CC BY
33
О/
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ И СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
doi:10.24412/0044-3913-2022-3-3-7 УДК 631.544.76
Накопление и сохранение влаги почвенной и соломенной мульчей в Оренбургской области*
Ф. Г. БАКИРОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (e-mail: f.bakirov@mail.ru) Д. Г. ПОЛЯКОВ2, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (e-mail: polakovdg@yandex.ru) И. В. ВАСИЛЬЕВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой (e-mail: igor-vas2009@yandex.ru) 1Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Российская Федерация 2Институт степи Уральского отделения РАН, ул. Пионерская, 11, Оренбург, 460000, Российская Федерация
Исследования проводили с целью изучения влияния почвенной и соломенной мульчи различной мощности на накопление и удержание влаги почвой для обоснования параметров мульчи, способных обеспечить повышение эффективности использования ресурсов влаги. Работу выполняли в 2019 г. в Центральной зоне Оренбургской области. Почва опытного участка - чернозем южный среднемощ-ный карбонатный тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 3,8 %. Полевой опыт заложен в четырёхкратной повторности с размером делянок 4 м2 (2 м х 2 м). Между экспериментальными размещали защитные делянки такого же размера. Схема полевого опыта предусматривала изучение следующих вариантов: вид мульчи (фактор А) - мульча из соломы яровой пшеницы, мульча из рыхлой почвы; толщина мульчи (фактор В) - 1...2см, 3...4 см, 7...8 см. Солому вносили по стерне в соответствии со схемой. Влагоёмкость соломенной мульчи исследовали в лабораторном опыте с использованием соломин длиной от 2 до 10 см и мякины в соотношении 2,7:1,0. Соломенная мульча при толщине 1...2 см может перехватить осадки объёмом менее 3,2 мм (19 % всех осадков за период вегетации ранних яровых культур), при 7.8 см -22,4 мм (88 % всех осадков). Независимо от мощности слоя, соломенная мульча
накапливает на 7 % влаги больше, чем почвенная, а её влагосберегающий эффект в первой половине лета составляет 39 % при толщине 3...4 см и 48 % - при 7...8 см. В Центральной зоне Оренбургской области толщина соломенной мульчи в 3.4 см обеспечивает оптимальный баланс между усвоением осадков и удержанием влаги в почве. Это повышает эффективность использования ресурсов влаги.
Ключевые слова: соломенная мульча, почвенная мульча, запасы влаги, влагоем-кость соломы, испарение, осадки.
Для цитирования: Бакиров Ф. Г., Поляков Д. Г., Васильев И. В. Накопление и сохранение влаги почвенной и соломенной мульчей в Оренбургской области // Земледелие. 2022. №3. С. 3-7. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-3-7.
Повышение эффективности использования влаги - приоритетная цель растениеводства в регионах с ограниченными водными ресурсами, к которым относится и Оренбургская область. Достигается она решением ряда задач в технологиях выращивания культур, где ведущая роль принадлежит накоплению влаги поствегетационного периода года. Последнее достаточно успешно реализуется глубоким безотвальным рыхлением осенью, что подтверждено исследованиями ряда оренбургских ученых [1, 2, 3 и др.]. Не менее значимая задача - удержание влаги в традиционных технологиях решается созданием мульчи из рыхлой почвы. Почвенную (пыльную) мульчу как важный прием сохранения влаги вследствие уменьшения испарения рекомендовали еще в 1907 году после опытов Ф. Г. Кинга [4]. Однако он уменьшает потери влаги только при сухом состоянии самой мульчи и содержании воды в почве, превышающем её полевую влагоем-кость [5]. В результате естественного уплотнения и после дождя мульча из почвы спрессовывается и теряет свои защитные свойства.
