ВВЕДЕНИЕ
»
Успешное функционирование современного общественного производства с учетом требований рационального использования природных ресурсов должно опираться на систему регулирования естественных и экономических процессов.
Нижнее Поволжье по объему производства сельскохозяйственной продукции, в том числе бахчевой, относится к крупнейшему региону в России. Однако климатические особенности - незначительное количество осадков (270-420 мм в год) - придают сельскому хозяйству этой зоны ярко выраженную неустойчивость. В определенной степени стабилизирующую роль в данном случае выполняет научно-обоснованная система «сухого» земледелия. Однако в острозасушливые годы без орошения предотвратить значительные спады производства сельскохозяйственной продукции невозможно без орошения. Орошаемое земледелие - это основа повышения устойчивости сельскохозяйственного производства. Кроме того, оно оказывает положительный социальный эффект на рост занятости населения, повышения его квалификации, формирование дополнительных источников пополнения бюджета, а
f
также получили дополнительной продукции.
Продуктивность одного гектара поливной земли к 1989 году выросла до 6,2 тыс. корм. ед. Однако в связи с экономическими преобразованиями последних лет, резкой критикой мелиорации, обвинение этого направления интенсификации в экологической опасности и экономической нецелесообразности произошло прекращение строительства новых и реконструкции старых существующих систем.
Мелиорированные земли - это ценная категория земель, в которую вложены значительные финансовые и материальные ресурсы, обеспечивающие население страны в достаточном количестве овощами, бахчевыми, ри-* сом, а животноводство - нормами, независимо от природно-климатических условий.
Волгоградское Заволжье представляет собой перспективную зону для производства товарного арбуза на орошаемых землях. Успех внедрения оп-ределяется его скороспелостью и продуктивностью.
В этой связи возникает необходимость изучения реакции бахчевых культур, в, частности арбуза, на факторы адаптивной интенсификации применительно к конкурентным условиям светло-каштановых, супесчаных, песчаных почв Волгоградской области.
Актуальность темы. Сравнительная оценка возможной и фактической по хозяйствам Волгоградской области и в целом по стране продуктивности посевов бахчевых, в частности арбуза, свидетельствуют о наличии большого нереализованного резерва повышения выхода товарной продукции с единицы посевной площади этой культуры за счет оптимизации сочетания основных регулируемых факторов роста и развития растений.
Орошение является важнейшим приемом интенсификации земледелия в степных районах, где основным лимитирующим фактором, сдерживающим получение стабильных и высоких урожаев сельскохозяйственных культур, является недостаток влаги. Регулирование водного режима почвы посредством поливов позволяет наиболее полно использовать климатические и поч-венные ресурсы зоны, потенциальные возможности сорта, вносимые удобрения и интенсивные технологии возделывания культур. Данные научных учреждений и передовой опыт хозяйств свидетельствуют о том, что продуктивность поливного гектара в степной зоне в 3-4, а в засушливые годы в 5-6 раз выше, чем неполивного. Бахчевые культуры очень сильно отзывчивы на орошение.
Анализ результатов работы хозяйств, выращивающих бахчи в Волгоградской области показывает, что в последние годы наблюдается тенденция незначительного роста их производства. Однако рентабельность производства продукции данной отрасли находится на очень низком уровне — 18 %, а урожайность составляет в среднем 20-25 ц/га. Основной путь увеличения валового сбора товарной продукции бахчевых при сложившихся экономиче-
ских условиях является интенсификация ее производства, что в свою очередь требует углубленного изучения проблемы рационального водного и пищево-го режимов почвы для получения высоких, стабильных урожаев хорошего качества.
Агроклиматические условия Заволжья определяют орошение решающим фактором в системе агроприемов возделывания арбуза.
Острый дефицит водных ресурсов, неблагоприятные мелиоративные и экологические условия на орошаемых землях требуют разработки оптимальных, экологически безопасных и экономически оправданных режимов оро-шения. Как отмечают ряд ученых, основное требование к режиму орошения заключается в получении максимального урожая при минимальных расходах оросительной воды [18,21,37,64].
Этого можно добиться только при оптимальном сочетании влажности почвы, минерального питания и высокого уровня агротехники.
