Лучший молодой мелиоратор России живет в Волгограде

Аспирант аграрного университета Кирилл Бондаренко на Всероссийской выставке «Золотая осень-2019» был признан лучшим молодым ученым-мелиоратором. Он занимается разработкой технологии внутрипочвенного орошения для выращивания овощных культур в засушливой зоне ЮФО.
Альтернативное орошение
Волгоградская область с советских времен считалась всероссийским огородом. Чтобы упрочить этот статус в регионе большое внимание уделяется внедрению новейших технологий при выращивании овощей и строительству систем орошения. Поскольку область находится в засушливой зоне и без полива невозможно добиться высоких урожаев овощных культур, то за последние пять лет в 2 раза увеличились площади под орошение – почти 60 тысяч гектаров. При этом волгоградские аграрии в основном используют капельное орошение с одноразовыми капельными лентами, требующими утилизации, и дорогостоящие дождевальные машины, для работы которых необходим большой напор воды.
Альтернативой им может стать внутрипочвенное орошение (ВПО), оно отличается значительным повышением урожайности овощных культур, экономией воды, простотой эксплуатации и быстрой окупаемостью затрат.

По словам молодого ученого Кирилла Бондаренко, ранее трубчатые системы ВПО применялись только для полива кормовых культур, садов и виноградников.
Вместе со своим научным руководителем доктором с.-х. наук, профессором Е.А. Ходяковым он в течение трех лет занимался исследованием внутрипочвенного орошения на овощных культурах. Они проводились в учебно-научно-производственном центре «Горная Поляна», где пять лет назад был построен участок ВПО. Эксперименты проводились сразу по нескольким направлениям – по параметрам конструкции системы, водному режиму почв и нормам внесения минеральных удобрений.
– Новизна наших исследований в том, что впервые в Волгоградской области на основании полевых опытов научно обосновано оптимальное сочетание урожаеобразующих факторов (режим орошения и нормы внесения удобрений) для получения планируемой урожайности томатов в 60, 70, 80 тонн с гектара и 50, 60, 70 тонн перца, – поясняет молодой ученый. – Они имеют практическую значимость для сельхозпроизводителей и показывают, что при оптимальном режиме полива и питания овощных культур снижается расход воды и можно получить более высокую урожайность, а также экономические показатели.
Оптимальное увлажнение важно для растений

По общеизвестным методикам на участке ВПО ежегодно закладывался двухфакторный полевой опыт. В прошлом году ученые изучали режим орошения с предполивной влажностью почвы 70-60, 80-70 и 90-80 % наименьшей влагоемкости (НВ) в сочетании с тремя вариантами внесения норм удобрений для томатов и перца. Для сравнения на контрольном участке проводили полив дождеванием. Агротехника возделывания обеих культур разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций.
На опытном участке применяли запатентованные ранее технические решения конструкции системы ВПО. Полиэтиленовые трубы с перфорацией – увлажнители диаметром 32 мм укладывали на глубину 40 см и по всей их длине размещали экран из полиэтиленовой пленки снизу и сверху. В систему ВПО входит бак-смеситель для приема воды от гидранта имеющейся оросительной сети, из него вода и минеральные удобрения подавались в распределительную сеть с напором 0,5-0,6 м. 
Поскольку сеть тупиковая, то концы трубы длиной 50 м на время полевого сезона закрывали заглушками. По окончанию периода вегетации их снимали, чтобы промыть с помощью повышенного напора. Такая конструкция делает систему долговечной и на этом можно хорошо сэкономить.

Опыты проводили со среднеспелым сортом томата «Лаура». Их результаты показали, что с постепенным снижением предполивного порога влажности от 90-80 до 80-70 и далее до 70-60% НВ при внутрипочвенном поливе величина поливой нормы увеличивалась от 57...114 до 172...229 м3/га. Одновременно с этим общее количество поливов уменьшалось с 53 до 19, как и оросительная норма с 3762 до 3610 м3/га. При дождевании нормы полива возрастали на 26 %, а их количество снижалось с 28 до 11. Оросительная норма при внутрипочвенном орошении была на 23,5 % меньше, чем при дождевании, как и суммарное водопотребление – на 17,4 %.

Установлено, что оптимальным для выращивания томатов при ВПО стал дифференцированный режим орошения 80-70% НВ, при нем были получены минимальные значения коэффициентов водопотребления и затрат оросительной воды, улучшались условия увлажнения, повышалась урожайность и как следствие возрастали экономические показатели.

