CC BY
123
УДК 631.67:664.4:633.11 (571.61) О.А. Лохачева
СТРУКТУРА СУММАРНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ЯЧМЕНЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ЮГА ПРИАМУРЬЯ
Ключевые слова: водопотребление, оптимальные водные режимы почвы, оросительная норма, суммарное водопотребление, коэффициент водопо-требления.
Введение
Для роста и развития растениям необходима влага, основную часть которой они добывают из почвы. Многие исследователи (А.Н. Костяков, И.П. Кружилин и др.) отмечают, что влага относится к одному из главных и незаменимых факторов жизни растений [1, 2].
Для большинства зерновых культур, возделываемых при поливе, нижний пред-поливной порог влажности почвы, при котором растения нормально вегетируют, составляет 60-65% НВ. По данным исследований Шумакова, снижение влажности активного слоя почвы ниже установленных пределов приводит к нарушению обмена веществ и появлению признаков временного завядания культуры [3].
Ячмень требователен к влаге. В условиях Приамурья в июне и июле ячмень часто испытывает недостаток влаги. С помощью данных расчетов относительной влажности почв, общего увлажнения, максимально возможного испарения и дефицита суммарного испарения, а также данных урожайности ячменя установлено, что этот период является критическим. Одной из основных причин низких урожаев ячменя в местных условиях является засуха весной и в первой половине лета.
Недостаток влаги в почве и наличие суховеев сильно снижают урожайность ячменя. Достаточное и бесперебойное снабжение водой должно быть уже в первый период вегетации посевов, и если оно было нарушено, то впоследствии никакие мероприятия не восстановят потерю урожая.
Установление оптимальных водных режимов почвы в зависимости от влагопот-ребности в разные периоды вегетации растений с учетом почвенно-климати-ческих условий позволяет получать до-
вольно высокие урожаи ячменя с экономией оросительной воды.
Объекты и методы исследований
В условиях юга Амурской области с 2009 года нами проводятся исследования на опытном поле отдела семеноводства Дальневосточного государственного аграрного университета (с. Грибское) Благовещенского района и сопровождаются наблюдениями и учетами в соответствии с требованиями методики опытного дела Б.А. Доспехова, В.Н. Плешакова [4, 5]. Повторность опыта четырехкратная. Площадь опытной делянки — 49 м2. Способ полива — периодическое дождевание. Расчетная глубина промачивания почвы поливами — 0,4 м.
Схема полевого опыта.
Фактор 1. Водный режим: 1) предпо-ливная влажность почвы 70% НВ; 2) 80% НВ; 3) 90% НВ; 4) контроль (без полива).
Фактор 2. Дозы удобрений: 1) N^30^ 2) ^5Р45К45; 3) N^60^; 4) контроль (без удобрений).
Дозы удобрений рассчитывали балансовым методом и учитывали: биологические особенности ячменя, которые обусловливают вынос элементов питания в расчете на единицу основной продукции (зерно); содержание подвижных форм элементов питания в почве; результаты полевых опытов; окупаемость удобрений.
При проведении опытов использовался среднеспелый сорт ярового ячменя Ача, обладает высокой устойчивостью к полеганию, засухоустойчивость средняя. Масса 1000 зерен — 33-56 г. Средняя урожайность по Дальневосточному региону — 1,59-2,69 т/га.
Результаты исследований и их обсуждение
Правильное орошение ячменя в соответствии с его биологическими особенностями и учетом климатических условий зоны размещения посевов является одним из главнейших факторов, способствующих повышению продуктивности растений.
Суммарное водопотребление ячменя — величина не постоянная и в значительной степени зависит от почвенно-климатичес-ких условий, сорта или гибрида, длины вегетационного периода и других факторов (табл. 1).
Водопотребление ячменя изменялось с улучшением влагообеспеченности в интервале 6820,5-7083 м3/га. Наибольшее суммарное водопотребление отмечено в варианте с поддержанием предполивного порога влажности почвы не ниже 90% НВ и составило 7083 м3/га. В структуре суммарного водопотребления основной приходной статьей водного баланса ячменя является оросительная норма. Для поддержания заданного схемой опыта предполивного порога влажности в 2009 году оросительная норма ячменя изменялась в пределах 1921-2242 м3 /га, а в 2010 г. — в пределах 2355-2565 м3 /га. Вся оросительная вода была подана на поле в 2009 г. за 3-11 поливов, а в 2010 г. — за 4-13 поливов. Однако доля участия оросительной воды на посевах ячменя составила 31,4-33,9% от общего расхода воды растениями в среднем за два года исследований. Максимальное количество подаваемой на поле воды растения расходовали в варианте с предполивной влажностью почвы не ниже 90% НВ — 2403,5 м3/га. Выпадающие в течение вегетационного периода осадки играют существенную роль в структуре суммарного водопотребления. Чем интенсивнее режим орошения, тем в меньшей степени суммарное водопотребление зависит от количества осадков, выпадающих за период вегетации культуры.
Величина использования запасов почвенной влаги в структуре суммарного водопотребления ячменя зависит в основном от принятого режима орошения и имеет обратные показатели изменения численных значений по сравнению с оросительной нормой.
При обосновании режима орошения ячменя важным аргументом является установление динамики среднесуточного расхода воды по межфазным периодам. Это позволяет более полно характеризовать закономерности изменения потребности растений в воде и точнее обосновать сроки проведения поливов, способствующих более качественному управлению водным режимом почвы для получения высоких урожаев зерна ячменя.
Анализируя полученные результаты, можно отметить, что среднесуточное во-
допотребление растениями ячменя изменяется по межфазным периодам. Наибольшие значения приходятся на фазу кущения и выхода в трубку 170,5177,1 м3/га в сутки. Отмечается постепенное снижение среднесуточного расхода воды до 18,9-19,6 м3/га в межфазный период восковая — полная спелость зерна.
В период от посева до появления всходов среднесуточное водопотребление на всех вариантах режима орошения было примерно одинаковым — 50,461,75 м3/га. В связи с нарастанием вегетативной массы, развитием корневой системы и повышением среднесуточных температур воздуха в период всходы — кущение расход воды растениями ячменя за сутки ненамного уменьшился — 44,050,7 м3/га. Во все последующие фазы объем потребляемой растениями в течение суток влаги увеличивался соответственно нарастанию вегетативной массы.
В период кущение — выход в трубку среднесуточное водопотребление на всех режимах орошения было максимальным (154,9-191,3 м3/га в сутки). В варианте поддержания предполивной влажности почвы не ниже 90% НВ среднесуточное потребление воды растениями в период выхода в трубку достигало максимального значения — 177,1 м3/га в сутки.
При понижении предполивного порога влажности почвы до 80% НВ среднесуточное водопотребление составило 173,2 м3/га в сутки. После межфазного периода кущение — выход в трубку среднесуточное водопотребление в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ снижалось с 173,2 до 19,2 м3/га в сутки. Аналогичная закономерность наблюдалась и в варианте 70% НВ почвы.
Из вышеизложенного можно заключить, что с улучшением условий водо-обеспеченности посредством проведения поливов среднесуточное водопотребление уменьшается и достигает своего максимального значения в варианте 90% НВ. Определяется это тем, что растения, находящиеся в лучших условиях влагообес-печения, формируют более развитую вегетативную массу, для удовлетворения потребности которой требуется и меньший объем оросительной воды. Понижение предполивной влажности почвы до 80% НВ сопровождалось уменьшением среднесуточного расхода воды растениями.
Одним из основных показателей в определении эффективности использования
При поддержании водного режима почвы по схеме 80% НВ на посевах ячменя, где урожайность 2,42 т/га, был отмечен самый низкий коэффициент водопо-требления, удельный расход воды составил 2861,6 м3/т зерна. В варианте 90% НВ коэффициент водопотребления составил 3093,1 м3/т.
Главным показателем, определяющим эффективность режима орошения любой сельскохозяйственной культуры, служат затраты оросительной воды на формирование единицы товарной продукции. Численные значения затрат оросительной воды зависят от тех же факторов, что и значения коэффициента водопотребления.
Из полученных нами результатов опытов следует, что затраты оросительной воды на посевах ячменя при поливе дождеванием изменялись в зависимости от режима орошения и от влагообеспечен-ности года. Максимальные затраты поливной воды были отмечены в варианте с поддержанием влажности почвы не ниже 70% НВ и составили в среднем 1295,8 м3/т.
