УДК 631.6 Сельскохозяйственная мелиорация
ГРНТИ 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
ОКСО 35.00.00 Сельское, лесное и рыбное хозяйство
ББК 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ТБК 5607 Сельскохозяйственная мелиорация
BISAC TEC003000 Agriculture / General
В статье представлены результаты многолетних исследований по разработке режима орошения со щадящими поливными нормами при выращивании многолетних травосмесей в условиях юга Красноярского края. Суровые природно – климатические условия с холодными зимами, короткими жаркими летними периодами накладывает отпечаток на выращивание сельскохозяйственных культур. В большинстве сельскохозяйственных районов юга Красноярского края многолетние травы испытывают недостаток увлажнения в критические фазы роста и развития. Для восполнения дефицита почвенной влаги и повышения урожайности культур с высокими кормовыми качествами необходимо дополнительное увлажнение – поливы. На черноземах обыкновенных поливы должны быть небольшими нормами во избежание негативных последствий орошения, т.е. экологически безопасными.
многолетние травы, режим орошения, поливы, нормы, водопотребление, коэффициент, урожайность.
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. Бадмаева С. Э. Эколого-мелиоративные исследования в Средней Сибири: монография. Красноярск: КрасГАУ, 2004. 141 с.
2. Бадмаева С. Э. Оптимизация агроландшафтов по показателям теп-ло-влагоообеспеченности: мат. Межд. научно-практ. конф./ Красноярск, 2020. С. 3 - 5.
3. Бадмаева Ю.В., Морев И.О., Кудрин В.С. Устойчивость агро-ландшафтов Минусинской лесостепи Красноярского края // Астраханский вестник экологического образования. 2020. № 1 (61). 2021. - С. 93-96.
4. Бадмаева С.Э. Интенсивное выращивание многолетних травосме-сей на пойменных почвах юга Средней Сибири // Плодородие. 2008. № 3. С. 22 - 26.
5. Бадмаева С.Э., Семенова В.В. Гранулометрический состав и агро-физические свойства чернозема обыкновенного лесостепи Красноярского края // Плодородие.2019. №2 (107). С. 31 - 32.
6. Гребенников А.М. Экологические функции культурной расти-тельности в агроценозе // Агрохимия. 2001. № 9. С. 75-84.
7. Лихацевич А. П., Романов И.А. Оценка влияния продолжительно-сти расчетного интервала на точность водобалансового расчета при неустой-чивых погодных условиях// Мелиорация.2017. № 2. С.5 - 9.
8. Меркушева М.Г., Бадмаева С.Э., Убугунов Л.Л. Орошаемые поч-вы степных территорий Восточной Сибири монография. Красноярск: Крас-ГАУ, 2010. 571 с.
9. Приходько В.Е. Орошаемые степные почвы: функционирование, экология, продуктивность: монография. М.: Интеллект,1996. 180 с.
10. Семенова В.В., Бадмаева С.Э. Оптимизация водного режима чер-нозема обыкновенного лесостепной зоны Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2020. № 1. С. 40 - 46.
11. Устинов М.Т., Глистин М.В. Критический уровень грунтовых вод как критерий эколого-мелиоративного состояния почв// Вестник мелиоратив-ной науки. Коломна, 2017. С. 4 - 11.
12. ФЗ РФ «О мелиорации земель» принят Государственной Думой от 8 декабря 1995 г., с изменениями и дополнениями от 19 декабря 2022 г. № 539 - ФЗ