Все вышеперечисленные обстоятельства и в связи с тем, что режим орошения и минеральное питание арбуза в Волгоградской области не достаточно изучен и вызвали необходимость исследований.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в раз-работке оптимального режима орошения арбуза, который позволит в сочетание с различными нормами минерального питания получать устойчивый урожай при рациональном использовании материальных, трудовых и энергетических ресурсов, а так же в обосновании экономической модели эффективного производства арбуза на орошаемых землях Заволжья.
В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие основные задачи:
1. Анализ состояния бахчеводства на богарных и орошаемых землях Волгоградской области;
2. Обобщение и разработка методических подходов к оценке экономи- ческой эффективности орошаемого бахчеводства;
3. Установление особенностей и динамики водопотребления арбуза, формирование водного режима почвы при оптимальном режиме орошения;
4. Установление закономерностей формирования урожая в зависимости от условий водного режима почвы и норм внесения минеральных удобрений;
5. Определение основных показателей фотосинтетической деятельности растений и их закономерности при различной урожайности;
6. Экономическая оценка эффективности производства товарного арбуза на орошаемых землях в соответствии с проведенными исследованиями.
7. Обоснование экономических параметров орошаемого бахчеводства.
8. Исследование конъюнктуры рынка продукции бахчевых культур.
Объект и методика исследований. Исследования выполнены в Волгоградской ГСХА и на орошаемых землях СПК «Кисловское» Быковского района Волгоградской области на посевах арбуза сорта «Юбилейный 72» и «Холодок».
Опыты закладывались в соответствии с требованиями методики полевого опыта по Б.А. Доспехову, В.Ф. Белику [19,50], методики постановки опытов в условиях орошения [88], программы и методики постановки опытов по программированию урожаев овоще - бахчевых культур [111].
Научная новизна. Впервые для условий Волгоградского Заволжья установлены закономерности водопотребления и формирования водного режима посевов арбуза, определены численные значения коэффициентов водопотребления.
Для каждого уровня урожайности разработаны рациональные сочетания режимов орошения и расчетных доз удобрений. Разработана модель производства арбуза на орошении.
Выявлены тенденции развития бахчеводства в условиях Волгоградской области.
Обоснована экономическая эффективность и целесообразность производства товарного арбуза на орошении.
Аргументированы экономические параметры бахчеводства на основе сочетания орошаемого и богарного земледелия.
Практическая значимость работы состоит в разработке и реализации оптимального режима орошения арбуза, позволяющего в сочетании с минеральным питанием получать стабильные урожаи плодов бахчевых и обеспечить высокую экономическую эффективность применения орошения при производстве изучаемой культуры.
Полученные результаты исследований могут быть использованы проектными и производственными организациями при проектировании и эксплуатации гидромелиоративных систем, нормировании водопотребления для целей орошения, а так же в хозяйственной практике при производстве товарного арбуза.
Основные положения, выносимые на защиту. Особенности и закономерности формирования водопотребления арбуза, роста и развития растений, повышения продуктивности посевов при различных уровнях влагообес-печенности и минерального питания.
1. Научно-экспериментальное обоснование технологии выращивания арбуза при оптимальном сочетании режима орошения и минерального питания, позволяющего получать запланированные урожаи арбуза, формируемые сортом.
2. Научное обоснование экономической эффективности производства товарного арбуза на орошаемых землях по рекомендуемому уровню влаго-обеспеченности и минерального питания.
3. Параметры орошаемого бахчеводства, адаптированные к условиям Волгоградского Заволжья и учитывающие конъюнктуру рынка продукции бахчевых.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно - практических конференциях молодых ученых и специалистов Волгоградской ГСХА (1999-2002 гг.), международной научно-практической конференции (2003 г.).
Результаты исследований опубликованы в 3 работах. Общие сведения о бахчевых
Бахчевые культуры отличаются значительной засухоустойчивостью, обладают хорошо развитой корневой системой, обеспечивающей подачу влаги из глубоких слоев почвы. Для созревания они требуют достаточного количества тепла, солнца и длительного периода роста.
