CC BY
49
УДК 54:631.5:633 (470.63)
Использование гидрогеля в зоне неустойчивого увлажнения Ставрополья
B.Н. ГУНДЫРИН
Е.И. ГОДУНОВА, доктор сельскохозяйственных наук
C.Н. ШКАБАРДА, кандидат сельскохозяйственных наук Ставропольский НИИ сельского хозяйства
E-mail: sniish@mail.ru
Показана роль сильнонабухающего полимерного гидрогеля Ритин-IO в увеличении запасов продуктивной влаги в почве на основных этапах развития растений и суммарного водопотребления. Выявлено положительное прямое действие гидрогеля на урожайность второй озимой пшеницы севооборота и последействие на продуктивность редьки масличной, возделываемой на сидерат.
Ключевые слова: гидрогель, минеральные удобрения, обработка почвы, последействие, урожай, продуктивная влага, коэффициент водопотребления.
Недостаток влаги - главный фактор, лимитирующий сельскохозяйственное производство на юге России. В зависимости от количества выпавших осадков урожайность озимой пшеницы в Ставропольском крае может снизиться в 2-3 раза и более
[1]. Изучение закономерностей изменения климата на Ставрополье показало, что край находится на восходящей ветви роста температур и нисходящей - по количеству осадков
[2]. Среднегодовая температура воздуха за 2000-2009 гг. по сравнению с 1931-1969 гг. повысилась на 1,3 °С, что ведет к увеличению потерь влаги из почвы за счет испарения.
В таких условиях возрастает роль мероприятий по улучшению влаго-обеспеченности посевов. В мировом земледелии одно из средств сохранения влаги в почве - использование гидрогелей, которые способны удерживать количество воды, превышающее их массу не менее чем в 300, а то и 1000 раз. Причем эта способность гидрогелей не теряется в течение нескольких лет после многократного высушивания - набухания или промораживания - оттаивания [3].
В 2011-2013 гг. в звене полевого севооборота мы исследовали влияние различных доз и способов за-
делки в почву гидрогеля Ритин-10 на эффективность удобрений, урожайность возделываемых культур и периода его последействия. Опыты проводили на черноземе обыкновенном на фоне двух обработок - традиционной отвальной вспашки на глубину 20-22 см и мелкой обработки на 10-12 см без применения удобрений и с использованием N60P60K60.
Гидрогель в дозах 100, 200, 300 кг/га вносили под основную обработку почвы под вторую озимую пшеницу севооборота, минеральные удобрения - ежегодно под предпосевную культивацию. Последействие гидрогеля изучали на последующей культуре - редьке масличной. Возделывали озимую пшеницу сорта Багира селекции Ставропольского НИИСХ и редьку масличную Тамбов-чанка. Следует сказать, что пшеница в качестве второй культуры занимает на Ставрополье около 0,S млн га и наиболее остро испытывает недостаток влаги.
Исследования показали, что гидрогель как в прямом действии, так и в первый год последействия способствует накоплению продуктивной влаги в почве, удерживая ее от испарения. Гидрогель, внесенный в разных дозах под озимую пшеницу в 2011 г., на фоне отвальной вспашки без удобрений повысил запасы продуктивной влаги в метровом слое
I. Влияние гидрогеля на водопотребление и урожайность второй озимой пшеницы сорта Багира (в среднем за 2012-2013 гг.)
почвы в период весеннего кущения (2012 г.) на 1S,3-36,9 мм (на 14,6-3S,3 %), с внесением N60P60K60 - на 10,9-28,8 мм (10,4-27,4 %), на фоне мелкой обработки - соответственно на 4,7-24,2 мм (4,S-23,0 %) и 9,931,8 мм (10,3-33,1 %). Наибольшие запасы продуктивной влаги отмечались при внесении доз гидрогеля 200 и 300 кг/га. В фазе колошения превышение запасов продуктивной влаги от применения полимера по сравнению с контролем составило на неудобренных делянках при традиционной вспашке 13,8-43,7 мм, или 26,S-83,9 %, на удобренных - 20,241,6 мм, или 46,1-9S,0 %, при мелкой обработке - 21,4-44,1 мм, или S1,0-10S,0 % и 19,3-39,6 мм, или 48,399,0 % соответственно.
