Применение капельного орошения при выращивании плодовых и ягодных культур в питомнике

Автор: Дубенок Н.Н., Гемонов А.В., Селиверстов А.М.

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика

Статья в выпуске: 3 (83), 2025 года.

Бесплатный доступ

В последние годы активно проводились исследования по использованию капельного орошения при выращивании плодовых и ягодных культур. Известно, что капельное орошение способствует экономии поливной воды, а также созданию оптимального водно-воздушного режима почвы в течение всего вегетационного периода, что позволяет увеличить урожайность сельскохозяйственных угодий. Благодаря техническим особенностям капельной системы, данный способ орошения можно применять для выращивания самых разных культур, с высокой степенью точности настраивая ее под физиологические потребности растений в зависимости от природно-климатических условий территории. Капельное орошение обеспечивает подачу воды непосредственно к корневой системе растения, таким образом вода не задерживается на листьях, что значительно снижает вероятность возникновения болезней, создает благоприятный микроклимат в приземном слое, не происходит переуплотнения почвы, что улучшает ее аэрацию и развитие корневой системы орошаемых культур, а также способствует уменьшению расхода воды. Кроме того, через систему капельного орошения можно подавать водорастворимые удобрения, питательные вещества и микроэлементы, необходимые для роста и развития растений, что делает систему универсальной для применения в сельском хозяйстве. В статье приведен анализ и обобщение результатов проведенных некоторых исследований и работ по использованию капельного орошения в садах и питомниках, для выращивания плодовых и ягодных культур. Результаты рассмотренных работ и исследований показывают, насколько современные системы капельного орошения эффективны, как данные системы отличаются от других способов орошения, какие имеются недостатки, а также по каким показателям превосходят их.

Еще

Капельное орошение, выращивание в питомнике, урожайность, увлажнение почвы

Короткий адрес: https://sciup.org/140310392

IDR: 140310392   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2025-3-100-105

Текст научной статьи Применение капельного орошения при выращивании плодовых и ягодных культур в питомнике

Обзор / Review УДК: 634.1/.7:634.1.037:631.674.6

К апельное орошение является одним из ведущих методов орошения в современном сельском хозяйстве. Первые упоминания о данном способе полива относятся к середине 20 века, однако совершенствование техники, технологии и методики полива ведется и по сей день, как за рубежом, так и на территории Российской Федерации. Капельное орошение обеспечивает подачу воды, либо растворенных в воде питательных веществ непосредственно к корневой системе растения, не попадая на листья, что значительно снижает вероятность возникновения болезней, создает благоприятный микроклимат в приземном слое, не происходит переуплотнения почвы, что улучшает ее аэрацию и развитие корневой системы орошаемых культур, а также способствует уменьшению расхода воды 1.4-4.7 раза [1] и значительному увеличению эффективности полива. Благодаря точечному орошению, не затрагивающему междурядья, ухудшаются условия для роста и развития сорных растений, что сокращает затраты по уходу, количество и объем проведения агротехнических приемов, а также улучшает условия произрастания выращиваемых культур. Современные системы капельного полива обладают достаточной мобильностью и могут быть перемещены на смежные территории, схожие по характеру рельефа и схемам посадки растений, что повышает универсальность применения данного способа орошения. Еще одним важным преимуществом системы капельного орошения является возможность автоматизации либо дистанционного управления, сокращающим не только затраты на операторов и обслуживающий персонал, но и позволяющим производить орошение по заранее заданному алгоритму с учетом изменения погодных условий. Не маловажным является и то, что система капельного орошения может применяться на территориях со сложным или неоднородным рельефом, что позволяет применять данный вид орошения на землях, которые из-за особенностей своей топографии были не пригодны для классических методов орошения.

Материал и методы

Капельное орошение, более чем за полувековую историю своего существования, зарекомендовало себя как экономичный и высокоэффективный способ орошения различных сельскохозяйственных культур, от овощных до ягодных кустарниковых и плодовых древесных растений. Существует несколько основных типов капельных систем: ленточная (лабиринтная, эмиттерная) и трубочная, которая может дифференцироваться: по типу капельниц, толщине трубок, расходу воды, рабочему давлению, диаметру, а также расстоянию между капельницами.

