УДК 631.432.2 Влажность
ГРНТИ 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
ОКСО 35.06.01 Сельское хозяйство
ББК 41 Общее растениеводство
ББК 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
ТБК 5611 Общее растениеводство. Земледелие. Агротехника
ТБК 5607 Сельскохозяйственная мелиорация
BISAC TEC003050 Agriculture / Irrigation
Пойменные почвы, представленные аллювиальными торфяно-глеевыми почвами, распространены в долинах рек Белый и Черный Июс в Республике Хакасия, фонд этих земель составляет около 23 тыс. га. Эти земли в основном используются как естественные сенокосы и пастбища, также присутствуют культурные пастбища с загонной системой выпаса и сеяные сенокосы. Почвы обладают высоким потенциальным плодородием, но в засушливые годы урожайность сельскохозяйственных культур низкая. Регулирование водного режима этих почв с забором воды из источников – рек позволит оптимизировать водный баланс и повысить урожайность культур. Для земель, расположенных в поймах рек, эффективным способом орошения является полив затоплением по чекам или как его называют лиманным орошением. Одно из главных преимуществ этого вида орошения заключается в том, что за одни сутки можно полить до 100…200 га, что при дефиците рабочей силы имеет существенное практическое значение. Недостаток лиманного орошения – это одноразовый характер увлажнения почвы, грузные нормы и продолжительность затопления, неравномерность увлажнения орошаемой площади и т. д. Несмотря на большие нормы весеннего затопления, влажность почвы на многих лиманах к середине лета уменьшается до нижнего порога оптимальной влажности и ниже, что отрицательно сказывается на росте и развитии растений. Этих недостатков лишены естественные и искусственные лиманы в зоне водохранилищ, оросительно-осушительных систем, прудов и других источников, которые могут подпитывать орошаемые земли в течение вегетационного периода по мере снижения влажности почв и тем самым регулируя водный баланс для оптимального роста и развития растений
орошение, пойменные почвы, плодородие, водный режим, затопление, регулирование, многолетние травосмеси, урожайность
Аллювиальные торфянисто-глеевые почвы формируются в притеррасной части поймы и в других пониженных элементах рельефа, являются длительно-сезонно-промерзающими и характеризуются хорошо выраженным перегнойно-торфянистым горизонтом и значительной оглеенностью профиля. Гранулометрический состав различный – от супесчаного до легко- и среднесуглинистого, причем в сухостепной зоне заметна определенная заиленность профиля из-за возрастания в этой зоне роли поемно-аллювиального фактора и процесса лессиважа в пойменном почвообразовании, которое проявляется в при вносе, осаждении и перемещении по профилю мелкодисперсных частиц. Значения рН в основном варьируют в слабокисло-слабощелочном интервале, а в сухостепной зоне бывают и щелочными [4]. При поливе затоплением большое значение имеют сроки начала затопления, продолжительность затопления и норма полива, т. е. режим полива затоплением. Вопросам режима затопления различных видов сельскохозяйственных культур посвящены исследования [6, 9, 10, 12]. В исследованиях, по разработке режима затопления, проведенных в европейской части Российской Федерации установлено, что слишком раннее затопление приводит к непроизводительной затрате воды, так как в начале вегетации растения в ней не нуждаются. Наиболее оптимальны такие сроки затопления, которые позволяют наилучшим способом совместить сроки спада воды с лимана и начала активной вегетации трав [3, 5]. Сроки начала затопления многие исследователи приурочивают к среднесуточной температуре воздуха и это особенно актуально для длительно-сезонно промерзающих почв Сибири [8, 13].
