Реферат на тему: ҐРУНТОВО-ЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ В ОВОЧЕВІЙ СІВОЗМІНІ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ

УДК 631.587

ҐРУНТОВО-ЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ В ОВОЧЕВІЙ СІВОЗМІНІ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ

Вступ. Незважаючи на нестабільність агропромислового комплексу, в Україні спостерігаються досить високі темпи розвитку краплинного зрошення. Переваги, які забезпечує краплинне зрошення є невід’ємною складовою сучасного, високоприбуткового господарювання в умовах ринкових відносин. Забезпечення сталості ґрунтово-екологічного стану зрошуваних земель в умовах інтенсивного господарювання є однією з ключових задач. Краплинне зрошення в повній мірі відповідає цим вимогам.

Проте, в деяких випадках, зокрема при використанні поливних вод низької якості, недотриманні технології застосування мікрозрошення, загальній низькій культурі землеробства, все ж можливе виникнення деяких негативних явищ (активізація сольових процесів, підвищення вмісту розчинного та поглинутого натрію, втрата структурності ґрунту, ущільнення, злитизація). В той же час виникнення та швидкість наростання вищезгаданих явищ при краплинному зрошенні у порівнянні з іншими способами зрошення є мінімальною, а за умови застосування науково обґрунтованих технологій поливного землеробства можливе не лише високоефективне використання поливних земель, але й збереження і постійне підвищення родючості ґрунту [1, 2].

Сучасний стан вивченості проблеми. Обгрунтування мети і завдань досліджень. В останні роки в умовах півдня України для зрошення сільськогосподарських культур найчастіше віддається перевага краплинному способу поливу. За краплинного зрошення, яке характеризується локальним характером зволоження ґрунту, формується досить складний характер руху вологи з розчиненими в ній солями та поживними речовинами.

Як випливає з наукових джерел при мікрозрошенні поливними водами різного складу та якості в умовах України спостерігаються тенденції щодо накопичення водорозчинних солей у ґрунті, зміна складу їх поглинального комплексу, тобто розвиток процесів засолення і осолонцювання ґрунту, швидкість та напрямок яких залежать від кількісних та якісних показників поливної води, режиму зрошення, кількості та режиму випадання осінньо-зимових опадів [3, 4].

Ще в 1974 р. Д. Келлєр і Д. Кармелі [5] вказували на те, що максимальне накопичення водорозчинних солей при локальному характері зволоженні відбувається на межі контуру зволоження на поверхні ґрунту. Вони рекомендують підтримувати вологість ґрунту при краплинному зрошенні на високому рівні для зменшення концентрації порових розчинів.

У дослідженнях проведених С. В. Ярошенком та М. Ф. Сіканом [6] у 1979 р. на чорноземі звичайному у Запорізькій області було відмічено накопичення токсичних солей у контурі зволоження на зрошуваному варіанті порівняно з богарою. Автори звертають увагу на те, що найбільша концентрація солей спостерігається в горизонті 40-100 см під крапельницею.

Е. І. Бланк і Р. С. Козмиц провівши дослідження в 1981-1982 рр. у центральній та південній зоні Молдови встановили, що в умовах краплинного зрошення практично не відбувається накопичення водорозчинних солей, проте спостерігається збільшення іонів хлору та магнію. На жаль автори не наводять хімічного складу поливних вод, що використовували для поливу.

Заслуговують на увагу дослідження Ф. В. Унгуряну [7], проведені у 1983-1985 рр. на чорноземах звичайних важкосуглинкових у центральній частині Молдови. Автор відмічає накопичення солей на поверхні ґрунту, а також у центрі контуру зволоження та на його периферії. Кількість солей за два роки зрошення водою з мінералізацією 0,57-0,87 г/дм3 зросла в горизонті 0-60 см під крапельницею з 0,063 до 0,13 %. Автором виконано прогнозні розрахунки водно-сольового режиму при різних значеннях мінералізації зрошувальної води, поливної норми та тривалості міжполивних періодів. На основі виконаних розрахунків він рекомендує підвищувати поливні норми, збільшувати інтенсивність подачі води та кількість водовипусків на одиницю площі.