Бахчевые культуры относятся к однодомным растениям, т.е. с мужскими и женскими цветками на одном растении. Для получения плода необходимо, чтобы пыльца попала с мужского на женский, в противном случае завязь опадает. Опыление производят пчелы, мухи, жуки, шмели, муравьи и другие насекомые.
Имеют стелящиеся сильно разветвленные стебли, 2-3 метров длиной. Корневая система сильно развита. Стержневой главный корень идет на большую глубину, боковые же корни расположены на незначительной глубине от поверхности.
Бахчевые - ценный продукт питания. Кроме приятного вкуса и высо-' кой сахаристости, они содержат витамины. В медицине арбузы используются как мочегонное и профилактическое средство при различных заболеваниях. Арбузы и дыни потребляются не только в свежем виде, но и перерабатываются на патоку, повидло, цукаты, фруктовое тесто. Из семян получают масло, по вкусовым качествам оно соперничает с прованским маслом, содержит витамин D, обладающий лечебным свойством.
10
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРОШАЕМОГО БАХЧЕВОДСТВА
1.1. Особенности технологии производства бахчевых
В настоящее время в связи с ускорением НТП, внедрением научно-обоснованных приемов и методов возделывания сельскохозяйственных культур, появилось очень много новых подходов к технологии производства бахчевых. Существует достаточное количество разработок по улучшению приемов агротехники на посевах бахчевых, но все ученые сходятся во мнении, что арбуз в условиях Волгоградской области необходимо возделывать в системе пропашного севооборота - семипольного [15, 28, 30].
1 -озимые зерновые; 2 - озимые зерновые; 3 - бахчевые; 4 - яровые зерновые; 5 - кукуруза на силос; 6 - бахчевые; 7 - яровые зерновые. Для узкоспециализированных хозяйств зернобахчевого направления предлагается следующая схема: 1 - озимые зерновые; 2 - озимые зерновые; 3 - бахчевые; 4 - яровые зерновые.
Однако ученые Быковской опытной станции бахчеводства утверждают, что наилучшим предшественником для арбуза является оборот пласта многолетних трав и озимая пшеница, и предлагают свою систему севооборота: 1, 2, 3 - многолетние травы; 4, 5 - бахчевые; 6 - яровые зерновые; кукуруза на силос [28,30,33].
Для каждого осваиваемого севооборота необходимо разработать систему агротехнических мероприятий, обеспечивающих повышение плодородия почвы и получения более высоких урожаев. Одно из условий ведения интенсивного производства - подбор высокопродуктивных сортов бахчевых культур, правильное сочетание по срокам созревания, пригодности к транспортировке и хранению [61].
Ученые Быковской опытной станции бахчеводства предлагают к производству и выделяют следующие сорта, районированные в Волгоградском
11
Заволжье:
1. Роза юго-востока - раннеспелый сорт, вегетационный период 75-80 дней. Транспортабельность удовлетворительная. Урожайность на богаре -18-30 т/га.
2. Юбилейный - 72 - среднеранний, вегетационный период 78-85 дней. Плоды крупные до 16 кг. Транспортабельность высокая. Урожайность на богаре - 40 т/га, на орошении 60 т/га и более.
3. Мелитопольский - 142 - среднеспелый сорт, вегетационный период 88-95 дней, транспортабельность хорошая, урожайность на богаре — 20-30 т/га, на орошении 50-90 т/га.
4. Астраханский - среднеспелый, период вегетации - 75-85 дней. Урожайность на богаре 30-50 т/га, на орошении 600 - 900 ц/га.
5. Быковский - 22 - среднеспелый, период вегетации - 90-95 дней, урожайность 20-30 т/га.
6. Холодок - среднеспелый, вегетационный период - 90-98 дней. Отличается высокой транспортабельностью. Урожайность - 25-30 т/га, на орошении — 50 т/га и более.
7. Подарок Холодова - сорт среднепозднего срока созревания, период . от всходов до созревания - 93-99 дней. Плоды крупные, массой до 18 кг, устойчивы к длительному хранению, урожайность на богаре 20-30 т/га.
8. Волжский - 7 - позднеспелый, период вегетации 98 - ПО дней. Транспортабельный, легкий. Урожайность на богаре 20-30 т/га.
