Лекций по программированию урожаев
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Лекция  Программирование урожаев плодовых и ягодных насаждений в условиях орошения.

В продукционном процессе вода занимает особое место, и прежде всего вследствие ее уникальной роли в процессе фотосинтеза. Она служит субстратом для синтеза первичной продукции и донором электронов для ассимиляции СО. Кроме того, вода — важнейшая составная часть фитомассы. Формы, в которых она постоянно присутствует во всех тканях и органах растения, различны. Среди них можно выделить конституционную воду — химически связанную в органическом веществе; гидратационную — образующую слои вокруг ионов, макро молекул н растворенных органических веществ; резервную — находящуюся в водосборных полостях и используемую при необходимости для перевода в другие формы, и в интерстициальной форме, выполняющей транспортные функции. Первые две формы — это связанная а остальные — свободная вода.

Между этими формами воды в растении существуют сложные связи и взаимозависимости. Особенности водообмена, реакция на водообеспечение, количество воды, расходуемой на единицу создаваемой фитомассы, КПД использования влаги в продукционном процессе обусловлены, прежде всего, генетически. Это проявляется в различиях оптимальных параметров водного режима растений разных пород и сортов.

Известно несколько подходов к определению количества воды под запрограммированный урожай. Они далеки от совершенства, но с некоторыми допущениями их можно использовать для расчетов. Один из них предложен Б. Д. Барановым и И. Г. Таракановым (1990) для условий неустойчивого увлажнения. Не редко причиной низких урожаев является преобладание расхода влаги почвой и растениями (суммарное водопотребление) над приходом её с осадками. Именно к такой зоне относится Крым.

При программирования урожая наиболее важным и сложным моментом является определение водопотребления с целью установления дефицита водного баланса. Суммарное водопотребление выражается формулой

Е = Еисп+Етр,

где Е – суммарное водопотребление (эвапотранспирация), мм; Еисп – испарение воды почвой, мм; Етр – расход воды на транспирацию, мм. Соотношение между указанными величинами постоянно меняется и зависит от густоты размещения растений, техники полива, механического состава почвы, прихода солнечной радиации и других факторов.

С целью расчета потребности растений в воде используют коэффициент водопотребления, который является отношением эвапотранспирации к величине урожая:

где Е – эвапотранспирация за период вегетации, м3/га; У – величина урожая, т/га. Различают биологический

и продуктивный (хозяйственный) -

коэффициенты водопотребления,

где расход воды на суммарное испарение за вегетацию; Убиол – масса биологического урожая; Ухоз – масса товарной (хозяйственной) части урожая.

В свою очередь суммарное водопотребление при программировании урожаев определяют по формуле Е=Кв х У,

Где: Е – суммарное водопотребление за период вегетации, м3/га; Кв – коэффициент водопотребления, м3/т; У – расчетная (планируемая) величина урожайности, т/га.

Коэффициент водопотребления не остается неизменным но меняется не только в зависимости от биологических особенностей плодовых пород, а и от меняющихся условий внешней среды. Во влажную погоду он ниже, чем в сухую. При низкой агротехнике он также возрастает, а при высокой – уменьшается.

Зная коэффициент водопотребления культуры можно определить её суммарное водопотребление. Например, нам необходимо определить суммарное водопотребление плодовой породы при коэффициенте водопотребления 500 и программируемой урожайности 10т/га. Подставляя данные в формулу, находим: Е=500х100=5000м3/га.

Для условий Крыма потребность породы в воде на 30% обеспечивается атмосферными осадками и запасом продуктивной влаги в почве (1700м/га). Следовательно, оросительная норма должна составить 2/3 от суммарного водопотребления или 5000-1700=3300м3/га. Это количество воды дают за один влагозарядковый (в слаборослом саду 700-800м3/га) и за несколько вегетационных поливов.

Норму вегетационного полива определяют расчетным путем по формуле: n=100ha(НВ-В), где n – поливная норма, м3/га; h – активный слой почвы, м; a – объёмная масса почвы, г/см3; НВ–наименьшая влагоёмкость почвы, %; В – предполивная влажность почвы, %.

Если учесть неглубокое (порядка 0,5м) залегание корней яблони, привитой на карликовый подвой М9 в современном суперинтенсивном саду и объёмную массу почв на крымских черноземах 1,4г/см3, то можно определить, что на очередной полив потребуется n=100х0,5х1,4х(82-75)=490м3/га. Учитывая, что из всей оросительной нормы (3300м3/га) 700м3/га расходуется на влагозарядковый полив, оставшееся количество воды при средней поливной норме 490м3/га должно быть израсходовано за 2600:490=5 поливов.

Другой метод предложен М. К. Каюмовым (1989). Он исходил из того, действительно возможный урожай (ДВУ) можно получить, когда растения не лимитированы внешними факторами, то есть для их роста и плодоношения созданы все необходимые условия – тепло, влага, минеральное питание.