Значний об'єм досліджень з встановлення впливу краплинного зрошення на властивості ґрунтів було проведено вченими (Ромащенко М. І., 1981, 1995; Панасенко І. М., Петров В. Б., Гагаріна Е. І., 1984; Орел Т. І., 1990 [8, 9]) на системі краплинного зрошення "Таврія", ґрунти якої представлені чорноземами південними. З 1978 по 1982 рр. полив проводився підземною водою з мінералізацією 1,7-2,0 г/дм3 хлоридно-натрієвого типу, а з 1982 р. водою Північно-Кримського каналу з мінералізацією 0,4-0,6 г/дм3. Дослідженнями не було виявлено погіршення структури та ущільнення ґрунту при краплинному зрошенні, на протязі 4 років, що спостерігається при дощуванні (Панасенко І. М., Петров В. Б., Гагаріна Е. І., 1984 [10]). Автори відмічають, що межа зони соленакопичення практично співпадає з межею зволоження, при цьому максимальна кількість солей спостерігається у центрі зони зволоження на глибині 10-75 см.

М. І. Ромащенком було встановлено, що з ростом засоленості ґрунту, частка солей, що знаходиться в ґрунтовому розчині зменшується. Так при засоленості 0,1-0,2 % у ґрунтовому розчині знаходиться біля 70 % загальної кількості водорозчинних солей, а при засоленні 1-1,1 % їх частка у ґрунтовому розчині знижується до 10-20 % [3].

Після переводу системи на прісну воду з Північно-Кримського каналу відбувається вимивання солей в нижні горизонти ґрунту, що накопилися за попередні роки зрошення слабомінералізованою водою. Т. І. Орел [9] у своїх дослідженнях вказує на те, що на протязі 10-12 років краплинне зрошення викликає зміну гранулометричного складу ґрунту в сторону його оглинення, погіршення структури, зниження водопроникності, але не відбувається ущільнення ґрунту та зменшення гумусу. У дослідженнях М. І. Ромащенка [3] вказується, що накопичення солей відбувається на зовнішній межі зони зволоження (75-100 см від точки водоподачі). Автор звертає увагу на те, що при завищенні поливних норм, в центральній частині зони зволоження ґрунту на глибині 150-250 см відбувається вимивання солей в нижні горизонти. Спостерігається тенденція до погіршення структури, зниження гумусу та підвищення кількості мулистих частинок, при цьому не відбувається ущільнення ґрунту.

F. Nакауаmа відмічає деякі закономірності розподілу іонів хлору при локальному характері зволоження ґрунту. Навіть при незначному промивному режимі найменша концентрація іонів хлору знаходиться під крапельними водовипусками, при цьому найбільша засоленість ґрунту спостерігається по краях зони зволоження і збільшується з глибиною [11, 12].

З наведених вище закономірностей зміни властивостей ґрунтів у зоні зволоження можна зробити певні висновки. Всі автори одностайні в тому, що за краплинного зрошення не відбувається ущільнення ґрунту. Максимальна кількість солей за результатами одних формується на зовнішній межі зони зволоження, а інших - у центрі та на периферії. Відмічається погіршення структури та зменшення кількості гумусу в одних дослідженнях, та відсутність таких змін в інших.

Таким чином, навіть не глибокий аналіз закономірностей перебігу процесів накопичення водорозчинних солей у ґрунті, зміни в складі ґрунтово-поглинального комплексу, що характеризуються збільшенням поглинутого натрію та магнію при зменшенні кальцію, зміни структури та короткий огляд літературних даних щодо впливу зрошення мінералізованими водами на властивості ґрунтів свідчить про надзвичайну складність цих процесів особливо за локального характеру зволоження. Тому досить важливою задачею є регулювання водно-сольового режиму ґрунтів за локального характеру його зволоження мінералізованими водами на основі вивчення цих процесів у польових умовах.

Зважаючи на те, що в Україні процес відновлення і розвитку водно-господарської мережі на якісно новому рівні з використанням сучасних технологій є стратегічним завданням, виникає гостра необхідність ретельного вивчення всіх складових краплинного зрошення, створення єдиної методичної бази, а також впровадження загальноприйнятої схеми моніторингу мікрозрошуваних земель.

Метою роботи є ґрунтово-екологічне обґрунтування краплинного зрошення в овочевій сівозміні на чорноземі опідзоленому в умовах Лівобережного Лісостепу.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- встановити вплив краплинного зрошення водою першого класу якості та різних систем удобрення на динаміку та напрямок змін агрофізичних, фізико-хімічних властивостей, сольового, водного, температурного та поживного режиму чорнозему опідзоленого, визначити оптимальні ґрунтово-екологічні параметри краплинного зрошення, при дотриманні яких товарна продукція буде оптимальною за якісно-кількісними характеристиками.

- виявити зміни складу та властивостей ґрунтів при тривалому мікрозрошенні водами різної якості.

