Планирование и оптимизация плодородия почвы при капельном орошении моркови

PLANNING AND OPTIMIZATION OF SOIL FERTILITY FOR DRIP IRRIGATION OF CARROTS

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 маркови. Показано, Морковь (Daucus carota L/ ssp|sativus) – двухлетнее растение из семейства зонтичные. Ее корнеплоды являются признанным лидером среди овощей по содержанию провитамина А, количество которого колеблется от 7 до 11 мг % на 100 грамм, а в некоторых сортах до 40 мг % на 100 грамм. Анализ обобщенного уравнения показал, что при оптимальных условиях орошения и при заданных технологических параметрах (поливная норма при 150 м³/га, суммарное водопотребление при 5400 м³/га, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), 80 % НВ, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), 50 % НВ, коэффициент водопотребления, 162 м³/т, доза внесения минеральных удобрений, 30 кг д.в/га) степень влагопереноса при капельном орошении репчатого лука составит 99,24 %. Установлено, что наиболее сильнодействующими факторами являются поливная норма, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), коэффициент водопотребления.

Abstract. The article describes the results obtained in mathematical planning and optimization of soil fertility during drip irrigation of Markov. Carrot (Daucus carota L / ssp | sativus) has been shown to be a two-year-old plant from the umbrella family. Its root crops are a recognized leader among vegetables in the content of provitamin A, the amount of which ranges from 7 to 11 mg% per 100 grams, and in some varieties up to 40 mg% per 100 grams. 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 5400 m³ / ha, level of pre-irrigation soil moisture (at a humidification depth of 30-35 m), 80% HB, the level of pre-irrigation soil moisture (with a moistening depth of 35-45 m), 50% HB, the coefficient of water consumption, 162 m³ / t, the dose of mineral fertilizers, 30 kg dv / ha) the degree of moisture transfer during drip irrigation of onions will be 99.24 % It has been established that the most potent factors are the irrigation rate, the level of pre-irrigation soil moisture (with a moistening depth of 35-45 m), and the water consumption coefficient.

Ключевые слова: капельное орошение, морковь, моделирование.

Keywords: drip irrigation, carrots, modeling.

Морковь (Daucus carota L.) является одним из наиболее распространенных корнеплодов и востребованной культурой в употреблении в свежем виде, а также в промышленной переработке. Растения моркови возделываются на площади 20,2 га с валовым сбором 523,2 тыс. тонн. Корнеплоды моркови богаты сахарами, витаминами D, E, H, K, P, PP, C, группы В, никотиновой и фолиевой кислотами, минералами, а также β-каротином [1-3]. Морковь относительно холодоустойчивое растение, легко переносит заморозки до -3…-50С. Минимальная температура для прорастания семян считается +4…+60С, оптимальная +18…+21 ⁰С, для роста листьев +23..25 ⁰С [4], Морковь очень прихотлива к почвенным условиям: она особенно хорошо растет на черноземных, каштановых, торфовых незаплывающих песчаных и легкосуглинистых почвах с мощностью гумусового горизонта 0,6 м и больше, глубиной залегание грунтовых вод свыше 1,5 м. Оптимальная плотность строения почвы для выращивания моркови – 1,18-1,34 т/м³. Более тяжелые по гранулометрическому составу почвы нуждаются в дополнительном возделывании – рыхлении. Оптимальная реакция почвенной среды слабокислая или нейтральная (рН = 6,5-7,2).

Лучшими предшественниками для моркови в интенсивном овощном севообороте в условиях капельного орошения являются: однолетние травы, бобовые и бахчевые культуры, огурец, лук репчатый, томат, кабачок. При летних посевах – ранние капуста и картофель [5].

Цель. Планировании и оптимизации плодородия почвы при капельном орошении моркови.

Работа основана на обработке данных, указанных в работах [6-8] и описанной в работе [9].

При математическом планировании и оптимизации плодородия почвы при капельном орошении моркови 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 моркови 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 88,992 % до 89,592 %,

- повышение суммарной водопотребелнии приводит к повышению степени влагопереноса при капельном орошении: при 1800 м³/га степень влагопереноса при капельном орошении составляет 85,68 %, тогда как при 5400 м³/га –  92,88 %;

- с повышением уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м) с 60 до 80 % НВ, повышается и степень влагопереноса при капельном орошении с 89,24 до 89,32 %,

- повышение уровеня предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м) с 50 до 70 % НВ сопровождается понижением степени влагопереноса при капельном орошении от 91,64 до 87 % НВ,

- с увеличением коэффициента водопотребления со 162 до 250 м³/т, понижаеться степень влагопереноса при капельном орошении с 91,6762 до 86,1322 %,

- 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 88,6492 до 89,8942 %.

Анализ обобщенного уравнения показал, что при оптимальных условиях компостирования и при заданных технологических параметрах (поливная норма при 150 м3/га, суммарное водопотребление при 5400 м3/га, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 30-35 м), 80 % НВ, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), 50 % НВ, коэффициент водопотребления, 162 м3/т, доза внесения минеральных удобрений, 30 кг д.в/га) степень влагопереноса при капельном орошении составит 99,24 %.

Выводы:

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

2. Установлено, что наиболее сильнодействующими факторами являются поливная норма, уровень предполивной влажности почвы (при глубине увлажнения 35-45 м), коэффициент водопотребления.

3. Наибольший процент очистки компоста от ртути происходит при заданных изменениях исследуемых факторов в пределах 89,32 – 92,88 %.