CC BY
119
__________АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО______________________________
УДК 631.67:633.18(571.61)
РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ РИСА В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЗОНЫ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ
Е.П. Боровой, доктор сельскохозяйственных наук
Волгоградский государственный аграрный университет
М.В. Маканникова, кандидат сельскохозяйственных наук ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный аграрный университет
В статье раскрываются особенности выращивания риса при периодическом дождевании. Установлено, что оросительная норма риса, возделываемого при поливе дождеванием, в 3-5 раз меньше, чем при традиционной технологии орошения затоплением чеков.
Ключевые слова: орошение риса, водопотребление риса, периодическое дождевание, оросительная норма, коэффициент водопотребления.
Рис является одним из древнейших окультуренных человеком злаком и основным продуктом питания более половины населения мира. Будучи древнейшей сельскохозяйственной культурой, рис, благодаря высокой пластичности и многообразию форм, занял огромные площади. Возделывается он при разнообразных условиях водного режима почвы.
В рисоводческих хозяйствах России принят только один способ выращивания риса, основанный на продолжительном затоплении его посевов слоем воды. В производственных условиях оросительная норма риса с постоянным затоплением и проточностью изменяется в пределах от 15 до 25 тыс. м3/га. О возможности возделывания риса без затопления в разное время писали многие ученые-мелиораторы [1-2]. Освоение новой технологии орошения риса без создания слоя воды в чеках ограничивает суммарное водопотребление за период вегетации расчетной величиной испаряемости и делает его вполне сопоставимым с затратами воды при возделывании других полевых культур, то есть в несколько раз меньшим, чем при орошении затоплением.
Цель исследований - разработка новой водосберегающей, высокоэффективной и экологически безопасной технологии орошения риса периодическими поливами.
В условиях юга Амурской области с 2005 г. на опытном поле отдела семеноводства Дальневосточного государственного аграрного университета проводятся исследования по апробации технологии выращивания риса с периодическими поливами.
В 2005-2007 гг. нами изучался водный режим почв включая различные поливные нормы (предполивная влажность почвы 70, 80, 90 % НВ), дозы удобрений (контроль - без них; ^0Р30; ^0Р30К15; ^20Р30К30) и нормы высева семян (4 млн (контроль), 5 и 6 млн всхожих семян). Расчетная глубина промачивания почвы поливами 0,6 м. Способ орошения - периодическое дождевание. Орошение проводили двухсопловой среднеструйной дождевальной насадкой кругового действия «Роса-3». Дозы рассчитывали по методу, включающему балансовый расчет. Исследования начинали с суходольным, скороспелым сортом риса «Волгоградский» селекции ВНИИОЗ, высокоурожайный, устойчивый к резко
континентальному климату, способный нормально вегетировать и формировать урожай в экстремальных природных условиях. В 2008-2011 гг. изучали сорта риса селекция ПримНИИ СХ, относящиеся к скороспелой группе: круглозерные - Дарий 23, Приозерный 61; длиннозерные - Ханкайский 429, Ханкайский 52 с высокими технологическими и кулинарными качествами. Для этих сортов поддерживался режим влажности почвы на уровне 80 % НВ, вносили удобрения дозой ^20Р30К30 и нормой высева семян 5 млн всхожих семян.
Г оды исследований существенно различались по величине и распределению атмосферных осадков, что позволило сделать оценку эффективности орошения. Исследования пришлись на очень засушливый 2005 год (ГТК = 0,84), засушливый 2007 и 2011 гг. (ГТК = 1,20), 2008 год незначительно засушливый
(ГТК=1,42), 2009 - влажный (ГТК - 1,82), 2006 и 2010 годы переувлажненные (ГТК=2,0).
Почвы опытного участка лугово-бурые, хорошо оструктурены. Содержание гумуса в пахотном горизонте невелико - 3,1 %. Обеспеченность опытного поля минеральным азотом низкое, подвижным фосфором среднее, а обменным калием высокое, рН солевой вытяжки - 5,5. Одним из основных водно-физических показателей при оценке сложения почв является плотность, которая увеличивается с глубиной по профилю. Плотность сложения пахотного слоя составляла 1,03-1,11 т/м3, плотность твердой фазы составила 2,50 - 2,66 т/м3.
Одним из важнейших факторов, повышающих продуктивность растений, является режим орошения. Анализ результатов наших опытов показал, что в разные годы из-за различия в период вегетации риса гидротермических условий поддержание предполивной влажности почвы на одноименных вариантах обеспечивалось различным числом и сроками проведения поливов. Для поддержания влажности почвы на уровне 70 % НВ в зависимости от метеусловий 2005-2007 годах потребовалось проведение 5-8 поливов нормой 670 м3/га. Повышение предполивного порога влажности до 80 % НВ сопровождалось увеличением числа поливов до 8-12 поливной нормой 450 м3/га. Поддержание 90 % НВ в расчетном слое почвы достигалось проведением 11-15 поливов нормой 220
м3/га.
Таблица 1 - Структура суммарного водопотребления сорта риса Волгоградский при различных водных режимах почвы (доза удобрений К120Р30К30, норма высева 5 млн всхожих семян)
Предполивна я влажность почвы, % НВ Годы исследов аний Оросительна я норма Приход влаги от осадков Использовани е почвенной влаги Суммарное водопотреб ление, м3/га
м3/га % м3/га % м3/га %
70 2005 5460 72,0 2050 27,0 75 1,0 7585
2006 3450 39,7 5110 58,9 120 1,4 8680
2007 5460 63,2 3070 35,6 105 1,2 8635
среднее 4790 58,3 3410 40,5 100 1,2 8300
80 2005 5510 72,1 2050 26,8 80 1,1 7640
2006 3710 41,5 5110 57,1 125 1,4 8945
2007 5270 64,3 3070 34,5 110 1,2 8900
среднее 4980 59,3 3410 39,5 105 1,2 8495
90 2005 5810 73,3 2050 25,8 71 0,9 7931
2006 3970 43,2 5110 55,5 119 1,3 9199
2007 5590 63,8 3070 35,0 100 1,2 8760
среднее 5123 60,1 3410 38,8 96,7 1,1 8630
Суммарное водопотребление периодически поливаемого риса в разные по погодным условиям годы изменялось в интервале 6179-9199 м3/га. Наибольшее среднее за годы исследований значение отмечено в варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 90 % НВ и составило 8630 м3/га (табл. 1).
В варианте с режимом орошения на уровне 70 % НВ расход воды растениями риса уменьшался, и среднее значение его составило 8300 м3/га. Повышение предполивного порога влажности почвы до 80 % НВ, в среднем за 6 лет исследований, сопровождалось уменьшением суммарного водопотребления до 7856 м3/га.
В структуре суммарного водопотребления основной приходной статьей водного баланса орошаемого поля риса, как и при затоплении, является оросительная норма. Максимальное количество подаваемой на поле воды растения риса расходовали в варианте с предполивной влажностью почвы не ниже 90 % НВ. Среднее значение за годы исследований оросительной нормы в этом варианте водного режима составило 60,1%. Наименьшая оросительная норма в среднем за три года (58,3 %) получена в варианте с назначением поливов при влажности почвы 70 % НВ. В варианте поддержания предполивного порога влажности на уровне 80 % НВ по фазам развития риса доля поливной воды в структуре суммарного водопотребления составила в среднем за годы исследований 56 % с колебаниями от 41,5 в 2006 году до 72,1 % в 2005 году.
В 2008 году вся оросительная вода за весь вегетационный период была подана на поле за 8 поливов, в 2009 году за 6 поливов и в 2010 году за 10 поливов.
Так как с 2008 года поддерживался режим влажности почвы только на уровне 80 % НВ, в среднем за три года исследований оросительная норма составила 52,5 %, суммарное водопотребление - 7217 м3/га (табл. 2).
Таблица 2 - Структура суммарного водопотребления приморских сортов риса _______(доза удобрений К120Рз0К30, норма высева 5 млн. всхожих семян)____
Предполивн ая влажность почвы, % НВ 80 Годы исследован ий Оросительн ая норма Приход влаги от осадков Использован ие почвенной влаги Суммарное водопотреб ление, м3/га
м3/га % м3/га % м3/га %
2008 4270 62,0 2415 35,1 200 2,9 6885
2009 2700 43,7 3325 53,8 154 2,5 6179
2010 4450 51,8 4962 57,7 125 1,4 8587
среднее 3806 52,5 3567 48,8 160 2,3 7217
Выпадающие в течение вегетационного периода осадки играют существенную роль в структуре суммарного водопотребления. В переувлажненные 2006, 2009, 2010 годы на их долю по вариантам опытов приходилось 53,8-58,9 %, в очень засушливый 2005, засушливый 2007 и незначительно засушливый 2008 годы соответственно 25,8-27,0; 34,5-35,6 % и 35,1 % от общего водопотребления.
Величина использования запасов почвенной влаги в структуре суммарного водопотребления риса зависит в основном от принятого режима орошения и имеет обратные показатели изменения численных значений по сравнению с оросительной
нормой. В вариантах с различными предполивными порогами влажности почвы среднее значение коэффициента использования почвенной влаги составило 0,9-2,9 %.
Таким образом, с уменьшением количества выпавших осадков происходит увеличение оросительной нормы. Кроме этого, с увеличением режима орошения наблюдается уменьшение использование почвенной влаги. Это говорит о том, что с уменьшением легкодоступной влаги в почве растения вынуждены интенсивнее использовать этот запас воды.
Зависимость между урожайностью зерна риса и его суммарным водопотреблением наиболее точно описывается полиномом 2-й степени с коэффициентом корреляции R=0,718. Урожайность значительно возрастала с увеличением суммарного водопотребления, но дальнейший расход воды уже не способствовал повышению урожайности зерна риса.
Основным показателем эффективности использования растениями воды на поле служит коэффициент водопотребления. В наших исследованиях наиболее высокий коэффициент водопотребления отмечался в варианте с режимом влажности 70 % НВ (табл. 3).
Таблица 3 - Коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды ________________при различных режимах орошения почвы__________________
Предполивна я влажность почвы, % НВ Годы исследова ний Суммарное водопотребл ение, м3/га Урожайн ость, т/га Оросител ьная норма, м3/га Коэффицие нт водопотреб ления, м3/т Затраты оросительно й воды на 1 т риса, м3/т
70 2005 7585 3,0 5460 2528,3 1820,0
2006 8680 2,7 3450 3214,8 1277,8
2007 8635 3,1 5460 2785,5 1761,3
среднее 8300 2,9 4790 2862,1 1619,7
80 2005 7640 4,0 5510 1910,0 1377,5
2006 8945 3,1 3710 2885,5 1196,8
2007 8900 4,2 5720 2119,0 1361,9
среднее 8495 3,8 4980 2342,1 1312,1
90 2005 7931 3,4 5810 2332,6 1708,8
2006 9199 2,9 3970 3172,1 1369,0
2007 8760 3,5 5590 2502,9 1597,1
среднее 8630 3,3 5123 2615,2 1558,3
В среднем за три года исследований он составил 2862,1 м3/т. При повышении предполивного порога влажности до 80 % НВ значения коэффициента водопотребления изменяются в пределах 1910,0-2885,5м3/т. С увеличением предполивного порога влажности почвы до 90 % НВ значение коэффициента составило 2615,2 м3/т.
Урожайность зерна тесно связана с влагозапасами в почве, осадками и рядом других факторов. Улучшение водного режима почвы, условий минерального питания и оптимальные нормы высева оказали положительное воздействие на формирование урожая зерна риса. На фоне влажности почвы 70 % НВ в среднем за 2005-2007 годы исследований она составила 2,9 т/га. Повышение увлажненности до 80 % НВ увеличивало урожайность риса на 24 %. В варианте с режимом орошения
до 90 % НВ урожайность зерна возросла на 14 % по сравнению с данными контрольного варианта. Внесение минеральных удобрений в дозах Н50Р30 и ^20Р30К30 повысило урожайность с 3,3 до 3,8 т/га соответственно. На контрольном варианте была получена наименьшая урожайность - 2,7 т/га. Изучение влияния норм высева семян на урожайность зерна показало, что максимальный урожай получен при норме 5 млн всхожих семян - 3,6 т/га. С увеличением нормы высева семян происходило загущение посевов и, как следствие этого, урожайность снизилась до 3,4 т/га. В вариантах с нормой высева 4 млн. всхожих зерен урожайность составила 3,1 т/га. Урожайность приморских сортов риса составила: Приозерный 60 - 4,85 т/га; Ханкайский 52 -4,51; Дарий 23 - 3,52; Ханкайский 429 - 4,65 т/га.
Из вышеизложенного можно заключить, что результаты наших исследований подтвердили гипотезу возможности возделывания риса при периодическом орошении и получения при этом экономически обоснованной урожайности зерна. В наших исследованиях оросительная норма риса, возделываемого при поливе дождеванием, в среднем за годы исследований изменялась в пределах 4393-5123 м3/га, что в 3-5 раз меньше, чем при традиционной технологии орошения затоплением чеков. Наибольшее суммарное водопотребление отмечено в варианте с поддержанием предполивного порога влажности почвы 80 % НВ и составило 7720 м3/га. Режим орошения 80 % НВ является наиболее продуктивным по использованию воды в посевах риса, так как имеет самое низкое значение коэффициента водопотребления, равное 1881 м3/т.
Самую высокую урожайность (4,6 т/га) в среднем за годы исследований получили в посевах риса с режимом орошения 80 % НВ, внесением минеральных удобрений дозой ^20Р30К30 и нормой высева 5 млн всхожих семян.
Библиографический список
1. Величко, Е.Б. Полив риса без затопления [Текст]/ Е.Б. Величко, Б.Б. Шумаков. -М.: Колос, 1972. - 88 с.
2. Костяков, А.Н. Основы мелиорации [Текст]/ А.Н. Костяков. - М.: Сельхозиздат, 1952. - 750 с.
3. Новая технология орошения риса [Текст]/ И.П. Кружилин, В.В. Мелихов, М.А. Ганиев, А.Г. Болотин // Научные основы эффективного использования орошаемых земель аридных территорий России: сб. научн. трудов. - Волгоград: ВНИИОЗ, 2007. - С. 37-44.
E-mail: [email protected]
