Средняя за годы исследований урожайность томатов при интенсивном применении средств химической защиты растений составила 90,2 т/га, а при использовании щадящего режима не превышала 79,6 т/га. Ни в том, ни в другом варианте применение ЭХАВ при проведении капельных поливов не предусматривалось, и они были приняты в качестве контроля 0-го уровня и 1-го уровня.
Результаты статистического анализа опытных данных подтвердили существенное влияние ЭХАВ на продуктивность томатов. Урожайность существенно изменялась как при изменении интервала между поливами с применением ЭХАВ, так и в зависимости от схемы применения активированной воды в процессе полива. Кроме того, во все годы исследований была подтверждена статистическая значимость взаимодействия этих факторов. Полученные результаты явились основанием для разработки статистической модели влияния исследуемых элементов технологии применения ЭХАВ на урожайность плодов томата. Последовательная отбраковка статистически несущественных и слабых компонентов модели позволила получить следующую форму зависимости (рисунок 1):
,
где - урожайность стандартных плодов томата, т/га;
- доля поливов с введением ЭХАВ;
- доля анолита по отношению к общему объему подачи ЭХАВ с капельным орошением за полив.
Рисунок 1 - График зависимости урожайности плодов томата от режимов применения ЭХАВ с капельным орошением
Параметры модели = 73,2, = - 126,5, = 177,1, = 1290,8, = - 285,4, = - 407,9, = -2351,1, = 170,4, = 34 и = 479,8 определены в результате регрессионного анализа опытных данных. Коэффициент детерминации зависимости равен 0,92, что позволяет использовать ее для оптимизации технологических параметров применения ЭХАВ при капельном орошении томатов.
Из графика зависимости видно, что поверхность отклика в рассматриваемом диапазоне предикторов имеет один четко выраженный оптимум. Установлены следующие закономерности изменения урожайности томатов в зависимости от исследуемых параметров технологии применения ЭХАВ с капельным орошением:
- применение анолита и католита по отдельности позволяет повысить продуктивность томата, однако не обеспечивает максимальных эффектов, которые проявляются при их совместном поочередном действии. При использовании с капельным орошением только анолита численно наибольшая прибавка урожая томата (в среднем 7,4 т/га) была получена на фоне введения ЭХАВ в каждый пятый полив (доля поливов с введением ЭХАВ = 0,2). При увеличении доли поливов с введением ЭХАВ до 0,25 (каждый четвертый полив) эффект от применения анолита снижался, прибавка урожайности уже не превышала 4,5 т/га.
При проведении каждого третьего полива с применением ЭХАВ положительного влияния анолита на продуктивность томата не выявлено. С применением католита и влиянием его на урожайность томатов наблюдалась противоположная картина.
В сравнении с контролем 1-го уровня наименьшая прибавка урожайности томатов (в среднем 1,6 т/га) была получена при введении ЭХАВ в систему при каждом пятом поливе, а наибольшая (в среднем 7,7 т/га) обеспечивалась при использовании ЭХАВ при каждом третьем поливе. Урожайность томатов при использовании анолита и католита по отдельности изменялась в пределах 78,5-87,3 т/га, что превышает контроль 1-го уровня, но меньше, чем при интенсивном применении химических средств защиты растений (контроль 0-го уровня);
- поочередное применение анолита и католита в пропорции 1:1 за один цикл капельного полива с разделением неактивированной оросительной водой позволяло полностью компенсировать падение продуктивности томатов при переходе с интенсивного на щадящий режим использования химических средств защиты растений и обеспечивало формирование урожая томатов на уровне 87,4-91,1 т/га. Это на 7,5-11,0 т/га больше, чем в контроле 1-го уровня и сопоставимо с уровнем продуктивности на участках с интенсивным применением средств химической защиты растений. Установлено, что наибольшая продуктивность томатов (89,8-90,6 т/га) при этом обеспечивается, если ЭХАВ применять каждый пятый или каждый четвертый полив;
- наибольшая продуктивность томатов была получена при поочередном применении анолита и католита в пропорции 1:4 за один цикл капельного полива с разделением неактивированной оросительной водой. В среднем за годы исследований урожайность томатов на участках этого варианта достигала 93,5-97,6 т/га, что на 17,5-22,6 % больше контроля 1-го уровня и на 3,7-8,2 % больше контроля 0-го уровня. Характерно, что максимальная продуктивность томатов при этом обеспечивалась на участках, где ЭХАВ применялась при каждом третьем и четвертом поливах.