ДВУ можно определить по формуле

где W – количество продуктивной влаги для растений, мм; Km – коэффициент перевода сухой биомассы в основную продукцию(зерно, клубни, корнеплоды, плоды). Для клубней картофеля, при 80%-ном содержании в них воды Km составляет 2,94, а для яблони – 1,6; Kв– коэффициент водопотребления, мм га/т. Для земляники он составляет 400-500, яблони на карликовом подвое – 500-600, персика – 350-400.

Продуктивная влага (W) – это то количество воды которое доступно корням растений. Она складывается из зимних запасов влаги (Wo) и влаги, поступившей в почву с осадками за период вегетации(Oo) и определяется по формуле W=Wo+Oo. Количество продуктивной влаги определяются по средним многолетним данным осадков за год применительно к разным типам почвы и дается в справочной литературе. ДВУ плодов яблони при наличии 390х0,66=231мм 2310м/га продуктивной влаги в почве может быть равен ДВУ= =7,4т/га.

Из этого следует, что даже при идеальной агротехнике в наших условиях мы не можем получит более 7,4т/га плодов. В реальности агротехника далека от идеала. К тому же не весь урожай можно считать товарным, а только 70-80% от общей массы, поэтому на практике без полива можно рассчитывать не более чем на 5т/га. Для получения более высокого урожая требуется дополнительное орошение.

Третий подход к определению количества влаги, необходимой для запрограммированного урожая предложил Р. П. Кудрявец (1987). Он показал, что водообмен у плодовых пород, как и у всех древесных и травянистых растений, осуществляется по открытой (незамкнутой) системе: почва – корневая система – надземная система – атмосфера.

Основную часть используемой в продукционном процессе влаги растение получает из почвы, где запасы её (Впз) постоянно пополняются за счет осадков (О). Однако не всё количество выпавших осадков поступает в растения. Часть воды стекает в понижения (Вс), часть попадает на растения и с них испаряется (Вир), часть испаряется с поверхности почвы (Вип). В результате почвенные запасы влаги составляют:

Впз=О – Вс – Вир – Вип.

Количество осадков для конкретной местности по своим среднемноголетним показателям величина постоянная, хотя и с довольно значительными колебаниями по годам. Что касается других величин, входящих в правую часть приведенного уравнения, то для естественных условий они практически постоянны и характерны для конкретных почвенно-климатических условий. В условиях агрофитоценозов их можно в значительной мере регулировать. Так, поверхностный сток (Вс), обусловленный крутизной склона и состоянием поверхности почвы, за счет способа, системы обработки и содержания почвы, устройства специальных агромелиоративных сооружений, размещения растений и других мероприятий можно свести к сравнительно малым величинам или, напротив, при нерациональном отношении к почве он усиливается до почти полного смыва плодородного слоя.

Испарение с поверхности растении (Вир) — процесс чисто физический, поэтому количество испаряющейся влаги практически пропорционально суммарной площади ствола, ветвей, листьев, которая у крупнообъёмных растении значительно больше, чем у малообъемных, а также температуре и скорости перемещения воздуха.

Испарение воды с поверхности почвы (Вип) зависит не столько от природной ее характеристики, сколько от системы обработки, способа содержания, структуры насаждения, наличия органического вещества в почве. В конкретных случаях расчета пополнения запасом воды в почве экспериментальным путем следует установить возможные потери влаги и путем изменении агротехнических воздействий в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения свести их до минимума. В зонах избыточного увлажнения необходимо предусмотреть устройство мелиоративных сооружении, позволяющих отводить избыточную влагу.

Не вся влага, поступившая в почву, оказывается доступной для растении. Гравитационная влага (Вг) по крупным порам в основном просачивается до грунтовых вод. Однако некоторая её часть, движущаяся по более узким порам, в течение длите. льного времени после снеготаяния или обильных осадков бывает доступной для растении (Вч). Часть воды сразу после поступления и почву становится адсорбционно-связанной с почвенными частицами (Ва) и недоступной для растении. Однако другая часть связанной воды (Вс) задерживается в почве благодаря капиллярным силам в порах шириной менее 60 мкм. Таким образом, количество доступной для растений влаги можно рассчитать по формуле:

Вд = Впз – Ва – (Вг – Вч).

Поглощение воды корнями (Впк) продолжается до тех пор, пока существует доступная влага, то есть пока сосущая сила корней превосходит сосущую силу почвы.

Транспирация происходит практически по всей поверхности растения, но более 90% её приходится на устьичную. В связи с этим при расчетах воды на транспирацию исходят главным образом из устьичной транспирации. Через открытые устьица в лисья проникает углекислота, необходимая растениям для фотосинтеза. Многочисленные исследования показали, что эти два процесса тесно связаны между собой. Следовательно, хотя прирост фитомассы в конечном счете определяется уровнем фотосинтетической деятельности растений, однако. учитывая непосредственное и многообразное участие влаги в продукционном процессе, можно считать, что в большинстве случаев именно наличие и использование влаги – один из основных факторов, обуславливающих величину различий между потенциально возможными и реально получаемыми урожаями плодов.