- дати ґрунтово-екологічне обґрунтування технології вирощування овочевих культур за умови краплинного зрошення.

Об’єкти, методи та умови досліджень. Дослідження виконувались на Харківському стаціонарному досліді інституту овочівництва та баштанництва УААН. Схема досліду передбачає три різні режими мікрозрошення в поєднанні з удобренням врозкид, локально та без удобрення порівняно з богарними ґрунтами. Відбір ґрунтових зразків для визначення агрофізичних властивостей проведено у 2 строки на стаціонарних майданчиках: навесні до початку поливів та восени в післявегетаційний період згідно з вимогами щодо відбору зразків ґрунту. Аналітичні дослідження - за стандартними атестованими методиками.

Об’єктами досліджень є чорнозем опідзолений лучнуватий середньосуглинковий, зрошувальні та підґрунтові води, овочеві культури. Ґрунт дослідної ділянки є незасоленим, несолонцюватим, малогумусним. Загальний вміст водорозчинних солей у верхньому півметровому шарі становить 0,05-0,08 %, токсичних солей – 0,02-0,05%, рН водний – 6,8-7,5 , сума увібраних катіонів – 20-25 мекв/100 г ґрунту, вміст Na++K+ від суми – 2,5-3,5%, рівноважна щільність будови орного шару – 1,3-1,35 г/см3, НВ – 23-25%. Використана прісна поливна вода з р. Мжа є придатною для зрошення(1 клас) за агрономічними та екологічними критеріями.

Результати досліджень. Вивчення впливу різних режимів краплинного зрошення та систем удобрення на властивості чорнозему опідзоленого середньосуглинкового та продуктивність овочевих рослин з метою ґрунтово-екологічного обґрунтування елементів ґрунтоохоронної ресурсоощадної технології вирощування овочевих культур проводилось в 2004-2008 роках.

За сольовим складом зрошувальна вода хлоридно-гідрокарбонатна магнієво-кальцієва, pH 7,8-8,0, мінералізація 0,7-0,8 г/дм3, придатна для зрошення за всіма агрономічними критеріями (окрім небезпеки під луження у жаркі періоди року – існує небезпека під луження ґрунту до слабкого рівня). Підґрунтова вода має нейтральну реакцію (pH 7,0-7,3), мінералізацію 0,8-1,0 г/дм3, сульфатно-гідрокарбонатний магнієво-кальцієвий сольовий склад.

Контроль РПҐВ проводився щомісячно протягом вегетаційного періоду в двох стаціонарних свердловинах, які розташовані в найвищій і найнижчій точках дослідного поля. За період досліджень 2004–2008 років встановлено, що РПҐВ у квітні-травні знаходиться на позначці від 3,1-3,2 м у найвищій точці до 2,5-2,6 м у найнижчій. Літні місяці характеризуються поступовим зниженням РПҐВ до межі 3,7-3,8 м і 3,1-3,2 м відповідно. В осінній термін спостереження РПҐВ має деяку тенденцію підйому до 3,4-3,5 м і 2,8-2,9 м відповідно. В цілому по досліду перепад РПҐВ між найвищою та найнижчою точками спостереження складає 0,55-0,65 м незалежно від терміну спостереження.

Встановлено, що сольовий режим досліджуваного ґрунту характеризується сезонно-пульсаційною динамікою просторового розподілу. Вміст загальних і токсичних водорозчинних солей на контрольних точках стрічка-рядок культур-міжряддя у весняний термін спостереження в орному шарі не має достовірних відмінностей, проте в осінній термін спостереження спостерігається деяке підвищення вмісту в міжрядді на всіх без виключення режимах краплинного зрошення. Основні сольові характеристики наведено в таблиці 1.

На окремих варіантах краплинного зрошення спостерігається тенденція вилуговування протягом вегетаційного періоду водорозчинних солей за межі верхнього півметрового шару під впливом атмосферних опадів і поливів прісною водою. В якісному складі водорозчинних солей під впливом зрошення простежується тенденція зменшення відношення Са:Na в осінній термін спостереження, проте протягом осінньо-зимового періоду цей показник відновлюється, що підтверджує дані отримані у попередні роки.