В период уборки на фоне отвальной вспашки без удобрений в вариантах с гидрогелем количество продуктивной влаги в метровом слое почвы было на S,3-31,4 мм (S,2-30,6 %) больше, чем на контроле (без полимера). В удобренных вариантах положительная роль гидрогеля отмечена лишь при внесении более высоких доз - 200 и 300 кг/га, запасы продуктивной влаги здесь были на 11,3-1S,1 мм, или на 12,416,6 % выше контрольных значений. При мелкой обработке эти показатели составили 4,2-10,3 мм (4,8-11,9 %) и S,0-9,S мм (6,0-11,4 %) соответственно.
Отмеченные закономерности наблюдались и при возделывании второй озимой пшеницы в 2013 г. (II закладка опыта, прямое действие полимера). В фазе кущения в зависимости от дозы гидрогеля, обработки почвы и удобрения запасы продуктивной влаги возросли на 4,2-34,2
Обработка гиД£геля, почвы кг/га Удобрение Суммарное водопотре-бление, мм Урожайность, т/га Коэффициент водопотре-бления, м3/т
Отвальная 0 - 187 2,53 737
вспашка N 60^60^60 204 3,38 604
на 20-22 см 100 192 2,54 756
N 60^60^60 213 3,35 636
200 192 2,87 669
N 60^60^60 208 3,90 533
300 189 3,17 596
N 60^60^60 211 4,28 493
Мелкая 0 203 2,53 802
обработка N 60^60^60 198 3,27 606
на 10-12 см 100 - 202 2,65 762
N 60^60^60 196 3,41 575
200 - 204 2,89 706
N 60^60^60 205 3,77 544
300 212 3,16 671
N 60^60^60 213 4,15 513
и ф
s
s
ф
ь
ф
s
s
ф
Z
IO
О) P
о
Iîëââîànôâî.p65 37 29.07.2014, 17:11
2. Влияние гидрогеля и удобрений на урожайность зеленой массы редьки масличной Тамбовчанка в 2013 г. (I опыт)
Обработка почвы Доза гидрогеля, кг/га Удобрение Урожайность, т/га Прибавка
от удобрения от гидрогеля
т/га % т/га %
Отвальная 0 - 37,2
вспашка N Р К 1 60Р60К60 45,7 8,5 22,8
на 20-22 см 100 38,6 1,4 3,8
N Р К 1 60Р60К60 47,0 8,4 21,8 1,3 2,8
200 43,4 6,2 16,7
N Р К 1 60Р60К60 51,1 7,7 17,7 5,4 11,8
300 48,2 11,0 29,6
N Р К 1 60Р60К60 54,0 5,8 12,0 8,3 18,2
Мелкая 0 33,0
обработка N Р К 1 60Р60К60 40,7 7,7 23,3
на 10-12 см 100 - 35,2 2,2 6,7
N Р К 1 60Р60К60 43,6 8,4 23,9 2,9 7,1
200 38,2 5,2 15,8
N Р К 1 60Р60К60 46,8 8,6 22,5 6,1 15,0
300 41,9 8,9 27,0
N Р К 1 60Р60К60 51,4 9,5 22,7 10,7 26,3
мм, или 3,6-40,6 %, в фазе колошения - на 0,7-22,6 мм, или 1,0-47,3 %, в период уборки - на 2,8-27,8 мм, или 2,4-38,3 % по сравнению с контролем. Самое высокое увеличение отмечалось в дополнительно заложенном варианте с внесением дозы гидрогеля 400 кг/га: в фазе кущения - на 18,3-39,2 мм (1S,8-46,S %), колошения - на 18,2-23,8 мм (2S,S-49,4 %), во время уборки - на 20,737,3 мм (17,7-S1,4 %). На второй год (2013) после внесения гидрогеля под озимую пшеницу при возделывании последующей культуры - редьки масличной Тамбовчанки - также наблюдалась его положительная роль в накоплении продуктивной влаги. В фазе шести листьев ее количество в метровом слое почвы во всех вариантах с полимером было выше, чем на контроле, на 3,1-26,8 мм (2,622,9 %), в фазе цветения - на 2,139,6 мм (1,8-46,6 %).
