UDK 631.6 Сельскохозяйственная мелиорация
GRNTI 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
OKSO 35.00.00 Сельское, лесное и рыбное хозяйство
BBK 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
TBK 5607 Сельскохозяйственная мелиорация
BISAC TEC003000 Agriculture / General
The article presents the results of many years of research on the development of irrigation regime of perennial grass mixtures in the conditions of the south of the Krasnoyarsk Territory. Harsh natural and climatic conditions, with cold winters, short hot summers, leave an imprint on the cultivation of agricultural crops. In most agricultural areas of the south of the Krasnoyarsk Territory, perennial grasses lack moisture during critical phases of growth and development. To make up for the lack of soil moisture and increase the yield of crops with high feed qualities, additional moistening – watering is necessary. On ordinary chernozems, irrigation should be small in order to avoid negative consequences of irrigation, i.e. environmentally safe.
perennial grasses, watering, norms, water consumption, coefficient, yield
Мелиорация земель осуществляется в целях повышения продуктивности и устойчивости земледелия, обеспечения гарантированного производства сельскохозяйственной продукции на основе воспроизводства повышения плодородия земель сельскохозяйственного назначения [12]. Оросительные мелиорации, являясь, частью гидромелиорации направлены на оптимизацию водного, воздушного, температурного и пищевого режима почв [1,2]. Орошение как мощный антропогенный фактор приводит к изменению почвенных режимов, как в положительную сторону, так и в отрицательную. Поливы, проведенные без научного обоснования режимов орошения сельскохозяйственных культур, без учета почвенно – климатических условий могут привести к негативным последствиям, как-то: повышению уровня грунтовых вод, вторичному засолению и заболачиванию, водной эрозии и т.д. Опыт эксплуатации оросительных систем на юге Красноярского края, где проводилось орошение «грузными» поливными нормами привело к поднятию уровня грунтовых вод и вторичному засолению на пониженных элементах орошаемой территории [8]. Для обоснования и оценки природно-мелиоративных особенностей мелиорируемой толщи почв должна быть учтена критическая глубина уровня грунтовых вод [9,11]. Разработку режима орошения культур необходимо увязывать как с особенностями выращиваемой культуры, так и почвенно- мелиоративными условиями [5,7,10].
Цель исследования – разработать экологически безопасные режимы орошения многолетних трав на черноземах обыкновенных лесостепной зоны Красноярского края.
Методика. Режим влажности почвы и водно-физические свойства изучались по общепринятым методикам почвенных исследований. Влажность почвы определялась на глубину до 0,5 м по слоям через 0,1 м по пятидневкам, до и после полива. Образцы на водно-физические свойства отбирались по 0,1 м слоем сплошной колонкой до глубины 0,5 м и в них определялись: плотность – методом режущего кольца, плотность твердой фазы почвы – методом Качинского, максимальная гигроскопичность – по Николаеву, наименьшая влагоемкость – методом заливаемых площадок, влажность завядания и диапазон активной влаги – расчетным методом.
Схема опыта предусматривала варианты: контроль (без орошения); осенний влагозарядковый полив+ вегетационные поливы; вегатационные поливы с поддержанием влажности почвы на уровне 70% НВ.
Результаты и их обсуждение. Земледельческая зона юга Красноярского края характеризуется достаточно теплым и умеренно – влажным климатом, ГТК 1,2. За год выпадает 300 – 400 мм осадков, сумма активных температур выше 100С не превышает 15690С. Средняя температура января – 22,10С, июля +17,50С, средняя температура за год – 1,90С. Испарение составляет 267 мм в год. Коэффициент континентальности достигает 88,9. Продолжительность безморозного периода не превышает 90 – 95 дней. Господствующими почвами являются черноземы обыкновенные, оподзоленные и выщелоченные [3]. Мощность гумусового горизонта чернозема обыкновенного 25-
Водопроницаемость низкая и средняя, коэффициент фильтрации при естественной влажности – 0,48-1,31 мм/мин, а при влажности 0,7НВ – 0,08-0,11 мм/мин. Плотность сложения в верхнем полуметровом слое колеблется от 1,09 до 1,27 г/см3, наименьшая влагоемкость 24,9 -28,1%, диапазон активной влаги 9,1 - 15,4% от объема почвы.
По влагообеспеченности вегетационные периоды в годы исследований были от остросухих (95% обеспеченности осадками) до влажных (25% обеспеченности). В целом можно отметить, как в годы наших исследований, так и по среднемноголетним данным, большая часть осадков выпадает во второй половине вегетационного периода.
