Планирование и оптимизация плодородия почвы при капельном орошении репчатого лука

PLANNING AND OPTIMIZATION OF SOIL FERTILITY DURING DROPS IRRIGATED ONION

Nazerke Bagdatkyzy

Master student, Kazakh Kazakh National Agrarian University, Kazakhstan, Almaty

Zhumagali Ospanbaev

Doctor of Agricultural Sciences, professor, LLP "Kazakh Research Institute of Agriculture and Crop Production", Kazakhstan, Almaty

Аннотация. В статье описаны результаты, полученные при математическом планировании и оптимизации плодородия почвы при капельном орошении репчатого лука. Показано, лук репчатый (Allium cepa L.), - относится к известному роду луковых (Allium L.), входящему в одно из самых многочисленных семейств лилейных (Liliaceae L.). Потребность репчатого лука в воде в полтора раза выше, чем у картофеля и существенно больше, чем у таких культур, как томаты, столовая свекла или морковь. Анализ обобщенного уравнения показал, что при оптимальных условиях орошения и при заданных технологических параметрах (поливная норма при 150 м³/га, суммарное водопотребление при 2200 м³/га, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), 85 % НВ, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), 55 % НВ, коэффициент водопотребления, 250 м³/т, доза внесения минеральных удобрений, 30 кг д.в/га) степень влагопереноса при капельном орошении репчатого лука составит 96,3 %. Установлено, что наиболее сильнодействующими факторами являются поливная норма, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), коэффициент водопотребления.

Abstract. The article describes the results obtained by mathematical planning and optimization of soil fertility during drip irrigation of onions. It is shown that onions (Allium cepa L.) - refers to the well-known onion genus (Allium L.), which is one of the most numerous families of lily (Liliaceae L.). The need for onions in water is one and a half times higher than for potatoes and significantly more than for crops such as tomatoes, table beets or carrots. The analysis of the generalized equation showed that under optimal conditions of irrigation and given technological parameters (irrigation rate at 150 m3 / ha, total water consumption at 2200 m3 / ha, level of pre-irrigation soil moisture (at a humidification depth of 30-35 m), 85% HB, the level of pre-irrigation soil moisture (with a moistening depth of 35-45 m), 55% HB, the coefficient of water consumption, 250 m3 / t, the dose of mineral fertilizers, 30 kg dv / ha) the degree of moisture transfer during drip irrigation of onions will be 96.3 % It has been established that the most potent factors are the irrigation rate, the level of pre-irrigation soil moisture (with a humidification depth of 30-35 m), and the coefficient of water consumption

Ключевые слова: капельное орошение, репчатый лук, моделирование.

Keywords: drip irrigation, onions, modeling.

Лук репчатый (Allium cepa Z.) - одна из самых распространённых и древних культур, это природный источник витаминов, фитонцидов и оксидантов [1]. Луковица содержит до 15 % сухого вещества, 8-14 % сахаров, 1,5-2 % белков, 2-14 % витамина С; в плодах лука содержатся также каротин, витамины В1, В2, РР, U, минеральные соли, аминокислоты. [2], Исследованиями [3] установлено, что потребность репчатого лука в воде в полтора раза выше, чем у картофеля и существенно больше, чем у таких культур, как томаты, столовая свекла или морковь. Своевременное водообеспечение посевов лука особенно важно после посева, так как эта мелкосемянная культура остро нуждается в дополнительной влаге для инициации прорастания семени [4,5]. К элементам техники капельного орошения следует отнести в первую очередь параметры очага (контура или полосы) увлажнения, их наибольший диаметр, ширину, глубину, горизонтальную и вертикальную площади контура увлажнения и влагонасыщенность. Параметры капельного орошения зависят от конструктивных особенностей капельниц, с помощью которых можно задавать режим орошения культур [6, 7].

Цель. Планировании и оптимизации плодородия почвы при капельном орошении репчатого лука.

Работа основана на обработке данных, указанных в работах [8-10] на исследовании возможности повышения эффективности капельного орошения репчатого лука, за счет планировании и оптимизации агротехнических приемов орошения с обоснованием мощности увлажняемого горизонта почвы. Локальность капельного орошения обуславливает особенности техники поливаи основана на методике, описанной в работе [11].

При математическом планировании и оптимизации плодородия почвы при капельном орошении репчатого лука были приняты для исследования шесть факторов.

Отобранные для исследования математическим методом факторы приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Область факторного пространства

На основе шестифакторной матрицы планирования эксперимента был проведен расчет опытных значений частных функций (таблица 2).

Таблица 2.

Расчет экспериментальных значений частных функций

Выполнен анализ моделей для алгебраического описания функций методом наименьших квадратов. Расчет значений и апроксимация исследованных функций позволил составить выборку на точечные графики, указывающие на закономерности изменения степени влагопереноса при капельном орошении репчатого лука с учетом принятых факторов (рисунок 1).

Рисунок 1. Выборка на точечные графики: закономерности изменения влагопереноса при капельном орошении репчатого лука с учетом поливной нормы, (а), суммарной водопотреблении, (б), уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м) (в), уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м) (г), коэффициента водопотребления (д) и дозы внесения минеральных удобрений (е).

Как видно из рисунка 1:

- повышение поливной нормы с первого по пятый уровеня приводит к повышению степени влагопереноса при капельном орошении с 85,13 % до 89,38 %,

- повышение суммарной водопотребелнии приводит к снижению степени влагопереноса при капельном орошении: при 2200 м³/га степень влагопереноса при капельном орошении составляет 88,34 %, тогда как при 6800 м³/га – всего 86,04 %;

- с повышением уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м) с 65 до 85 % НВ, повышается и степень влагопереноса при капельном орошении с 86,92 до 87,56 %,

- повышение уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м) с 55 до 75 % НВ сопровождается понижением степени влагопереноса при капельном орошении от 90,88 до 83,6 % НВ,

- с увеличением коэффициента водопотребления со 162 до 250 м³/т, повышается и степень влагопереноса при капельном орошении с 87,1652 до 87,3412 %,

- повышение дозы вводимых минеральных удобрений приводит к повышению степени влагопереноса при капельном орошении:, т.е. чем больше вводить минеральных удобрений (с 15 до 30 кг д.в./кг) тем выше процент степени влагопереноса с 85,72 до 88,72 %.

Анализ обобщенного уравнения показал, что при оптимальных условиях компостирования и при заданных технологических параметрах (поливная норма при 150 м3/га, суммарное водопотребление при 2200 м³/га, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), 85 % НВ, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), 55 % НВ, коэффициент водопотребления, 250 м3/т, доза внесения минеральных удобрений, 30 кг д.в/га) степень влагопереноса при капельном орошении составит 96,3 %.

Выводы:

1. Методом моделирования на основе множественной корреляции изучено влияние независимых переменных на степень влагопереноса при капельном орошении репчатого лука.

2. Установлено, что наиболее сильнодействующими факторами являются поливная норма, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), коэффициент водопотребления.

3. Наибольший процент очистки компоста от ртути происходит при заданных изменениях исследуемых факторов в пределах 87,56 – 90,88 %.