Капельное орошение может стать мощным рычагом повышения урожайности овощей. Именно этот способ полива позволяет обеспечить подачу влаги растениям в критические периоды роста и развития в необходимых количествах. Капельное орошение является одним из приемов ресурсосберегающих технологий, поскольку здесь четко можно регламентировать количество и качество воды, а также удобрений в соответствии с биологическими потребностями культур. Широкое внедрение капельного орошения позволяет существенно увеличить урожайность овощных культур и улучшить их качество.
Культура огурца является одной из экономически привлекательных в сельском хозяйстве, что обусловлено ранними сроками получения продукции и возможностью получить высокую прибыль за короткий срок. Востребованность огурца на рынке – чрезвычайно высока. Вместе с тем основным фактором, ограничивающим объемы производства огурца в южном регионе, является дефицит водных ресурсов.
По пути малообъемного орошения
Огурец – одна из наиболее влаголюбивых овощных культур, все физиологические и биохимические процессы в растении протекают лишь при наличии достаточного количества воды. Происхождение огурца из влажных тропических лесов Индии определяет его отношение к факторам среды. Оптимальная температура прорастания семян огурца – 24-27 °С. При такой температуре всходы появляются через 3 дня после посева. Поэтому посев семян огурца проводят, когда почва на глубине посева (3-4 см) прогреется до 15-17 °С. Оптимальная температура почвы для выращивания растений огурца в течение всего периода вегетации – 20-24 °С. Огурец среднетребователен к свету, не выносит затенения, предпочтителен рассеянный свет.
Для получения высоких и устойчивых урожаев огурца большое значение имеет правильный подбор участков и соответствующих предшественников. Лучшими почвами являются супесчаные, легкие или средние суглинки, хорошо заправленные органическими и минеральными удобрениями. Тяжелые по механическому составу почвы менее пригодны для культуры огурца. Они могут быть использованы при условии внесения высоких доз органических и минеральных удобрений. Не пригодны для возделывания огурца почвы с близким уровнем залегания грунтовых вод и высоким рН (более 7,6), предпочтительна слабокислая почва — рH 6,3-6,8. Лучшие предшественники для огурца – пласт многолетних трав (люцерна), озимые зерновые, зернобобовые, капуста белокочанная и цветная, лук репчатый, ранний картофель, морковь, томат, перец, баклажан, однолетние зеленые, чеснок. Под летние посевы огурца отводят участки, освободившиеся из-под ранних овощных культур — гороха, раннего картофеля, капусты белокочанной ранней и др.
Повышенная требовательность растений огурца к влажности почвы объясняется слаборазвитой, неглубоко расположенной корневой системой, большой площадью листовой поверхности, коротким вегетационным периодом, в течение которого растения должны сформировать урожай. Кроме того, корни огурца отличаются низкой всасывающей способностью и любят не только воду, но и воздух, о чем не следует забывать.
В технологии выращивания огурца ведущую роль играет система орошения.
Огурец – одна из наиболее отзывчивых на полив овощных культур. Оптимальная влажность почвы для роста и развития растений – 80-85 % НВ в течение всего периода вегетации. Оптимальная относительная влажность воздуха – 85-90 %. Результаты научных исследований, а также опыт выращивания огурца в овощных хозяйствах свидетельствуют о том, что на производство 1 т продукции расходуется от 100 до 200 м3 поливной воды в зависимости от конкретных погодных условий, урожайности, способов полива.
В последнее время, как известно, в силу сложившихся климатических условий и экстремально высоких температур, лимитирующим фактором при выращивании овощей является почвенная влага. Экономия поливной воды – актуальная задача для овощеводов, именно поэтому в последнее десятилетие получил развитие новый способ полива овощных растений, в том числе и огурца, – капельный.
Преимущества систем капельного орошения
Повышение количества и качества урожая. Капельное орошение позволяет поддерживать оптимальный водно-физический режим в корнеобитаемой зоне (особенно в критические фазы их развития), что создает условия для получения высоких урожаев. Этот эффект более ярко выражен при засушливом климате, но и в более влажных районах капельное орошение позволяет существенно улучшить качественные и количественные показатели продукции.
