CC BY
16
ВЕСТНИК БЕЛОРУССКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ
АКАДЕМИИ № 2 2015
МЕЛИОРАЦИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО
УДК 633.283; 631.67; 631.432
В. М. ЛУКАШЕВИЧ ДОЖДЕВАНИЕ ЯПОНСКОГО ПРОСА
(Поступила в редакцию 03.03.2015)
В статье представлены результаты полевых опытов по The article presents results of field experiments on the
дождеванию японского проса при возделывании на зерно и sprinkling of Japanese millet during its cultivation for grain and
зеленую массу. Установлено, что наиболее оптимальным green mass. We have established that the optimal water regime
водным режимом дерново-подзолистой суглинистой почвы в of sward-podzolic loamy soil in the north-eastern part of the
северо-восточной части Республике Беларусь является ре- Republic of Belarus is the mode with the lower threshold of
жим с нижним порогом влажности 80 % НВ. Урожайность humidity of 80% NV. The yield of dry mass of Japanese millet
сухой массы японского проса при этом достигает 195,7 ц/га, here is up to 19.57 t/ha, which is by 88.5% more than that with
что на 88,5 % больше, чем при естественном увлажнении. natural moistening. Grain yield amounts to 4.01 t/ha, which is
Урожай зерна составляет 40,1 ц/га, это соответственно на respectively by 59.8% more than that in the variant without
59,8 % больше, чем в варианте без орошения. irrigation.
Введение
В настоящее время обеспеченность животноводства Республики Беларусь сочными и концентрированными кормами еще не достигла необходимого уровня. Поэтому укрепление кормовой базы за счет однолетних высокопродуктивных культур с биохимическим составом, близким к физиологическим потребностям животных, интродукция и расширение ассортимента кормовых культур являются перспективными направлениями кормопроизводства [3, 7]. При этом большую роль играет подбор культур, которые должны обладать короткими периодами вегетации и ценными морфологическими признаками и свойствами растений [6, 9]. Поэтому в рамках «Государственной программы устойчивого развития села на 2011-2015 гг.» планируется увеличить посевы однолетних культур, в том числе в поукосных, пожнивных и других промежуточных посевах, до 400 тыс. гектаров.
Одним из перспективных видов однолетних трав, которые при наименьших затратах дают высокий урожай качественных кормов является японское просо (пайза) [4, 11].
Анализ источников
Из литературных источников установлено, что пайза - культура теплого, влажного климата, постепенно продвигающаяся в районы умеренного пояса. Она дает высокие урожаи в регионах с годовой суммой осадков не менее 500 мм в год и суммой активных температур воздуха свыше +10 °С в пределах 2000-2400 °С [1]. Поэтому в регионах с неустойчивым увлажнением в засушливые вегетационные периоды, когда возникает дефицит влажности почвы, происходит значительное снижение не только интенсивности накопления зеленой массы японского проса, но и качества его урожая. Что в свою очередь для нормального роста и развития растений предполагает проведение оросительных мелиораций. Опыт орошения японского проса в странах постсоветского пространства (России, Украине) показал, что при дождевании данной культуры урожайность зеленой массы увеличивается в 24 раза [1, 2, 5]. Орошение данной культуры в условиях Республики Беларусь нами не установлено, следовательно исследования по режиму орошения японского проса представляют практический интерес и являются целью настоящих исследований.
Методы исследования
Полевые опыты были проведены на опытном орошаемом поле УО БГСХА «Тушково-1» Горецко-го района Могилевской области в 2012-2014 гг. Опытное поле расположено на участке с выровненным рельефом. Основным источником формирования влагозапасов являются атмосферные осадки. Почвы дерново-подзолистые суглинистые. Водно-физические свойства почвы в слое 0-100 см в
среднем характеризуются следующими показателями: плотность сложения 1,55 г/см3, плотность твердой фазы 2,66 г/см3, наименьшая влагоемкость 22,5 % к массе сухой почвы. Наблюдения за метеорологическими показателями проводили непосредственно на опытном участке с помощью оборудованного метеорологического поста.
Схема опыта включала следующие варианты: 1 - контроль (без орошения); 2 - орошение японского проса при снижении предполивной влажности до уровня 60 % НВ; 3 - орошение японского проса при снижении предполивной влажности до уровня 70 % НВ; 4 - орошение японского проса при снижении предполивной влажности до уровня 80 % НВ.
