суглинистые, типичные для региона исследований. Обеспеченность пахотного слоя почвы доступными формами азота составляет 26,8 мг/кг и характеризуется как низкая; обеспеченность фосфором - средняя (26,6 мг/кг), калием - высокая (203,6 мг/кг). Расчетная доза внесения минеральных удобрений на планируемый уровень урожайности 90 т/га с учетом естественного плодородия почвы составила N₁₅₀P₈₀K₁₈₀ кг/га д. в. Система капельного орошения на опытном участке оснащена поливными трубопроводами с полукомпенсированными капельницами, обеспечивающими расход воды каждой капельницей 1,3 л/ч. Расстояние между капельницами - 0,3 м, что обеспечивало смыкание контуров увлажнения в почвенном профиле уже при поливе нормой 100 м³/га. Расчетная поливная норма для поддержания постоянного предполивного порога влажности почвы 80 % НВ в слое 0,5 м составляла 160 м³/га.

Естественным агротехническим фоном проводимых исследований стала интенсивная технология возделывания томатов, учитывающая требования зональных рекомендаций и особенностей постановки и выполнения программы эксперимента. Предшественником томатов во все годы исследований была морковь. Для опытов использовали рассадную культуру томата, сорт Монти F1 (Monsanto Holland B. V.). Это один из самых жаростойких гибридов. Плоды томата этого гибрида яркого красного цвета, небольшие, со средней массой плода не более 100 г. Вкусовые качества плода отличные, при уборке они легко отделяются от плодоножки, не травмируются, сохраняются при транспортировке. Гибрид скороспелый, куст формируется компактно, высотой до 0,5-0,6 м. Растение сильно облиственное, что позволяет избежать солнечных ожогов плода и сформировать высокий урожай стандартных плодов. Гибрид Монти F1 устойчив к вертициллезу, вирусу серой пятнистости листьев, фузариозному увяданию и нематоде.

Комплекс мероприятий основной обработки почвы начинался с лущения поверхности поля за 14-18 суток до зяблевой вспашки. Вспашка проводилась культурным плугом ПЛН 5-35 в агрегате с трактором Т-150К. В совокупности эти приемы обработки почвы обеспечивают надежное подавление сорной растительности при слабом уровне распространения корнеотпрысковых сорняков. Зимой никаких операций на опытном участке не проводили. Весной система подготовки почвы включала проведение сплошного покровного боронования средними скоростными боронами (БЗСС-1,0) с последующими сплошными культивациями по мере появления сорной растительности. Под высадку рассады почву готовили с использованием активной тракторной фрезы 1GQN-100. Фрезерование почвы проводили по полосам, где впоследствии высаживали рассаду. Глубина обработки почвы составляла 0,2 м.

Капельные линии на опытном участке раскладывали непосредственно перед высадкой рассады с шагом 1,5 м. Растения томата высаживали по обе стороны от капельной линии в две строки. Межстрочное расстояние - 0,4 м, среднее расстояние от растения до поливного трубопровода составляло 0,2 м. В рядке рассаду томата высаживали через 0,3 м, что позволяет в пересчете на гектар размещать до 45 тыс. растений.

Минеральные удобрения в опыте вносили в расчете на формирование планируемого уровня урожайности плодов не ниже 90 т/га. Фосфорные удобрения в форме суперфософата полной дозой вносили полосами под фрезерную обработку почвы перед высадкой рассады.

Такая технология внесения фосфорных удобрений в опытном хозяйстве была апробирована ранее и показала возможность получения хороших результатов по равномерности распределения гранул в прикорневой зоне растений. Азот расчетной дозой вносили в форме аммиачной селитры, которую растворяли в баке для подачи в прикорневую зону с поливной водой. Увлажнительные и удобрительные поливы старались совмещать, причем две из трех частей азота вносили с поливами в фазу цветения, формирования и развития первой завязи плодов томата

Оставшаяся часть дозы азота подавалась в форме калийной селитры перед высадкой рассады под фрезу (вместе с фосфорными удобрениями) и в период плодоношения с подкормками через поливную воду. Калий полной дозой вносили в форме калийной селитры, причем третью часть дозы вносили под фрезу перед высадкой рассады, а оставшиеся две из трех частей - в период плодоношения томатов. Проведение междурядных обработок за счет формирования «сухого междурядья» и применения гербицидов было сведено к минимуму. В годы исследований междурядные обработки почвы проводили не более 1 раза за сезон. Применение средств химической защиты растений регламентировалось условиями проведения эксперимента.

Для активации воды использовалась установка, оснащенная модулями электрохимической активации АВМ.02.000 [5] с параметрами, приведенными в таблице 1.

Таблица 1 - Технические данные усовершенствованного модуля активации оросительной воды АВМ.02.000

Проведенные замеры показали, что при непосредственной подаче анолита в систему капельного орошения (без хранения) на выходе обеспечивается сохранение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) ЭХАВ в пределах от + 570 до + 600 мВ при рН среды на уровне 5,1-5,3. При подаче католита в систему из промежуточного закрытого резервуара с хранением 2,5-3,0 часа ОВП ЭХАВ на выходе из капельниц составлял от - 220 до - 250 мВ при рН не более 7,8-7,9.

Результаты и обсуждение

Исследования подтвердили, что системное применение ядохимикатов в посевах томата является важным условием для формирования высоких урожаев стандартной продукции.

Переход от интенсивного уровня использования химических средств защиты растений к щадящему сопровождался снижением урожайности томатов на 8,7-12,1 т/га из-за увеличения степени поражения растений грибными заболеваниями (таблица 2).

Таблица 2 - Урожайность стандартных плодов томата (Монти F1) при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды