Применение вторичной целлюлозы в качестве мульчирующего материала

Исследование выполнено на летних посевах дыни сорта «Стрельчанка».

В.Э. Лазько, канд. с.-х. наук

О.В. Якимова

г. Краснодар, Россия

Цель проводимого эксперимента было определение эффективности применения мульчирования почвы вторичной целлюлозой на посевах дыни для снижения потери влаги от испарения, подавление роста сорняков и защиты корневой системы от перегрева. Опыты закладывались согласно общепринятой методике по Литвинову С.С. На летних посевах дыни сорта Стрельчанка изучено использование вторичной целлюлозы для мульчирования почвы. Получены результаты по температурному балансу на поверхности почвы и в зоне залегания основной массы корней. Под мульчирующим материалом температура почвы всегда оставалась ниже в среднем на 3,3 ℃. Отмечена эффективность применения мульчирующего материала в сглаживании температурных колебаний, защите корневой системы растений от перегрева и создании благоприятных условий по увлажнению почвы. Мульча из вторичной целлюлозы препятствовала испарению поливной влаги и обеспечивала подавление роста сорняков, исключая необходимость проведения прополки в рядках. Анализ полученных результатов, показал достоверное увеличение урожайности плодов дыни на 0,93 т/га (+15,9 %) в сравнении с контрольным вариантом, на котором применяли стандартную технологию. Мульчирование способствовало увеличению накопления сухих растворимых веществ в мякоти плодов дыни. Для снижения расхода вторичной целлюлозы и создание равномерного мульчирующего слоя необходимо тщательное выравнивание почвы. После уборки и удаления капельной ленты мульча из вторичной целлюлозы не создавала препятствий для проведения агротехнических мероприятий по обработке почвы. Целлюлоза, оставаясь на участке после обработки почвы обеспечивала улучшение агрофизических свойств почвы.

Ключевые слова: мульчирующий материал, вторичная целлюлоза, дыня, температура, урожайность.

THE USE OF RECYCLED CELLULOSE AS A MULCHING MATERIAL IN SUMMER CROPS OF STRELCHANKA MELON

The purpose of the experiment was to determine the effectiveness of mulching the soil with secondary cellulose on melon crops to reduce moisture loss from evaporation, suppress weed growth and protect the root system from overheating. The experiments were carried out according to the generally accepted methodology according to S.S. Litvinov. The use of recycled cellulose for soil mulching was studied on summer crops of the Strelchanka variety. The results were obtained on the temperature balance on the soil surface and in the zone of occurrence of the main mass of roots. Under the mulching material, the soil temperature has always remained lower by an average of 3.3 ℃. The effectiveness of the use of mulching material in smoothing temperature fluctuations, protecting the root system of plants from overheating and creating favorable conditions for soil moisture is noted. Recycled cellulose mulch resisted evaporation of irrigation moisture and provided suppression of weed growth, eliminating the need for weeding in rows. The analysis of the results obtained showed a significant increase in the yield of melon fruits by 0.93 t / ha (+ 15.9%) in comparison with the control option, which used the standard technology. Mulching increased the accumulation of dry soluble substances in the melon fruit pulp. To reduce the consumption of recycled cellulose and create a uniform mulch layer, careful leveling of the soil is necessary. After harvesting and removing the drip tape, the mulch from recycled cellulose did not create obstacles for carrying out agrotechnical measures for tillage. Cellulose, remaining on the site after tillage, improved the agrophysical properties of the soil.

Key words: mulching material, recycled cellulose, melon, temperature, and yield.

Введение

Мульчирование почвы в открытом грунте, при выращивании овощных культур, является одним из наиболее эффективных агротехнологических методов, способствующих созданию более благоприятного тепловлажностного режима почвы и предпочвенного слоя воздуха, улучшению физических свойств почвы и усилению биохимических процессов в ней. Одновременно с этим мульча угнетает и ограничивает рост и развитие сорняков.

Мульчирование почвы как агротехнический прием применяют давно. В качестве мульчирующего материала используют солому, торф, сухие листья, опилки, навоз, специальную мульчбумагу, синтетические пленки и другие материалы. Покрытие поверхности почвы мульчей позволяет в зависимости от ее физико-механических свойств разнообразно воздействовать на весь комплекс факторов, определяющих физические условия в почве. Подбирая мульчирующие материалы с определенными физико-механическими и оптическими характеристиками, можно активно влиять на режим температуры и влажности почвы, уменьшать или аккумулировать величину солнечной радиации [1, 2]. В последнее время производители овощной продукции используют полимерную пленку, основным недостатком которой является значительный период распада и как следствие засорение полей. Выполнение послеуборочных мероприятий по удалению пленки с участков затруднено из-за растительных остатков. Пленка цепляется и наматывается на рабочие органы сельскохозяйственных орудий, снижая качество проводимых агромероприятий [2, 3]. Создаются и рекомендуются к применению новые мульчирующие материалы, отвечающие современным требованиям сельхозпроизводителей. Одним из таких материалов является вторичная целлюлоза.

Цель исследований

Выявить эффективность применения мульчирования почвы вторичной целлюлозой на посевах дыни.

Материалы и методы

Производственный опыт проводили на селекционно-семеноводческом участке овощебахчевых культур ФГБНУ «ФНЦ риса» на летнем посеве дыни раннеспелого сорта Стрельчанка, с периодом вегетации 55-58 дней от всходов до уборки. Учетная площадь делянки составляла 10 м², повторность в опыте 3-х кратная. Расположение вариантов рендомизированное. Площадь питания одного растения – 2 м² (2,0 х 1,0). Посев осуществлен семенами категории ОС, вручную 15 июля, на участке после уборки чеснока. На делянку высевалось 5 г семян. Густота посева из расчета 5 тыс. штук растений на гектар. Минеральное удобрение нитроаммофоску (N₁₆P₁₆K₁₆) вносили до посева перед фрезерованием почвы.  Норма внесения минеральных удобрений N₆₀Р₆₀К₆₀ кг д. в./га (по 375 кг/га физических туков). Для обеспечения всходов при летнем посеве укладывали капельную ленту с расстоянием между эмиттерами 35 см. Для мульчирования почвы использовали вторичную целлюлозу, которая состоит на 70 % из измельченной целлюлозы серо-белого цвета и 30 % кальция с рН – 7,6. Насыпная плотность материала 450-540 кг/м³. Период полного разложения вторичной целлюлозы 11-15 месяцев. Через 5 дней после посева, когда появились всходы, мульчирующий материал наносили на почву по центру посевного ряда. Ширина мульчирующей полосы 0,5 м и толщина слоя до 5 см, которая обеспечивала полное покрытие почвы. Растения в момент нанесения мульчи закрывали полиэтиленовыми стаканами.

При закладке опытов и проведении исследований использовали методику полевого опыта в овощеводстве [4]. Агротехнику выращивания бахчевых культур на опытных участках выполняли в соответствии с рекомендациями, разработанными в отделе овощекартофелеводства ФГБНУ «ФНЦ риса» [5]. Статистическая обработка полученных данных проведена согласно методическим рекомендациям А.Х. Шеуджена [6].

Результаты и обсуждение

Температурный режим верхнего слоя почвы формируется под воздействием трансформации и перераспределении солнечной энергии. При нагревании поверхности происходит теплоотдача в почву. Интенсивность теплообмена зависит от теплофизических характеристик почвы и состояния ее поверхности (влажности, микрорельефа, укрытие мульчирующим материалом и др.) Некоторая часть энергии уходит на тепловое излучение поверхности почвы и затрачивается на испарение влаги [1, 7,8,9,10].

Результаты измерения температуры воздуха и почвы представлены на графиках (рис. 1, 2). Наблюдения показали, что поверхность почвы нагревалась сильнее, чем поверхность мульчирующего слоя. В ясные безоблачные дни разница доходила до 10 ℃, благодаря отражению света от серо-белой поверхности мульчирующего материала. Однако почва под мульчей на глубине 10 см всегда оставалась менее прогретой, разница доходила до 3,3 ℃ и имела меньшую амплитуду колебания температуры, так как значительная часть тепла отражалась от поверхности мульчирующего слоя. Мульчирующий экран защищал от перегрева зону размещения основной массы корней. За первый месяц периода вегетации под мульчей корневая система испытала меньше на 63 ℃ температурную нагрузку. В июле среднемесячная температура почвы на глубине 10 см под мульчей – 25,8 ℃, в контрольном варианте – 28,0 ℃. В августе на корни воздействовало суммарного тепла на 49,6 ℃ меньше. Среднемесячная температура в августе под мульчирующим слоем – 26,7 ℃, в контрольном варианте – 29,0 ℃. Мульча обеспечивала более комфортный для корневой системы температурный режим и защищала от перегрева. Исключалось испарение поливной влаги с поверхности почвы, что существенно влияло на влагообеспеченность растений. Мульчирующий слой бумаги полностью подавлял рост сорняков, исключая прополку в рядках (рис. 3, 4).

Рисунок 1. Динамика температуры воздуха и почвы в контрольном варианте

Рисунок 2. Динамика температуры воздуха и почвы при использовании мульчирующего покрытия из вторичной целлюлозы

Рисунок 3. Начало цветения дыни сорта Стрельчанка, 06.08.2020

Рисунок 4. Начало созревания дыни сорта Стрельчанка, 13.09.2020

Создание оптимальных условий в среде обитания растений, оптимизация параметров агрофитоценоза и его эффективного функционирования, в конечном счете, приводит к реализации потенциальной биологической продуктивности используемых сортов и гибридов [1, 2].

Под мульчирующим слоем вторичной целлюлозы корневая система растений дыни меньше подвергалась температурному перегреву. Мульча способствовала сохранению влаги в почве и сдерживала развитие сорняков. Созданные условия обеспечили формирование большего количество плодов на одном растении и с большей массой (см. табл.). В итоге урожайность, при использовании мульчирующего материала, составила 6,76 т/га и превысила контроль на 15,9 %. Следует отметить, что применение мульчи способствовало большему накоплению сухих растворимых веществ (СРВ) в мякоти плодов. После уборки и удаления капельной ленты мульчирующий слой вторичной целлюлозы не создавал препятствий при обработке почвы.

Таблица. Влияние мульчирования почвы вторичной целлюлозой на урожайность раннеспелого сорта дыни Стрельчанка

Выводы

1. Мульчирование почвы вторичной целлюлозой защищает корневую систему от перегрева и сглаживает колебания температуры в почве. Препятствует испарению влаги и подавляет рост сорняков, исключая необходимость проведения прополки в рядках.
2. Применение вторичной целлюлозы создало оптимальные условия для корневой системы дыни, вследствие чего на растении сформировалось больше плодов и большей массы. В итоге был собран урожай плодов на 0,93 т/га больше, чем в контрольном варианте.
3. После завершения уборки и удаления капельной ленты вторичная целлюлоза не создавала препятствий для применения механизированной обработки почвы.
4. Для уменьшения расхода вторичной целлюлозы при создании мульчирующего слоя, необходимо тщательно выравнивать поверхность почвы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Микаелян, Г.А. Основы оптимального проектирования производственных процессов в овощеводстве / Г.А. Микаелян, Р.Д. Нурметов. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. – 640 с.
2. Королёва, С.В. Применение мульчирующей черной полимерной биоразрушаемой пленкой фирмы BASF на овощебахчевых культурах / С.В. Королёва, В.Э. Лазько, И.В. Козлова, О.В. Якимова, Н.В. Шуляк. // Рисоводство. – Краснодар, 2020. – №1 (46). – С. 71-77.
3. Гиш, Р.А. Овощеводство юга России: учебник / Р.А. Гиш, Г.С. Гикало. – Краснодар: ЭДВИ, 2012. – 632 с.
4. Литвинов, С.С. Методика опытного дела в овощеводстве / С.С. Литвинов – М., 2011. – 648 с.
5. Цыбулевский, Н.И. Бахчевые культуры (рекомендации) / Н.И. Цыбулевский, Е.М. Кулиш, Л.А. Шевченко. – Краснодар: 2009. –34 с.
6. Шеуджен, А.Х. Агрохимические основы применения удобрений / А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондарева, С.В. Кизинек. — Майкоп: Полиграф-Юг, 2013. — 271 с.
7. Гончарук, Н.С. Полимеры в овощеводстве / Н.С. Гончарук. –М.: Колос, 1971. –264 с.
8. Тооминг, Х.Т. Солнечная радиация и формирование урожая. / Х.Т. Тооминг. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977, 100 с.
9. McGree, R.J. Practical applications of action spectra. In Light and Plant development. / R.J. McGree // Ed.H. Smith. Butterworths. 1986. London.515 p.
10. Jurik T.W., Ontogeny of photosynthetic performance in Fragaria vegrinata under changing light regime. / T.W. Jurik , J.F. Chabot //Plant Physiol. 1979.

1. Королёва, С.В. Применение мульчирующей черной полимерной биоразрушаемой пленкой фирмы BASF на овощебахчевых культурах / С.В. Королёва, В.Э. Лазько, И.В. Козлова, О.В. Якимова, Н.В. Шуляк. // Рисоводство. – Краснодар, 2020. – №1 (46). – С. 71-77.
2. Гиш, Р.А. Овощеводство юга России: учебник / Р.А. Гиш, Г.С. Гикало. – Краснодар: ЭДВИ, 2012. – 632 с.
3. Литвинов, С.С. Методика опытного дела в овощеводстве / С.С. Литвинов – М., 2011. – 648 с.
4. Цыбулевский, Н.И. Бахчевые культуры (рекомендации) / Н.И. Цыбулевский, Е.М. Кулиш, Л.А. Шевченко. – Краснодар: 2009. –34 с.
5. Шеуджен, А.Х. Агрохимические основы применения удобрений / А.Х. Шеуджен, Т.Н. Бондарева, С.В. Кизинек. — Майкоп: Полиграф-Юг, 2013. — 271 с.
6. Гончарук, Н.С. Полимеры в овощеводстве / Н.С. Гончарук. –М.: Колос, 1971. –264 с.
7. Тооминг, Х.Т. Солнечная радиация и формирование урожая. / Х.Т. Тооминг. – Л.: Гидрометеоиздат, 1977, 100 с.
8. McGree, R.J. Practical applications of action spectra. In Light and Plant development. / R.J. McGree // Ed.H. Smith. Butterworths. 1986. London.515 p.
9. Jurik T.W., Ontogeny of photosynthetic performance in Fragaria vegrinata under changing light regime. / T.W. Jurik , J.F. Chabot //Plant Physiol. 1979.

REFERENCES

1. Mikaelyan, G.A. Fundamentals of optimal design of production processes in vegetable growing / G.A. Mikaelyan, R.D. Nurmetov. — M .: FGNU «Rosinformagrotech», 2005. — 640 p.
2. Koroleva, S.V. Application of BASF mulching black polymer biodegradable film on vegetable and melon crops / S.V. Korolev, V.E. Lazko, I. V. Kozlova, O. V. Yakimova, N.V. Shulyak. // Rice farming. — Krasnodar, 2020. — No. 1 (46). — S. 71-77.
3. Guiche, R.A. Vegetable growing of the south of Russia: textbook / R.A. Guiche, G.S. Gikalo. — Krasnodar: EDVI, 2012 .— 632 p.
4. Litvinov, S.S. Experimental methodology in vegetable growing / S.S. Litvinov — M., 2011 .— 648 p.
5. Tsybulevsky, N.I. Melons cultures (recommendations) / N.I. Tsybulevsky, E.M. Kulish, L.A. Shevchenko. — Krasnodar: 2009. –34 p.
6. Sheujen, A.Kh. Agrochemical basis for the application of fertilizers / A.Kh. Sheujen, T.N. Bondareva, S.V. Kizinek. — Maykop: Polygraph-Yug, 2013 .— 271 p.
7. Goncharuk, NS Polymers in vegetable growing / N.S. Honcharuk. –M .: Kolos, 1971. –264 p.
8. Tooming, H.T. Solar radiation and crop formation. / H.T. Tooming. — L .: Gidrometeoizdat, 1977, 100 p.
9. McGree, R.J. Practical applications of action spectra. In Light and Plant development. / R.J. McGree // Ed.H. Smith. Butterworths. 1986 London, 515 p.
10. Jurik T.W., Ontogeny of photosynthetic performance in Fragaria vegrinata under changing light regime. / T.W. Jurik, J.F. Chabot // Plant Physiol. 1979.