Верхним пределом оптимального увлажнения почвы принята наименьшая влагоемкость. Для исключения поступления воды с соседних делянок, а также переноса струй ветром установлены защитные полосы шириной 10-20 м. Расположение делянок опытного участка увязывали со схемой полива дождевальной машины для обеспечения равномерного увлажнения почвы. Сроки полива устанавливали по мере снижения влажности почвы до нижнего предполивного предела в расчетном слое почвы. При этом влажность почвы определяли с интервалом 5-7 суток. За расчетный слой почвы принят слой 0-50 см. Контроль за нормой полива осуществляли при помощи дождемеров, а также по интенсивности и продолжительности дождевания в соответствии с соответствующей методикой [8, 10].
Технология возделывания японского проса в опыте общепринятая. Для проводимых нами исследований был выбран сорт Удалая 2. Способ посева сплошной рядовой с нормой высева 4,5 млн. шт/га. Полевая всхожесть составила 68 %. Сроки посева 2 и 3 декады мая. В фазе кущения проводили химическую обработку посевов препаратами агритокс и прима (нормой 0,7 л/га). Сроки уборки 2 и 3 декады сентября. Учет урожая орошаемой культуры проводили сплошным методом. Статическую обработку результатов исследований проводили с использованием традиционных методик [10].
Основная часть
Период проведения исследований охватывал различные годы по тепловлагообеспеченности. Так, 2012 г. избыточно увлажненный по осадкам и средний по температуре воздуха; 2013 г. слабозасушливый близкий к засушливому и теплый; 2014 г. оптимальный по увлажнению и теплый по тепло-обеспеченности. В целом природно-климатические условия района исследования являются типичными, что позволяет распространить результаты исследований на всю территорию северо-восточной зоны Республики Беларусь.
В 2012 г. на начало вегетационного периода значения влагозапасов в расчетном слое составляли 79 % НВ. Это в свою очередь потребовало проведения первого полива в варианте 4. В июне месяце выпало 40 % атмосферных осадков всего вегетационного периода, именно в этот месяц наблюдается избыточное увлажнение во всех четырех вариантах опыта (ГТК=3,3). Максимальные значения влажности почвы были зафиксированы в четвертом и первом вариантах и составили 112 и 111 % НВ соответственно. Июль месяц и первая декада августа были самыми жарким. В июле месяце наблюдали сразу два засушливых периода, поэтому влажность почвы снизилась до 58 % НВ в первом варианте, 61 % НВ - во втором, 65 % НВ и 77 % НВ - в третьем и четвертом вариантах. Гидротермический коэффициент соответствовал очень засушливому периоду (0,5). Именно в это время были произведены основные поливы. Еще один засушливый период наблюдали с конца августа до средины первой декады сентября (за 10 дней выпало 0,2 мм дождя). Середину августа, а также вторую и третью декады сентября можно отнести к периоду с достаточно равномерным распределением атмосферных осадков и температуры. В этот период влажность почвы находилась в оптимальных пределах по вариантам опытов (62-98 % НВ). В варианте с естественным увлажнением влажность почвы за период вегетации варьировала от 58 до 103 % НВ.
В 2013 г. высокие среднесуточные температуры, равномерное выпадение обильных осадков, достаточно прогретая почва в мае способствовали более раннему севу культуры и быстрому появлению всходов. Влажность почвы при этом находилась в пределах от 84 % НВ до 107 % НВ. Полив требовался только в четвертом варианте, но из-за прогнозирования выпадения обильных осадков полив не проводили. В июне наблюдали первый бездождный период, который длился 11 дней. Температура воздуха при этом достигала 29 °С, а гидротермический коэффициент по декадам варьировал от 0,4 до 1,6. В результате влажность почвы снизилась до 70 % НВ в третьем варианте, 81 % НВ - в четвертом. Поэтому потребовалось проведение поливов во второй и третьей декаде июня поливными нормами 300 м3/га. Июль месяц характеризовался достаточно равномерным распределением выпадения осадков, но для поддержания влажности почвы в принятых пределах во второй декаде провели полив в четвертом варианте, так как влажность почвы опустилась до 82 % НВ. Самый продолжительный период засухи (29 дней) зафиксирован с конца июля и до 3 декады августа. Сумма среднесуточных
температур за это время составила более 550 °С, или 21 % от всего вегетационного периода. При этом влажность почвы во всех четырех вариантах очень резко снизилась: в первом варианте до 39 % НВ; во втором 64 % НВ; в третьем и четвертом 77 % НВ и 79 % НВ соответственно. Поэтому за 2 декады августа поливы были проведены во всех вариантах опытов (кроме контроля). Последовавшее выпадение осадков в конце августа и сентябре способствовало поддержанию влажности в оптимальных пределах до конца вегетационного периода. При этом заметно снизились среднесуточные температуры воздуха 10,4-14,9 °С. Влажность почвы в этот период во всех вариантах опыта не опускалась ниже НВ. В варианте с естественным увлажнением влажность почвы за период вегетации опускалась до 39 % НВ, что в значительной мере повлияло на рост и развитие культуры.
В начале вегетационного периода 2014 г. влагозапасы почвы опустились до 80 % НВ, в результате чего потребовалось провести полив. Однако полив не проводили, так как на следующий день после взятия влажности выпали осадки. Невысокие среднесуточные температуры воздуха в июне месяце значительно повлияли на водопотребление растений и на влажность почвы. Несмотря на то, что ГТК в июне месяце в среднем составил 0,7, а за первые две декады выпало всего 16 мм осадков, полив потребовался только в четвертом варианте. В июле влажность почвы опустилась до 81 % НВ в четвертом варианте, 70 % - втором и третьем. Поэтому были проведены увлажнительные поливы. В варианте 2 увлажнительный полив провели с расчетом на дальнейшую засуху. С третьей декады июля по вторую декаду августа наблюдался бездождный период, в результате чего влажность почвы снизилась до нижних порогов предполивной влажности. Влажность почвы варьировала от 65 до 84 % НВ по вариантам опытов. Поэтому были проведены поливы сразу на трех вариантах с орошением. А в варианте четыре проведено 2 полива. Третья декада августа характеризовалась избыточным увлажнением. Влажность почвы достигала 122 % НВ. Второй бездождный период пришелся на первую и вторую декады сентября. Однако низкие среднесуточные температуры воздуха сентября и избыточное увлажнение третьей декады августа (ГТК 4,3; 65 мм - осадков) коренным образом повлияли на дальнейший водный режим почвы (влажность почвы не опускалась ниже 80 % НВ), поэтому до самого конца вегетации поливы не потребовались.
Научный интерес в наших исследованиях представляет определение границ оптимального водного режима почвы, обуславливающего получение высоких и устойчивых урожаев японского проса.
В 2012 г. максимальная урожайность сухого вещества достигла 219,2 ц/га в четвертом опытном варианте и минимальная 123,6 ц/га в первом варианте. Урожайность зерна на контроле составила 25,9 ц/га, что соответствует норме. Максимальные значения урожайности зерна 35,5 и 42,6 ц/га зафиксированы в третьем и четвертом вариантах.
В 2013 г. урожайность сухого вещества в первом варианте имела минимальные значения за 3 года проведенных опытов по этому варианту. Прибавки урожайности по сравнению с контролеми следующие: в варианте 2 - + 15,0 %; в варианте 3 - + 60,0 %; в варианте 4 - + 111,2 %. Уборку зерна проводили в третьей декаде сентября. Урожайность зерна без орошения составила 24,1 ц/га. Максимальная прибавка урожайности составила 13,2 ц/га (54,8 % от контроля) в варианте 4. Во втором и третьем вариантах прибавки урожайности также существенны: 3,5 и 8,4 ц/га (14,5 и 34,9 %) соответственно.
В 2014 г. в варианте с естественным увлажнением урожайность сухой массы составила 101,7 ц/га, а зерна 25,3 ц/га. Прибавки урожайности возрастали с увеличением оросительной нормы по вариантам опытов в следующем порядке: в варианте 2 - 19,7 ц/га; в варианте 3 - 33,7 ц/га; в варианте 4 -68,8 ц/га для сухого вещества; в варианте 2 - 3,5 ц/га; в варианте 3 - 8,8 ц/га; в варианте 4 - 15,2 ц/га при возделывании на зерно. В среднем урожайность японского проса за период 2012-2014 гг. представлена в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Прибавка урожайности сухого вещества японского проса от увлажнения почвы в среднем за 3 года исследований
Варианты Увлажнение Урожайность сухого вещества, ц/га Прибавка урожая по сравнению с контролем
ц/га %
1. Контроль естественное 103,8 - -
2. Предполивной порог влажности 60 % НВ естественное + орошение нормой 370 м3/га 123,4 + 19,6 18,9
3. Предполивной порог влажности 70 % НВ естественное + орошение нормой 600 м3/га 148,9 + 45,1 43,4
4. Предполивной порог влажности 80 % НВ естественное + орошение нормой 850 м3/га 195,7 + 91,9 88,5
В среднем, за три года прибавка урожая в сухом веществе по сравнению с контролем составила: 18,9 % во втором, 43,4 % - третьем, 88,5 % - четвертом вариантах. Прибавка урожая при возделывании на зерно соответственно 11,2 %, 35,5 %, 59,8 %.
Варианты Увлажнение Урожайность, ц/га Прибавка урожая по сравнению с контролем
ц/га %
1. Контроль естественное 25,1 - -
2. Предполивной порог влажности 60 % НВ естественное + орошение нормой 370 м^/га 27,9 + 2,8 11,2
3. Предполивной порог влажности 70 % НВ естественное + орошение нормой 600 м3/га 34,0 + 8,9 35,5
4. Предполивной порог влажности 80 % НВ естественное + орошение нормой 850 м3/га 40,1 + 15,0 59,8
На основании полученного экспериментального материала за период исследований выполнен расчет зависимости показателей урожайности японского проса от суммарного увлажнения, который выражен в графиках (рис. 1).
Суммарное уелвжнепие, мм Суммарное у»пажнеиие.мм
а) б)
а - сухое веществе; б - зерно (семена) Рис. 1. Зависимость урожайности японского проса от суммарного увлажнения (естественного увлажнения и оросительной нормы) за 2012-2014 гг. Суммарное увлажнение принимали для периода посев-уборка. Анализ статистических показателей тесноты связи в полученных уравнениях регрессии показывает достаточную устойчивую связь между урожаем японского проса и суммарным увлажнением 0,98-0,99 (табл. 3). Таблица 3. Уравнения связи урожайности японского проса с суммарным увлажнением
Возделывание Уравнение связи Корреляционное отношение Пределы применения
Суммарное увлажнение, мм Урожайность, ц/га
На сухое вещество У=0,012(Рм)2-8,463Рм+1601 0,98 356-441 104-196
На зерно У=0,0017(Рм)2-1,211 Рм+234,6 0,99 25,1-40,1
Примечание : Рм - суммарное увлажнение, мм; У - урожайность, ц/га.
При возрастании суммарного увлажнения происходит значительное увеличение урожайности сухого вещества и зерна. Допустимые пределы суммарного увлажнения и урожая составляют 356441 мм, 104-196 ц/га, 25,1-40,1 ц/га соответственно.
Заключение
Наблюдения за водным режимом почвы показали, что он определяется в первую очередь метеорологическими условиями года. Установлено, что даже в годы с нормальным и избыточным увлажнением из-за неравномерности выпадения осадков и распределения тепла требуется дополнительное увлажнение японского проса.
Наиболее оптимальным водным режимом дерново-подзолистой суглинистой почвы (из принятых нами) в северо-восточной части Республики Беларусь является режим с нижним порогом влажности 80 % НВ. Урожайность сухой массы японского проса при этом достигает 195,7 ц/га, что на 88,5 % больше, чем при естественном увлажнении. Урожай зерна составляет 40,1 ц/га, это соответственно на 59,8 % больше, чем в варианте без орошения.
В результате статической обработки полученных опытных данных найдены уравнения связи урожайности японского проса с суммарным увлажнением, а также пределы их применения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Башинская, О. С. Продуктивность пайзы в зависимости от основных элементов технологии возделывания на черноземах Саратовского Правобережья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.09 / О. С. Башинская; Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н. И. Вавилова. - Саратов, 2007. - 24 с.
2. Боярский, А. В. Разработка технологических приемов возделывания пайзы на зеленую массу в северной лесостепи Кузнецкой котловины: автореф. дис. ... канд. канд. с.-х. наук: 06.01.09 / А. В. Боярский. - Кемерово, 2002. - 14 с.
3. Глуховцев, В. В. Интродукция нетрадиционных растений в Лесостепи Среднего Поволжья / В. В. Глуховцев, В. Ф. Казарин // Аграрная наука. - 2005. -№ 4. - С. 13-14.
4. Продуктивность новых видов культур, качество сенажа и использование его в рационах лактирующих коров / А. Л Зиновенко [и др.] // Зоотехническая наука Беларуси. - Жодино, 2008. - Т. 43. - С. 65-72.
5. Иванова, Н. А. Влияние орошения и удобрений на урожайность и качествозерна сорго / Н. А. Иванова, Т. С. Кун-дрюкова // Мелиорация и водное хозяйство. - 2013. - №3. - С. 15-17.
6. Возделывание просовидных культур в Республике Беларусь: монография / О. С. Корзун [и др.]. - Гродно, 2011. - 189 с.
7. Кукреш, Л. В. Инновационные технологии - основа развития АПК / Л. В. Кукреш, П. П. Казакевич // Научно-
инновационная деятельность в АПК: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. - Минск: УО БГАТУ, 2010. - С. 14-22.