Все вышеперечисленные сорта арбуза возделываются в настоящее время в Волгоградском Заволжье. Однако наибольшей популярностью у производителей и потребителей пользуются сорта: Юбилейный - 72, Мелитопольский - 142, Быковский - 22, Астраханский, Холодок.
Многие ученые в своих исследованиях доказали и подтвердили на практике, что бахчевые очень отзывчивы на внесение минеральных и органических удобрений, причем минеральные нужно вносить в бахчу, расположенную в травопольном севообороте, а органические в паропропашном. Из-
12
вестно, что на каждые 100 ц плодов растения арбуза выносят из почвы 14 кг азота, 4 кг фосфора и до 30 - 40 кг калия. Удобрения следует применять дифференцированию: под вспашку зяби, а также под посев или предпосевную обработку почвы.
Существует большое количество мнений о дозах внесения удобрения под арбуз. Ученые Астраханского ВНИИОБ рекомендуют вносить минеральные Удобрения в дозе N60 Р90 К60 под зяблевую вспашку, а навоз до 30 т/га [16,17,114].
Ю.А. Быковский и Т.Г. Колебошина (1995 г.) - Быковская бахчевая селекционная опытная станция рекомендуют вносить удобрения на бедных питательными элементами супесчаных почвах в дозе NnoPisoK^o- Применение удобрений предлагается делать дробно: фосфорные и калийные осенью, а азотные - весной.
А.А. Павлюченко, А.П. Непочатов (1994 г.) - Украинский НИИОБ предлагают под зябь вносить минеральные удобрения в дозе N45P60K45» a П°Д посев в рядки - N7P10. При внесении удобрений в описанных оптимальных дозах содержание нитратного азота в плодах арбуза остаётся на уровне, почти вдвое меньше ПДК, содержание сухих веществ и сахара увеличивается.
Требования, предъявляемые к основной обработке почвы одинаковы для всего Нижнего Поволжья. Это лущение стерни на 7-12 см и глубокая зяблевая вспашка (на 27-30 см). Она проводится плугом с предплужником, дает возможность накопить влагу и элементы минерального питания, уничтожить сорняки, оказать рассоляющее действие и создать благоприятные условия для развития корневой системы растения. В зимний период необходимо проводить снегозадержание [15,19,29,86,87,114,119,141].
На посевах, подверженных ветровой эрозии (супесчаные и песчаные почвы), лущение заменяют плоскорезной обработкой КПШ-9; ППГ-2-150. Эксплуатационную планировку полей проводят планировщиками ПА-3, в двух перпендикулярных направлениях.
13
Ш.Б. Байрамбеков, З.Б. Валеева, А.И. Ткачева (2000 г.) (ВНИИООБ) утверждают, что при безотвальной или плоскорезной основной обработке почвы численность сорняков в 2 раза превышает их количество по отвальной вспашке. Для подавления вспышки однолетних сорняков эффективна обработка почвы по типу полупара, что способствует увеличению урожайности бахчевых.
Система предпосевной обработки почвы должна обеспечить сокрытие влаги, уничтожение сорняков, поддержание рыхлости почвы. Её начинают с покровного боронования зяби БЗГС - 1,0; БЗСС - 1,0 [15].
Затем проводят вторичное боронование зяби для лучшего измельчения почвы и сокрытия влаги. До посева целесообразно провести культивацию на глубину 14-16 см, и предпосевную на глубину заделки семян 6-9 см. Эту операцию выполняют культиватором КПС - 4; КПШ - 9, с одновременным боронованием в 2 следа. Однако, ученые Быковской БОСБ установили, что при замене двукратной предпосевной культивации почвы фрезерной обработкой машиной КФГ-3, количество сорняков к междурядной обработке уменьшается на 19-41 %, улучшается её агрофизическое состояние, хорошая разрыхленность способствует получению дружных всходов на 5 дней раньше; вегетационный период сокращается на 10 - 15 дней, урожай плодов увеличивается до 15 % [20].