Таблица 1
Структура суммарного водопотребления ячменя
Предпо-ливная влажность, % НВ Годы наблюдений Суммарное водопотреб-ление (Е), м3/га Оросительная норма Приход влаги от осадков Использование запасов почвенной влаги
м3/га % от Е м3/га % от Е м3/га % от Е
70 2009 6196 1921 31 4170 67,3 105 1,7
2010 7445 2355 31,6 4970 66,8 120 1,6
Среднее 6820,5 2138 31,4 4570 67,01 112,5 1,65
80 2009 6380 2100 32,9 4170 65,4 110 1,7
2010 7470 2375 31,8 4970 66,5 125 1,7
Среднее 6925 2237,5 32,3 4570 65,9 117,5 1,7
90 2009 6512 2242 34,4 4170 64,03 100 1,5
2010 7654 2565 33,5 4970 64,9 119 1,6
Среднее 7083 2403,5 33,9 4570 64,5 109,5 1,55
Таблица 2
Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды при различных режимах орошения почвы
Предполивная влажность почвы, % НВ Годы исследований Суммарное водо-потребление, м3/га Урожайность, т/га Оросительная норма, м3/га Коэффициент водопотребления, м3/т Затраты оросительной воды на 1 т ячменя, м3/т
70 2009 6196 1,71 1921 3623,4 1123,4
2010 7445 1,58 2355 4712,1 1490,5
Среднее 6820,5 1,65 2138 4133,6 1295,8
80 2009 6380 2,48 2100 2572,6 846,8
2010 7470 2,46 2375 3165,3 1006,4
Среднее 6925 2,42 2237,5 2861,6 924,6
90 2009 6512 2,31 2242 2819,1 970,6
2010 7654 2,27 2565 3371,8 1129,9
Среднее 7083 2,29 2403,5 3093,1 1049,6
НСР 0,15
растениями воды на поле служат ее затраты на формирование единицы товарной продукции, т.е. коэффициент водопотребления. Численные значения его показателей непостоянны и зависят от многих факторов, таких как погодные условия вегетационного периода, условия влаго-обеспеченности, уровень плодородия почв, агротехника культуры, способы и техника полива. Определяющее влияние на величину коэффициента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая.
Анализ полученных данных показывает, что на посевах ячменя при внесении минеральных удобрений с повышением предполивного порога влажности почвы растения ячменя при дождевании наиболее эффективно использовали общий объем воды на формирование товарной части урожая (табл. 2).
При поддержании влажности почвы не ниже 70% НВ отмечается наиболее высокий коэффициент водопотребления, он составил 4133,6 м3/т.
В варианте поддержания предполивной влажности почвы не ниже 80% НВ на образование одной тонны продукции было затрачено минимальное количество оросительной воды — 924,6 м3/т.
С увеличением влажности расчетного слоя почвы до 90% НВ наблюдалось снижение затраченной оросительной воды на одну тонну зерна и составляло 1049,6 м3/т.
Следовательно, с уменьшением водо-обеспеченности при орошении дождеванием продуктивность посевов ячменя повышалась одновременно с увеличением общих затрат воды из расчета на единицу площади, коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды на формирование урожая повышались.
Выводы
1. Водопотребление ячменя изменялось с улучшением влагообеспеченности в интервале 6820,5-7083 м3/га.
2. Наибольшее суммарное водопотребление отмечено в варианте с поддержанием предполивного порога влажности почвы не ниже 90% НВ — 7083 м3/га.
3. Наибольшие значения среднесуточного водопотребления растениями ячменя приходятся на фазу кущения и выхода в трубку 170,5-177,1 м3/га в сутки.
4. При поддержании водного режима почвы по схеме 80% НВ был отмечен самый низкий коэффициент водопотребления — 2861,6 м3/т зерна.
5. В варианте поддержания предполивной влажности почвы не ниже 80% НВ на образование одной тонны продукции было затрачено минимальное количество оросительной воды — 924,6 м3/т.
Библиографический список
1. Костяков А.Н. Основы мелиорации / А.Н. Костяков. — М.: Сельхозгиз, 1960. — 621 с.
2. Кружилин И.П. Управление водным режимом почвы для получения запланированных урожаев при орошении / И.П. Кружилин // Труды Волгоградского СХИ. — 1981. — Т. 76. — С. 17-35.
3. Шумаков Б.А. Орошаемое земледелие / Б.А. Шумаков. — М.: Россель-хозиздат, 1965. — С. 3-81.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985, — 351 с.
5. Плешаков В.Н. Методика полевого опыта в условиях орошения / В.Н. Плешаков. — Волгоград: ВНИИОЗ, 1983. — 148 с.
+ + +
УДК 633 «321»:16:631.671:581.5 О.Б. Полуянова,
М.Б. Терехов, А.В. Терехова
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ПОСЕВОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Ключевые слова: ячмень, биологический, товарный, суточный коэффициент водопотребления.
Влагообеспеченность растений практически повсеместно является лимитирующим урожай фактором. Несмотря на то, что Нижегородская область входит в Волго-Вятский район Нечерноземной зоны России, с нормальной увлажненностью почв и климата, в отдельные годы посевы ячменя испытывают дефицит влаги в раз-
личные фазы роста и развития растений из-за неравномерности распределения осадков за апрель-август или засушливости климата в этот период [1].
Оптимизация водного режима посевов ячменя приобретает характер управляемого технологического процесса. В основе управления лежит суммарное водопо-требление посевов в целом за вегетацию и за отдельные промежутки роста и развития растений [2].