Таблиця 1 - Сольові характеристики чорнозему опідзоленого (поле 3, капуста білоголова, 2008 рік)

Спосіб зрошення Глиби¬на ша¬ру, см Термін спос¬тереження 1

CaCO3, % Загальні солі, % Токсич¬ні солі, % рН Са/Na %Na+K від суми погли¬нутих катіонів

Без зрошення 0-25 1 0,40 0,04 0,02 7,10 1,6 3,4

2 0,32 0,03 0,02 7,20 1,0 3,0

25-50 1 0,40 0,03 0,02 7,25 1,4 2,2

2 0,48 0,04 0,03 7,15 1,1 2,6

Краплин¬не, режим

80-75% НВ 0-25 1 стрічка 0,57 0,02 0,02 7,00 1,2 3,3

рядок 0,48 0,03 0,01 7,00 2,9 2,7

міжряддя 0,48 0,03 0,01 7,00 3,1 3,1

2 стрічка 0,32 0,04 0,03 7,30 1,0 2,9

рядок 0,32 0,03 0,02 7,20 1,2 2,4

межа контуру 0,16 0,03 0,01 7,05 1,3 2,5

міжряддя 0,48 0,03 0,01 7,20 2,0 3,0

25-50 1 стрічка 0,73 0,02 0,01 6,90 1,7 2,8

рядок 0,48 0,03 0,01 7,00 2,4 2,8

міжряддя 0,65 0,03 0,01 7,00 2,0 3,1

2 стрічка 1,15 0,03 0,03 7,15 1,5 2,2

рядок 2,18 0,03 0,01 7,15 2,3 1,9

межа контуру 1,37 0,03 0,02 7,05 1,7 2,1

міжряддя 1,37 0,03 0,01 7,20 2,9 2,5

1 1 – травень, 2 – вересень

Рівень солонцюватості орного й підорного шарів ґрунту в цілому по досліду нижче слабкого, але в деяких випадках досягає межі слабкого рівня (окремі терміни й глибини на варіантах дощування). На удобрених фонах має місце підвищений вміст К+ у ГПК, що спричинене впливом не лише зрошення, а переважно внесення мінеральних добрив. Розбіжності між режимами краплинного зрошення за цими показниками неістотні.

З’ясовано, що поєднання краплинного зрошення з локальним внесенням добрив та фертигацією сприяє локалізації поживних елементів в кореневмісному шарі ґрунту протягом вегетаційного періоду та найбільш повному засвоєнню останніх (табл. 2).

При цьому вміст поживних елементів на варіантах суцільного удобрення та без добрив був дещо нижчим. В осінній термін спостереження вміст рухомих форм поживних речовин дещо знижується на всіх варіантах досліду та характеризується тенденцією до локалізації в міжряддях.

Таблиця 2 - Агрохімічні характеристики чорнозему опідзоленого (поле 3, капуста білоголова, 2008 рік)

Спосіб зрошення Глиби¬на ша¬ру, см Термін спос¬тереження 1

Гумус загальний, % Вміст, мг/100 г. ґрунту

N-NO3 N-NH4 P2O5 K2O

Без зрошення 0-25 1 3,8 0,54 1,19 12,4 7,7

2 3,9 1,00 1,12 20,7 11,2

25-50 1 3,4 0,82 0,89 10,4 6,6

2 3,8 0,64 0,32 5,7 7,4

Краплинне, режим

80-75% НВ 0-25 1 Стрічка 3,3 1,21 2,21 17,5 10,2

Рядок 3,4 0,77 2,05 15,7 14,4

Міжряддя 2,9 0,52 2,75 17,5 10,7

2 Стрічка 3,1 0,09 0,65 16,7 8,6

Рядок 3,1 0,08 0,52 17,2 10,4

межа контуру 3,1 0,22 0,70 15,2 7,5

Міжряддя 3,1 0,17 0,47 17,2 11,7

25-50 1 Стрічка 3,1 0,75 1,74 10,0 7,8

Рядок 2,8 0,80 0,60 7,7 6,9

Міжряддя 3,4 0,57 0,82 5,7 6,9

2 Стрічка 2,8 0,23 0,66 11,5 6,7

Рядок 2,9 0,17 0,60 13,2 6,7

межа контуру 3,4 0,13 0,92 13,1 7,5

Міжряддя 2,9 0,06 0,96 11,9 6,5

1 1 – травень, 2 – вересень

Під впливом зрошення способом дощування вміст агрономічно-цінних повітряно-сухих агрегатів розміром 0,25 – 10 мм і 1 – 3 мм у шарі ґрунту 0 – 15 см суттєво зменшувався порівняно з незрошуваним контролем (зниження коефіцієнта структурності Кс на 0,9). Поєднання краплинного зрошення та варіанту без добрив, навпаки, поліпшувало цей показник, але тільки в зоні поливної стрічки, тобто в місці безпосереднього контакту води з ґрунтом (зростання Кс на 1,6 порівняно з незрошуваним контролем) (табл. 3).