Результаты и обсуждения

Исследования влияния капельного орошения на саженцы плодовых и ягодных культур имеют обширнейшую географию, выявляя влияние климатических, эдафических и орографических факторов на функционирование, эксплуатацию и режим орошения исследуемых культур.

Многочисленные исследования по применению капельного орошения при выращивании саженцев плодовых и ягодных культур в питомниках демонстрируют его перспективность в условиях недостаточной водообеспеченности или засушливого климата [2;3;4;5;6;7]. В исследованиях С.В. Рябкова [8;9] показано влияние капельного орошения на почвы под многолетними насаждениями яблони в условиях степи. Для увлажнения почвы использовалась вода с растворенными органическими, органоминеральными, либо минеральными удобрениями. Влажность почв в слое 0-60 см поддерживалась на уровне 75-80% НВ. Результаты исследования показали, что капельное орошение в зоне увлажнения не способствует критическому переуплотнению и нарушению аэрации почв, а только поддерживает водный и питательный режимы почвы на оптимальном уровне. В почвах под многолетними насаждениями, за пределами зоны воздействия капельного орошения наблюдается переуплотнение и затвердевание верхнего слоя почвы. Такие процессы наблюдаются в междурядьях, которые на протяжении роста и развития сада находились под постоянным негативным воздействием средств механизации, при помощи которых производилась агротехнический уход за саженцами. Высокие показатели плотности почвы наблюдаются исключительно в междурядьях и свидетельствуют о негативном влиянии агротехнических приемов, влиянии капельного орошения на переуплотнение почвы несущественно и не влияет на рост и развитие саженцев.

Вопросы развития корневой системы яблоневого сада под капельным орошением были раскрыты в исследованиях В.И. Кременского [10;11;12]. Исследование корневой системы проводилось методом «Монолита», схема опытов включала в себя 5 вариантов внутрипочвенного увлажнения и 1 вариант капельного орошения. Локальные способы полива, такие как, капельный и внутрипочвенный позволяют непрерывно поддерживать оптимальный режим увлажнения растений в корнеобитаемом слое почвы, что положительно сказывается на росте и развитии корневой системы исследуемых саженцев. При увеличении объема увлажнения в зоне питания, длина и масса корневой системы, увеличиваются. Плотность корней в почве распределяется неравномерно, она тем выше, чем ближе к источнику увлажнения. В результате опыта, при капельном орошении, почвенный горизонт (0,0…0,6 м) более всего насыщен корнями, при внутрипочвенном поливе, основная часть корневой системы располагается в слое почвы 0,2…0,8 м.

Изучение капельного орошения, как разновидность внут-рипочвенного проводил Т.З. Шонтуков [13;14]. В его работе приведены преимущества капельной системы орошения, такие как: более ранее созревание орошаемых культур; более лучшая аэрация корнеобитаемого слоя почвы; предотвращение выщелачивания, предотвращение водной эрозии, засоления почвы; отсутствие механического воздействия на надпочвенную часть растений (предотвращение ожогов листа, грибковых заболеваний и т.п.). Принципом такой системы является постоянное снабжение растений водой и необходимыми микроэлементами, растворенными в воде, в оптимальном количестве, исходя из физиологических потребностей растений. Неоспоримым преимуществом системы капельного орошения является возможность значительной степени ее автоматизации, а благодаря конструкции, потери воды от испарения и фильтрации снижаются до минимума. Такие системы следует использовать в районах с ограниченными водными ресурсами, где встречается острая нехватка оросительной воды. Таким образом, исходя из результатов исследования, система капельного орошения повышает эффективность поливов, сокращает время полива, повышает экономию воды и удобрений, сокращает частоту проведения агротехнических приемов.

В исследовании Н.Н. Дубенка [15;16] по влиянию капельного орошения на формирование саженцев малины, был заложен двухфакторный опыт, который заключался в изучении влияния различных режимов увлажнения на развитие двух сортов малины. Первым фактором выступали режимы увлажнения (1. Контроль (без орошения); 2. 80% НВ; 3. 70% НВ; 4. 60% НВ), в качестве второго фактора выступали сорта малины («Солнышко» и «Награда»). Саженцы были посажены по схеме 1х0,6 м. Из-за поверхностного расположения корневой системы малины, она очень требовательна к режиму увлажнения, при избытке влаги наблюдается угнетение растений в связи с нехваткой кислорода. При дефиците влаги, малина испытывает угнетение, в связи с высоким уровнем транспирации. В ходе исследования был установлен оптимальный режим влажности почвы, исходя из биометрических показателей растений и характеристики почвенных условий. Растения, которые получали увлажнение постоянно, имели более развитую корневую систему, по сравнению с теми, которые не подвергались орошению. На участках, где проводился полив, корневая система располагалась в пахотном слое почвы (5-15 см), в вариантах без орошения она распространялась в нижележащие слои почвы.

По мнению Н.Н. Водчица, [17] даже кратковременные засушливые периоды способствуют ухудшению влагообес-печенности сельскохозяйственных культур. За счет капельного орошения можно исключить такие периоды, так как влага, при использовании капельной системы, может поступать в почву непрерывно и дозировано. В современных садах все чаще используют капельную систему орошения, позволяющую своевременно и без потерь доставлять воду к растениям, что повышает урожайность хозяйств за счет исключения влияния неблагоприятных периодов на рост и развитие растений. В работе рассматривается капельная система орошения с поверхностным водораспределением. Методика заключается в малоинтенсивной подаче воды непосредственно в прикорневую зону растений. Сад был разбит по схеме 4х1,5 м., режим орошения рассчитан с условием методических документов и рекомендаций, при 95% обеспеченности дефицита водопотребления. Использование капельной ленты вместо оросительных капельниц позволило снизить экономические затраты на установку подобной системы, тем самым сделав продукцию более доступной потребителю.

Исследование Е.Н. Луневой [18;19] направлено на выявление особенностей капельного орошения древесных культур от полива овощных. Поскольку сады являются многолетними насаждениями, то уход за участками отличается от ухода за овощными культурами, которые можно обрабатывать с высокой степенью механизации. Также для древесных растений характерно ассиметричное распространение корневой системы в почве, на ее расположение в почве оказывают влияние способы, объемы и режимы орошения. Зная зависимость влияния контуров увлажнения почвы на геометрические параметры корневой системы растений, процесс планирования и реализации систем орошения, может быть упрощен и оптимизирован.

В целях водосбережения оросительной воды И. Ж. Худайев [20;21] в своем исследовании использовал систему капельного орошения для расчета оптимального режима увлажнения в интенсивных садах Бухарской области Узбекистана. Полученных в ходе опыта результаты показывают, что капельное орошение имеет существенное преимущество по сравнению с остальными способами полива в условиях ограниченных водных ресурсов. Капельный спо- соб полива сократил затраты поливной воды на орошаемых территориях до 40%, что является существенным показателем. Также расход удобрений, растворяемых в воде сократился на 50%, что оказывает огромную экономическую эффективность на ведение хозяйства. Наименьшая вла-гоемкость на опытном участке составила 19,5% в слое 0-50 см. В ходе эксперимента было выявлено, что рекомендованная влажность почвы для оптимального произрастания растений на участке составляет 60-80% НВ. Рассмотренный способ капельного орошения даёт возможность поддержания пахотного слоя почвы в более рыхлом состоянии и существенно сокращает потерю воды на фильтрацию и сбросы воды на орошаемом участке.

В условиях Сибирского региона, А.В. Шишкин [22;23] изучал распределение влаги в почве при капельном поливе жимолости и облепихи. Схема опыта имела вид 0,7х0,3 м. Варианты опыта включали в себя участки с орошением, при поливной норме 70% НВ, и контрольную группу – без орошения. После посадки растений, в период вегетации, были проведены поливы при помощи системы капельного орошения, в объемах, зависящих от снижения запасов влаги в почве. Наблюдения показали, что на вариантах с орошением влагозапас почвы оказался выше, чем на контрольных участках, в междурядьях также наблюдалась снижение влажности почвы, по сравнению с орошаемыми участками. В итоге, поддержание оптимального водного режима для саженцев жимолости и облепихи, может быть обеспечено капельным способом орошения, что позволит достичь более высоких показателей в росте и развитии растений. Данный способ орошения является перспективным и требует дальнейшего изучения и внедрения в различных природно-климатических условиях, а также для перспективных садовых, ягодных и плодовых культур.

В.В. Бородычев [24;25] рассматривал режимы капельного орошения и их влияние на продуктивность яблоневого сада в условиях Волгоградской области. Был заложен эксперимент, целью которого было решение задачи по оптимизации водопотребления яблоневого сада интенсивного типа. Вместе с водой, по системе капельного орошения, к растениям подавались полностью растворимые в воде минеральные удобрения. Схема посадки саженцев яблони имела вид 3,5х0,7м., двухфакторный опыт включал в себя: первый фактор - уровень предполивной влажности (70% НВ; 80% НВ; 90% НВ), вторым фактором выступал горизонт промачивания почвы (0,4 м.; 0,6 м.; 0,8 м.). Исследование развития корневой системы саженцев производилось методом монолита. Результаты опыта показали, что режимы увлажнения оказывают значительное влияние на водопотребление саженцев яблони. Наибольший прирост побегов, а также увеличение урожайности были получены при поддержании предполивных порогов влажности на глубине 0,6 м, чему способствует капельная система орошения, которая увлажняет почву точечно под саженцами.

Особенности влияния капельного орошения на саженцы жимолости, при доращивании показала в своем исследовании М.А. Рыжова [26;27]. Она изучала этот вопрос в засушливых условиях лесостепи Западной Сибири. Опыт включал в себя посадку саженцев жимолости по схеме 0,7х0,2 м., а также варианты опыта в зависимости от количества посту-паемой в почву влаги, при помощи капельной оросительной системы (без орошения – контроль; 60-70% НВ; 60-80% НВ; 70-82% НВ). Сорт жимолости – «Берель», опыт заложен в трехкратной повторности. Измерения и математическая обработка результатов проводились по рекомендационным материалам Б.А. Доспехова. По результатам исследований, выявлено, что на контрольном варианте опыта влажность почвы была минимальной и находилась в интервале от 56% до 66%. Однако, даже этого количества внутрипочвенной влаги было достаточно для нормальной жизни и развития саженцев жимолости. Сравнительный анализ качественных показателей исследуемых растений показал, что оптимальная влажность почвы на участке, для наилучшего развития жимолости данного сорта, составила 60-70% и 60-80% от наименьшей влагоемкости. Наибольший прирост надземной части растений как в высоту, так и увеличение количества новых побегов, а также увеличение объема корневой системы, наблюдались при норме орошения 60-80% от НВ. Таким образом, можно прийти к выводу, что саженцы жимолости целесообразно выращивать при использовании капельного способа полива. Более высокие биометрические показатели саженцев жимолости наблюдаются при увлажнении почвы на 60-70% и 60-80% от НВ.

Водопотребление жимолости может рассматриваться как показатель продуктивности растений. Исследование этого вопроса Г.А. Зайцева [28] проводила в ЦентральноЧерноземной зоне, в Тамбовской области, климатические условия которой считаются благоприятными для возделывания саженцев жимолости. В опыте использовалось три сорта жимолости, раннего срока созревания. Обеспеченность растений почвенной влагой оценивалось по сопоставлению запасов продуктивной влаги с оценкой состояния саженцев. В ходе исследования было выявлено, что количество почвенной влаги напрямую влияет на рост и развитие саженцев жимолости, а также влияние влажности почвы на отдельные части растения и физиологические процессы в различные вегетационные периоды. Установлено, что запасы влаги в почве непосредственно влияют на урожайность растений.

Заключение

Обобщая информацию из уже проведенных опытов и исследований, можно сделать следующие выводы о капельном способе орошения почвы:

  • •    Капельное орошение оказывает положительное влияние на орошаемые растения;

  • •    Особенности данного способа полива, которые являются его достоинствами, существенно увеличивают экономическую эффективность хозяйств, повышают скорость роста и развития растений, снижают вероятность заболеваний растений, оказывают меньшее негативное воздействие на почву, снижают затраты и потери поливной воды;

  • •    В опытах, с применением капельного орошения показатели продуктивности растений, а также урожайности выше, чем без применения оросительных мелиораций;

  • •    Оптимальная норма орошения для выращивания большинства плодовых и ягодных, а также саженцев древесных культур, равна 60-80% от наименьшей влагоемкости;

  • •    Капельное орошение благоприятно влияет как на развитие надземных частей растений, так и корневой системы.