Особенность лиманного орошения состоит в том, что увлажняющий слой почвы ограничен снизу сезонно-мерзлотными, в некоторых местах многолетне-мерзлотными почвогрунтами. Процесс увлажнения в данных условиях протекает одновременно с процессами протаивания, поэтому мощность слоя полного насыщения на затопляемом лимане определяется глубиной протаивания. Оптимальный режим затопления для получения высокого урожая трав с качественным кормом и сохранения мелиоративного состояния угодий заключается, прежде всего, в своевременной подаче воды нормами, обеспечивающими требуемую для луговых трав продолжительность затопления (период стояния воды на поверхности лиманов). Наиболее высокая урожайность трав на лиманах получается при затоплении с 5 мая по 20–25 мая, т. е. в течение 15…20 дней. При этом под водным покровом в почве создаются условия высокой влажности, поддерживается ровная низкая температура, необходимая для первой стадии развития корневищных и рыхлокустовых злаков. На лугах, предназначенных для лиманного орошения, при изреженном травостое, а также при коренном улучшении следует производить посев многолетних бобово-злаковых травосмесей. [11].
Цель исследований. Разработать режим затопления многолетних сеяных бобово-злаковых травосмесей в годы различной обеспеченности осадками. Методы и схема исследований. Режим влажности почвы и водно-физические свойства изучались по общепринятым методикам почвенных исследований [1, 2, 7]. Полевые опыты закладывались по схеме: ● 1‑й вариант – без затопления (контроль); ● 2‑й вариант – одноразовое весеннее затопление нормой 250 мм; ● 3‑й вариант – весеннее затопление нормой 250 мм+подпитывание в вегетационный период нормой 150 мм. Площадь опытных участков под каждым вариантом – 0,48 га. На каждом варианте режима затопления проводились опыты по подбору травосмесей. Каждый вид травосмеси состоял из трех компонентов (1 бобовый и 2 злаковых).
Результаты и их обсуждение. Вегетационные периоды трехлетнего исследования по обеспеченности осадками охватили: влажный год (25% обеспеченности осадками), полузасушливый (50% обеспеченности) и засушливый (75% обеспеченности). Исходные запасы влаги во влажный год (25% обеспеченности осадками) в полуметровом слое почвы составили от 181,6 мм до 205,2 мм, или 70…75% НВ. На контроле в течение вегетации трав до второго укоса влажность почвы варьировала в пределах 70…77% НВ. В этот период осадков выпало 112,5 мм, но они были частыми и незначительными и поэтому не оказали существенного влияния на запасы влаги в почве. Но, тем не менее, в фазе стеблевания трав в результате осадков отмечалось повышение влажности до оптимального уровня – 91% НВ.
Совершенно иное положение сложилось в период вегетации трав до второго укоса. Частые осадки, выпавшие с середины июля до конца августа, способствовали постепенному повышению влажности. Так, к концу июля отмечалось насыщение почвы влагой до уровня наименьшей влагоемкости. При одноразовом затоплении влажность почвы до проведения поливов варьировала в пределах 70…80% НВ, что недостаточно для нормальной вегетации многолетних трав. В фазе ветвления трав проведен полив затоплением нормой 250 мм. Продолжительность стояния воды на участке составила 14 сут, т. е. с момента затопления в течение 14 сут почва была насыщена влагой до уровня наименьшей влагоемкости. Такому длительному стоянию воды на участке способствовали и часто выпадающие осадки. В дальнейшем отмечалось некоторое снижение запасов влаги до 89% НВ, но к первому укосу влажность была на уровне 98% НВ. В период вегетации трав до второго укоса в результате выпавших осадков и на фоне весеннего затопления запасы влаги в полуметровом слое почвы были высокими и колебались в пределах 96…100% НВ. При двухразовом затоплении запасы влаги в почве до полива были невысокими – 74…76% НВ, даже несколько ниже, чем при одноразовом затоплении. Полив проведен нормой 250 мм, продолжительность затопления составила 14 сут, и в дальнейшем шло снижение влажности, но в целом она держалась на уровне 92…100% НВ. При формировании трав до второго укоса во влажный год дополнительного затопления не потребовалось. В условиях полузасушливого вегетационного периода (50% обеспеченности осадками) влажность почвы по вариантам составила от 118,5 до 154,6 мм, или 42…56% НВ, что недостаточно для роста и развития растений. На контроле влажность почвы в начале вегетации трав составила 140,9 мм, или 54% НВ. Но в результате осадков, выпавших 11–15 июля, наблюдалось повышение влажности до 65…69% НВ. К первому укосу трав (8 июля) влажность почвы повысилась до 71% НВ.