Более действенным приёмом сохранения влаги в засушливых регионах предполагается мульчирование почвы органическими остатками в технологии No-till [6]. Логичным видится использование в качестве мульчи соломы зерновых культур, которые занимают доминирующее положение в структуре посевных площадей Оренбургской области. В исследованиях отечественных и зарубежных ученых показано, что мульча из соломы способна снижать температуру почвы и амплитуду ее суточных колебаний [7]. Важным свойством соломенной мульчи выступает ее способность сохранять влагу [8, 9]. При недостаточном увлажнении технология No-till обеспечивает рост урожайности [10], стабилизацию продуктивности по годам и повышение рентабельности растениеводства [11]. Применение соломенной мульчи должно позитивно сказаться не только на урожайности, но и на экологической обстановке в целом, в связи с изменением климата, сопровождающимся снижением количества атмосферных осадков и нарастанием активных температур [12]. Таким образом, в условиях современных экологических вызовов и климатических изменений несомненным преимуществом соломенной мульчи может быть её природоохранная роль какбезопасного разлагаемого материала, способного к сбережению водных ресурсов, депонированию и секвестрации углерода [13, 14], что очень важно в связи с переходом к низкоуглеродной экономике.
В то же время соломенная мульча, как органическое вещество, обладает высокой водопоглотительной способностью (влагоёмкостью), что при её большой мощности и невысоких нормах осадков может привести к задержке дождевых капель, вследствие чего вода не достигнет почвы. Наши опасения подтверждают результаты некоторых исследователей. Например, в опыте китайскихучёныхусиление мощности мульчи отрицательно отразилось на содержании влаги в почве [15]. С другой стороны, при небольшой мощности мульча может не защитить почву от потерь влаги [16]. Возникает дисбаланс между мощностью мульчи и нормой осадков, который может привести к проблеме, связанный с тем, что значительно снизится результативность использования влаги в растениеводстве.
*Работа выполнена в рамках Госзадания по темам № АААА-А17-117112340090 (Оренбургский ГАУ) и № ГР АААА-А21-121011190016-1 (Институт степи УрО РАН)
Ы (D 3 ь
(D д
(D Ь 5
(D
Ы 2
О м м
1. Содержание влаги в соломенной мульче при её искусственном увлажнении, мм
см см о см со
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
Порядковый но- Мощность мульчи, см
мер увлажнения <1 1 1.2 1 2.3 I 3.4 7.8
1 0,9 2,3 4,6 6,8 15,9
2 1,0 2,6 5,1 7,7 17,9
3 1,1 2,7 5,3 8,0 18,7
4 1,1 2,8 5,6 8,5 19,8
5 1,2 2,9 5,8 8,7 20,3
6 1,2 3,0 6,0 9,0 21,0
7 1,2 3,1 6,2 9,3 21,7
8 1,3 3,2 6,3 9,5 22,1
9 1,3 3,2 6,4 9,6 22,4
10 1,3 3,2 6,4 9,6 22,4
НСр05 0,1 0,1 0,1 0,4 1,1
Наша гипотеза заключается в том, что мощность соломенной мульчи, подобранная в соответствии с нормой выпадающих осадков, позволит достигнуть баланса между водопо-глотительным свойством мульчи и её способностью пропускать через себя воду и снижать испарение с поверхности почвы, что повысит эффективность использования ресурсов влаги в растениеводстве.
Цель исследования - изучение влияния почвенной и соломенной мульчи различной мощности на накопление и удержание влаги почвой для обоснования параметров мульчи, способных обеспечить повышение эффективности использования ресурсов влаги в центральной зоне Оренбургской области.
Материалом для исследований послужили данные полевого опыта, проведённого на учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ в 2019 г на черноземе южном среднемощном карбонатном тяжелосуглинистом, с содержанием гумуса 3,8 %. Двухфак-торный опыт проводили в четырёхкратной повторности, с рандомизированным размещением делянок в повторениях. Размер делянок был равен 4 м2 (2 м х 2 м). Для устранения влияния на результаты эксперимента боковой инфильтрации влаги в почве между опытными вариантами размещали защитные делянки такого же размера. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов:
вид мульчи (фактор А) - мульча из соломы яровой пшеницы, мульча из рыхлой почвы;
толщина мульчи (фактор В) - 1... 2 см, 3.4 см, 7.8 см.
Водопоглотительную способность (влагоёмкость) соломенной мульчи исследовали в лабораторном опыте с использованием соломин длиной от 2 до 10 см и мякины в соотношении 2,7:1,0, что характерно для полевых условий. Мульчу помещали в пластиковые ящики размером 25 см х 35 см с сетчатым дном. Её масса составляла 17,5, 43,8, 87,5, 131,3 и 306,3 г, что соответствует мощности <1, 1.2, 2.3, 3.4 и 7.8 см. Увлажнение проводили пульверизатором в течение 1 минуты, затем после стекания гравитационной
влаги, солому взвешивали вместе с ящиком. Количество поглощённой воды определяли как разницу массы ящика с влажной мульчей и массы ящика с сухой мульчей. Для каждого варианта было сделано по 10 увлажнений и взвешиваний в пятикратной повторности. Расчеты проводили с учетом плотности воды при 22 °С.
Для оценки характера осадков за период вегетации ранних яровых культур (май-июль) использован научно-прикладной справочник «Климат России» [17] и данные метеостанции Оренбург, характеризующие климатические условия Центральной зоны Оренбургской области. Подсчитано среднее количество дней с осадками различной интенсивности и определен объём этих осадков за сутки. Группировку осадков по интенсивности осуществляли, основываясь на данных по влагоёмкости соломенной мульчи, полученных в лабораторном опыте, что позволило установить возможную долю перехватываемых осадков при различной мощности соломенной мульчи. В полевых исследованиях использовали данные по осадкам метеостанции учебно-опытного поля Оренбургского ГАУ.
Предположение о том, что соломенная мульча обладает высокой водопоглотительной способностью, подтвердилось в лабораторном исследовании. Эксперимент показал, что в первое увлажнение происходит значительный захват влаги (табл. 1). Далее количество удерживаемой соломой воды медленно возрастает до 4.5-го увлажнения. При 6.8-м
увлажнении происходит второй заметный всплеск в увеличении количества захватываемой воды во всех вариантах эксперимента, а при 9 и 10-м увлажнении - его стабилизация. Причём уровень всплеска закономерно повышается с увеличением мощности мульчи. Количество захватываемой соломой воды при наступлении стабилизации было принято за величину влагоёмкости мульчи различной мощности.
В соответствии с установленной влагоёмкостью мульчи различной мощности составлена шкала диапазонов осадков за сутки: <1,3, 1,3.3,2, 3,3.6,4 мм и др. (табл. 2). По среднемноголетним данным за 1950-2017 гг., с привязкой к составленной шкале, определены количество дней с осадками и их объём за сутки по месяцам вегетационного периода ранних яровых культур. Это дало возможность сопоставить показатели влагоёмкости соломенной мульчи различной толщины с фактическими значениями объёмов осадков за сутки и оценить параметры мульчи с позиции потенциальной эффективности использования летних осадков в богарном земледелии. Например, при толщине мульчи 1.2 см возможно перехватывание 3,2 мм влаги (см. табл. 1), что соответствует двум, предложенным, диапазонам - <1,3 и 1,3.3,2 мм (табл. 2). И только при превышении этой нормы часть влаги будет просачиваться в почву. Это составляет 19 % от всех осадков за вегетационный период ранних зерновых культур.
При мощности соломенной мульчи 2.3 см величина этого показателя увеличивается до 40 %, а при толщине ее слоя 3.4 и 7.8 см - до 57 и 88 % соответственно. Следовательно, чем больше мощность мульчи, тем меньше влаги может просочиться в почву.
На период произрастания яровых зерновых культур (май-июль) приходится 101,6 мм осадков, или около 28 % от годовой нормы и 28,4 дня с осадками. Чаще всего они выпадают с суточной нормой менее 1,3 мм, это
2. Характер осадков, выпадающих в период вегетации ранних яровых культур в Центральной зоне Оренбургской области (среднее за 1950-2017 гг.)*
Диапазон осадков, мм Количество дней с осадками Объём осадков за сутки, мм
май 1 июнь I июль май 1 июнь июль
<1,3 4,0 4,5 3,9 0,5 0,5 0,5
1,3.3,2 2,3 2,1 2 2,1 2,0 2,2
3,3.6,4 1,6 1,6 1,5 4,4 4,5 4,5
6,5.9,6 0,7 0,9 0,6 7,8 7,8 7,5
9,7...22,4 0,5 0,8 1 13,8 14,3 13,8
>22,4 0,1 0,1 0,2 25,2 29,1 32,1
Всего дней с осадками 9,2 10,0 9,2 - - -
Среднемноголетняя - - - 28,7 35,0 37,9
сумма осадков за ме-
сяц, мм
*норма осадков за сельскохозяйственный год - 365 мм (многолетнее среднее за базовый период 1961-1990 гг.).
Рис. 1. Динамика запасов влаги (мм) в метровом слое почвы в зависимости от вида и толщины мульчи: — почва, 1...2 см; — почва, 3.4 см; — почва 7.8
см; — солома, 1.2 см; — солома, — 3.4 см; — солома, 7.8 см.
12,4 дня из всех дней с осадками за три месяца. Они могут стать недоступными даже при минимальной мощности соломенной мульчи. По мере увеличения интенсивности осадков уменьшается количество дней с их выпадением. Так, осадки объёмом 7,5...7,8 мм в сутки, попадающие в диапазон 6,5.9,6 мм, за весь вегетационный период яровой пшеницы выпадают всего 2,2 дня, а осадки объёмом 25,2.32,1 мм (диапазон более 22,4 мм) за три месяца могут составить всего 0,4 дня. То есть такие осадки в период вегетации выпадают не каждый год. Осадки с суточным объёмом 25,2.32,1 мм очень близки к климатической их норме за май, июнь и июль, соответственно 28,7, 35,0 и 37,9 мм, то есть их вероятность очень низка.
Из данных по влагоёмкости соломенной мульчи, анализа среднемно-голетних значений количества дней с осадками и их объёма за сутки со всей очевидностью вытекает, что летние дожди могут стать неэффективными при несоответствии единовременно выпадающего количества осадков с
мощностью соломенной мульчи. Только при их адекватности мульча может стать действенным агротехническим приёмом накопления и удержания влаги в почве. Соломенная мульча мощностью 7.8 см представляется для Центральной зоны Оренбургской области избыточной, так как она пропускает только 12 % от среднемного-летней нормы осадков за вегетационный период, и только при объемах, превышающих 22,4 мм, что бывает не каждый год.
Несомненно можно допустить, что в полевых условиях соломенная мульча будет «работать» иначе, чем в лабораторных. Например, наличие контакта соломы с сухой почвой может обеспечить втягивание в неё влаги, возможны другие явления взаимодействия соломы с почвой. Для выяснения их требуются дополнительные исследования.
Результаты полевого опыта свидетельствуют, что в метровом слое почвы после схода снега (20 апреля) под соломенной мульчей, независимо от её мощности, накапливается на 13.16 мм влаги больше, чем под
почвенной мульчей (рис. 1). Такое преимущество обеспечивает лучшее усвоение летне-осенних осадков почвами, замульчированными соломой, что было показано ранее [18] и подтверждается тем, что с августа по ноябрь предшествующего исследованиям года выпало 88,8 мм, а с декабря по март - 50,2 мм. Отсюда следует, что основное пополнение запасов влаги в почве произошло благодаря осадкам тёплого периода года. Более низкая способность почвенной мульчи впитывать влагу связана с забиванием пор, которое происходит в результате разрушения структурных отдельностей дождевыми каплями. В результате вода задерживается в поверхностных слоях почвы, затем испаряется.
Солома гасит кинетическую энергию капель дождя и защищает комочки почвы от разрушения, устраняя тем самым забивание пор и образование корки. Все это способствует просачиванию воды. Кроме того, преимущество соломенной мульчи перед почвенной обусловлено лучшим поглощением воды во время снеготаяния из-за меньшего промерзания почвы в этих вариантах. Толщина мульчи в этом случае может сыграть положительную роль, поскольку под более мощной мульчей почва промерзает на меньшую глубину и быстрее оттаивает [19]. Влагоёмкость же соломы в этой ситуации не имеет большого значения, так как количество приходящей в результате снеготаяния воды значительно её превышает. Таким образом, соломенная мульча имеет преимущество в аккумулировании осенне-летних и зимних осадков перед почвенной, что несомненно очень важно для регионов, где основная часть осадков выпадает в поствегетационный период.
Не менее важной функцией мульчи, чем накопительная, выступает её способность сохранять влагу в почве. В на-
ших исследованиях она во многом была обусловлена как внешними факторами, так и мощностью самой мульчи. Например, в условиях 2019 г, когда с 20 апреля по18 мая выпало 17 мм осадков (рис. 2), а дневная среднесуточная температура воздуха не превышала 9 °С, к концу обозначенного периода в вариантах с соломенной и почвенной мульчей мощностью 7.8 см сохранялось одинаковое количество влаги - 209 и 208 мм соответственно. При толщине 1.2 см и 3.4 см влага лучше сохранялась под почвенной мульчей. Следовательно, в относительно холодный период она имеет преимущество.
К началу лета и летом с нарастанием среднесуточной температуры воздуха до 27,2 °С защищённая соломенной мульчей почва приобретает значительное преимущество в сбережении влаги, по отношению к почве, покрытой почвенной мульчей. Так, 21 июня разница в запасах влаги в пользу соломенной мульчи в среднем по трем вариантам достигла 39 мм, при 54 мм между вариантами с мульчей из соломы и почвы толщиной 3. 4 см. В последнем случае влагосбе-регающий эффект, с учётом исходных запасов на 20 апреля, в пользу соломенной мульчи составил 39 %. Если сравнивать между собой почвенную мульчу с соломенной при их толщине 7.8 см, то этот эффект достигает уже 48 %. Несколько большее снижение запасов влаги в вариантах с соломенной мульчей за этот период отмечено при её толщине 7.8 см. Вероятно, это объясняется, во-первых, большими исходными запасами, поскольку, чем влажнее почва, тем выше скорость испарения, а, во-вторых, возможно тем, что такая толщина мульчи не позволила усвоить 10,5 мм осадков, которые выпали с 18 мая по 21 июня и были в
пределах 1,4 и 4,5 мм за сутки.
Определение запасов влаги в почве на третий день после дождя в 43 мм подтвердило наше предположение. С увеличением толщины соломенной мульчи количество впитавшейся воды уменьшалось (рис. 3). Лучше всего влага аккумулируется при толщине мульчи 1.2 см, хуже всего - при 7.8 см.
Априори допуская, что мульча толщиной 7.8 см лучше сохраняет влагу, мы можем предположить, что ко времени выпадения дождя в этом варианте были более высокие ее запасы, чем при толщине мульчи 1. 2 см. Однако запасов влаги в 0.20 см слое на 10 мм меньше. Объяснено это может быть удержанием значительной части осадков соломенной мульчей и, как следствие, уменьшением количества поступившей в почву воды. Причем в последнем случае влаги впитывается даже меньше, чем в вариантах с почвенной мульчей. В этих вариантах усваивается практически одинаковое количество влаги, но с увеличением толщины мульчи больше воды задерживается в верхнем 10-сантиметровом слое почвы.
Согласно данным лабораторного эксперимента, мульча толщиной в 7.8 см может удержать 22,4 мм осадков, поэтому все осадки меньше этой величины не будут попадать в почву. Для подтверждения этого предположения проведем дополнительный анализ динамики запасов влаги в метровом слое почвы в зависимости от вида и толщины мульчи (см. рис. 1), согласно результатам которого21 июня в варианте 3.4 см запасы влаги в почве составляли 183 мм, а в варианте 7.8 см - 192 мм. Через 2 дня после дождя в варианте 7.8 см они находились на уровне 190 мм, то есть практически не изменились относительно запасов на 21 июня (192 мм),
почва, 1...2 см
почва, 3...4 см
почва, 7...8 см
солома, 1... 2 см
солома, 3... 4 см
солома, 7... 8 см
23 24 26
21 20 17
43 44 43
х
га *
а ф ч о о
26
24
50
24
22
46
22
18
40
Рис. 3. Запасы влаги (мм) в пахотном слое почвы 4 июля после выпадения 2 июля 43 мм осадков в зависимости от вида и мощности мульчи: — слой 0...10 см; ■ — слой 10...20см; — слой 0...20см.
тогда как в варианте с мульчей 3. 4 см они увеличились на 17 мм. Если исходить из того, что 3.4 см мульчи хуже удерживает влагу, чем 7.8 см, то можно предположить, что преимущество в 10 мм влаги в этом варианте объясняется её лучшей пропускной способностью. В противном случае при большей испаряемости в варианте 3.4 см и одинаковой пропускной способности обоих вариантов, запасы на 4 июля, несомненно, были бы больше в варианте 7.8 см.
На основании этих данных мы не можем судить о конкретных значениях испарившейся и поглощённой воды, но с высокой вероятностью можем утверждать, что с увеличением толщины мульчи уменьшается количество просочившейся воды.
С 4 июля по 6 сентября выпало тринадцать осадков с общей суммой 66,1 мм. При этом большая часть их была в интервале 0,6.4,0 мм, три раза - 10,3; 15,0 и 16,3 мм, что подтверждает вывод, сделанный при анализе характера осадков в период вегетации ранних яровых культур (см. табл. 1) о том, что малообъёмные осадки в диапазоне <1,3.6,4 мм приходятся на половину дней с осадками. Исходя из сведений по осадкам и данных за период с 4 июля по 6 сентября, можно сделать вывод, что соломенная мульча значительно лучше удерживает влагу в почве, чем почвенная.
В целом за три месяца наблюдений выпало 110,5 мм осадков, что соответствует среднемноголетнему уровню. Запасы влаги в среднем по вариантам с соломенной мульчей уменьшились с 224 мм до 128 мм, а с почвенной мульчей с 210 мм до 106 мм. В первом случае суммарные потери составили 192 мм, во втором -214,5 мм. На 6 сентября одинаковый и наибольший уровень увлажнения отмечен в вариантах с соломенной мульчей толщиной 3.4 см и 7. 8 см. Это объясняется тем, что 3. 4 см слой соломенной мульчи лучше, чем 7.8 см, усваивает осадки летнего периода, но в меньшей степени защищает почву от потерь влаги на испарение. Очевидно, что варианты с соломенной мульчей в 3.4 и 7. 8 см по запасам влаги в начале и к концу наблюдений одинаковые. Но линия варианта с 7.8 см мульчи более выровнена, что свидетельствует о его лучшей водоудерживающей способности, а контрастные изломы на линии варианта с 3.4 см мульчи, как ответ на осадки - о лучшей пропускной способности этого варианта. Слой мульчи в 1.2 см лучше, чем 3.4 см и 7.8 см пропускает воду, но это не компенсирует большие ее потери на испарение. Отсюда оптимальной толщиной мульчи из соломы зерновых следует считать 3.
J. Chen, X. Zheng, Z. Qin, et al. // Soc. Agric. Eng. 2013. No. 29. P. 102-110.
Accumulation and preservation of soil and straw mulch moisture in the Orenburg region
F. G. Bakirov1, D. G. Polyakov2, I. V. Vasiliev1
1Orenburg State Agrarian University, ul. Chelyuskintsev, 18, Orenburg, 460014, Russian Federation 2Institute of Steppe, Ural branch, Russian Academy of Sciences, ul. Pionerskaya 11, Orenburg, 460000, Russian Federation
4 см. Она обеспечивает оптимальный баланс между усвоением осадков и удержанием её в почве и наибольшую эффективность использования ресурсов влаги в Центральной зоне Оренбургской области.
Правильно подобранная мощность соломенной мульчи в соответствии с нормами выпадающих осадков выступает действенным агротехническим приёмом накопления и удержания влаги в почве.
Соломенная мульча обладает высокой водопоглотительной способностью (влагоёмкостью), поэтому с повышением ее мощности увеличивается количество удерживаемой воды. При мощности 1.2 см она может удержать в себе все осадки нормой менее 3,2 мм, которые составляют 19 % всех осадков, выпадающих за вегетационный период ранних яровых культур в Центральной зоне Оренбургской области, а при мощности 7.8 см - все осадки объёмом менее 22,4 мм, или 88 % осадков за указанный период.
Соломенная мульча, независимо от её мощности, накапливает влаги на 7 % больше, чем почвенная, а её влагосберегающий эффект в первой половине лета достигает 39 % при толщине 3.4 см и 48 % - при 7.8 см. Лучше всего влага аккумулируется при толщине мульчи 1.2 см, хуже всего - при толщине 7.8 см.
В Центральной зоне Оренбургской области толщина соломенной мульчи в 3.4 см обеспечивает оптимальный баланс между усвоением осадков и удержанием влаги в почве с наибольшей эффективностью использования ресурсов влаги региона.
Литература
1. Кислов А. В., Глинушкин А. П., Кащеев А. В. Агроэкологические основы повышения устойчивости земледелия в степной зоне // Достижения науки и техники АПК. 2018 Т. 32. № 7. С. 9-13. doi: 10.24411/0235-24512018-1070.
2. Ресурсосберегающие технологии на черноземах южных Оренбургской области / Ф. Г. Бакиров, Г. В. Петрова, А. П. Долматов и др. // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 5. С. 3-5.
3. Влияние способов основной обработки на условия развития и эффективность возделывания проса / И. В. Васильев, Ю. А. Гулянов, Ю. Н. Бакаева и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 57-61. doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-57-61.
4. King. F. H. Textbook of the Physics of Agriculture. Madison, Wisconsin, 1907. 604 p.
5. Etcheverry B., Harding S. Irrigation Practice and Engineering. New York: McGraw-Hill, 1933. P. 106.
6. Kahlon M. S., Lal R., Ann-Varughese M. Twenty-two years of tillage and mulching impacts on soil physical characteristics and carbon sequestration in Central Ohio
// Soil & Tillage Research. 2013. Vol. 126. P. 151-158.
7. Wheat straw mulching offset soil moisture deficient for improving physiological and growth performance of summer sown soybean / K. Akhtar, W. Wang, A. Khan, et al. // Agricultural Water Management. 2019. Vol. 211. P. 16-25. https://doi.org/10.1016Zj.agwat.2018.09.031.
8. Дридигер В. К., Стукалов Р. С., Матвеев А. Г. Влияние типа почвы и ее плотности на урожайность озимой пшеницы, возделываемой по технологии no-till в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края // Земледелие. 2017. № 2. С. 19-22.
9. Влияние технологии возделывания на агрофизические свойства черноземов выщелоченных и урожайность подсолнечника / Е. Б. Дрёпа, О. И. Власова, А. С. Голубь и др. // Земледелие. 2020. № 3. С. 18-20. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10304.
10. Эффективность применения технологии No-till в различных климатических зонах Ставропольского края / А. Н. Есаулко, Е. Б. Дрепа, А. Ю. Ожередова и др. // Земледелие. 2019. № 7. С. 28-31. https://doi. org/10.24411/0044-3913-2019-10707
11. Эффективность технологии No-till в засушливой зоне Ставропольского края / В. К. Дридигер, В. В. Кулинцев, С. А. Измалков и др. // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 1. С. 34-39. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10100.
12. Проблемы адаптации степного землепользования к антропогенным и климатическим изменениям (на примере Оренбургской области) / Ю. А. Гулянов, А. А. Чибилев, А. А. Чибилев и др. // Известия РАН. Серия географическая. 2022. № 1. С. 28-40. doi: 10.31857/s258755662201006x.
