CC BY
54
ЭКОЛОГИЯ, МЕЛИОРАЦИЯ И С.-Х. ВОДОСНАБЖЕНИЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ КУКУРУЗЫ НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
ECOLOGICAL RESTRICTION OF THE PRODUCTION OF MAIZE AT IRRIGATED LANDS IN LOWER POVOLJYE
И.П. Кружилин, H.B. Кузнецова
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Krujylin I.P., Kuznetsova N. V.
FGOU VPO the Volgograd state academy
Представлены экологические ограничения по водному и питательному режимам почвы при выращивании планируемой урожайности кукурузы на уровне 40, 60 и 80 т/га силосной массы. Рассмотрены оптимальные сочетания водного и питательного режимов почвы при выращивании кукурузы. Приводится анализ данных по водопотреблению и содержанию нитратов в урожае.
The ecological restrictions on water and nutritious modes of soil at cultivation of maize’ planned productivity at a level 40, 60 and 80 t/ha ensilage fodder are submitted. The optimum combinations of water and nutritious modes of soil at cultivation of com are considered. The analysis of the data on water consumption and nitrates’ contents in the yield is resulted.
ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА
В процессе исследований было изучено взаимное влияние четырех режимов увлажнения почвы, пяти уровней минерального питания и трех густот стояния растений гибрида среднеспелой группы с целью разработки
технологии оптимизации условий возделывания кукурузы для получения 40,
60 и 80 тонн зеленой массы с 1 гектара. Исследования проводились на светло-каштановых почвах в степной зоне Нижнего Поволжья.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Анализ полученных нами в результате полевых исследований данных показал, что урожайность может быть одинаковой при различных сочетаниях водного и питательного режимов почвы (рис. 1, 2).
В связи с этим для производственных условий с различным материально-техническим состоянием нами отобраны и рекомендованы следующие варианты (таблица 1).
В зависимости от метеоусловий года исследований влажность почвы на уровне 80% НВ обеспечивалась проведением 4-6 поливов нормой 500 м3/га. Для обеспечения дифференцированного предполивного порога увлажнения 70-80-70% НВ необходимо 1-2 полива по 700 м3/га и 2-3 полива по 500 м3/га.
Уровень увлажнения почвы 70 и 60% НВ обеспечивался 2-3 поливами по 700 м3/га и 1 поливом - 940 м3/га.
Суммарное водопотребление определялось уровнем увлажнения. В разные по погодным условиям годы оно изменялось в пределах 2960-5040 м3/га. Максимальное суммарное водопотребление - в варианте с предполивным порогом влажности почвы не ниже 80% НВ.
Предполивная влажность почвы, % НВ
Доза удобрений на планируемую
♦ 20 40 60 —#—80 —Ж— 100т/га
Рис. 1. Продуктивность кукурузы при различной предполивной влажности почвы
60 70 —А— 80% НВ
Рис. 2. Динамика изменения продуктивности кукурузы при сочетании орошения с удобрением
На основании проведенных научных исследований можно сказать, что оросительная вода используется более рационально в условиях степной зоны Нижнего Поволжья при регулировании концентрации ЫРК в почве и густоты стеблестоя. Уменьшение уровня влажности почвы на 10-20% обеспечило экономию поливной воды на 13,6 - 43, 1%, или на 300-650 м3/га. Экологическое обоснование режимов минерального питания при различной
продуктивности кукурузы свидетельствует, что мелиоративное состояние орошаемых земель не ухудшилось.
Таблица 1.
Сочетание регулируемых факторов для получения 40, 60 и 80 т/га зеленой массы кукурузы
Фактическа я урожайное ть, т/га Отклонение от программируемой урожайности Предавши вная влажность почвы, % НВ *Доза минеральных удобрений, кг д.в./га Густота стояния растений, тысяч растений/га
т/га %
Планируемая продуктивность 40 т/га
44,31 +4,31 +10,78 70 N112? 48^-36 70
40,12 +0,12 +0,30 60 ^1б8Р72К-54 70
Планируемая продуктивность 60 т/га
61,08 +1,08 +1,80 80 N112? 48^-36 70
57,92 -2,08 -3,47 70-80-70 N112? 48^-36 70
59,88 -0,12 -0,20 70-80-70 N112? 48^-36 90
60,27 +0,27 +0,45 70 ^1б8Р72К-54 90
Планируемая продуктивность 80 т/га
81,63 +1,63 +2,04 80 N224? 9бК72 90
78,63 -1,37 -1,71 70-80-70 100 т навоза /га+Ыпо 90
* - дозы удобрений рассчитаны для почв со средним содержанием фосфора и повышенным - калия.