Исследования по разработке режима орошения многолетних травосмесей проводились на черноземах обыкновенных, среднесуглинистых в вегетационно – полевом опыте в течение семи лет. Наиболее эффективной формой повышения продуктивности сельскохозяйственных угодий в условиях юга Красноярского края является ускоренное залужение их сеяными многолетними травами. Многолетние травосмеси состояли из одного бобового и двух злаковых культур: люцерна синегибридная +овсяница луговая+ костер безостый. Набор смеси многолетних трав из трех компонентов обеспечивает высокую урожайность сена многолетних трав с высокими кормовыми качествами, устойчивы к кратковременному избыточному увлажнению, так же и выдерживают кратковременную засуху. К настоящему времени экологические функции культурных бобово-злаковых растительных сообществ в агро- или фитоценозе достаточно широко изучены. Это связано со способностью бобовых культур улучшать азотное и фосфорное питание, что обусловлено азотфиксацией и возможностью бобовых растений усваивать труднорастворимые фосфаты, часть которых с корневыми выделениями поступает в почву в формах, доступных для других видов растений. Также злаковые культуры могут влиять на бобовые через изменение их условий питания [4,6].
Режимы орошения были разработаны для условий года 50% обеспеченности осадками (полузасушливый год). По количеству выпавших осадков, по температурным условиям вегетационные периоды в годы исследований мало отличались. Осадков выпало 236 – 251 мм, что несущественно выше среднемноголетних значений (229 мм). Распределение осадков по месяцам было неравномерное: начало вегетации трав май – июнь был засушливым, обильными и продолжительными атмосферными осадками характеризовался июль, осадков выпало выше нормы на 40,2 мм, август был близок к «норме» – 64,6 мм. За период вегетации сумма среднемесячных температур воздуха за все месяцы была выше «нормы» на 6,3°С, особенно теплыми были июнь и июль месяцы.
На варианте «контроль» в неорошаемых условиях, запасы влаги в полуметровом слое почвы в среднем составили 55 – 58% НВ. В период роста и развития трав до первого укоса влажность почвы колебалась в пределах 53-60% НВ. Во втором укосе в результате обильных осадков, выпавших в июле, наблюдалось постепенное повышение влажности почвы до 77% НВ.
На варианте с осенним влагозарядковым поливом в сочетании с вегетационными поливами, исходные запасы влаги в 0-
В опытах на варианте с поддержанием предполивного порога увлажнения на уровне 70% НВ к началу вегетации многолетних трав влажность почвы была невысокой и составляла 60% НВ. Для ускоренного отрастания многолетних трав и устранения дефицита почвенной влаги были проведены поливы нормой 30 мм в начале мая. Многолетним наблюдениями установлено, что май характеризуется засушливыми погодными условиями при высоких температурах воздуха. Влажность почвы в этот период уменьшается до критических значений, и требуются поливы. Распределение выпавших атмосферных осадков в годы исследований были неравномерны. Для поддержания влажности почвы не ниже 70% НВ были проведены от двух до пяти поливов нормами 20 – 30мм с оросительной нормой 80 – 140 мм за период вегетации.
Методы определения суммарного водопотребления можно разделить на методы непосредственных полевых измерений и расчетные методы, основанные на установлении корреляционной зависимости суммарного водопотребления с различными метеорологическими факторами. Практика показала, что наиболее достоверны данные, полученные в результате непосредственных наблюдений за водопотреблением растений.
Эффективность использования оросительной воды характеризует коэффициент водопотребления. В условиях года 50% обеспеченности осадками (полузасушливый) самые высокие показатели суммарного водопотребления были отмечены на варианте с предполивным порогом увлажнения 70% НВ– 348-380 мм, где на долю осадков приходилось от 66 до 71%, на поливы – от 23 до 37%. Наблюдениями было установлено, что на этом варианте произошло увеличение почвенных влагозапасов к концу вегетации от 3% до 6%.
В опытах с осенним влагозарядковым поливом в сочетании с вегетационными поливами суммарное водопотребление составило 303-323 мм, доля осадков возросла по сравнению с опытом с предполивным порогом увлажнения 70% НВ и составила от 78 до 82%. За счет поливов пришлось от 10 до 18%, и от запасов влаги – от 4 до 8%. Самые низкие значения водопотребления были определены на неорошаемом варианте – от 275 до 280 мм, и соответственно, большая часть пришлась на долю осадков – 90%, и за счет почвенной влаги – 10%. (табл.1).