У рядку культур це поліпшення було незначним (зростання Кс на 0,3), а в міжрядді кількість агрономічно цінних агрегатів була такою самою, як і при дощуванні, що було спричинене, вірогідно, впливом проходів с.-г. техніки. За вмістом повітряно сухих агрегатів розміром 0,25 – 10 мм досліджуваний ґрунт був не деградованим на незрошуваному контролі, у зонах стрічки й рядку культур краплинного зрошення, зазнав слабкого ступеня деградації при дощуванні та в міжряддях краплинного зрошення.

Таблиця 3 – Структурно-агрегатний склад чорнозему опідзоленого лучнуватого (поле 3, капуста білоголова)

Варіант досліду Глибина, см Вміст агрономічно цінних повітряно-сухих агрегатів розміром, мм, % Коефіцієнт структурності Кс Коефіцієнт водостійкості Кв

0,25 - 10 1 - 3

Без зрошення 0-15 72,56 25,27 2,64 0,10

Дощування 63,10 20,48 1,71 0,09

Краплинне, стрічка 80,26 33,96 4,25 0,10

Краплинне, рядок 74,21 28,08 2,98 0,11

Краплинне, міжряддя 64,88 24,28 1,93 0,10

Без зрошення 15-30 72,45 22,67 2,64 0,11

Дощування 62,56 21,29 1,67 0,09

Краплинне, стрічка 78,65 26,86 3,91 0,14

Краплинне, рядок 79,20 29,05 3,92 0,12

Краплинне, міжряддя 54,57 13,91 1,22 0,10

Без зрошення 30-45 72,14 20,85 2,66 0,14

Дощування 68,13 18,66 2,16 0,12

Краплинне, стрічка 75,48 25,49 3,17 0,12

Краплинне, рядок 70,81 21,69 2,53 0,12

Краплинне, міжряддя 69,42 23,03 2,28 0,11

Водостійкість агрегатів по варіантах досліду в цьому шарі істотно не відрізнялась (коливання коефіцієнта водостійкості (Кв) у межах 0,09-0,11).

У нижній частині орного шару (15-30 см) закономірності змін структурного стану досліджуваного ґрунту були аналогічними шару 0-15 см; тільки в міжрядді краплинного зрошення ґрунт досяг середнього ступеня деградованості за вмістом агрегатів 0,25-10 мм і коефіцієнт водостійкості у зоні стрічки зріс до 0,14 (більше на 0,05 порівняно з дощуванням і на 0,03 порівняно з незрошуваним контролем).

У підорному шарі (30-45 см) названі тенденції збереглися, тільки різниця між варіантами зменшилась, що пояснюється послабленням впливу поливів; кількість агрегатів розміром 0,25-10 мм і коефіцієнт структурності на варіантах без зрошення, дощування та краплинного зрошення були близькими (на межі градацій не деградованого ґрунту й слабкого ступеня деградованості). Коефіцієнт водостійкості у цьому шарі дещо зріс у середньому по всіх варіантах досліду (до 0,11-0,14).

Закономірності профільних змін показників структурно-агрегатного стану даного ґрунту представлено в таблиці 4.

Таблиця 4 - Закономірності профільних змін показників структурно-агрегатного стану чорнозему опідзоленого (поле 2, культура – цибуля ріпчаста)

Варіант досліду Закономірності профільних змін показників САС

Вміст повітряно-сухих агрегатів розміром 0,25-10 мм Вміст повітряно-сухих агрегатів розміром

1-3 мм Коефіцієнт водостійкості, Кв

Без зрошення Без змін Зменшення з глибиною Збільшення в шарі

30-45 см

Дощування Збільшення в шарі

30-45 см Зменшення в шарі

30-45 см Збільшення в шарі

30-45 см

Краплинне, стрічка Зменшення в шарі

30-45 см Зменшення з глибиною Збільшення в шарі

15-30 см

Краплинне, рядок Збільшення в шарі

30-45 см Зменшення в шарі

30-45 см Без змін

Краплинне, міжряддя Збільшення в шарі

30-45 см Зменшення в шарі

15-30 см Без змін

Щільність складення в шарі 0-10 см на варіантах дощування та варіантах без зрошення навесні знаходиться на рівні 1,22-1,24 г/см2 , в зоні стрічки, рядку культур та в незрошуваному міжрядді за краплинного зрошення цей показник знаходиться в аналогічних межах. При контролі даного показника восени виявлено, що на варіантах з застосуванням дощування спостерігається підвищення щільності складення до 1,32-1,34 г/см2, на варіантах без зрошення – до 1,35-1,37 г/см2. В зоні стрічки за краплинного зрошення величини склали 1,26-1,27 г/см2, в зоні рядку та на межі контуру зволоження 1,27-1,28 г/см2, і лише в незрошуваному міжрядді цей показник восени склав 1,33 г/см2, що обумовлено проходами с.-г. техніки. На глибинах 10-20 см та 20-30 см спостерігаються аналогічні тенденції весняно – осінніх змін щільності будови, проте ступінь їх вираженості з глибиною зменшується. В шарі 30-40 см істотні зміни в сезонній динаміці відсутні, показник складає сталі 1,30-1,32 на протязі всього вегетаційного періоду. протягом вегетаційного періоду не зазнає суттєвих змін в зоні стрічки, рядку і на межі контуру зволоження і складає 1,32-1,35 г/см3. Багаторічними спостереженнями на досліді доведено, що на початок нового вегетаційного сезону величини даного показника відповідають величинам весняного терміну попереднього року, тобто повністю відновлюються до вихідних значень.

На варіанті з використанням поливу способом дощування встановлено, що показник вологості ґрунту в між поливний період у вертикальному напрямку має стійку тенденцію до збільшення з ростом глибини, у горизонтальному напрямку – поступове зменшення в напрямку від рядка культур до центру міжряддя. Після проведення поливу вологість верхніх шарів по всій поверхні варіанту наближається до 100 % НВ, у вертикальному напрямку – насичення розрахункового шару ґрунту (0,4 чи 0,6 м в залежності від фази розвитку культур) до 100 % НВ. Вологість більш глибоких шарів залишається незмінною протягом вегетаційного періоду і складає в середньому 85-80 % НВ.

Незрошувані варіанти досліду (абсолютний контроль, NPK врозкид, NPK локально) мають однакові характеристики за показником вологості. В зоні рядку поверхневі шари мають 70-60 % НВ, в зоні міжряддя – 60-50 % НВ. У вертикальному напрямку спостерігається поступове збільшення вологості до 85-80 % НВ на глибинах 0,8-1,0 м.

До початку поливу просторовий розподіл вологи на варіанті краплинного зрошення з підтримкою вологості на рівні 80-75 % НВ у шарі 0-40 см є досить рівномірним у горизонтальному напрямку (стрічка-рядок-межа контуру зволоження). Проте, в зоні міжряддя (0-40 см), яке не зазнає впливу краплинного зрошення, вологість майже постійно залишається на рівні 55–60 % НВ, що є критичним показником, окрім періодів впливу природних опадів. У вертикальному напрямку вологість збільшується з глибиною на всіх контрольних точках краплинного зрошення без винятку від 80-75 % НВ (на деяких варіантах 70-65 % НВ) у поверхневому шарі до сталих 90-85 % НВ на глибині 90-100 см. Оскільки рівень вологості ґрунту в нижніх шарах є досить стабільним, можливою причиною цього є капілярний підйом підґрунтових вод.

Після проведення поливу краплинним зрошенням вологість протягом наступних 3-4 годин в зоні стрічки та рядка залишається на рівні 100-95 % НВ (табл. 5).

На межі контуру зволоження у шарі 0-10 см – на рівні 90-85 % НВ. Проте, шари 10-50 см набувають вологості близької до максимальної, що пояснюється деяким горизонтальним розтіканням. Вплив поливу на зону міжряддя є незначним, проте на деяких варіантах, за розрахункового шару зволоження 60 см, спостерігається підвищення вологості на глибинах 30-60 см.

Таблиця 5 - Просторовий розподіл вологості ґрунту (краплинного зрошення, режим 80-75 % НВ, поле 3, капуста білоголова)

Глибина, см

Міжряддя Межа контуру Рядок Стрічка Рядок Межа контуру Міжряддя

0-10 15,3 15,9 22,4 22,7 22,4 15,9 15,3

10-20 16,2 17,0 21,6 21,8 21,6 17,0 16,2

20-30 17,1 20,2 23,8 20,6 23,8 20,2 17,1

30-40 18,4 23,5 25,0 22,1 25,0 23,5 18,4

40-50 19,4 24,5 24,2 20,6 24,2 24,5 19,4

50-60 18,8 19,3 23,6 16,9 23,6 19,3 18,8

60-70 19,8 19,0 20,0 19,2 20,0 19,0 19,8

70-80 19,6 18,9 19,6 19,6 19,6 18,9 19,6

80-90 19,2 19,0 19,2 19,7 19,2 19,0 19,2

90-100 20,6 20,4 21,2 21,3 21,2 20,4 20,6

При спостереженні за температурним режимом ґрунту дослідної ділянки виявлено, що краплинне зрошення сприяє зменшенню амплітуди температурних коливань ґрунту. Дані спостережень динаміки температурного режиму чорнозему опідзоленого при краплинному зрошенні в залежності від температури повітря і часу доби наведено на рисунках 1 та 2.

