Актуальность исследований. Достаточное и стабильное производство продукции сельского хозяйства считается одним из основных показателей эффективности функционирования агропромышленного комплекса и продовольственной безопасности страны. Орошаемые земли всегда вносили существенный вклад в укрепление и стабилизацию экономики агропромышленного комплекса страны. В докризисный период с них получали весь объем производимого риса, около 80% овощей, 30% зерна кукурузы, четвертую часть кормов для животноводства. Однако за период с 1990 по 2003 год площадь орошаемых земель в стране снизилась с 6,16 млн. до 4,68 млн. га, а их продуктивность почти на 50%. Среднегодовые показатели объемов производства продукции овощеводства на орошаемых землях оказались на уровне семидесятых годов.
Одновременно с уменьшением общего количества орошаемых земель наблюдается сокращение поливной техники. В настоящее время осталось около 25 тыс. дождевальных машин, в том числе более 20 тыс. уже отслуживших свой нормативный срок. Погодные условия засушливых лет приводят к резкому сокращению валовых сборов зерна, овощей, кормов и технических культур, тем самым, показывая, что в новых экономических условиях в России орошению в сочетании с многообразием комплексных мелиораций принадлежит ведущая роль в устойчивом производстве сельскохозяйственной продукции. В связи с этим проблема разработки научных основ высокоэффективного экологически рационального использования существующих и развития новых орошаемых земель в Российской Федерации на базе освоения ресурсосберегающих и эколого-экономически обоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе и овощных, позволяющих повысить продуктивность орошаемого гектара, остается одной из приоритетных.
Современный объем производства овощей не удовлетворяет растущих потребностей населения страны. По научно-обоснованным нормам питания на душу населения должно приходиться 150−160 кг овощей, а потребление в настоящее время составляет около 70 кг. Обнадеживающий рост производства овощей в 1986;1990 гг. сменился ощутимым спадом.
Возникновение и развитие новых форм собственности, в том числе и на землю, переход к, рыночной экономике вызывают объективную необходимость в разработке и совершенствовании научного обеспечения, в первую очередь стратегии развития овощеводства в стране, внедрение в практику сельскохозяйственного производства водосберегающих, почвозащитных, экологически безопасных технологий орошения. Необходимость решения этой проблемы определила направленность наших исследований по разработке вопросов технологии возделывания томатов при дождевании, поверхностном и капельном орошении в засушливых условиях Нижнего Поволжья.
Актуальность исследований подтверждается участием автора диссертации в выполнении государственных научно-технических программ РАСХН «Мелиорация и водное хозяйство»: «Разработать и внедрить системы орошаемого земледелия с программированным выращиванием высоких урожаев сельскохозяйственных культур на индустриальной основе" — «Разработать высокоэффективные экологически безопасные системы орошаемого земледелия, обеспечивающие программированное выращивание сельскохозяйственных культур при расширенном воспроизводстве почвенного плодородия в различных природно-экономических зонах страны».
Цель исследований сводилась к научному обоснованию ресурсосберегающих, экономически обоснованных и экологически безопасных технологий орошения адаптированных к условиям Нижнего Поволжья, обеспечивающих эффективное использование ресурсов и повышение продуктивности томатов.
Задачи исследований: — анализ литературных источников по технологиям орошения и возделывания томатов, определение основных направлений научно-технического прогресса, связанного с повышением продуктивности этой культуры и совершенствованием технологий орошения;
— дать сравнительную оценку способам орошения томатов дождеванием, поверхностным и капельным и обосновать технические средства для их применения;
— обосновать"ресурсосберегающие поливные режимы* с учётом особенностей способа орошения, установить закономерности изменения продуктивности томатов и водообеспеченности;
— установить особенности формированияводного' режима почвы, при разных способах орошения и динамику водопотребления томатов;
— дать оценку влияния режима орошения и уровня минерального питания при разных способах полива на основные физиологические показатели и продуктивность томатов;
— определить численные значения биоклиматических коэффициентов испарения по межфазным периодам, декадам и в среднем за период вегетации томатов;
— провести экологическое и экономическое обоснование, дать энергетическую оценку технологии полива при разных способах орошения томатов на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья.
Научная новизна результатов исследований состоит в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении эффективности возделывания томатов в Нижнем Поволжье при разных способах орошения. С учетом агроклиматических ресурсов региона и биологических особенностей растений определены новые подходы к обоснованию поливного режима при дождевании, поверхностном и капельном орошении. Изучено влияние способов орошения на физиологические показатели томатов в зависимости от водного режима почвы и обеспечивающего его режима поливов, уровня минерального питания. Определены закономерности водопотребления и установлены связи между продуктивностью и влагообеспеченностью, получены биоклиматические коэффициенты испарения и рассчитаны нормы водопотребности томатов в годы с различным дефицитом водного баланса. На основе учёта тепловых ресурсов в различных зонах региона исследований по сумме активных температур обоснованы сроки посева семян, высадки рассады в грунт и сроки созревания томатов. Новизна принятых направлений и полученных результатов исследований подтверждена патентами на изобретения Российской Федерации №№ 2 192 720, 2 215 404, 2 218 690, 2 223 634, 2 222 936, 2 223 635, 2 246 206, 2 246 207, 22 462 208.