Данные выводы полностью согласуются с решением полученной статистической модели и поведением поверхности отклика в рамках установленного диапазона варьирования исследуемых технологических факторов.
Максимум поверхности отклика однозначно совпадает с пересечением фактора В в точке 0,25 (введение ЭХАВ с каждым четвертым поливом) и фактора С в точке 0,25 (поочередное использование анолита и католита в пропорции 1:4 за один цикл капельного полива с разделением неактивированной оросительной водой.)
Выводы
Использование электро-химически активированной воды при капельном орошении томатов позволяет существенно снизить интенсивность применения химических средств защиты растений с сохранением и увеличением уровня продуктивности томатов.
Для сохранения уровня продуктивности томатов при переходе от интенсивного режима применения средств химической защиты растений к щадящему достаточно ЭХАВ применять каждый пятый полив с поочередным введением анолита и католита в пропорции 1:1 за один цикл капельного полива с разделением неактивированной оросительной водой.
Для повышения уровня продуктивности томатов на 3,7-8,2 % при переходе от интенсивного режима применения средств химической защиты растений к щадящему необходимо ЭХАВ применять каждый четвертый полив с поочередным применением анолита и католита в пропорции 1:4 за один цикл капельного полива с разделением неактивированной оросительной водой.
Список использованных источников
1. Семененко, С. Я. Фитосанитарное оздоровление зерновых и овощных культур с помощью электрохимически активированной воды / С. Я. Семененко, М. Н. Белицкая, С. М. Лихолетов // Успехи современного естествознания. - 2013. - № 1. - С. 78-82.
2. Брыкалов, А. В. Оценка влияния электрохимически активированной воды на ферментативную активность семян / А. В. Брыкалов, Е. В. Плющ // Современные наукоемкие технологии. - 2004. - № 4. - С. 83.
3. Пасько, О. А. Рост и развитие р астений, стимулированных электрохимически активированной водой / О. А. Пасько // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. - 2010. - № 3. - С. 54-59.
4. Прилуцкий, В. И. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия / В. И. Прилуцкий, В. М. Бахир. - М.: ВНИИМТ, 1995. - 228 с.
5. Абезин, В. Г. Оросительные системы с модулем активации воды / В. Г. Абезин, С. Я. Семененко // Научная жизнь. - 2012. - № 3. - С. 126-131.
Аннотация
УДК 635.04:631.6.03
Продуктивность томатов при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды. Семененко Сергей Яковлевич - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор, Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий, Волгоград, Российская Федерация. Контактный телефон: 8 (8442)54-13-87. E-mail: pniiemt@yandex.ru
Лытов Михаил Николаевич - кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель начальника отдела научных исследований и экспериментального проектирования, Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий, Волгоград, Российская Федерация. Контактный телефон: 8-927-514-17-88. E-mail: LytovMN@yandex.ru
Чушкина Елена Ивановна - начальник отдела информационных технологий, Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий, Волгоград, Российская Федерация. Контактный телефон: 8(8442) 54-13-89. E-mail: pniiemt@yandex.ru
Чушкин Алексей Николаевич - начальник отдела прогрессивных технологий и инновационной деятельности, Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий, Волгоград, Российская Федерация. Контактный телефон: 8(8442) 54-14-09. E-mail: pniiemt@yandex.ru
Общей целью исследований являлось снижение экологических нагрузок на орошаемые агроландшафты с помощью электрохимически активированных водных сред (ЭХАВ). Исследования проводились в 2010-2012 гг. в Волгоградской области на светло-каштановых суглинистых почвах с использованием томата сорта Монти F1. Изучаемыми факторами были: А - уровень применения средств химической защиты растений, предусматривающий интенсивное и щадящее использование химикатов; В - режим использования ЭХАВ в течение вегетационного периода томатов, включая варианты без использования ЭХАВ и с применением ЭХАВ во время каждого пятого, каждого четвертого и каждого третьего полива; С - режим подачи ЭХАВ в процессе полива, предусматривающий четыре варианта: 1 - подача анолита (АН) (окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) от + 570 до + 600 мВ и рН среды от 5,1 до 5,3) в размере 50 % от поливной нормы (ПН) с последующей подачей 50 % неактивированной оросительной воды (ОВ), 2 - подача АН (25 % от ПН) с последующей подачей ОВ (50 % от ПН), а затем полив католитом (КАТ) (ОВП от - 220 до - 250 мВ и рН среды от 7,8 до 7,9) в объеме 25 % от ПН, 3 - подача АН (10 % от ПН) с последующей подачей ОВ (50 % от ПН), а затем КАТ (40 % от ПН), 4 - подача ОВ (50 % от ПН) с последующим поливом КАТ (50 % от ПН). В результате исследований разработана статистическая модель класса регрессии, позволяющая исследовать закономерности изменения урожайности томатов при различных сочетаниях элементов технологии введения электрохимически активированной воды с капельным поливом. Проведенные исследования доказали, что использование ЭХАВ позволяет сохранить урожайность томатов на уровне 90 т/га даже при щадящем режиме применения химических средств защиты растений. Режим использования ЭХАВ при каждом четвертом поливе с поочередной подачей АН (10 % от ПН), ОВ (50 % от ПН) и КАТ (40 % от ПН) признан наиболее эффективным, так как позволяет получать урожайность томата на уровне 95,5-100,1 т/га.
Ключевые слова: капельное орошение, электрохимическая активация, католит, анолит, технология полива, томаты, продуктивность.
Annotation
Tomato productivity at drip irrigation using electro-chemically activated water. Semenenko Sergey Yakovlevich - Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Director, Volga Research Institute of Ecological and Amelioration Technologies, Volgograd, Russian Federation. Contact telephone number: 8 (8442)54-13-87. E-mail: pniiemt@yandex.ru
Lytov Mikhail Nikolayevich - Candidate of Agricultural Sciences, Deputy Chief of Research Department and Experimental Design, Volga Research Institute of Ecological and Amelioration Technologies, Volgograd, Russian Federation. Contact telephone number: 8-927-514-17-88. E-mail: LytovMN@yandex.ru
Chushkina Yelena Ivanovna - Head of Department of Information Technologies, Volga Research Institute of Ecological and Amelioration Technologies, Volgograd, Russian Federation. Contact telephone number: 8(8442) 54-13-89. E-mail: pniiemt@yandex.ru
Chushkin Aleksey Nikolayevich - Head of the Department of Progressive Technologies and Innovative Activity, Volga Research Institute of Ecological and Amelioration Technologies, Volgograd, Russian Federation. Contact telephone number: 8(8442) 54-14-09. E-mail: pniiemt@yandex.ru
The aim of the research is to decrease ecological loadings on irrigated agrolandscapes using electro-chemically activated water (ECAW). The research was conducted in 2010-2012 in Volgograd region at the light-chestnut loam soils using tomato cultivar Monty F1. The studying factors were (A) the level of applying chemicals for plant protection provided intensive and reduced level, (B) regime of ECAW applying during vegetation period of tomatoes including the variants without ECAW and applying each fifth, forth, and third irrigation, (C) discharge regime of ECAW within a single watering according to four variants: 1 - discharge of anolyte (AN) (redox potential from + 570 to + 600 мV and рН 5.1-5.3) by the volume of 50 % of the whole irrigation rate (IR) followed by 50 % of non-activated irrigation water (IW), 2 - discharge of AN (25 % of IR) followed by IW (50 % of IR) and then catholyte (CAT) (redox potential from - 220 to - 250 мV and рН 7,8-7,9) (25 % of IR), 3 - discharge of AN (10 % of IR) followed by IW (50 % of IR) and then CAT (40 % of IR), 4 - discharge of IW (50 % of IR) followed by CAT (50 % of IR). The study developed a statistical model of regression class which allows explore the patterns of yield change for tomatoes at different combination of technological elements of applying ECAW under drip irrigation. The conducted study justifies that the use of ECAW enables to keep tomato yields at the level of 90 t/ha even using reduced regime of applying chemicals for plant protection. The most efficient regime of ECAW applying was at using ECAW every forth irrigation when discharging AN (10 % of IR) followed by IW (50 % of IR) and then CAT (40 % of IR). The tomato yield was 95.5-100.1 t/ha.
Key words: drip irrigation, electro-chemical activation, catholyte, anolyte, irrigation technology, tomato, productivity.