Повысить отдачу орошаемых зе­мель в современных условиях не­ возможно без значительных мате­риальных вложений. В результате ши­рокомасштабных мелиоративных ра­ бот в сочетании с применением мине­ральных удобрений изменилась вся система земледелия при выращивании овощных и бахчевых культур — она стала более интенсивной и продуктив­ной. На хорошо освоенных мелиори­рованных землях появилась возмож­ность смело переходить на получение запрограммированных урожаев.

В зависимости от целей и задач, мелиоративные работы можно разде­лить на несколько групп:

1) мелиорация земель с резко неблагоприятным водным режимом, в частности, с постоянным дефицитом почвенной влаги (пустыни, полупустыни и засушливые степные массивы);

2) мелиорация земель с неблагоприятными физическими и химическими свойствами (солонцы, солончаки, тяжелые глеевые или песчаные почвы);

3) мелиорация сельскохозяйственных угодий, страдающих от негативного воздействия ветра и воды.

Виды мелиоративных работ, обес­печивающих решение этих задач, раз­нообразны и иногда прямо противо­положны (например, осушение и оро­шение), однако они решают одну про­блему — регулирование водного ре­жима почвы, но в разных условиях и направлениях.

 Зачем нужна мульча?

Важная роль в создании оптималь­ных условий для выращивания овощ­ных и бахчевых культур отводится мульчированию почвы. Это агротехно­ логический прием комплексного дейс­твия. Мульча задерживает испарение влаги и способствует равномерному ее распределению как в верхних, так и в нижних горизонтах почвы, на 3–6% повышая влажность корнеобитаемого слоя. Благодаря этому лучше со­храняется структура грунтов, на их поверхности не образуется корка, в связи с чем отпадает необходимость в рыхлении.

В традиционных технологиях, ши­роко известных в Украине, задача со­ хранения влаги решается путем со­здания мульчи из мелкозема (вспаш­ка, боронование и культивация) или комбинированной из почвы и расти­тельных остатков (при безотвальной и поверхностной обработке стерня за­ держивает снег и уменьшает испаре­ние). Но более эффективным с точки зрения накопления и сохранения вла­ги является мульчирование поверх­ности почвы растительными остатка­ми. Этот прием успешно применяется при выращивании сельскохозяйствен­ных культур по так называемой нуле­вой технологии (без обработки почвы).

Наличие мульчи из растительных остатков значительно снижает испаре­ ние влаги. По данным Г. Г. Черепанова, на участках, покрытых такой мульчей, расходы на испарение с мая по сен­ тябрь в среднем за 4 года составляли 41 мм, тогда как при традиционной технологии — 191 мм. Решающую роль при этом играет количество раститель­ных остатков на поверхности почвы — согласно опытам, проведенным в США, для удовлетворительного сохранения запасов влаги в грунте проективное покрытие поверхности поля ими долж­но составлять не менее 30%.

Известно, что засухи бывают атмо­сферные и почвенные. Первые чаще всего случаются в южной Степи и со­ провождаются суховеями. При этом растения испытывают нехватку воды даже при ее достаточных запасах в почве в доступной форме. Это связано с тем, что листья сельскохозяйствен­ ных культур, особенно овощных, в силу своих биологических свойств в таких условиях испаряют больше влаги, чем усваивают из грунта.

В. В. Докучаев, А. А. Измаильский и К. А. Тимирязев установили, что при засухе растения страдают не от абсо­лютного, а от относительного дефи­ цита воды. Он может быть следствием неравномерного выпадения осадков, неправильной организации орошения или неумения фермеров сохранять влагу. А важнейшее место в создании благоприятного микроклимата в по­ верхностном слое почвы, который вы­ ражается в повышении относительной влажности воздуха, отводится именно мульчированию. Оно значительно уменьшает испарение при капилляр­ ном поднятии воды, диффузии и кон­ векции водных паров в атмосферу.

Доказано, что влага испаряется из почвы непрерывно. Это обусловлено тем, что плотность водяного пара со­ ставляет 0,662 плотности воздуха, поэтому насыщенный влагой воздух поднимается вверх как более легкий. Чтобы задержать его, нужно поддер­ живать поверхностный слой почвы в разрыхленном и выровненном состо­ янии, улучшать ее строение и структу­ ру, проводить мульчирование и вно­ сить органические удобрения.

Среди преимуществ мульчирова­ния следует отметить тот факт, что при использовании мульчи из рыхлых материалов (торф, опилки) уменьша­ется количество сорняков, а мульча из плотных материалов (мульчбума­га, непрозрачная пленка, агроволок­ но) почти полностью подавляет их рост. Кроме того, органическая муль­ ча (солома, торф, перегной и др.) вы­ деляет в приземный слой атмосферы углекислый газ, а после запашки ста­ новится удобрением и улучшает фи­зические свойства почвы. Плюс в за­ мульчированном грунте активизиру­ ются микробиологические процессы, благодаря которым увеличивается количество нитратов.

Способы мульчирования

Сплошное мульчирование почвы торфом, перегноем и другими мест­ными материалами выполняют с по­мощью разбрасывателей органичес­ких удобрений. Однако этот агротех­нологический прием связан со значи­тельными затратами на подготовку, хранение, транспортировку и внесе­ние мульчирующих материалов. Так, для создания 2-сантиметрового слоя рыхлой мульчи ее нужно внести около 200 м3 /га. Поэтому в овощеводстве и бахчеводстве сплошное мульчирова­ ние применяют редко — чаще ограни­чиваются мульчированием рядов. Оно особенно эффективно при подзимних посевах овощных культур, поскольку улучшает условия перезимовки семян и препятствует образованию почвен­ной корки.

Но даже в таком «усеченном» вари­анте мульчирование долгое время при­менялось в основном в приусадебных хозяйствах, а в промышленном овоще­водстве широкого распространения не получало из-за высокой ресурсо- и энергоемкости. Выход из этой ситуа­ции был найден не так давно благода­ря открытию синтетических полимер­ных пленок и разработке недорогих механизированных способов нанесения их на почву. Это сделало процесс мульчирования менее дорогим и тру­доемким и способствовало его более широкому внедрению в промышлен­ных технологиях. Эффективность использования раз­личных синтетических материалов для мульчирования почвы при выращива­нии овощных и бахчевых культур до­казана многолетним опытом многих стран мира. Как показывает практика, специальные полимерные пленки по­ложительно влияют как на водный, воздушный и температурный режимы почвы, так и на рост, развитие и уро­жайность растений, а также качество овощной продукции.

На сегодняшний день в аграрно развитых странах используют восемь видов синтетических мульчирующих покрытий: прозрачное, черное, белое, желтое, черно-белое, серебряное, тер­ мальное коричневое и гербицидное зеленое. Зная особенности каждого, всегда можно выбрать вариант, позво­ ляющий создать оптимальные усло­ вия для выращивания конкретной культуры — овощной, бахчевой, кар­ тофеля, земляники и др.

Черная пленка

Одной из самых востребованных среди синтетических мульчирующих материалов является черная непро­зрачная полиэтиленовая пленка. Она достаточно эффективна при выращи­ вании ранних теплолюбивых культур (томат, перец, баклажан, арбуз, дыня и др.) рассадным способом с высад­ кой в I–II декадах апреля. Черная пленка притягивает и аккумулирует больше тепла, что очень важно для роста и развития корневой системы растений, особенно в начале их разви­ тия. В таких технологиях могут ис­ пользоваться временные укрытия из агроволокна или невысокие пленоч­ ные туннели.При выращивании овощей на ка­пельном орошении в качестве муль­ чирующего материала довольно часто применяется перфорированная чер­ ная полиэтиленовая пленка, которая дает возможность создать оптималь­ ный температурный режим почвы в жаркий период года.

Важнейшей функцией черной муль­ чирующей пленки является защита молодых растений от сорняков. Часто в начале — середине июня, как только появляются всходы овощных культур, наступает дождливая погода, что спо­ собствует интенсивному росту сорня­ков. Механически их уничтожить прак­ тически невозможно из-за большой влажности, а гербициды сильно угнета­ ют растения и имеют узкий спектр действия. В рядах же под черной плен­ кой сорняки практически не могут раз­виваться, а в междурядьях, где пленки нет, проводится культивация.

Вторая важная функция черной мульчирующей пленки — накопление тепла и уменьшение перепадов темпе­ ратуры грунта в дневное и ночное вре­ мя, что обеспечивает оптимальные ус­ ловия для появления всходов. Наибо­лее ощутимый эффект при минималь­ ных расходах в этом случае дает пленка шириной не менее 70 см и толщиной 25–35 мкм, однако использовать ее рекомендуется максимум один сезон.

Черная пленка обладает хорошей контактной теплопроводностью, но конвекция под ней невелика, поэтому мульчированный этим материалом грунт прогревается не так быстро, но температура удерживается дольше, чем под прозрачными пленками. Опы­ты показывают, что под прозрачной пленкой можно поддерживать темпе­ ратуру почвы выше 10°С с середины апреля, а под черной она в это время может опускаться до 10°С и даже ниже в ночные часы.

В летний период температура под черной пленкой может быть доволь­ но высокой (в зависимости от мест­ ных условий), что не дает возмож­ ности расти сорнякам. При этом пленка хорошо удерживает влагу в верхнем слое почвы, плесень под ней не образуется. Однако следует обра­ тить внимание на то, что в жаркую погоду черная мульчирующая пленка может вызвать перегрев и даже под­ горание растений.

Другие варианты

Если рассаду высаживают в откры­тый грунт в начале или середине мая, чтобы получить раннюю продукцию уже в конце июля — начале августа, более эффективным будет примене­ние двухслойной черно-белой пленки, которая расстилается черной сторо­ной вниз. Главное ее преимущество за­ ключается в том, что она на 30–40% повышает интенсивность фотосинтеза. Секрет этого феномена прост: белая поверхность увеличивает количество отраженного света, который аккуму­ лируется листовым аппаратом расте­ ний. Благодаря этому в листьях синте­ зируется на 30–40% больше органи­ ческого вещества и, соответственно, формируется более высокий урожай.

В последние десятилетия во всем мире получило широкое распростра­ нение агроволокно (спанбонд) — не­ тканый синтетический материал для укрытия овощных культур, представ­ ляющий собой термически связанные полипропиленовые гранулы или во­ локна. При его изготовлении расплав полимера (полипропилена) выходит в виде тонких нитей, которые затем вытягиваются в воздушном потоке, укладываются на движущийся транс­ портер, образуя полотно, и скрепля­ются. Характеристики готового мате­ риала зависят от способа скрепления. При самом распространенном термо­ скреплении получается полотно плот­ностью до 150 г/м2 , а для изготовле­ ния более плотного обычно применя­ется иглопробивной способ. Именно от плотности зависят жесткость, теп­лоизоляционные свойства, сопротив­ление на разрыв и другие характерис­тики агроволокна.

В овощеводстве обычно использу­ется спанбонд плотностью от 17 до 100 г/м2 . Он достаточно прочен, спо­собен выдерживать значительные на­грузки даже во влажном состоянии, и в то же время легко кроится, поэтому многие производители нарезают его на необходимую ширину. В отличие от черной пленки, при мульчировании почвы для защиты от сорняков на зиму его можно не снимать — вслед­ствие низкой способности к поглоще­нию воды агроволокно не гниет, не плесневеет и легко выдерживает мно­гократные циклы обледенения/оттаи­вания, а возможность его многолетне­го использования обеспечивается пу­тем введения ультрафиолетовых ста­билизаторов. Хотя это синтетический материал, токсичных соединений в воздухе источных водах в присут­ствии других веществ и факторов ок­ ружающей среды он не образует. Плюс на его поверхности отсутствует электростатический заряд, поэтому он не притягивает частицы пыли.

Важным преимуществом агрово­локна является и то, что оно пропус­кает воздух — и растения под ним мо­гут дышать, и конденсата образуется меньше. Воду, кстати, этот материал также легко пропускает, так что сни­мать его в случае дождя или выпаде­ния снега нет необходимости.

Лучше всего для мульчирования почвы при выращивании овощных культур подходит черное агроволокно плотностью 50–60 г/м2 . Оно улучшает условия роста растений в ночные часы, поскольку лучше, чем пленка, удерживает тепло, и в то же время позволяет защитить растения и почву от дневного перегрева. Влага при этом также испаряется менее интенсивно, поэтому можно уменьшить количест­ во поливов.

Исследование эффективности мульчирования грунта при выращивании перца сладкого

В течение 2013–2015 гг. Южной государственной сельскохозяйствен­ ной опытной станцией ИВПиМ НААН проводились исследования эффектив­ности выращивания перца сладкого на капельном орошении с использовани­ ем мульчирующих материалов в усло­виях юга Украины.

Цель их заключа­лась в том, чтобы определить влияние разных мульчирующих материалов, режимов орошения и регуляторов рос­ та на рост, развитие и продуктивность растений, а также качественные пока­ затели плодов перца сладкого сорта Злато скифов. Для этого был проведен полевой многофакторный опыт.

Фактор А — мульчирование почвы: а) без мульчирования (контроль); б) мульчирование агроволокном; в) мульчирование белой прозрачной полиэтиленовой пленкой; г) мульчирование черной непрозрач­ной полиэтиленовой пленкой.

Фактор В — уровень влажности почвы перед поливом: а) от высадки рассады до начала пло­дообразования — 85% НВ и от на­ чала плодообразования до оконча­ ния вегетации — 75% НВ (конт­роль); б) от высадки рассады до начала пло­ дообразования — 80% НВ и от на­ чала плодообразования до оконча­ ния вегетации — 80% НВ.

Фактор С — регуляторы роста растений: а) без регулятора роста (контроль); б) применение препарата Вымпел; в) применение препарата Сизам-Нано.

Согласно результатам опыта, при­ менение исследуемых регуляторов роста в соответствии с регламентами производителей позволило получить спелые плоды перца на 4–6 суток раньше, чем на контрольном участке. Мульчирование почвы черной плен­кой также ускоряло созревание пло­ дов на 4–5 суток. При мульчировании почвы агроволокном и белой про­зрачной пленкой спелые плоды полу­ чали в среднем на 3 суток раньше, чем в контроле. При совместном примене­ нии препарата Вымпел и мульчирова­нии почвы черной пленкой плоды со­ зревали в среднем на 8 дней, а при мульчировании агроволокном и бе­лой пленкой — на 6 дней раньше.

Определение биометрических па­раметров растений показало, что в фазу плодообразования наибольшая площадь листовой поверхности была на участках, замульчированных чер­ной пленкой — 77–91 см2 на растение при линейной высоте растений 42– 52 см, тогда как в контроле эти пока­затели составляли 52,2–75,6 см2 и 39,1–42,4 см соответственно. Самые высокие биометрические показатели в расчете на растение были отмечены в варианте с применением черной поли­этиленовой пленки для мульчирования почвы, режимом орошения 80/80% НВ и применением регулятора роста рас­тений Вымпел: линейная высота глав­ ного стебля — 52 см, количество боко­ вых стеблей — 12,1 шт. и площадь лис­ товой поверхности — 91 см2 (в контро­ ле — 39,1 см, 9,1 шт. и 52,2 см2 соответственно).

Большое влияние на рост, развитие и продуктивность растений оказывали и процессы, связанные с водопотреблением. Его составляющими, как из­ вестно, являются запасы продуктив­ ной влаги в почве, осадки и вегетаци­ онные поливы. Количество, норма по­ливов и их соотношение в течение ве­гетационного периода менялись в за­ висимости от режима орошения, вида мульчирующего материала, погодных условий и фазы развития растений. В частности, на участках с контроль­ным режимом орошения 85/75% НВ и без мульчирования почвы было про­ ведено 44 полива при норме расхода воды 2080 м3 /га, а с режимом 80/80% НВ — 47 поливов при норме расхода воды 2220 м3 /га (табл. 1).

При мульчировании почвы количес­тво и норма поливов существенно уменьшались и зависели от использо­ванного в качестве мульчи материала. Так, при контрольном режиме ороше­ния и мульчировании агроволокном было проведено 34 полива при норме расхода воды 1510 м3 /га. То есть этот способ мульчирования позволил про­ вести на 10 поливов меньше и потра­тить на 510 м3 /га, или на 28% меньше воды, чем на контрольных участках. При накрытии почвы белой прозрачной по­лиэтиленовой пленкой было проведено на 16 поливов и потрачено на 790 м3 /га, т. е. на 38% меньше воды, чем в контро­ле. А меньше всего поливов с мини­ мальной нормой понадобилось на учас­тках, замульчированных черной поли­этиленовой пленкой — 26 и 1180 м3 /га соответственно, на 18 и на 900 м3 /га (43%) меньше, чем без мульчирования. При режиме орошения 80/80% НВ количество и норма поливов при ана­ логичных вариантах мульчирования почвы были несколько выше.

Кроме водосберегающей функции, мульчирование способствовало повы­шению урожайности перца сладкого. Так, на участках, замульчированных агроволокном, было получено 59,8 т/ га плодов (на 2,8 т/га больше, чем в контроле), при использовании белой прозрачной полиэтиленовой пленки — 59,6 т/га (на 2,6 т/га больше). А наибо­лее эффективным в отчетном году оказалось мульчирование черной не­ прозрачной полиэтиленовой плен­ кой — в этом случае урожайность со­ ставила 62,2 т/га и была на 5,2 т/га выше, чем в контроле. Самый высокий урожай был получен в варианте с муль­чированием черной пленкой и применением регулятора роста растений Вы­мпел при поддержании уровня влаж­ ности почвы 80/80% НВ — 68 т/га, тог­ да как в контроле — всего 57 т/га.

Применение регулятора роста рас­тений также было достаточно эффек­тивным — при невысоких затратах был отмечен существенный прирост урожайности перца. Причем эффек­тивность препаратов была выше в ва­риантах с мульчированием почвы. Так, на незамульчированных участках применение препарата Вымпел обес­печило повышение урожайности на 0,8 т/га (с 57 до 57,8), а при мульчиро­вании черной пленкой — на 4,2 т/ч (с 62,2 до 66,6).

Перед высадкой рассады запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы опытного поля составляли в среднем 122 мм, а осадков за вегета­ционный период выпало 135 мм. Учи­тывая, что количество осадков и ин­тенсивность испарения везде были одинаковы, суммарное потребление влаги растениями зависело только от исследуемых факторов. Выше оно было на участках без мульчирова­ния — 3970 м3 /га при режиме оро­ шения 80/80% НВ и 3800 м3 /га при контрольном режиме. В этих же вари­антах опыта был и самый высокий коэффициент водопотребления — 66,7 и 68,1 м3 /т соответственно.

Мульчирование почвы существен­ но уменьшало оба эти показателя. Суммарное потребление влаги было наименьшим при мульчировании поч­вы черной непрозрачной пленкой и контрольном режиме орошения — 2870 м3 /га, а наименьший коэффици­ ент водопотребления зафиксирован при том же варианте мульчирования, но при режиме орошения 80/80% НВ — 42,8 м3 /т (табл. 2).

Качество урожая в разных вариан­тах опыта также отличалось. Самое высокое содержание сахаров в плодах перца сладкого было зафиксировано на участках, замульчированных чер­ ной полиэтиленовой пленкой, где ис­пользовался регулятор роста расте­ний Вымпел и поддерживался режим орошения 85/75% НВ — 6,4%, тогда как в контроле — 6,09%.

Выводы

Результаты проведенного исследо­ вания показали, что самым выгодным экономически выращивание перца сладкого было при мульчировании поч­ вы черной непрозрачной полиэтилено­вой пленкой, применении регулятора роста растений Вымпел и поддержании режима орошения 80/80% НВ. В этом варианте был получен самый высокий урожай, а плоды созревали на 8 суток раньше. При том же режиме орошения и применении того же регулятора роста растений, но использовании в качестве мульчи агроволокна и белой прозрач­ной пленки созревание плодов начиналось на 6 суток раньше.

Кроме того, мульчирование почвы черной непрозрачной полиэтилено­вой пленкой дало возможность про­вести в течение вегетации на 18 по­ливов меньше и сократить ороси­тельную норму на 900 м3 /га, или на 43% по сравнению с вариантами без мульчи. При этом при контрольном режиме орошения было отмечено на­именьшее суммарное потребление влаги (2870 м3 /га), а при поддержании влажности почвы на уровне 80/80% НВ — наименьший коэффициент во­ допотребления (42,8 м3 /т).

Статья опубликована по материалам журнала "Овощеводство" №11, 2016 г

Автор: В. Кныш