Потенциально возможный урожай (Убиол. т/га) по наличию воды определяют по формуле:

где Впзи – исходный запас влаги в корнеобитаемом слое почвы, мм; Впзк – конечный запас влаги в корнеобитаемом слое почвы, мм; О – количество осадков, выпавших за учетный период, мм; а – коэффициент эффективного использования осадков; 10 – коэффициент перевода осадков из мм, в т/га; ТК – транспирационный коэффициент.

При расчете потенциального Ухоз. (т/га) в вышеприведенную формулу вводят Кхоз.

Суммарная продуктивность растений в условиях недостаточного увлажнения определяется наличием доступной влаги в почве. Если принять, что на образование I кг фитомассы требуется около 4,5 тыс. ккал, а на испарение 1 кг воды — примерно 600 ккал, то при использовании в процессе фотосинтеза 2 % поглощаемой ФАР на создание каждого килограмма сухого вещества растение должно испарить воды: (4500 х 100):(2 х 600) = 375кг. Суммарное фактическое водопотребление (Вв) насаждением (включая и ту часть влаги, которая испаряется с поверхности почвы) составляет: Вв=Впзи-Впзк + аО.

Возможное водопотребление (или испарение) насаждением (Во) рассчитывают исходя из суммарного прихода солнечной энергии за расчетный период ( СР, ккал/см2) и скрытой тепловой энергией испарения воды (Ои, ккал/га) с введением поправочного коэффициента 0,65 (по другим источникам 0,63) на использование солнечной энергии:

Потенциально возможные урожаи, рассчитанные по приходу ФАР, можно получить лишь при условии, когда фактическое испарение не лимитируется испарением влаги. Однако механическое внесение рассчитанного количества воды в один прием, естественно, недопустимо. Поливную норму необходимо определять с учетом наличия запасов влаги в почве, структуры, аэрации и системы содержания почвы в саду по вышеприведенной формуле.

Оптимальная влажность тяжелых почв для яблони равна 75—80 % наименьшей влагоемкости (НВ), почв среднего механического состава — 70—75 и легких — 60—65 % НВ. Учитывая сток влаги при орошении, поливную норму увеличивают примерно на 10 %. При содержании почвы под задернением поливную норму также увеличивают и, кроме того, применяют в зависимости от условий года дополнительно 1-2 полива.

Таким образом, общую продуктивность насаждений яблони, которая в конечном счете определяется уровнем фотосинтетической деятельности, можно в значительной степени повысить обеспечением растений влагой в пределах, не лимитирующих получение Убиол и рассчитанных по приходу ФАР.

Влаги, содержащейся в почве и выпадающей с осадками, достаточно лишь для поглощения в процессе фотосинтеза 1,5—2 % ФАР в зоне, где сумма годовых осадков составляет не менее 600мм.

Чтобы достичь более высоких значений использования ФАР растениями, тем более в зонах с недостаточным увлажнением, необходимо внесение дополнительных количеств воды, которые определяют по приведенным выше формулам.

Разные плодовые породы предъявляют не одинаковые требования к условиям увлажнения.

Яблоня, среди плодовых культур по требовательности к условиям увлажнения занимает одно из первых место. Для нормального развития яблони принят оптимум осадков - 650-700 мм в год. При этом значительная их часть должна выпадать в июле - августе в период закладки цветковых почек.

Для выращивания груши наиболее благоприятны те районы, где в летний период относительная влажность воздуха удерживается на уровне 65-70 %, в вегетационное время выпадает осадков не менее 350-400 мм, а за год - не менее 700-800 мм. При относительной влажности воздуха более 80 % груша подвержена заболеванию мучнистой росой и другим грибным болезням.

Айва неплохо переносит влажные, тяжелые почвы в том числе с близким стоянием грунтовых вод, хотя расходует влаги меньше, чем другие семечковые плодовые породы. В этом ей помогает опушённость плодов и листьев.

Среди косточковых пород наиболее требовательны к влаге слива и алыча. При сильной засухе в первой половине вегетации у сливы может быть спровоцирован листопад и даже усыхание верхушек побегов. Имеются сведения о плохой завязываемости плодов сливы из-за сухости воздуха в период цветения.

К более засухоустойчивым породам относятся черешня и вишня, но, пожалуй, самыми не требовательными к условиям увлажнения относятся персик на миндале и абрикос, привитый на абрикосе. Вместе с этим надо сказать, что для получения полноценного урожая товарных плодов и этим плодовым породам требуется орошение.

Контрольные вопросы по теме лекции.

1. Раскройте роль влаги в продукционном процессе и в программировании урожаев плодовых культур;

2. Объясните разницу между биологической продуктивностью растений, действительно возможным урожаем и хозяйственным урожаем;

3. Что такое поливная норма и как её определить;

4. Что такое оросительная норма и как её определить;

5. Что такое коэффициент водопотребления и как его определить;

6. Что такое суммарное водопотребление и как его определить;

7. Как рассчитать потребность в воде плодовых культур при заданной урожайности.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство