Оптимизация режимов орошения многолетних агрофитоценозов в степном Зауралье
Автор: Япаров Г.Х., Сафин Х.М.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Проблемы прикладной экологии
Статья в выпуске: 4 т.9, 2007 года.
Бесплатный доступ
Для условий степного Зауралья Республики Башкортостан определены оптимальные режимы ороше- ния многолетних агрофитоценозов: установлены биоклиматические и биофизические коэффициенты разнопоспевающих травостоев, экологически безопасные нормы орошения для среднего по увлажне- нию года. Эти параметры позволяют оптимизировать режим дополнительного увлажнения корнеоби- таемого слоя почвы под многолетними агрофитоценозами и значительно повысить выход кормов с 1 га.
Короткий адрес: https://sciup.org/148198026
IDR: 148198026
Текст научной статьи Оптимизация режимов орошения многолетних агрофитоценозов в степном Зауралье
1Башкирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 2Министерство сельского хозяйства Республики Башкортостан, г. Уфа
Для условий степного Зауралья Республики Башкортостан определены оптимальные режимы орошения многолетних агрофитоценозов: установлены биоклиматические и биофизические коэффициенты разнопоспевающих травостоев, экологически безопасные нормы орошения для среднего по увлажнению года. Эти параметры позволяют оптимизировать режим дополнительного увлажнения корнеобитаемого слоя почвы под многолетними агрофитоценозами и значительно повысить выход кормов с 1 га.
Вопросы возделывания многолетних травостоев на орошаемых землях степного Зауралья изучены недостаточно, поэтому большой интерес представляет определение оптимальных режимов орошения разнопоспе-вающих сеяных травостоев. Соответствующие исследования проводились в ОПХ «Аб-зелиловское» Башкирского НИИСХ. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый на сложных аллювиально-делювиальных карбонатных суглинках.
Для выявления оптимального сочетания режимов орошения сеяных травостоев изучались различные варианты предполивной влажности (70-75% и 80-85% от НВ) и глубины увлажнения (0,7 и 1,0 м) на удобренном фоне. Полив проводился дождевальной установкой ДКШ-64 «Волжанка». Исследования проводились на сеяных травостоях различного срока созревания: раннеспелый – пырейник волокнистый (регнерия) (12 кг/га) + овсяница луговая (14); среднеспелый – кострец безостый (8) + люцерна синегибридная (12) + овсяница луговая (8); позднеспелый – пырей сизый (14) + овсяница луговая (12).
В среднем за 4 года исследований наибольшее количество поливов проводилось при предполивной влажности почвы 80-85% НВ и глубине увлажнения 0,7 м (табл. 1). Причем это наблюдалось на всех трех изучаемых травостоях (раннеспелый – 5 поливов оросительной нормой 2001 м3/га, среднеспелый – 6 поливов нормой 2625 м3/га, позднеспелый – 5 поливов и 2079 м3/га). Наименьшее количество поливов и оросительной воды потребовалось для поддержания заданного режима орошения в варианте увлажнения 7075% НВ и глубине расчетного слоя 1,0 м. На раннеспелом травостое в среднем за 4 года были проведены всего 3 полива оросительной нормой 1615 м3/га, на среднеспелом – 4 полива нормой 2152 м3/га и на позднеспелом – 3 полива и 1697 м3/га. В орошении больше других нуждался среднеспелый травостой, оросительная норма по вариантам опытов составила 2152-2625 м3/га. Наименьшее количество оросительной воды потребовалось для поливов раннеспелого травостоя (16152001 м3/га). Позднеспелый травостой по величине оросительной нормы занимает промежуточное положение (1683-2079 м3/га).
Поливной режим оказывает решающее влияние на величину суммарного водопот-ребления сеяных травостоев. Поддержание влажности почвы не ниже 80-85% НВ в расчетном слое 0,7 м определило самые высокие значения суммарного расхода воды на всех трех типах изучаемых травостоев: раннеспелого – 3950 м3/га, среднеспелого – 4532 м3/га, позднеспелого – 3921 м3/га в среднем за 4 года. Самые низкие значения суммарного водопотребления наблюдались в вариан- те 70-75% НВ и Н = 1,0 м и составили на ран- лом – 4173 м3/га, на позднеспелом – 3642 неспелом травостое 3659 м3/га, на среднеспе- м3/га.
Таблица 1. Структура суммарного водопотребления разнопоспевающих агрофитоценозов в среднем за 4 года
|
Предпо-ливная влажность, %НВ |
Глубина увлажнения, м |
Поливные нормы, м 3 /га |
Количество поливов, шт |
Использование воды за счет |
<1> КО ГО О ф X Q. ” О. Н 2 го о г S С Ф s ° 5 Ogg |
ф 1 ■е н 5 CD |
||
|
запасов почвенной влаги, м 3 /га |
атмосферных осадков, м 3 /га |
оросительной нормы, м 3 /га |
||||||
|
Раннеспелый травостой |
||||||||
|
70-75 |
0,7 |
600-650 |
3 |
502 |
1520 |
1755 |
3777 |
6,2 |
|
1,0 |
650-700 |
3 |
524 |
1520 |
1615 |
3659 |
6,3 |
|
|
80-85 |
0,7 |
400-500 |
5 |
429 |
1520 |
2001 |
3950 |
6,0 |
|
1,0 |
500-600 |
4 |
477 |
1520 |
1820 |
3817 |
6,1 |
|
|
Среднеспелый травостой |
||||||||
|
70-75 |
0,7 |
600-650 |
4 |
482 |
1520 |
2275 |
4277 |
5,4 |
|
1,0 |
650-700 |
4 |
501 |
1520 |
2152 |
4173 |
5,6 |
|
|
80-85 |
0,7 |
400-500 |
6 |
387 |
1520 |
2625 |
4532 |
5,4 |
|
1,0 |
500-600 |
5 |
435 |
1520 |
2414 |
4369 |
5,4 |
|
|
Позднеспелый травостой |
||||||||
|
70-75 |
0,7 |
600-650 |
4 |
398 |
1520 |
1860 |
3778 |
6,3 |
|
1,0 |
650-700 |
3 |
439 |
1520 |
1683 |
3642 |
6,4 |
|
|
80-85 |
0,7 |
400-500 |
5 |
322 |
1520 |
2079 |
3921 |
6,3 |
|
1,0 |
500-600 |
4 |
373 |
1520 |
1926 |
3819 |
6,4 |
|
Среди травостоев наибольшее количество воды в среднем за годы исследований потреблял среднеспелый травостой, средние значения суммарного водопотребления по вариантам опытов составили от 4173 до 4532 м3/га. Раннеспелый и позднеспелый травостои в среднем за 4 года потребляли примерно одинаковое количество влаги (раннеспелый от 3659-3950 м3/га, позднеспелый – 36423921 м3/га).
Самый низкий коэффициент водопотреб- ления на всех травостоях получен в варианте с предполивной влажностью почвы 8085% НВ и глубине увлажнения 0,7 м (раннеспелый - 6,0; среднеспелый - 5,4; позднеспелый - 6,3), самый высокий – с предполивной влажностью почвы 70-75% НВ и глубине увлажнения 1,0 м (соответственно - 6,3; 5,6; 6,4).
Режим орошения оказывал существенное влияние на урожайность сеяных травостоев (табл. 2).
Таблица 2. Урожайность травостоев различного срока созревания в зависимости от режима орошения в среднем за 4 года
|
Режим увлажнения |
Раннеспелый травостой |
Среднеспелый травостой |
Позднеспелый травостой |
|
Без орошения |
32,6 |
42,7 |
33,2 |
|
70-75%НВ, Н = 0,7 м |
61,4 |
79,0 |
59,5 |
|
70-75%НВ, Н = 1,0 м |
57,6 |
75,1 |
57,2 |
|
80-85%НВ, Н = 0,7 м |
65,8 |
84,3 |
62,4 |
|
80-85%НВ, Н = 1,0 м |
62,1 |
80,5 |
60,1 |
В варианте без орошения (контроль) урожайность была незначительной и составила на раннеспелом травостое от 29,3 до 34,9
ц/га, на среднеспелом – от 37,8 до 46,7 ц/га, на позднеспелом – от 30,3 до 35,7 ц/га. Наибольший сбор сухого вещества в среднем за 4
года на всех травостоях был получен при предполивном пороге влажности 80-85% от НВ, глубинах увлажнения 0,7 и 1,0 м и составил, соответственно, на раннеспелом травостое 65,8 и 62,1 ц/га, на среднеспелом – 84,3 и 80,5 ц/га, на позднеспелом – 62,4 и 60,1 ц/га. Максимальная продуктивность отмечена в варианте с предполивной влажностью почвы 80-85% и глубине увлажнения почвы 0,7 м. Это можно объяснить использованием наибольшего количества оросительной воды в этом варианте.
Поддержание влажности почвы в слое 1,0 м не ниже 70-75% НВ на всех травостоях потребовало наименьшее количество необходимой поливной воды за вегетационный период и обеспечило минимальный выход сухого вещества (раннеспелый травостой – 57,6 ц/га, среднеспелый – 75,1 ц/га, позднеспелый – 57,2 ц/га).
Сравнивая полученные результаты исследований, приходим к выводу, что наиболее оптимальными режимами орошения разно-поспевающих травостоев являются: для раннеспелого – 80-85% НВ и Н = 0,7 м, для среднеспелого – 70-75% НВ и Н = 0,7 м, для позднеспелого – 70-75% НВ и Н = 1,0 м.
Термостатно-весовой и другие методы определения влажности почвы на орошаемых участках в течение вегетационного периода очень трудоемки. Поэтому назначение поливов на практике производится с учетом заранее рассчитанного графика изменения суммарного водопотребления.
В связи с тем что многие расчетные методы определения суммарного водопотребле-ния имеют региональную ограниченность, возникла необходимость использовать био-климатический (А.М. Алпатьева) и биофизический (Г.К. Льгова) методы определения суммарного водопотребления, основанные на учете метеорологических условий и физиологических свойств культур.
Биофизический и биоклиматический методы расчета суммарного водопотребления и оросительных норм, имеющие ряд существенных недостатков, при наличии зональных коэффициентов и проведения корректировки применительно к погодным условиям могут быть использованы в производственных условиях.
Зональные значения биофизических и био-климатических коэффициентов, полученные по результатам опытов, приведены в табл. 3.
Таблица 3. Биоклиматические и биофизические коэффициенты разнопоспевающих травостоев для условий степного Зауралья Республики Башкортостан
|
Месяц |
Декада |
Биоклиматические коэффициенты |
Биофизические коэффициенты |
||||
|
раннеспелый травостой |
среднеспелый травостой |
позднеспелый травостой |
раннеспелый травостой |
среднеспелый травостой |
позднеспелый травостой |
||
|
Апрель |
3 |
0,27 |
0,24 |
0,20 |
0,14 |
0,13 |
0,11 |
|
Май |
1 |
0,30 |
0,30 |
0,24 |
0,16 |
0,16 |
0,13 |
|
2 |
0,33 |
0,35 |
0,29 |
0,17 |
0,18 |
0,15 |
|
|
3 |
0,39 |
0,39 |
0,31 |
0,20 |
0,20 |
0,16 |
|
|
Июнь |
1 |
0,45 |
0,46 |
0,34 |
0,22 |
0,23 |
0,17 |
|
2 |
0,42 |
0,48 |
0,36 |
0,20 |
0,23 |
0,17 |
|
|
3 |
0,42 |
0,42 |
0,37 |
0,19 |
0,19 |
0,17 |
|
|
Июль |
1 |
0,43 |
0,47 |
0,37 |
0,19 |
0,21 |
0,16 |
|
2 |
0,44 |
0,50 |
0,40 |
0,19 |
0,21 |
0,17 |
|
|
3 |
0,43 |
0,51 |
0,42 |
0,18 |
0,22 |
0,18 |
|
|
Август |
1 |
0,44 |
0,50 |
0,43 |
0,18 |
0,21 |
0,18 |
|
2 |
0,42 |
0,46 |
0,44 |
0,17 |
0,19 |
0,18 |
|
|
3 |
0,34 |
0,39 |
0,40 |
0,13 |
0,15 |
0,15 |
|
|
Сентябрь |
1 |
0,23 |
0,27 |
0,32 |
0,10 |
0,11 |
0,13 |
|
2 |
0,20 |
0,25 |
0,27 |
0,08 |
0,10 |
0,11 |
|
Вычисленные подекадные коэффициенты сплуатационными организациями при расче-могут быть использованы проектными и эк- те суммарного водопотребления и ороситель-
|
ной нормы для условий различной водообес-печенности. На основе опытов и соответствующих расчетов нами определены значения оптимальных оросительных норм разнопоспевающих травостоев в средний по влагообеспеченно-сти год: раннеспелого – 2000 м3/га, средне- |
спелого – 2300 м3/га, позднеспелого – 1700 м3/га. В каждом конкретном случае при близком залегании грунтовых вод данные оросительные нормы должны корректироваться с учетом глубины залегания подземных вод, литологии зоны аэрации и агрофона. |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ |
лем, 2001. 3. Шумаков Б.Б., Парфёнова Н.И., Решеткина |
|
Н.М. Экологические требования к системам земледелия на орошаемых землях //Земледелие. 1997. № 4. |
THE OPTIMIZATION OF TERMS OF GRATING LONG-TERMS AGROPHYTOCENOS’ES AT STEPPE ZAURAL’E
1Bashkortostan science researching institute of agriculture, Ufa 2Bashkortostan state pedagogical university, Ufa
Список литературы Оптимизация режимов орошения многолетних агрофитоценозов в степном Зауралье
- Алпатьев А.М. Влагооборот в природе и их преобразование. Л.: Гидрометеоиздат, 1969.
- Суюндуков Я.Т. Экология пахотных почв Зауралья Республики Башкортостан. Уфа: Гилем, 2001.
- Шумаков Б.Б., Парфёнова Н.И., Решеткина Н.М. Экологические требования к системам земледелия на орошаемых землях//Земледелие. 1997. № 4.