8. Методические указания по проведению наблюдений за мелиоративным состоянием осушенных земель. - Л.: СевНИ-ИГиМ, 1972. - 153 с.
9. Мирзаев, Т. М. Просовидные культуры в Узбекистане / Т. М. Мирзаев, А. П. Панжиев // Кукуруза и крупяные культуры. - Научн.-техн. Бюллетень ВАСХНИЛ. - 1988. - Вып. 183. - С. 71-73.
10. Опытное дело в полеводстве. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 176 с.
11. Цыганкова, А. В. Основные направления совершенствования производства нетрадиционных просовидных кормовых культур / А.В. Цыганкова // Научный потенциал молодежи - будущему Беларуси: материалы IV Междунар. молодежной науч.-практ. конф., Пинск, 9 апреля 2010 г. - Пинск, 2010. - Ч. 1. - С. 170-172.
УДК 631.67
В. И. ЖЕЛЯЗКО, Е. А. ВЧЕРАШНИЙ
ПОТЕРИ ВОДЫ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ СОИ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ IRRILAND RAPTOR
(Поступила в редакцию 11.03.2015)
В статье представлены результаты опытов по опре- The article presents results of experiments to determine the
делению потерь воды при дождевании сои дождевальной water losses during sprinkling soy with the sprinkler Irriland
установкой IRRILAND RAPTOR. Установлено, что листо- Raptor. We have established that the leaf surface of soy catches
вой поверхностью сои задерживается и испаряется от and evaporates from 0.07 mm of watering norm in the beginning
0,07 мм поливной нормы в начале вегетации и до 1,38 мм в of vegetation, and up to 1.38 mm in the period with maximum
период с максимальной надземной массой. Суммарный ко- over-ground mass. The total coefficient of water losses during
эффициент потерь воды при дождевании находится в пре- sprinkling is within 0.84-0.94 depending on the growing season. делах 0,84-0,94 в зависимости от периода вегетации.
Введение
Тепловые ресурсы и влагообеспеченность Беларуси в целом благоприятны для возделывания большинства сельскохозяйственных культур. Среднегодовая сумма осадков в центре и северо-западе страны составляет 600-650 мм, а в отдельных районах повышается до 700 мм. На крайнем западе, юго-западе и юге выпадает наименьшее для Беларуси количество осадков - 500-550 мм. Однако распределение осадков за период вегетации сельскохозяйственных культур неравномерно, что затрудняет получение высоких урожаев [1].
Для возделывания такой ценной белковой культуры, как соя особое внимание требуется уделять тепло- и влагообеспеченности. Недостаток почвенной влаги в период вегетации сои ведет к снижению урожайности. Засуха в период цветения снижает урожайность зерна сои на 48-91 %, а во время формирования семян - на 41-87 % [2].
Недостаток почвенной влаги в период вегетации можно компенсировать путем применения оросительных мелиораций. Самым эффективным способом орошения на территории республики является дождевание. Однако при орошении дождеванием имеют место потери воды в процессе дождевания. Величина потерь воды при дождевании сои в условиях Беларуси не изучалась, что делает изучение данного вопроса актуальным.
Анализ источников
При поливе дождеванием оросительная вода специальными дождевальными устройствами разбрызгивается на поверхность почвы и растений в виде искусственного дождя.
При этом происходят потери воды. Эти потери подразделяются: потери на испарение с поверхности капель при их полете от насадки до поверхности растений или почвы и унос капель ветром за пределы орошаемой площади; задержание оросительной воды листьями и стеблями растений, а также ее испарение с поверхности растений за промежуток времени между отдельными проходами дождевальной техники [3].
Потери воды на испарение с поверхности капель зависят от влажности и температуры воздуха, скорости ветра, крупности капель, времени их нахождения в воздухе, плотности водно-воздушного потока. В свою очередь количество воды, задерживающейся на растениях и испаряющейся с них во время дождевания, зависит от вида растения, густоты их стояния и фазы развития, поверхности листьев, типа машин, метеорологических факторов.
Исследования, проведенные А. Г. Булавко и А. И. Романенко, показывают, что на овощных культурах задерживается до 4-20 % [4]. Так, по данным А. Н. Данильченко [5], при поливе дождевальной машиной ЭДМФ «Кубань», слой воды, задерживаемый растениями кукурузы, изменяется от 0,1 мм в начале вегетации до 1,6 мм в период максимального развития растительного покрова, а растениями люцерны от 0,3-0,5 мм в послеукосный период до 0,9-1,0 мм перед укосом.
