Одним из ключевых направлений устойчивого развития сельского хозяйства в Центральной части Нечернозёмной зоны Российской Федерации является внедрение орошаемого земледелия, ориентированного на точное регулирование водного режима почв. Анализ водного баланса позволяет не только оценить эффективность использования влаги растениями, но и выявить водорегулирующую роль различных культур, определить их физиологические потребности в воде, а также смоделировать влияние агроландшафтов на гидрологический режим территории. На основе таких расчётов разрабатываются оптимальные схемы поливов, учитывающие динамику влагозапасов в почве.Цель исследования — выявить закономерности изменения компонентов водного баланса в зоне аэрации в зависимости от динамики влажности дерново-подзолистой почвы при выращивании белокочанной капусты в Центральном районе Нечернозёмной зоны Российской Федерации, с последующей разработкой научно обоснованных рекомендаций по оптимизации поливного режима.2. Материалы и методыИсследования проводились на территории южно-таёжной подзоны Нечернозёмной зоны России, охватывающей площадь 2,45 млн км² и включающей две природные провинции — Прибалтийскую и Среднерусскую. Экспериментальная работа выполнена в пределах Среднерусской провинции, где сосредоточено около 9 млн га пашни, 85% которой приходится на дерново-подзолистые почвы — основной объект данного исследования.2.1. Климат и почвыКлимат Центрального района Нечерноземья характеризуется как умеренно континентальный, с мягкой зимой и умеренно тёплым летом. Равнинный рельеф Восточно-Европейской платформы обеспечивает относительную климатическую однородность территории без резких локальных контрастов.По данным метеостанции г. Дмитрова (средние показатели за 44 года), сумма активных температур (>0 °C) составляет 1800–2100 °C. Суммарный радиационный баланс за период июнь–октябрь — 1110 МДж/м².Средняя продолжительность промерзания почвы— 165 суток, а безморозный период — 128 суток.В годы проведения исследований (2022–2024 гг.) температурный и осадочный режимы вегетационного периода (июнь–октябрь) существенно варьировались:2022 г.: средняя температура — +16,6 °C, осадки — 219 мм → тёплый, острозасушливый год2023 г.: +19,3 °C, осадки — 298 мм → жаркий, нормальный по увлажнению2024 г.: +17,1 °C, осадки — 257 мм → тёплый, засушливый годОпытный участок расположен на повышенных элементах рельефа, близких к водораздельным поверхностям.Уровень грунтовых вод: в период весеннего снеготаяния — 1,5–2,0 м от поверхности; в летне-зимнюю межень — 4,0–4,5 м.Абсолютная высота опытного участка — 200 м. До начала исследований территория находилась в состоянии целины. Почвенный разрез типичен для данной местности. Реакция среды (pH) варьирует в пределах 6,5–7,3, что соответствует слабокислой — нейтральной среде.Согласно классификации Н.А. Качинского, почвы участка отнесены к лёгким суглинкам с преобладанием мелкопесчаной и крупнопылеватой фракций, что определяет их водно-физические свойства и реакцию на орошение.2.2. Характеристика условий проведения полевых исследованийДля оценки влияния влажностного режима корнеобитаемого слоя на продуктивность белокочанной капусты были заложены полевые опыты с капельным орошением на трёх вариантах увлажнения и одном контроле (без полива). Каждый вариант повторялся трижды, что обеспечило статистическую надёжность полученных результатов. Площадь одной опытной делянки составляла 50 м², общая площадь под культурой — 240 м².Варианты опыта: высокий уровень влажности: 0,9–1,0 НВ (наименьшая влагоёмкость); средний уровень: 0,8–0,9 НВ; пониженный уровень: 0,7–0,8 НВ; контроль: без орошения.Геометрические параметры: длина делянки — 20м; междурядья — 0,5м; расстояние между растениями в ряду — 0,5м; расстояние между делянками — 1,5м.На все варианты, включая контроль, вносили одинаковые дозы минеральных удобрений: N₉₀P₁₀₀K₉₀, что исключало влияние питания на различия в урожайности и позволяло оценивать исключительно эффект водного режима.Полив осуществляли с помощью капельной системы орошения на основе труб из ПНД (полиэтилена низкого давления), оснащённых капельницами с производительностью 3 л/ч. Диаметр зоны увлажнения вокруг каждой капельницы составлял 0,5 м, а площадь — 0,196 м², что обеспечивало локальное и равномерное увлажнение корневой зоны.Глубина промачиваемого слоя корректировалась в соответствии с развитием корневой системы капусты.Контроль влажности почвы проводили на глубине 0,5 м, разбитой на пять 10-сантиметровых слоёв. Измерения выполняли с помощью электронного влагомера.Поливные нормы и частота поливов рассчитывались на основе водно-балансовых уравнений, учитывающих динамику влагозапасов в почве за конкретные интервалы времени. 