Практическая ценность> работы. Установленные закономерности и тенденции формирования элементов технологических процессов возделывания томатов при разных способах орошения позволяют обеспечить снижение затрат и обосновать принятие решений для получения высоких гарантированных урожаев при рациональном использовании природных и трудовых ресурсов.
Реализация результатов исследований осуществлялась:
— производственной проверкой ресурсосберегающих технологий орошения овощных культур в СПК «Светлоярское», КСП «Ахтубинское», фермерском хозяйстве «Садко», КСП «Заканальное», КСП «Суровикинское» Волгоградской области, на опытно-производственном участке ВНИИГиМ в Быковском районе Волгоградской области;
— использованием результатов исследований при разработке проекта реконструкции участка орошения в фермерском хозяйстве «Садко», проектировании и строительстве экспериментального участка капельного орошения в Ду-бовском районе Волгоградской, области, реконструкции орошаемого участка в СПК «Светлоярское» при переводе орошения овощных культур с дождевания на полив по бороздам;
— использованием Комитетом по сельскому хозяйству и продовольствию Администрации Волгоградской области и Управлением «Волгоградоблвод-хоз» при разработке целевой программы развития мелиорации Волгоградской области на 2001;2005 годы;
— публикацией статей, информационных листков, рекомендаций, выступлениями на конференциях, семинарах, научно-производственных совещаниях.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Оценка состояния и эффективности применения различных способов орошения овощных культур и, в частности томатов, в Нижнем Поволжье, послуживших основой для выбора направления исследований.
2. Обоснование водосберегающих и почвозащитных технологий и режимов орошения^ томатов при разных способах распределения поливной воды в условиях Нижнего Поволжья, обеспечивающих повышение продуктивности этой культуры, эффективность использования орошаемых земель, экономию оросительной воды, сохранение почвенного плодородия.
3. Закономерности формирования урожая и водопотребления томатов в годы различной влагообеспеченности, информационное обеспечение программ управления орошением овощного поля.
4. Экономическое и экологическое обоснование, энергетическая оценка выращивания томатов при дождевании, поверхностном и капельном орошении.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом анализа и обобщения многолетних исследований, которые проводились лично автором в опытно-производственных условиях на орошаемых участках Городищенской, Светлоярской, Среднеахтубинской, Кисловской ОС, в фермерском хозяйстве «Садко» Дубовского района Волгоградской области.
Автор принимал непосредственное участие в теоретическом обосновании выбранного направления и методов исследованийметодологическом обеспечении экспериментовзакладке и проведении полевых опытов, обобщении результатов экспериментов и разработке научно-обоснованных рекомендаций, реализации результатов исследований при разработке и внедрении проектов реконструкции орошаемых участков для полива овощных культур разными способами. Общая доля автора в выполнении исследований, положенных в основу написания диссертации и результатов, выносимых на защиту, составляет 80%.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах: ежегодные конференции ВГСХА профессорско-преподавательского состава (1990;2009) — научные конференции молодых ученых и специалистов ВГСХА (1989;2000 гг.) — Всесоюзная научно-техническая конференция «Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве», Новочеркасск, НИМИ (1990) — «Автоматизированные системы управления факторами роста растений», Волгоград, ВНИИОЗ (1990) — «Экологические основы орошаемого земледелия», Москва, ВНИИГиМ (1992) — «Экологические аспекты эксплуатации гидромелиоративных систем и использования орошаемых земель», Новочеркасск, ЮжНИИГиМ (1995) — «Проблемы сохранения окружающей среды при эксплуатации гидромелиоративных систем», Новочеркасск, ЮжНИИГиМ (1996) — «Экология здоровье и природопользование», Саратов, Саратовская ГСХА (1997) — «Современные проблемы повышения продуктивности и охраны аридных ландшафтов», Соленое Займище, ПНИИАЗ (1998) — «Защитное лесоразведение и мелиорация земель в степных и лесостепных районах России», Волгоград, ВНИАЛМИ (1998) — научные совещания по комплексным проблемам мелиорации, Волгоград, ВНИИОЗ (1993, 1994) — «Вековой опыт и перспективы агролесомелиорации аридных ландшафтов на юге Российской Федерации», Нефтекумск, ВНИАЛМИ (2000) — «Почва, жизнь, благосостояние», Пенза, НТО (2000) — «Строительство и природообустройство на рубеже тысячелетия», Благовещенск, ДальГАУ (2000) — «Природообустройство сельскохозяйственных территорий», Москва, МГУП (2001) — «Экологические проблемы мелиорации», Москва, МГУП (2002) — «Научные и практические основы сохранения плодородия почв и земель сельскохозяйственного назначения в адаптивно-ландшафтном земледелии», Белгород, БелНИИСХ (2004) — «Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии», Коломна, ФГНУ ВНИИ «Радуга» (2004) — «Защитное лесоразведение, мелиорация земель и проблемы земледелия в РФ», Волгоград, ВНИАЛМИ (2008) — «Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки», Махачкала, Дагестанская ГСХА (2010).