Совершенно другая картина отмечалась во втором укосе. В начале вегетации трав до второго укоса влажность составляла 61% НВ. В фазе ветвления трав в результате осадков влажность повысилась до 76% НВ, затем при переходе в фазу ветвления-стеблевания произошло ее понижение до 65…68% НВ. Обильные осадки, выпавшие в первой декаде августа, обеспечили оптимальный уровень влажности (88…98% НВ). При одноразовом затоплении исходные запасы влаги в начале вегетации трав составили 154,6 мм, или 56% НВ, что недостаточно для роста и развития многолетних трав. В фазе отрастания-ветвления (31 мая) проведен полив затоплением нормой 250 мм, что позволило увлажнить полуметровый слой почвы до величины наименьшей влагоемкости. Продолжительность затопления составила 10 сут, после чего вся влага впиталась в почву. В дальнейшем шло постепенное снижение влажности почвы, и к первому укосу она составила 229,1 мм, или 86% НВ. В начале отрастания трав до второго укоса в результате выпавших осадков (32 мм) отмечалось повышение влажности почв от 86 до 90% НВ, затем шло постепенное ее снижение, и в фазе ветвления и начале стеблевания она была ниже оптимальных значений – 77…75% НВ. В последующие фазы развития растений осадки способствовали варьированию влажности в пределах 90…94% НВ. При двухразовом затоплении исходные запасы влаги были очень низкими – 118,5 мм, или 44% НВ. Полив, проведенный в начале фазы ветвления многолетних трав, нормой 250 мм, обеспечил насыщение полуметрового слоя почвы до наименьшей влагоемкости. Продолжительность стояния воды на участке составила 9 сут. На этом варианте до первого укоса наблюдалась аналогичная ситуация с динамикой влажности, отмеченная с одноразовым затоплением, т. е. шло постепенное ее снижение – от 94 до 82% НВ. При формировании трав до второго укоса наблюдалось уменьшение влажности почвы до 77% НВ. Затопление, проведенное 13 июля нормой 150 мм, позволило поддерживать оптимальную влажность почвы в течение вегетации трав до второго укоса в пределах 85…100% НВ. В очень засушливый год (75% обеспеченности осадками) исходные запасы влаги в условиях естественного увлажнения, т. е. на контроле, были низкими – 139,8 мм, или 54% НВ. Травы до первого укоса вегетировали в неблагоприятных условиях. В фазе отрастания-ветвления трав отмечалось снижение влажности почв до 52% НВ. Затем в результате незначительных осадков влажность почв повысилась до 63…69% НВ. Но к первому укосу трав вновь отмечалось ее понижение до 62% НВ. Всего за этот период выпало 66,8 мм осадков. В течение вегетации трав до второго укоса влажность почвы была в пределах 63…76% НВ. За этот период выпало 106,5 мм осадков.
При одноразовом затоплении исходные запасы влаги в почве были 154,6 мм, или 59% НВ, и к началу весеннего затопления составили 140,8 мм, или 54% НВ. В фазе ветвления проведен полив затоплением нормой 250 мм, продолжительностью 13 сут, затем отмечалось понижение влажности, и к первому укосу она составила 212,5 мм, или 80% НВ. В этот период наблюдалось кратковременное повышение влажности до 97% НВ. В течение вегетации трав до второго укоса наблюдалось снижение запасов влаги, по сравнению с периодом до первого укоса трав. Динамика влажности варьировала в пределах 74…88% НВ, а к концу вегетации трав, перед укосом – до 72…74% НВ. При двухразовом затоплении складывалась ситуация, аналогичная с одноразовым затоплением в период формирования трав до первого укоса. Следует отметить, что запасы влаги в почве к началу весеннего затопления были еще ниже, чем на варианте с одноразовым затоплением, и составили всего лишь 52% НВ. Полив затоплением, проведенный 28 мая нормой 250 мм, обеспечил оптимальную влажность почвы до начала фазы бутонизации, а затем к первому укосу отмечалось ее понижение до 75% НВ. Для поддержания оптимальной влажности почвы под травы второго укоса 4 июля проведен полив нормой 150 мм, что способствовало поддержанию оптимальной влажности почвы в полуметровом слое в течение вегетации трав до второго укоса.