Инновационная система для полива
– Мы экспериментировали и с конструкцией системы, чтобы понять при каких условиях почва равномерно увлажняется на всем участке, – говорит молодой ученый. – Проводили опыты при расстоянии между трубами 1,2 метра, полтора метра и 1,8 метра. Самые высокие значения коэффициентов водопотребления и затрат оросительной воды были получены, когда увлажнители находились на расстоянии 1,8 метров друг от друга. Оптимальное же увлажнение томатов происходит, если трубы лежат через полтора метра, тогда максимально повышается продуктивность использования влаги растениями и минимизируются затраты оросительной воды. При этом была достигнута планируемая урожайность томатов 80 тонн с гектара.
Анализ экономических показателей при ВПО позволил установить, что создание оптимальных условий увлажнения активного слоя почвы при поддержании предполивного порога влажности 80-70 % НВ положительно сказывается на экономической эффективности выращивания томатов в отличие от дождевания. Общие затраты составляли 218-234 тыс. рублей на гектар, а урожайность была выше и достигала 70-84 т/га. При этом уменьшилась себестоимость 1 тонны томатов до 2,76-3,16 тыс. рублей, стоимость полученной продукции увеличилась с 693 до 840 тыс. рублей с гектара, рентабельность – до 216-262 %. Чистый доход составил 474-605 тыс. рублей с гектара.
ВПО – эффективный способ подкормки томатов
– Наряду с оптимальным расстоянием между увлажнителями мы выясняли, какое сочетание водного режима почв и минерального питания нужно для томатов, чтобы при ВПО получить 60, 70, 80 тонн продукции с гектара, – говорит ученый. – Самые низкие затраты воды на формирование 1 тонны товарной продукции наблюдались на вариантах с предполивным порогом влажности 80-70% НВ, следовательно, он является оптимальным.
По словам Кирилла Бондаренко, при ВПО рассчитанные нормы удобрений в сочетании с режимом орошения с предполивной влажностью почвы 80-70% НВ были максимально эффективны, так как позволяют получить планируемую урожайность или даже превзойти ее.
Полив к корню повышает урожайность
– Мы проводили также работу по подбору водного режима почвы и норм внесения минеральных удобрений при ВПО для получения 50, 60, 70 тонн с гектара перца сорта «Калифорнийское чудо», – рассказывает аспирант. – При дифференцированном режиме орошения 80-70 % НВ проводили 10 и 12 поливов по 114 м3/га в межфазные периоды «высадка рассады – цветение» и «цветение-начало плодообразования», а также 11 поливов по 172 м3/га – в оставшийся до последнего сбора период.

При снижении предполивного порога влажности по вариантам опыта от 90-80 до 80-70 и 70-60 % НВ величина поливой нормы увеличивалась до 172...229 м3/га. 
Одновременно с этим уменьшалось общее количество поливов с 68 до 22, а оросительная норма – от 4788 до 4183 м3/га. Самые низкие затраты воды на формирование 1 тонны товарной продукции наблюдались на вариантах с предполивным порогом влажности 80-70% НВ. Экспериментировали с сочетанием водного режима почвы и удобрений и тоже получили хорошие результаты. Удобрения вносили, засыпая их в напорный бак-смеситель, они растворялись и по трубам с поливной водой попадали к растениям.
– Наши исследования показали эффективность применения внутрипочвенного орошения при выращивании овощных культур, – резюмировал молодой мелиоратор. – У него масса достоинств. Для ВПО нужны пластиковые трубы, срок эксплуатации которых несколько десятков лет, полиэтилен, арматура, бак и насосная станция, подающая воду. Единственная сложность – укладывать увлажнители в грунт пока приходится вручную. Но у нас есть идеи по механизированной укладке труб вместе с пленкой и в планах – провести исследования.

К преимуществам ВПО относится его высокая надежность и долговечность, простота в эксплуатации, экономия воды и то, что увлажнительная система практически безнапорная. При этом повышается урожайность овощных культур, отсутствует почвенная «корка» и засоление, верхние 4-5 см почвы остаются сухими, что затрудняет рост сорняков. По сравнению с дождеванием, ВПО дает снижение поливных норм в 2,5 раза, а оросительной – на 20-32%. Одновременно с этим коэффициенты водопотребления уменьшились на 6,3-28,8 %, затраты оросительной воды – на 24,8-35,2 %, урожайность увеличилась на 13-16 % – все это вместе способствует повышению экономической эффективности. Все затраты быстро окупятся, а саму систему в конце сезона нужно только промывать, правильно обслуживать и никаких дополнительных вложений.

Лариса Алексеева