Эффективность орошения достигает 85-90 %, поскольку вода поступает непосредственно в корневую систему растений; при капельном орошении частоту поливов можно регулировать в полном соответствии с водопотреблением растений, поддерживая оптимальную влажность и давая растениям возможность легко получать влагу и необходимые в данный момент и в нужном количестве питательные вещества. Таким образом, сбереженная энергия полностью направляется на рост и развитие растений и, в конечном счете, на увеличение урожая. Прибавка урожая за счет применения капельного способа полива и питания растений обычно достигает на овощных культурах 50-80 % (при этом созревание овощей происходит на 10-15 дней раньше).
Экономия энергетических и трудовых затрат:
- снижение эксплуатационных затрат сравнительно с другими способами орошения (на 50-70 %)
- снижение в 3-4 раза норм внесения минеральных удобрений, подаваемых вместе с водой непосредственно в корневую зону каждого растения
- сокращение количества средств защиты растений, поскольку существенно уменьшается засоренность (почва между строками остается сухой) и поражение болезнями (сравнительно с традиционными системами орошения, при которых смачивается поверхность листьев)
- капельное орошение не требует повышенного рабочего давления в трубопроводах (в отличие от дождевания), что позволяет снизить капитальные затраты на внедрение насосных агрегатов и эксплутационные затраты при проведении орошения
- системы капельного орошения являются стационарными и позволяют автоматизировать весь процесс полива и питания растений, что в свою очередь приводит к значительной экономии трудозатрат
Экономия воды. Возможность более эффективного использования воды – одна из самых главных положительных характеристик капельного орошения. Экономия воды при капельном поливе в 2-5 раз меньше, чем при традиционных способах полива.
Величина этой экономии зависит от климатических условий, типа почв, технических характеристик самой системы полива и обычно достигается за счет:
- специфичного режима полива, при котором достигается соответствие между поливной нормой и величиной водопотребления насаждений
- ограничения орошаемой площади вследствие «адресной» подачи воды к корням растений
- уменьшения величины испаряемой с поверхности почвы влаги, т. к. часть орошаемой площади остается сухой
- ограничения развития сорняков, которые являются конкурентами культурных растений в борьбе за воду
- устранения рассеивания поливной воды и ее испарения с листьев растений, наблюдаемого при дождевании
При капельном орошении увлажняется только небольшая площадь почвенного слоя, а именно – корнеобитаемая зона. Коэффициент полезного использования влаги составляет свыше 95 % в отличие от других способов полива (при дождевании составляет примерно 65 %).
Кроме вышеперечисленных преимуществ, капельное орошение имеет ряд других положительных сторон:
- Капельный полив позволяет обеспечить подачу удобрений с поливной водой, что дает возможность оптимизировать питательный режим растений с учетом их требований различные фазы роста и развития. При этом затраты труда и количество необходимых добрений сокращаютпримерно на 50 %.
- Правильно спроектированная система капельного полива позволяет добиться максимально равномерного распределения поливной воды питательных элементов на посевах, обеспечивая равномерность в развитии растений и сроках их созревания, что облегчает сбор урожая и снижает его потери.
- Капельное орошение позволяет осуществлять все агротехнические мероприятия (обработку почвы, опрыскивания, сбор урожая) в оптимальные сроки одновременно орошением. Это позволяет создать лучшую организацию труда и эффективность использовании с/х машин.
- Влажность почвы поддерживается оптимальных условиях, это обеспечивает интенсивное дыхание корней протяжении всего вегетационного периода. Наличие кислорода в почве – залог активного функционирования корневой системы.
- Отсутствие поверхностного стока при капельном орошении исключает возможность водной эрозии почвы, этот вид полива можно применять даже на крутых склонах, невыровненных участках, участках неправильной формы и т. п.
- Небольшие разовые дозы поливной воды, необходимые при работе системами капельного полива, позволяют использовать водоисточники с ограниченным дебетом, либо проводить полив одновременно на больших площадях.
- Поскольку почва в междурядьях посевов остается сухой, облегчается борьба с сорной растительностью.
- Постоянная влажность почвы в прикорневой зоне растений снижает концентрацию водорастворимых солей, что позволяет, с одной стороны, использовать поливную воду с повышенным содержанием солей и, с другой стороны, применять этот вид орошения на почвах, склонных к засолению.
- Благодаря точной дозировке поливных норм не создается опасность повышения уровня грунтовых вод и вторичного засоления почв.
- При капельном орошении листья растений не увлажняются, снижается вероятность распространения болезней, при обработках инсектициды и фунгициды не смываются поливной водой.
Фертигация – важное условие повышения урожайности. Тем не менее, положительный результат от внедрения капельного орошения может быть достигнут только при строгом соблюдении как технологии самого капельного орошения, так и других технологических приемов выращивания овощных культур. При этом чрезвычайно перспективно использовать системы капельного орошения для одновременного проведения поливов и внесения удобрений – фертигации, которая повышает коэффициент их использования в среднем на 25-30 % и снижает общее использование удобрений на 20-40 %. Фертигация предусматривает поддержание оптимальной концентрации элементов питания в грунтовом растворе на протяжении всего периода вегетации растений.
Основные преимущества фертигации перед традиционными методами внесения удобрений следующие:
- возможность поддерживать необходимый уровень концентрации элементов питания в почвенном растворе для почв с низкой поглотительной способностью и низким содержанием элементов питания
- экономия затрат на внесение удобрений
- эффективное использование удобрений
- предотвращение загрязнения грунтовых вод, отсутствие условий для вторичного засоления почвы
При использовании интенсивных технологий параллельно с орошением важное значение имеет сбалансированное питание растений, обеспечивающее получение высоких урожаев. Как результат – быстрая окупаемость вложенных затрат, получение реальной прибыли. При несоблюдении технологии питания растений вероятность получения хорошей прибыли чрезвычайно мала. Тем самым теряется смысл затрат на семена, пестициды, удобрения, систему орошения, трудовые затраты и др.
Особую роль в эффективном питании растений огурца играют макро- и микроэлементы: азот, фосфор, калий, кальций, магний сера, бор, молибден, медь, цинк, железо, марганец. Эти элементы входят в состав важнейших ферментов, витаминов, гормонов и других физиологических активных соединений, участвуют в процессах синтеза белков, углеводов, жиров, витаминов:
увеличивая содержание хлорофилла в листовой поверхности
- усиливая ассимилирующую деятельность всего растения
- улучшая процесс фотосинтеза
- улучшая процесс оплодотворения
- улучшая процесс развития семян и их посевных качеств: всхожесть, энергию прорастания
- увеличивая устойчивость растений к неблагоприятным условиям (засуха, холод, поражение болезнями и вредителями и др.)
Высокие температуры в период вегетации растений снижают ассимиляцию и усвояемость питательных веществ. Любой стресс-фактор приводит к нарушению питания растений. Жаркая сухая погода, низкая температура ночью (10-14 °С), высокая температура в дневные часы (выше 30 °С), низкая влажность воздуха почвы приводят:
- к плохой аэрации
- уплотненности почвы
- к резким изменениям pH
Воздействие стрессовых условий на растение требует энергетических затрат, которые направлены на преодоление стресса. В результате растения приостанавливаются в росте и развитии. Стрессовые ситуации могут следовать одна за другой: низкая температура ночью, резкий перепад температур, высокий конденсат, высокая температура в дневные часы, недостаток или переизбыток влаги, стрессы от обработок пестицидами и другие. В результате этого происходит снижение качества и количества урожая.
Опыт возделывания овощных культур в хозяйствах с использованием капельного орошения показал, что необходимо проводить комплексное агрохимическое обследование почв для изучения обеспеченности элементами минерального питания, в т. ч. микроэлементами, степени засоления, а также уровня залегания грунтовых вод.
На основании результатов агрохимического анализа почвы рассчитывают дозы удобрений. Полная норма удобрений распределяется между основным внесением и внесением методом фертигации. Минеральное питание и водопотребление растений взаимосвязаны и взаимозависимы. Применение орошения без удобрений в значительно меньшей степени способствует росту, развитию и продуктивности растений огурца. Наоборот, низкая влажность почвы при высоких дозах удобрений оказывает отрицательное влияние на растения, так как резко возрастает концентрация солей в почвенном растворе. С увеличением влажности почвы снижается концентрация почвенного раствора, в результате лучше развивается корневая система, повышается усвояемость питательных веществ и, в свою очередь, фотосинтетическая активность и продуктивность растений.
Для формирования 1 т продукции с использованием метода фертигации огурцы в зависимости от сорта (гибрида) потребляют 2,7-3 кг N, 1,5-2 кг Р2О5, 4,2-4,5 кг К2О. В начале вегетации растения интенсивно усваивают азот, в то же время для развития корневой системы необходим фосфор, а в период образования плетей и плодоношения активно используется калий. В связи с этим почвы, отведенные под огурцы, должны содержать в достаточном количестве все элементы питания в доступной форме. В систему капельного орошения в общем виде входят: водозабор, узел подготовки воды и внесение удобрений, сеть магистральных, распределительных и поливных трубопроводов. В любом случае конструкция системы может изменяться соответственно конкретным условиям ее применения. При этом надежность работы системы капельного орошения определяется ее основными элементами, к которым, прежде всего, принадлежат капельницы и технические средства подготовки и очищения воды.
Надежность работы и срок эксплуатации поливных трубопроводов во многом зависят от качества поливной воды. Для капельного орошения используют воду естественных и искусственных водоемов, а также воду подземных источников. Пригодность воды для капельного орошения оценивают по степени ее влияния на грунт, на растение и элементы оросительной сети. Поливная вода не должна содержать естественных органических кислот, пестицидов, солей кальция, магния, натрия, хлора, бора и тяжелых металлов, а также сульфатов. В сравнении с невысокой стоимостью поливных трубок большую часть затрат на капельные системы составляют расходы на фильтрование воды. И это не тот процесс, на котором можно экономить или вообще пренебрегать им. При качественной фильтрации воды можно предотвратить засорение капельных линий солями тяжелых металлов и органических остатков.
Опыт выращивания огурца в открытом грунте в КФХ «ЛЕТО», Краснодарский край
В Краснодарском крае овощеводство относится к одному из приоритетных направлений агропромышленного комплекса. Вследствие сложившихся в последнее время климатических условий – экстремально высоких температур – выращивание овощной продукции возможно только на орошении, в т. ч. капельном, с применением метода фертигации. В КФХ «ЛЕТО» выращивают овощи на капельном орошении в два оборота: ранневесеннем и в повторной культуре. Это дает возможность эффективно использовать посевные площади, получая два урожая в год.
В 2011 г. в КФХ «ЛЕТО» огурцы выращивали в ранневесенний период. Система питания растений складывалась из основного внесения удобрений (по 300 кг/га диаммофоски), в период вегетации растений удобрения вносились методом фертигации, через СКО. Применяли следующие удобрения: аммиачную селитру, монокалий фосфат, ортофосфорную кислоту, пекацид. Удобрения и биостимуляторы, в т. ч. Радифарм для стимуляции развития корневой системы и Плантафол для листовых подкормок, вносили в соответствии с рекомендациями компании «АгроМастер».