Заключение. Таким образом, в полузасушливый и очень засушливый год осадки не обеспечивают оптимальную влажность почвы для роста и развития многолетних трав. Одноразовый весенний полив способствует поддержанию оптимальной влажности почв при формировании трав до первого укоса. Для нормальной жизнедеятельности трав до второго укоса необходимо дополнительное увлажнение. Исключение составил влажный год, где обильные и частые осадки, особенно во второй половине вегетации, позволили повысить запасы влаги в почве до необходимого для вегетации трав уровня
1. Агрофизические методы исследования почв. – М.: Наука, 1966. – 259 с.
2. Агрохимические методы исследования почв. – М.: Наука, 1975. – 656 с.
3. Бадмаева С.Э. Оптимизация агроландшафтов по показателям тепло- влагоообеспеченности. – Наука и образование. Мат. Межд. научно-практ. конф. Красноярск, 2020. – С. 3 – 5.
4. Бадмаева С.Э., Меркушева М.Г. Научные основы рационального использования орошаемых агроландшафтов Восточной Сибири – Красноярск: КрасГАУ- 2014. – 412 с.
5. Бадмаева Ю.В. Мелиоративные мероприятия по оптимизации свойств агроландшафтов// Мелиорация и водное хозяйство. – 2023. – № 3. – С.20-24.
6. Булахтина Г.К. Влияние различных способов полива на продуктивность многолетних кормовых травосмесей / Г. К. Булахтина, Н. И. Кудряшова, А. В. Кудряшов// Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. – 2017. – № 1(65). – С.142-144.
7. Вадюнина А.Ф. Методы определения физических свойств почв и грунтов / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. – М.: Высш. шк., 1973. – 398 с.
8. Вожегова Р. А. Агрометеорологическое обоснование режимов орошения сельскохозяйственных культур / Р. А. Вожегова, И. Н. Беляева, С. В. Коковихин // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. – 2017. – № 1(65). – С.187-192.
9. Добрачев Ю.В. Оценка состояния производственных участков рисовых оросительных систем мелиоративного комплекса Нижней Кубани// Мелиорация и водное хозяйство. – 2023. – № 5. – С.32-38.
10. Иванютин Н.М. Анализ использования и перспективы развития различных способов орошения, применяемых в Крыму/ Н. М. Иванютин, С. В. Подовалова// Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. – 2017. – № 1(65). – С.6-11.
11. Многолетние бобовые травы при орошении – гарант устойчивого кормопроизводства в Нижнем Поволжье / Н. И. Бурцева, Е. И. Молоканцева, Е. С. Бахтыгалиев, И. П. Ивина // Мелиорация и гидротехника. – 2024. – Т. 14, № 3. – С. 165–180. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2024-14-3-165-180.
12. Семененко С.Я. Повышение эффективности использования систем лиманного орошения на основе государственно-частного партнерства / С.Я. Семененко, И.А. Манжикова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. – 2015. – №2 (38). – С. 252–256.
13. Чураков Д. С. Влияние весеннего затопления и зим¬него орошения на продуктивность пойменных лугов бассейна р. Алей /Д. С. Чураков, А.И. Медведников // Ме¬лиорация пойменных земель Сибири. - Красноярск, 1986. - С. 119-125.