Гидрогель оказывал положительное действие на суммарное водопот-ребление посевов озимой пшеницы, величина которого возрастала в зависимости от дозы полимера, вида обработки и удобренности (табл. 1). В то же время отмечается снижение коэффициента водопотребления при применении более высоких доз полимера (200 кг/га и более). На фоне отвальной вспашки этот показатель ? уменьшился с 737 до 669 м3/т при 8 внесении 200 кг/га гидрогеля и до ¡o S96 м3/т в вариантах с дозой 300 кг/ z га, т. е. на 68-141 м3/т. Аналогичная ф закономерность наблюдалась и на ч фоне мелкой обработки (см. табл. 1). ч Понижающее действие на величи-ё ну коэффициента водопотребления § оказывают и минеральные удобре-п
38
ния. Без применения полимера при отвальной вспашке в удобренном варианте его значение снизилось на 133, при мелкой обработке - на 196 м3/т. На фоне отвальной вспашки при внесении 200 и 300 кг/га гидрогеля этот показатель от действия удобрений уменьшился на 136 и 103 м3/т, на фоне мелкой обработки при внесении 100 и 300 кг/га полимера - на 187 и ^8 м3/т.
Оптимизация водообеспеченнос-ти возделываемых культур способствовала росту их урожайности. В результате прямого воздействия гидрогеля прирост урожайности второй озимой пшеницы в зависимости от способа обработки почвы, дозы и фона (удобренный или неудобренный) в среднем за два года составил 0,01-0,90 т/га, или 0,4-26,9 % к контролю (см. табл. 1).
В 2013 г. отмечалось положительное последействие гидрогеля, внесенного в дозах 200 и 300 кг/га под вторую озимую пшеницу в 2011 г., на урожайность зеленой массы редьки масличной. По сравнению с контролем на фоне отвальной вспашки урожай в этих вариантах увеличился на S,4-11,0 т/га, или на 11,8-29,6 % при НСР=3,69 т/га. Существенного эффекта от применения 100 кг/га гидрогеля не наблюдалось: получено лишь 1,3-1,4 т/га дополнительной продукции, что меньше НСР. На фоне мелкой обработки почвы существенный прирост урожайности редьки масличной (на ^,0-27,0 %) также получен при использовании 200 и 300 кг/га гидрогеля как на делянках с удобрением,так и без него (табл. 2).
В 2013 г. отмечалось существен-
ное действие фактора обработки почвы: на фоне отвальной вспашки урожай редьки был на 2,6-6,3 т/га (на 4,8-13,1 %) выше, чем по мелкой обработке. Однако степень влияния этого фактора составляет лишь 10,7 %, в то время как гидрогеля - 31,6 и полного минерального удобрения -36,8 %. На фоне отвальной вспашки от внесения N60P60K60 получено дополнительно S,8-8,S т/га зеленой массы редьки масличной, или 12,0-22,8 % по сравнению с неудобренными вариантами, при мелкой обработке -7,7-9,S т/га, или 22,S-23,9 %.
Таким образом, внесение в почву гидрогеля в засушливых условиях юга России обеспечивает сохранение влаги за счет снижения потерь на физическое испарение и гравитационный сток, что способствует повышению урожайности культур.
Литература
1. Годунова Е.И., Гундырин В.Н., Шка-барда С.Н. Перспективы использования гидрогеля в земледелии Центрального Предкавказья//Достижения науки и техники АПК, 2014. - № I. - С. 24-27.
2. Желнакова Л.И., Антонов С.А. Методическое пособие по корректировке систем земледелия в связи с региональным изменением климата (на примере Ставропольского края). - Михайловск, 2011. - 50 с.
3. Данилова Т.Н., Козырева Л.В. Возможности использования гидрогелей для управления водообеспеченностью полей //Плодородие, 2008. - № 6. - С. 24-25.
Статья поступила в редакцию 02.04.2014
Using of hydrogel in the area of unstable oistening of Stavropol region
V.N. Gundyrin, E.I. Godunova, S.N. Shkabarda
In article presents the role of much swelling polymer hydrogel on the example of Ritin-IO in increasing of reserves of available soil moisture at key stages of plant development and total volume of water used. Positive direct effect of hydrogel on the yield of second winter wheat in crop rotation and aftereffect on the productivity of radish cultivated on green manure has been revealed. Keywords: hydrogel, mineral fertilizers, processing, aftereffect, yield, productive moisture, water consumption coefficient.
Iiéááiañóái.p65 38 29.07.2014, 17:11