Посев производили сеялкой точного высева в первой декаде мая. Норма высева семян огурца – 36-40 тыс. штук/га. Глубина заделки семян – 2-3 см. Использовали капельные линии, поставленные компанией ООО «ЮГ-ПОЛИВ» от производителей:
- «Евродрип» (Греция) – линия «Эолос Компакт», с шагом 0,3 м, расход воды – 1 л/ч
- «Мецерплас» (Израиль) – линия «Лин», с шагом 0,3 м, расход воды 1,2 л/ч
Нормы удобрений при выращивании огурца, внесение с фертигацией по периодам выращивания, (кг/га/сут. действующего вещества)
|
Период выращивания |
N |
P2O5 |
K2O |
|
От восходов до нарастания вегетативной массы |
1,4 |
0,7 |
1,4 |
|
От начала цветения до массового плодообразования |
2,5 |
0,7 |
2,5 |
|
Плодоношение до окончания сборов |
2,5 |
1,0 |
5,2 |
Нормы удобрений при выращивании огурца, внесение с фертигацией по дням выращивания (кг/га/сут. действующего вещества)
|
Период выращивания, дни от-до |
N |
P2O5 |
K2O |
N |
P2O5 |
K2O |
|
кг/га день |
кг/га за период |
|||||
|
1-30 |
1,5 |
0,7 |
3,2 |
45 |
21 |
96 |
|
31-60 |
3,3 |
1,0 |
5,2 |
99 |
30 |
256 |
*Нормы приведены с учётом коэффициентов усвоения удобрений растениями
Уходные мероприятия по выращиванию огурца проводили в соответствии с агротехническими требованиями культуры. Растения огурца нередко повреждаются вредителями и болезнями. В КФХ «ЛЕТО» система защиты от вредителей и болезней строилась на основании рекомендаций специалистов энтомологов и фитопатологов. Раскладка капельных линий проводилась одновременно с посевом, это дало возможность сделать своевременный полив и получить дружные, выровненные всходы. Оптимальная влажность почвы до цветения поддерживалась в слое – 0-30 см 70-80 % НВ; в период массового цветения и плодообразования – 80-90 % НВ в слое 0-50 см. По мере нарастания вегетативной массы поливная норма постепенно увеличивалась и в пик водопотребления достигала 60-70 м3/га.
Для оптимизации расхода воды и условий увлажнения контроль осуществлялся с помощью тензиометров. Подача питательного раствора через систему капельного орошения осуществлялась в середине поливного цикла, предварительно проводился полив, а после его окончания поливная система промывалась. Количество удобрений распределяли по периодам выращивания, фазам развития растений, затем составляли схему питания растений, которую корректировали на протяжении вегетационного периода.
Важное место в системе сбалансированного питания растений огурца занимают микроэлементы. Их лучше вносить через СКО или с некорневыми подкормками, которые не только дополняют корневое питание, но и корректируют питание в случаях, когда почвенно-климатические условия мешают достаточному поглощению питательных веществ через корневую систему или когда требуется быстрое действие удобрений. Некорневые подкормки и регуляторы роста – действенные средства для стимуляции физиологических процессов: формирования завязей, развития генеративных органов, повышения устойчивости к заболеваниям.
Листовые подкормки растений огурца по периодам выращивания
|
Период выращивания, дней |
Удобрение |
Количество, кг/га |
|
1-30 |
«Плантафол» 10:54:10 |
2-3 |
|
31-60 |
«Плантафол» 20:20:20 |
2-3 |
*Некорневые подкормки можно совмещать с обработками средствами защиты растений.
Урожайность сортов огурца с использованием СКО, т/га
|
Гибрид |
Урожайность, т/га |
Товарность плодов, % |
||
|
6-9 см |
9-12 см |
общая |
||
|
Кибрия F1 |
24,3 |
30,0 |
55,3 |
92 |
|
Сатина F1 |
19,1 |
31,1 |
50,2 |
87 |
|
Аякс F1 |
22,7 |
31,4 |
54,1 |
90 |
|
Октопус F1 |
19,7 |
33,5 |
53,2 |
89 |
|
Средняя |
53,2 |
89,5 |
||
*Предшественник — томаты
Для проявления потенциальных возможностей сорта или гибрида в полной мере необходимы интенсивные современные технологии, которые предъявляют повышенные, а часто принципиально новые требования к сортам. Необходимы высокопродуктивные сорта интенсивного типа, устойчивые к болезням, с разными сроками созревания.