13. Blanco-Canqui H. No-till technology has limited potential to store carbon: How can we enhance such potential? // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2021. Vol. 313. 107352. URL: https://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S0167880921000566 (дата обращения 17.03.2022). https://doi. org/10.1016/j.agee.2021.107352.
14. Effect of Straw Mulch on Soil Evaporation during Freeze-Thaw Periods / J. Chen, X. Xie, X. Zheng et al. // Water. 2019. 11 (8). 1689. URL: https://www.mdpi.com/2073-4441/11/8/1689 (дата обращения 17.03.2022). https://doi. org/10.3390/w11081689.
15. Cook H. F., Valdes G. S. B., Lee H. C. Mulch effects on rainfall interception, soil physical characteristics and temperature under Zea mays L. // Soil & Tillage Research. 2006. Vol. 91. P. 227-235. https://doi.org/10.1016/]. still.2005.12.007.
16. Jordan A., Zavala L. M., Gil J. Effects of mulching on soil physical properties and runoff under semi-arid conditions in southern Spain // CATENA. 2010. Vol. 81. No. 1. P. 77-85. https://doi.org/10.1016/j.catena.2010.01.007.
17. Научно-прикладной справочник «Климат России» ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» Росгидромета. URL: http://aisori-m.meteo. ru/waisori/index0.xhtml (дата обращения: 16.11.2018, 15.03.2021).
18. Бакиров Ф. Г., Коряковский А. В. Мульчирование - эффективный способ использования водных ресурсов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2011. № 3 (31). С. 55-56.
19. Effects of maize straw mulch on spatiotemporal variation of soil profile moisture and temperature during freeze-thaw period /
Abstract. We determined the effect of soil and straw mulch of various thicknesses on the accumulation and retention of moisture by the soil in order to substantiate the mulch parameters that can provide an increase in the efficiency of the use of moisture resources. The work was carried out in 2019 in the Central zone of the Orenburg region. The soil of the experimental plot was southern medium-thick calcareous heavy loamy chernozem with a humus content of 3.8%. The field experiment was carried out in four repetitions with a plot size of 4 m2 (2 m x 2 m). Protective plots of the same size were placed between the experimental ones. The design of the field experiment included the following treatments: mulch type (factor A) - mulch from spring wheat straw, mulch from loose soil; mulch thickness (factor B) - 1-2 cm, 3-4 cm, 7-8 cm. Straw was applied in the stubble in accordance with the design. The moisture capacity of straw mulch was studied in a laboratory experiment using straws from 2 to 10 cm long and chaff in a ratio of 2.7:1.0. Straw mulch with a thickness of 1-2 cm can intercept precipitation less than 3.2 mm (19% of all precipitation during the growing season of early spring crops), with a thickness of 7-8 cm - 22.4 mm (88% of all precipitation). Regardless of the thickness of the layer, straw mulch accumulates 7% more moisture than soil mulch, and its moisture-saving effect in the first half of summer is 39% at a thickness of 3-4 cm and48% at 7-8 cm. In the Central zone of the Orenburg region, a straw mulch thickness of 3-4 cm provides an optimal balance between precipitation absorption and moisture retention in the soil. This improves the efficiency of the use of moisture resources.
Keywords: straw mulch; soil mulch; moisture reserves; straw moisture capacity; evaporation; precipitation.
Author Details: F. G. Bakirov, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: f.bakirov@mail.ru); D. G. e Polyakov, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow (e-mail: polakovdg@yandex.ru); Q I. V. Vasiliev, Cand. Sc. (Agr.), head of depart- Q ment (e-mail: igor-vas2009@yandex.ru). ^
For citation: Bakirov FG, Polyakov DG, e Vasiliev IV [Accumulation and preservation of 2 soil and straw mulch moisture in the Orenburg 3 region]. Zemledelie. 2022;(3):3-7. Russian. M doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-3-7. °
■ 2