3. Результаты и их обсуждения3.1. Анализ водного баланса по данным лизиметрических измеренийДля количественного изучения взаимодействия между компонентами водного баланса в зоне аэрации, а также для оценки динамики УГВ и определения величины суммарного испарения белокочанной капусты были задействованы лизиметры. Выбор типа лизиметра обусловлен спецификой решаемых задач: для реконструкции естественных гидрологических процессов в корнеобитаемом слое при сохранении структуры почвы и её физических свойств нами были применены водобалансовые лизиметры с монолитами ненарушенного почвенного сложения. Глубину увлажненного слоя корректировали в соответствии с динамикой развития корневой системы белокочанной капусты: в первые шесть пентад после посадки она составляла 20 см, а в последующий период — до уборки урожая — увеличивалась до 40–50 см.Количество атмосферных осадков фиксировали с использованием наземных осадкомеров типа ГГИ-3000 в соответствии с общепринятой методикой.Определение инфильтрации влаги из корнеобитаемого слоя осуществляется методом измерения объема воды, откачиваемой из трубы инфильтрации лизиметра. Отбор осуществляли с помощью погружного насоса, после полученный объём пересчитывали в миллиметры водного слоя с учётом площади лизиметра.Уравнение водного баланса зоны аэрации лизиметров и расчетного слоя делянок имеет следующий вид (в мм):∆W = Ос + m ± q - E                                                  (1)где ∆W = Wк – Wн – конечные и начальные влагозапасы почвы; Ос – осадки; m – поливная норма; ±q – водообмен корнеобитаемого слоя почвы с ниже расположенными слоями; -q – инфильтрация влаги в почве; +q – подпитывание зоны аэрации со стороны грунтовых вод; Е – суммарное водопотребление исследуемых культур.Составляющие водного баланса в монолите почвы лизиметра в период вегетации белокочанной капусты при оптимальной влажности дерново-подзолистой почвы за 2022...2024 гг. даны в таблице 1.Таблица 1Водные балансы зоны аэрации в лизиметрахВариантыΔW, ммОс, ммМ, мм-𝑞, ммEф, мм2022 годЛизиметр 2 м2-7198172121256Лизиметр 1,8 м2-81981721212572023 годЛизиметр 2 м210261135157229Лизиметр 1,8 м2102611351562302024 годЛизиметр 2 м2-14238155170237Лизиметр 1,8 м2-15238153162240Сумма осадков за вегетацию белокочанной капусты в 2022…2024 гг. равнялась соответственно годам 198, 261, 238 мм. Количество осадков повлияло на нормы орошения, которые за рассматриваемый срок составили соответственно 172, 135, 153 мм. Исходя из этого водоподача в сумме (Ос+М) соответственно по годам составила: 370, 396, 391 мм.3.2. Анализ водных балансов по данным исследований на опытных делянкахВодобалансовые расчеты за период вегетации белокочанной капусты на опытных делянках за 2022...2024 гг. даны в таблице 2.Таблица 2Водные балансы (мм) на опытных делянках в 2022…2024 гг.ВариантыΔW, ммОс, ммМ, мм-𝑞, ммEф, мм2022 годДелянка 1-8198258221243Делянка 2-8198172121257Делянка 3-9198118113212Контроль-91980591512023 годДелянка 19247213245220Делянка 210247137156232Делянка 31124777125202Контроль92470781772024 годДелянка 1-11238183200232Делянка 2-15238155168240Делянка 3-2823883138211Контроль-472380122166Суммарное испарение в годы 2022…2024 гг. равно 256, 229, 237 мм. Просачивание влаги через зону аэрации в лизиметрах составило в 2022 г. 𝑞 =-121 мм, 2023 г. 𝑞 = -156 мм, а в 2024 г. 𝑞 = -168 мм. Проведенные исследования на делянке № 1 в 2022-2024 гг. показали следующие результаты по средней влажности почвы 0,91НВ, 0,92НВ, 0,93НВ, при этом количество воды, пошедшее на орошение, составило по годам 258, 213, 183 мм, а водопотребление 243, 220 и 232 мм. На делянке № 2 влажность почвы при ее средних значениях получилась равной 0,82 НВ, 0,83 НВ, 0,83НВ, а количество воды, пошедшее на полив - 172, 137, 155 мм, суммарное испарение 257, 232 и 240 мм. На делянке № 3 - 0,72 НВ; 0,76 НВ; 0,74 НВ, количество воды, пошедшее на орошение, составило 118, 77, 83 мм, водопотребление 212, 202, 211 мм.На варианте без полива влажность почвы в среднем составила по годам 0,48 НВ, 0,62 НВ, 0,58 НВ, а соответственно суммарное испарение оказалось равным 151, 177, 166 мм.ВыводыДля обеспечения устойчивого и ресурсоэффективного производства белокочанной капусты на дерново-подзолистых почвах Центрального района Нечернозёмной зоны России необходима целенаправленная мелиорация, основанная на капельном орошении. Этот метод позволяет точно регулировать влажность корнеобитаемого слоя, минимизируя потери воды и адаптируя поливы к изменчивым климатическим условиям.Результаты проведённых исследований выявили чёткие закономерности взаимодействия компонентов водного баланса зоны аэрации в зависимости от влажности почвы и метеорологических условий. Основные выводы:Установлено, что запасы влаги варьируются в зависимости от года, режима орошения и фазы развития культуры.Получены пентадные и суммарные значения атмосферных осадков за вегетационный период.Оросительные нормы за 2022–2024 гг. существенно различались. Эти различия напрямую обусловлены межгодовой изменчивостью осадков и температурного режима Определен объём инфильтрации (–q) из зоны аэрации в нижележащие горизонты. Суммарное водопотребление культуры было рассчитано с высокой точностью и составило в среднем 230–257 мм за вегетацию, в зависимости от года.