Рисунок 1 - Вплив краплинного зрошення на температурний режим чорнозему опідзоленого (0-5 см)

Рисунок 2 - Вплив краплинного зрошення на температурний режим чорнозему опідзоленого (5-10 см)

За краплинного зрошення температура ґрунту на глибинах 0-5 і 5-10 см в зоні стрічки, рядку та межі контуру наближається до оптимальних для рослин значень у денний період (з 9 до 18 години).

Врожайність овочевих культур за використання краплинного зрошення наведено в таблиці 6 (За даними лабораторії землеробства ІОБ УААН).

Застосування краплинного зрошення дало змогу отримати достовірні прибавки врожайності овочевої продукції порівняно з незрошуваним контролем. Прибавки врожайності на режимах 90-85 % НВ і 80-75 % НВ є майже рівноцінними, що дає підстави вважати режим 80-75 % НВ оптимальним за рахунок зменшення витрат поливної води. Водночас режим 70-65% НВ не завжди забезпечує значне підвищення врожаю огірків, у деяких випадках прибавки не були достовірними. Найкраща ефективність локальної системи удобрення має місце на варіантах краплинного зрошення, особливо на оптимальному і максимальному (достовірні прибавки на рівні 7,7-12,4 т/га порівняно з дощуванням і 8,4-16,1 т/га порівняно з незрошуваним контролем).

Таблиця 6 - Вплив режимів зрошення та способів внесення добрив на загальну урожайність овочевих культур, т/га (2008 рік)

Спосіб та режими зрошення

(фактор А) Спосіб внесення добрив та доза (фактор В)

Огірок Буряк столовий

Без добрив (контроль) суцільний N120P120K90 локальний N30P60K45+

фертигація N30 Середнє по

фактору В Без добрив (контроль) суцільний N90P90K90 локаль¬ний N22,5P45K45+

фертигація N22,5 Середнє по

фактору В

Без зрошення 18,2 21,5 22,7 20,8 49,7 53,8 55,3 52,9

Краплинне зрошення 70-65% НВ 25,1 30,1 32,4 29,2 54,9 57,2 63,6 58,6

80-75% НВ 28,9 34,3 38,8 34,0 61,3 61,5 69,8 64,2

90-85% НВ 28,5 35,0 38,4 34,0 55,9 57,6 64,6 59,7

Середнє по

фактору А 25,2 30,2 33,1 Середнє по досліду 29,5 55,4 57,5 63,3 Середнє по досліду: 58,8

НІР для фактора А 1,53 2,80

НІР для фактора В 1,49 3,68

Традиційне внесення добрив забезпечило достовірну прибавку урожайності буряку столового на всіх режимах краплинного зрошення, а також на богарному варіанті в межах 4,1-11,8 т/га. Локальне внесення добрив забезпечило достовірну прибавку врожайності на рівні 5,6-20,1, що доводить його агротехнічну та економічну ефективність. Серед варіантів краплинного зрошення найефективнішим є режим 80-75 % НВ за якого отримано максимальні прибавки врожаю.

Врожайність капусти на всіх варіантах досліду була високою і коливалася від 51,7 т/га до 73,9 т/га. Найбільшу урожайність одержано при поливі дощуванням 73,9 т/га та на краплинному зрошенні за максимального режиму – 73,4 т/га.

Аналізуючи товарну врожайність в середньому по фактору В більш високу врожайність одержано при внесенні добрив врозкид – 45,7 т/га. За локального внесення добрив прибавка урожайності склала 3,2 т/га і не є суттєвою. Прибавка щодо контролю (без добрив) складає 15,4 т/га і є суттєвою (НІР05=3,68 т/га). В порівняні з попередніми роками, у 2008 році кращі показники урожайності одержали в середньому по фактору В (способи внесення добрив) врозкид 71,9 т/га, що є суттєвим при НІР05=2,81 т/га. Істотна прибавка по відношенню до варіанта без добрив складає 9,3 т/га, внесення добрив локально – 10,6 т/га (рис. 3).