Многолетний опыт показывает, что долговременная и многократная обработка почвы на 30-40 см под посев сельскохозяйственных культур приводит к образованию плужной подошвы. Это ухудшает проникновение корней бахчевых вглубь, тормозит развитие растений и снижает урожай. А. Ме-редов (1992 г.) предлагает локальное глубокое рыхление до 60 см под семенным ложем при предпосевной обработке почвы. Это позволит разрушить плужную подошву, обеспечить проникновение корней бахчевых вглубь, улучшит питание растений из подпахотных слоев почвы. В орошаемом бахчеводстве необходимо проводить влагозарядковый полив с последующей культивацией [87].
14
Посев полноценными семенами создает условия для получения дружных всходов семян. Существует много способов подготовки семян к посеву, однако ученые выделяют: солнечное прогревание, замачивание семян в течение 24 часов, четырехчасовое прогревание при t = 50-60 °С за 1-2 дня до посева [115].
При солнечном прогревании семена рассыпают слоем 5 см на деревянных стеллажах, брезенте или полиэтиленовых мешках и выдерживают в течение 7-12 дней. Под действием облучения многие возбудители болезней погибают, а семена впоследствии дружно прорастают.
Замачивание семян проводят за 1-2 дня до посева в течение 24 часов в воде комнатной температуры с высушиванием до сыпучести. Через 30 минут всплывшие семена удаляют, а потонувшие используют для посева. Расход воды 60 % от массы семян.
В целях борьбы с грибковыми заболеваниями все семена протравливают. А.И. Матвеев утверждает, что лучше использовать для этих целей ТМТД в норме 4-6 г/кг семян арбуза и делать это перед посевом. Р.Т. Демина, Е.И. Иванова предлагают протравливать семена за 3-5 месяцев до посева, а для лучшего распределения химиката использовать полимерные прилипатели: ПВС - 4 кг на 1 т семян; Na КМЦ - 0,4 кг/ на 1т семян арбуза.
Бахчевые - теплолюбивые культуры.
А.П. Непочатов, И.С. Любченко предлагают высевать семена, когда почва прогрета на глубину 10 см до 14°С нормой высева 3,5-4,5 кг/га [94]. Ученые БСОС и ВНИИОБ дают следующие рекомендации: высевать семена при t почвы на глубине 10 см равной 12—13°С нормой высева 1.5-5 кг/га в зависимости от величины семян [28,114]. Глубина заделки семян при посеве также зависит от их величины. Крупные сеют глубже, а мелкие - на меньшую глубину. Оптимальная глубина заделки семян арбуза равна 6-8 см на богаре и 4-6 см на орошении. В острозасушливые вёсны глубину заделки семян увеличивают в богарных условиях.
15
Существует много схем посева арбуза, но наиболее оптимальной на наш взгляд являются следующие: на орошении 180x52; 180x70; 180x105, на богаре 180x180; 210x210 в зависимости от сорта и особенностей физиологии растения.
Для посева используют сеялки СУ ПН - 8; СПЧ - 6М; СБН - 3. Одновременно с посевом почву прикатывают. Высевают одновременно 3 ряда, в основном гнездовым способом, в орошении по 3 семени, на богаре - 5 семян в гнездо. Перед посевом арбуза проводят нарезку направляющих щелей ще-левателями-направителями, глубина хода их должна быть на 5-7 см глубже плужной подошвы. Направляющие щели используют для рыхления почвы по следу колес трактора, подпитывающего полива до фазы плетеобразования.
Все ученые едины во мнении, что основная цель ухода за посевами -поддержание рыхлости почвы для улучшения водно-воздушного режима, уничтожение сорной растительности [28,30,89,114,115,131,138].
А.П. Непочатов, И.С. Любченко, Ш.Б. Байрамбеков, З.Б. Валеева, А.И. Ткачева определяют необходимость проведения довсходовой культивации с боронованием, что снижает количество многолетних сорняков на 71-82 %. Л.А. Давыденко, В.В. Дудченко доказывают целесообразность применения довсходовой обработки легкими боронами, между зубьями натягивают проволоку, при этом посевы хорошо очищаются от сорняков и первой прополки не требуется. Необходимо применять этот агроприем на 5-7 день после посева.
При появлении первых всходов начинают проводить первую культивацию междурядий. Эта операция выполняется на глубину 14-16 см для рыхления почвы, уничтожения сорной растительности, поступления питательных веществ и обогащения почвы кислородом, необходимым для нормального развития корневой системы [15,47,82].