Важное значение приобретают скороспелость и дружность отдачи урожая. Средняя урожайность гибридов огурца, выращенных с использованием системы капельного орошения и фертигации, составила 53,2 т/га. Урожайность гибридов F1 Кибрия и F1 Аякс была наиболее высокой и составила соответственно 55,3 т/га и 54,1 т/га. Урожайность плодов огурца размером 6-9 см составила в среднем 40 %, а плодов размером 9-12 см – 60 % от общей урожайности. Средний уровень товарности плодов составил около 90 %. Следует отметить, что гибрид Аякс дал более ранний урожай. Гибрид Кибрия отличался дружностью отдачи урожая и высокими товарными качествами зеленца. Все растения так или иначе положительно отзываются на полив, особенно на капельный.
Денежная выручка от реализации огурца в зависимости от размера, тыс. руб./га
|
Название гибрида |
Плоды 6-9 см |
Плоды 9-12 см |
|||||
|
Валовый сбор, т. |
Цена 1 т, тыс., руб. |
Денежная выручка от реализации, тыс. руб./га |
Валовый сбор, т. |
Цена 1т., тыс.руб. |
Денежная выручка от реализации, тыс. руб./га |
Денежная выручка от реализации, всех плодов, тыс. руб./га |
|
|
Кибрия |
24,3 |
18 |
437,4 |
30,0 |
12 |
360,0 |
797,4 |
|
Сатина |
19,1 |
18 |
343,8 |
31,1 |
12 |
373,2 |
717,0 |
|
Аякс |
22,7 |
18 |
408,6 |
31,4 |
12 |
376,8 |
785,4 |
|
Октобус |
19,7 |
18 |
354,6 |
35,5 |
12 |
426,0 |
780,6 |
|
Средняя |
21,45 |
18 |
386,1 |
32,0 |
12 |
384,0 |
770,1 |
Организация полива требует определенных средств на единицу орошаемой площади, поэтому наибольшую отдачу от вложений можно ожидать, когда стоимость кг урожая максимально высока. В этом плане овощные культуры имеют несомненное преимущество перед, например, зерновыми, за счет значительно большей урожайности и стоимости.
Принимая максимальную стоимость организации капельного полива в 100 000 руб. на га (затраты первого года, включая насосы, фильтры, капельные линии, комплектующие и монтаж), стоимость валового урожая должна с избытком перекрывать эти затраты. Затраты последующих лет составляют около 30 % от затрат первого года (в основном ежегодно закупается капельная лента, эксплуатационные расходы остаются те же).
Экономическая оценка выращивания огурца с применением системы капельного орошения
|
Показатели |
Плоды 6-9 см |
Плоды 9-12 см |
Всего |
|
Средняя урожайность, т/га |
21,45 |
32,0 |
53,2 |
|
Средняя цена реализации 1т продукции, тыс. руб. |
18,0 |
12,0 |
|
|
Денежная выручка от реализации продукции с 1 га, тыс. руб. |
386,1 |
384,0 |
770,1 |
|
Дополнительные затраты, связанные с приобретением и эксплуатацией СКО, тыс. руб. на 1 га |
100 |
***В последующие годы прибыль от применения СКО увеличится на 2/3 от общей стоимости СКО, т.к. дополнительные затраты будут складываться только от приобретения капельной линии.
Более выгодная перспектива возникает при выращивании огурцов. Урожайность огурца на капельном поливе с фертигацией – 50-55 т/га. Товарные плоды размером 6-9 см и 9-12 см консервные заводы принимают соответственно по 18 тыс. рублей и 12 тыс. рублей за т. В связи с тем, что капельное орошение позволяет производить сбор плодов ежедневно или через день, это способствует увеличению выхода товарных плодов Затраты первого года на полив сторицей окупаются при такой закупочной цене и высокой товарности плодов.
КФХ «ЛЕТО» плодотворно сотрудничает с компанией ООО «ЮГ-ПОЛИВ» – поставщиком высококачественного оборудования для полива. КФХ «ЛЕТО» стабильно получает высокие урожаи овощей.
Авторы:
А.И. Удовенко агроном-овощевод ООО «ЮГ-ПОЛИВ»
В.Н. Пархоменко, директор КФХ «Лето»