Таблица 1. Суммарное водопотребление, урожайность и коэффициент водопотребления многолетних трав в годы 50% обеспеченности осадками
|
Вариант |
Приход влаги от: |
Суммарное водопотребление, мм |
Урожайность, т/га |
Коэффициент водопотребления., мм/т |
||
|
осадков |
поливов |
почвенных запасов |
||||
|
контроль |
248-251 90 |
- |
27-29 10 |
275-280 |
2,9-3,4 |
95-82 |
|
осенний влагозарядковый + вегетац. поливы |
248-251 82-78 |
30-60 10-18 |
25-12 8-4 |
303-323 |
10,5-9,8 |
29-33 |
|
70% НВ |
248-251 71-66 |
80-140 23-37 |
20-(+11) 6-(+3) |
348-380 |
9,8-9,1 |
35-42 |
в числителе – мм; в знаменателе – % от суммарного водопотребления;
+ – увеличение, уменьшение запасов влаги к концу вегетации.
Урожайность сена многолетних трав на вариантах с орошениями колебалось от 9,1 до 10,5 т/га, при коэффициентах водопотребления 29 – 42 мм/т.
Заключение. В условиях южных районов Красноярского края большая часть атмосферных осадков выпадает во второй половине лета, что предопределило сроки поливов. Суммарное водопотребление многолетних трав в наших опытах зависело от режима орошения и погодных условий, складывавшихся в вегетационные периоды. При этом водопотребление в большей мере определялось интенсивностью изучаемых режимов орошения, а его структура, кроме того, во многом зависела от количества атмосферных осадков, выпавших в вегетационный период. Осенние влагозарядковые поливы, аккумулируя влагу, позволяет отодвинуть весенние поливы на две – три декады и способствуют ускоренному отрастанию многолетних трав.
1. Badmaeva S. E. Ecological and meliorative research in Central Siberia: mon-ograph. Krasnoyarsk: KrasGAU, 2004. 141 p.
2. Badmaeva S. E. Optimization of agricultural landscapes in terms of heat and moisture availability: mat. International Scientific and Practical conference/ Kras-noyarsk, 2020. pp. 3 - 5.
3. Badmaeva Yu.V., Morev I.O., Kudrin V.S. Sustainability of agro-landscapes of the Minusinsk forest-steppe of the Krasnoyarsk Territory // Astrakhan Bulletin of ecological education. 2020. No. 1 (61). 2021. - pp. 93-96.
4. Badmaeva S.E. Intensive cultivation of perennial grass mixtures on flood-plain soils of the south of Central Siberia // Fertility. 2008. No. 3. pp. 22-26.
5. Badmaeva S.E., Semenova V.V. Granulometric composition and agrophysi-cal properties of ordinary chernozem of the forest-steppe of the Krasnoyarsk Terri-tory // Fertility.2019. No.2 (107). pp. 31-32.
6. Grebennikov A.M. Ecological functions of cultural growth in agrocenosis // Agrochemistry. 2001. No. 9. pp. 75-84.
7. Likhatsevich A. P., Romanov I.A. Assessment of the effect of the duration of the calculation interval on the accuracy of the water balance calculation under unstable weather conditions// Land reclamation.2017. No. 2. pp.5-9.
8. Merkusheva M.G., Badmaeva S.E., Ubugunov L.L. Irrigated soils of steppe territories of Eastern Siberia monograph. Krasnoyarsk: KrasGAU, 2010. 571 p.
9. Prikhodko V.E. Irrigated steppe soils: functioning, ecology, productivity: monograph. M.: Intellect, 1996. 180 p.
10. Semenova V.V., Badmaeva S.E. Optimization of the water regime of ordi-nary chernozem of the forest-steppe zone of the Krasnoyarsk Territory // Bulletin of KrasGAU. 2020. No. 1. pp. 40 - 46.
11. Ustinov M.T., Glistin M.V. Critical groundwater level as a criterion of eco-logical and meliorative state of soils// Bulletin of meliorative science. Kolomna, 2017. pp. 4-11.
12. The Federal Law of the Russian Federation "On Land Reclamation" was adopted by the State Duma on December 8, 1995, with amendments and additions dated December 19, 2022 No. 539 - FZ.