Применение капельного орошения оказывает меньшее негативное воздействие на почву, чем другие способы орошения, способствует аэрации, предотвращает водную эрозию и засоление почв. Например, дождевание не позволяет достаточно глубоко увлажнить почву, его применение зависит от погодных условий (вода при ветренной погоде распределяется на территории неравномерно), расходы полив- ной воды гораздо выше, чем при капельном способе, растения могут получить механические и химические повреждения. Также система капельного орошения доставляет поливную воду непосредственно к растению, сокращая ее потери, и уменьшая положительное влияние на рост и распространение сорных растений на орошаемых участках. В то время как, при методе дождевания влага поступает и в междурядья, где и развиваются сорные растения, что затрудняет выращивание культур.

В отличие от полива по бороздам, капельная система дает возможность подавать влагу к растениям в малых количествах, что сокращает ее расход и позволяет поддерживать уровень увлажнения почвы на оптимальном для растений уровне. Капельная система мало зависит от рельефа местности, так как вода нагнетается при помощи насосной станции. Еще одно значительное преимущество капельной системы орошения от полива по бороздам заключается в высокой степени автоматизации и автономности поливов. Сокращается ручной труд, а также контроль за системой может осуществляться при помощи электронных дистанционных датчиков. При подаче воды из открытых каналов происходят большие потери на испарение, а также вода просачивается в низлежащие слои почвы, так и не достигая растений.

Капельное орошение отличается высокой степенью увлажнения всех слоев почвы, оказывающих влияние на растения, в то время как внутрипочвенный способ оказывает недостаточное увлажнение верхнего слоя почвы. Сама система внутрипочвенного орошения подвергается негативному воздействию почвы, высокая скорость заиления труб, их деформация и разрушение корнями растений, что делает такой способ полива ненадежным и экономически неэффективным.

В отличие от полива затоплением, капельный способ полива можно применять для большинства растений. Даже кратковременное затопление территории может существенно оказать негативное влияние на развитие растений. Рельеф является еще одним фактором, оказывающим влияние на выбор капельной системы орошения, а также меньший расход поливной воды и меньшее негативное влияние на аэрацию и механическое воздействие на почву,по сравнению с поливом затоплением.

При аэрозольном орошении и туманообразовании внимание акцентируется больше на снижении температуры в приземном слое атмосферы,нежели на повышении запаса влаги в почве. В сравнении с капельным поливом почва здесь испытывает нехватку влаги, так как туман оседает на поверхностном слое почвы и вглубь не проникает, что приводит к замедлению развития и даже деградации корневой системы растений.

Данный метод хорошо подходит для орошения растений в защищенном грунте, однако на больших территориях и при выращивании растений в открытом грунте он уступает капельному. Также аэрозольный способ увлажнения более дорогостоящий и требовательный к техническому обслуживанию. Если совместить капельную систему и аэрозольную, то полученный комбинированный способ будет гораздо эффективнее, так как увлажнение почвы будет происходить по всему кронеобитаемому слою, а надземная часть растений будет увлажнена и очищена от пыли, что позволит растениям лучше проводить процесс фотосинтеза и быстрее, и сильнее развиваться.

э

EDN HCELPX.

Об авторах:

Nikolay N. Dubenok – Academician of the Russian Academy of Sciences, Dr. Sci. (Agriculture), Professor,

Head of the Department of Agricultural Melioration, ,

Alexander V. Gemonov – Cand. Sci. (Agriculture),

Assistant Professor of the Department of Agricultural Melioration, ,

Anton M. Seliverstov – postgraduate student of the Department of Agricultural Melioration,

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №3 2025

[ 105 ]

Vegetable crops of Russia №3 2025 ISSN 2072-9146 (Print)

Статья научная