Операция выполняется культиватором КРН - 5,б А в агрегате с трактором МТЗ - 82. Защитная зона 10-15 см.
16
Вторую междурядную обработку проводят в фазе 3 настоящих листьев или через 7-9 дней после 1-й обработки, на глубину 8-12 см. Одновременно с этим проводят ручную прополку в рядках, прореживают растения через 50-70 см в зависимости от схемы посадки [20]. Третью культивацию проводят в фазу начала плетеобразования на глубину 6-8 см с одновременной ручной прополкой и прорывкой в рядках растений. Прореживают растения исходя из расстояний, установленных схемой посадки [29].
По мере появления сорняков проводят четвертую культивацию на глубину 5-6 см, плоскорежущими рабочими органами. Для укладки плетей используют специальные плетеотводы, установленные впереди трактора. При необходимости ученые советуют проводить третью прополку в рядках.
Для борьбы с сорняками рекомендуется применять прополочный агрегат ПАУ-4 и приспособления конструкции Быковской ОСБ, позволяющие повысить производительность труда в 6-7 раз [2,146].
Ш.Б. Байрамбеков, З.Б. Валеева, Б.Е. Осипов, Г.А. Ульянова, Д.С. Кад-ралиев отмечают необходимость обработки посевов гербицидами, в целях сокращения кратности междурядных обработок и количества ручных прополок в рядках. Они утверждают, что применение препаратов стомп, дуал, ко- тофор позволяет снизить затраты труда в 2-3 раза. Эти средства эффективны для борьбы с вредителями - луговой мотылек, проволочник, клещи, дынная муха, а также с болезнями антракноз, мучная роса, фузариоз [16,94].
Для предотвращения перекручивания плетей ветром необходимо выполнять присыпку концов побегов влажной почвой. Если плети не присыпать, скрученные растения плохо цветут и плодоносят, в связи с чем снижается урожайность культур на 22-28 % [114].
Эффективным приемом повышения урожайности является дополнительное опыление бахчей пчелами.
Арбузы относятся к засухоустойчивым культурам, но очень отзывчивы на полив. Для получения высоких урожаев необходимо влажность активного слоя почвы поддерживать на уровне 70-75 % от НВ. Критическими для бах-
17
чевых являются период цветения и плодоношения. В это время происходит резкий прирост вегетативной массы растений, требующий большого количе-ства воды. Влажность в эти фазы роста растения необходимо поддерживать на уровне 80-85 % от НВ. Недостаточное обеспечение влагой приводит к опаданию завязей, и снижению урожая в целом. Ученые предлагают несколько способов полива: дождеванием по бороздам. В последнее время идет изучение капельного орошения на посевах бахчей.
К.П. Синча предлагает за период вегетации проводить 6-7 поливов нормой 300-400 м3/га, при большем количестве поливов качество плодов снижается [131].
Л.А. Давыденко и В.В. Дудченко утверждают, что полив проводить достаточно два раза: первый в период образования плетей, второй — вначале плодообразования нормой 650 и 500 м3/га дождевальной машиной «Днепр» -ДФ-20 [47].
Исследователь А.И. Матвеев (1985 г.) предлагает поддерживать влажность почвы в период вегетации на уровне 80% НВ и проводить 7-9 поливов нормой 250- 400 м3/га. Это гарантирует получение в Заволжье стабильных урожаев 40-80 т/га, в зависимости от климатических условий, сложившихся в данный год [86].
Р.Т.Демина, И.П.Порфирьев, З.Т.Бекбулатов, Н.Д.Токарева, 1986 предлагают проводить поливы магнитоактивированной водой, которая оказывает благоприятное действие на развитие растений арбуза: формирование листо-стебельной массы, сильно развитой корневой системы, снижение периода прохождения физиологических процессов, образование большего количества репродуктивных органов, что, в конечном счёте, обеспечивает прибавку урожая товарного арбуза до 28 %, при этом происходит снижение содержания солей в верхних слоях почвы [109].
С наступлением уборки поливы необходимо проводить после каждого съема плодов. При многоразовом сборе первый вторичный сбор проводят через 30 дней после массового завязывания плодов. Это делается вручную. Для

Получить работу