Рисунок 3 – Врожайність капусти білоголової, поле 3, 2008 рік

Результати досліджень дозволили дати ґрунтово-екологічне обґрунтування мікрозрошення і локального внесення добрив як елементів ресурсоощадної технології вирощування овочевих культур та стверджувати що оптимальний режим краплинного зрошення в поєднанні з локальним способом удобрення забезпечує максимально сприятливі для рослин ґрунтово-екологічні умови.

Висновки. Сольовий режим досліджуваного ґрунту характеризується тенденцією вилуговування протягом вегетаційного періоду карбонатів кальцію та водорозчинних солей за межі верхнього півметрового шару під впливом атмосферних опадів і поливів прісною водою. В якісному складі водорозчинних солей по варіантах, строках і глибинах суттєві зміни відсутні.

Рівень солонцюватості орного й підорного шарів ґрунту в цілому по досліду наближається до слабкого, що підтверджується співвідношенням водорозчинних Ca і Na. Розбіжності між фонами удобрення та режимами зрошення за цими показниками неістотні.

За вмістом рухомих форм поживних речовин оптимальним є варіант локального внесення мінеральних добрив на режимах краплинного зрошення. Вміст нітратних та аміачних форм азоту характеризується тенденцією до зменшення протягом вегетаційного періоду та локалізацією в міжряддях в осінній термін.

Зміни агрофізичного стану ґрунтів за краплинного зрошення носять менш виражений характер порівняно зі змінами на варіантах дощування, але більш диференційовані просторово на відрізку стрічка-рядок-міжряддя. Поєднання краплинного зрошення з різними способами удобрення зменшує ризик негативних змін структурно-агрегатного стану у зонах стрічок та рядків.

Щільність складення зазнає лише сезонних змін, проте в багаторічній динаміці істотні зміни відсутні.

Сформовані контури зволоження не мають суттєвого впливу на агрофізичні властивості, ключовим є фактор механічного ущільнення після проходів сільгосптехніки, передусім у міжряддях.

Отже, в зоні безпосереднього впливу крапель (стрічка, рядок культур) у межах кореневмісного шару створюються сприятливі, наближені до оптимальних для овочевих культур параметри основних агрофізичних властивостей ґрунту (структурно-агрегатний склад, щільність складення, вологість).

Отримані результати можуть бути застосовані на чорноземах опідзолених, площа яких лише в Харківській області складає 119,3 тис. га, та в Україні вцілому.

Бібліографічний список:

1. Ромащенко М.І., Балюк С.А. Зрошення земель в Україні. Стан та шляхи поліпшення. Київ, 2000. - 112 с.

2. Шумаков Б.Б. и др. Теоретические и экспериментальные исследования капельного орошения.// Вестник сельхознауки. - №7. - 1978. – С. 82-92.

3. Ромащенко М.И. Совершенствование технологий и технических средств микроорошения сельскохозяйственных культур. - Автореф. дис. доктора технических наук. – Москва, 1995. – 60 с.

4. Ромащенко М.И., Корюненко В.Н., Носыко С.Ф. Обоснование методики изучения почвообразовательных процессов в условиях локального увлажнения: Тез. докл. IV съезда почвоведов и агрохимиков Украины. -Харьков, 1994. -С. 134-135.

5. Рябков С. В. Аналіз процесів засолення та осолонцювання грунту за краплинного зрошення мінералізованими водами // Меліорація і водне господарство. - К., 2004. - Вип. 91. - С. 74-82.

6. Келлер Д., Кармели Д. Проектирование системы капельного орошения /1-е изд/. -К.: Укргипроводхоз, перевод №76/578, 1974. -166 с.

7. Ярошенко СВ., Сикан Н.Ф. Влияние капельного орошения на концентрацию солей в зоне увлажнения // Мелиорация и водное хозяйство. К.: Урожай. 1979. - Вып. 46. -С. 9-11.

8. Унгуряну Ф.В. Расчет солевого режима почв при капельном орошении // ГиМ. -1984. -№5. -С. 63-65.

9. Орел Т.И. Влияние капельного орошения на свойства южного чернозема и коричневой почвы Крыма. Автот. дис. ... канд. с.-г. наук. -К., 1990. -20 с.

10. Панасенко И.Н., Петров В.Б., Гагарина Э.И. Изменение южного чернозема при капельном орошении // Почвоведение. -1984. -№4, -С. 62-70.

11. Nakayama F.S. Flushing of drip irrigation systems. -Ass. Conf. Proceed., 1982.-P. 120-126.

12. Nakayama F.S. Trickle Irrigation for Crop Production. - Amsterdam, 1986.-385 p.