Анализ экологических ограничений по дозам удобрений проводили в зависимости от накопления нитратов в кукурузе (таблица 2). Анализ данных показал, что максимальное накопление нитратов в кукурузе отмечено в варианте с уровнем увлажнения 60% НВ. Увеличение дозы удобрений повысило содержание нитратов с 234,5 до 799,3 мг/кг.
Таблица 2.
Содержание нитратов в кукурузе в зависимости от условий возделывания, мг/кг
Планируема я урожайност ь, т/га Доза удобрений, кг д.в./га Предполивной порог влажности почвы, % НВ
60 70 70-80-70 80
Контроль Без удобрений 234,5 241,3 250,4 253,9
40 ^пгР 48^-36 340,4 324,9 300,6 303,8
60 N168^72^-54 370,6 356,0 315,2 334,9
80 N224? 9бК72 604,1 450,7 331,4 338,7
100 N280? 120К90 799,3 628,2 418,6 410,1
100* 100 т навоза /га+Ыпо 742,4 601,1 410,5 405,3
* - вариант с применением органических удобрений
При таком режиме орошения внесение минеральных удобрений для получения 80 т/га зеленой массы и больше содержание нитратов составило по вариантам: 604,1; 799,3 и 742,4 мг/кг. Это превышает значение предельно допустимой концентрации (ПДК) на 104,1; 299,3 и 242,4 мг/кг.
В варианте с предполивным порогом влажности почвы 70% НВ и внесением удобрений ^оРтКэо содержание нитратов превышало ПДК на 128,2 мг/кг. При внесении расчетных доз удобрений в вариантах 70-80-70% НВ и 80% НВ содержание нитратов не превышало ПДК.
Качество продукции зависит от структуры урожая, так как органы растения характеризуются различным содержанием питательных веществ. В основном они концентрируются в зерне. Листья и стебли - малоценные части растения. Однако в листьях содержится большое количество азота и фосфора. Поэтому количественные показатели продуктивности посевов недостаточно характеризуют преимущество того или иного сочетания исследуемых факторов для получения программируемых урожаев кукурузы. Необходимо установить соотношение органов в растениях кукурузы для определения доли их участия в формировании урожая.
Полученные нами данные свидетельствуют о влиянии водного, минерального режимов почвы и густоты стояния растений на структуру урожая. В вариантах без орошения на долю стеблей приходится 60,3-62,9; листьев - 11,0-13,0 и початков - 26,1-26,7% урожая. Масса початков с одного растения изменяется в пределах 0,073-0,105 кг. В варианте с влажностью почвы перед поливом 80% НВ эти показатели были равны 12,7-21,8; 24,9-33,9% и 0,108-0,349 кг.
Доля листьев и початков увеличивается при повышении содержания в почве удобрений. Максимальная величина доли листьев и початков отмечена в варианте с органическими удобрениями. В этом же варианте -максимальная масса початков и наибольшее их количество на одном растении.
С увеличением густоты стояния растений с 70 до 110 тыс./га содержание початков в растениях снижается на 0,3-7,1%, стеблей - на 0,3-3,2%, а доля листьев увеличивается. Максимальное значение средней массы одного растения, количества початков на нем и их массы в условиях орошения во всех изучаемых вариантах отмечено при густоте 70 тыс.раст./га.
Содержание сырого протеина в 1 кг абсолютно сухого вещества в зависимости от водного режима почвы изменялось в пределах 97,6-127,5 г. Максимальное значение (127,5 г/кг) соответствует менее водообеспеченному варианту (60% НВ). Выход сырого протеина с урожаем в вариантах с различной влажностью почвы изменялся от 1,94 до 2,33 т/га. Максимальное значение (2,33 т/га) соответствует более водообеспеченному режиму орошения (80% НВ).
ВЫВОДЫ
В оптимальных условиях орошения при внесении азота дозами 224, 280 кг д.в./га концентрация нитратов не превышает предельно допустимых концентраций. В условиях интенсивного (80% НВ) и дифференцированного (70-80-70% НВ) режимов орошения возможно получение экологически чистой продукции с допустимым содержанием нитратов при использовании расчетных доз удобрений до К28оР12оК9о и 100 т/га органических удобрений + N130. При назначении поливов при влажности активного слоя почвы 70 и 60% НВ расчетная доза удобрений не должна превышать соответственно К224Р9бК72 и N280? 120К90.
