Научная статья на тему 'Транспирационные коэффициенты травостоев сухостепной зоны Европейской территории России'

Транспирационные коэффициенты травостоев сухостепной зоны Европейской территории России Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
161
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИТОЦЕНОЗЫ / УРОЖАЙНОСТЬ ФИТОЦЕНОЗОВ / ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС / ЛИЗИМЕТРЫ / ВЛАЖНОСТЬ ЗОНЫ АЭРАЦИИ / ТРАНСПИРАЦИОННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ (ТК) / ВОДНЫЙ БАЛАНС / PHYTOCENOSES / PHYTOCENOSIS PRODUCTIVITY / HYDROLOGICAL COMPLEX / LYSIMETERS / AERATION ZONE HUMIDITY / TRANSPIRATION COEFFICIENT (TC) / WATER BALANCE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кулик А.К., Власенко М.В., Бородычев В.В., Хныкин А.С., Балкушкин Р.Н.

Транспирационный коэффициент (ТК) меняется в процессе жизненного цикла растений и показывает отношение растительности к условиям водообеспеченности мест произрастания. Наиболее активно расходуется вода в период нарастания вегетационной массы. В период созревания репродуктивных органов ТК уменьшается. Объектом исследований являлись естественные и искусственные фитоценозы, произрастающие на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград), а также на ключевых участках Арчединско-Донских и Усть-Кундрюченских песков. В 2016 г. на гидрологическом комплексе ТК определялся исходя из сформированной на лизиметрах естественной растительности. На песке: Agropyron repens L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Galium aparine , Chenopodium album L., Chenopodium album L., Lactuca serriola L.; урожайность при этом была 2,1 т/га. ТК в этом случае составил 610. На легком суглинке (каштановая почва) произрастали: Lactuca serriola L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Agropyron repens L., Chenopodium album L., Taraxacum officinale , Galium aparine ; урожайность составила 4,2 т/га. ТК в этом случае 498. ТК биомассы яровой пшеницы сорта Камышинская-3, посеянной в апреле 2017 г. на лизиметрах ФНЦ агроэкологии РАН с легким суглинком (каштановая почва) и мелкозернистым пылеватым песком, составили соответственно 493 и 515. Исследования показали, что транспирационные коэффициенты, рассчитанные по биомассе яровых культур, существенно выше озимых. Отсюда следует целесообразность по возможности смещать вегетацию культур в засушливой и острозасушливой зонах на осенне-весенние периоды. Это позволяет в наиболее засушливые месяцы (июль-август) исключать вегетацию или экономить влагу, когда у растений минимальный вегетативный аппарат.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TRANSPIRATION RATE OF HERBAGE IN THE DRY ZONE OF EUROPEAN RUSSIA

The transpiration coefficient (TC) changes in the course of the plant life cycle and shows the relation of the vegetation to the water supply conditions of the growing sites. The most actively consumed water in the period of growth of the vegetative mass of plants. During the period of maturation of the reproductive organs, TC decreases. The object of research was the natural and artificial phytocenoses growing on the hydrological complex of the Federal Science Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences (Volgograd), as well as on key sites of the Archedinsko-Don and Ust-Kundruchenskiy sands. In 2016, the TC on the hydrological complex was determined based on the natural vegetation formed on the lysimeters. On sand: Agropyron repens L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Galium aparine, Chenopodium album L., Chenopodium album L., Lactuca serriola L.; the yield was 2.1 t / ha. TK in this case was 610. On light loam (chestnut soil), there were: Lactuca serriola L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Agropyron repens L., Chenopodium album L., Taraxacum officinale, Galium aparine; yield was 4.2 t / ha. The TK in this case is 498. TK of the biomass of spring wheat of the Kamyshinsky-3 variety, sown in April 2017 on the lysimeters of the FSC of Agroecology of the Russian Academy of Sciences with light loam (chestnut soil) and fine-grained silty sand, were 493 and 515, respectively. Coefficients calculated by the biomass of spring crops are significantly higher than winter crops. Hence, it is advisable, if possible, to shift the growing season of crops in arid and sharply arid zones during the autumn and spring periods. This allows in the driest months (July-August) to exclude the growing season or save moisture, when the plants have a minimal vegetative apparatus.

Текст научной работы на тему «Транспирационные коэффициенты травостоев сухостепной зоны Европейской территории России»

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Информация об авторах Кулик Анастасия Владимировна, старший научный сотрудник лаборатории защиты почв от эрозии ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400062, г. Волгоград, пр-т Университетский, 97), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8736-5464 kulik-a@vfanc.ru Воронина Валентина Павловна, профессор Волгоградского государственного аграрного университета (РФ, 400002, г. Волгоград, пр-т Университетский, 26), доктор сельскохозяйственных наук, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3441-5314 v.p.voronina@mail.ru

Узолин Алексей Иванович, ведущий научный сотрудник Клетской научно-исследовательской агролесомелиоративной опытной станции - филиал ФНЦ агроэкологии РАН (РФ,403560 Волгоградская обл., ст. Клетская, ул. Дымченко, д. 15), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5375-6894 s.erozii@yandex.ru

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 581.116: 626.80:633.2 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-03-19

ТРАНСПИРАЦИОННЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРАВОСТОЕВ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

TRANSPIRATION RATE OF HERBAGE IN THE DRY ZONE OF EUROPEAN RUSSIA

А.К. Кулик1, кандидат сельскохозяйственных наук М.В. Власенко1, кандидат сельскохозяйственных наук

2 3

В.В. Бородычев ', доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН А.С. Хныкин1, Р.Н. Балкушкин1

A.K. Kulik1, M.V. Vlasenko1, V.V. Borodichev2,3, A.S. Hnikin1,

R.N. Bulkushkin1

1ФНЦ агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, г. Волгоград 2Волгоградский государственный аграрный университет 3Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации

имени А.Н. Костякова3, г. Волгоград

1Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences1, Volgograd 2Volgograd State Agricultural University 3All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after AN. Kostyakov3, Volgograd

Дата поступления в редакцию 06.05.2019 Дата принятия к печати 05.08.2019

Received 06.05.2019 Submitted 05.08.2019

Транспирационный коэффициент (ТК) меняется в процессе жизненного цикла растений и показывает отношение растительности к условиям водообеспеченности мест произрастания. Наиболее активно расходуется вода в период нарастания вегетационной массы. В период созревания репродуктивных органов ТК уменьшается. Объектом исследований являлись естественные и искусственные фитоценозы, произрастающие на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград), а также на ключевых участках Арчединско-Донских и Усть-Кундрюченских песков. В 2016 г. на гидрологическом комплексе ТК определялся исходя из сформированной на лизиметрах естественной растительности. На песке: Agropyron repens L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Galium aparine, Chenopodium album L., Chenopodium album L., Lactuca serriola L.; урожайность при этом была 2,1 т/га. ТК в этом случае составил 610. На легком суглинке (каштановая почва) произрастали: Lactuca serriola L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Agropyron repens L., Chenopodium album L., Taraxacum officinale, Galium aparine; урожайность составила 4,2 т/га. ТК в этом случае - 498. ТК биомассы яровой пшеницы сорта Камышинская-3, посеянной в апреле 2017 г. на лизиметрах ФНЦ агроэкологии РАН с легким суглинком (каштановая почва) и мелкозернистым пылеватым песком, составили со-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ответственно 493 и 515. Исследования показали, что транспирационные коэффициенты, рассчитанные по биомассе яровых культур, существенно выше озимых. Отсюда следует целесообразность по возможности смещать вегетацию культур в засушливой и острозасушливой зонах на осенне-весенние периоды. Это позволяет в наиболее засушливые месяцы (июль-август) исключать вегетацию или экономить влагу, когда у растений минимальный вегетативный аппарат.

The transpiration coefficient (TC) changes in the course of the plant life cycle and shows the relation of the vegetation to the water supply conditions of the growing sites. The most actively consumed water in the period of growth of the vegetative mass of plants. During the period of maturation of the reproductive organs, TC decreases. The object of research was the natural and artificial phytocenoses growing on the hydrological complex of the Federal Science Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences (Volgograd), as well as on key sites of the Archedinsko-Don and Ust-Kundruchenskiy sands. In 2016, the TC on the hydrological complex was determined based on the natural vegetation formed on the lysimeters. On sand: Agropyron repens L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Galium aparine, Chenopodium album L., Chenopodium album L., Lactuca serriola L.; the yield was 2.1 t / ha. TK in this case was 610. On light loam (chestnut soil), there were: Lactuca serriola L., Erigeron canadensis L., Polygonum aviculare L., Bromus arvensis L., Agropyron repens L., Chenopodium album L., Taraxacum officinale, Galium aparine; yield was 4.2 t / ha. The TK in this case is 498. TK of the biomass of spring wheat of the Kamyshinsky-3 variety, sown in April 2017 on the lysimeters of the FSC of Agroecology of the Russian Academy of Sciences with light loam (chestnut soil) and fine-grained silty sand, were 493 and 515, respectively. Coefficients calculated by the biomass of spring crops are significantly higher than winter crops. Hence, it is advisable, if possible, to shift the growing season of crops in arid and sharply arid zones during the autumn and spring periods. This allows in the driest months (July-August) to exclude the growing season or save moisture, when the plants have a minimal vegetative apparatus.

Ключевые слова: фитоценозы, урожайность фитоценозов, гидрологический комплекс, лизиметры, влажность зоны аэрации, транспирационный коэффициент (ТК), водный баланс.

Key words: phytocenoses, phytocenosis productivity, hydrological complex, lysimeters, aeration zone humidity, transpiration coefficient (TC), water balance.

Цитирование. Кулик А.К., Власенко М.В., Бородычев В.В., Хныкин А.С., Балкушкин Р.Н. Транспирационные коэффициенты травостоев сухостепной зоны Европейской территории России. Известия НВ АУК. 2019. 3(55). 152-160. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-03-19. Citation. Kulik A.K., Vlasenko M.V., Borodichev V.V., Hnikin A.S., Bulkushkin R.N. Transpiration rate of herbage in the dry zone of European Russia. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2019. 3(55). 152-160. (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2019-03-19.

Введение. Песчаные массивы следует осваивать комплексно, т.е. подбирать угодья, наиболее приемлемые для определенного типа территорий (пастбища, сады, виноградники, лесные угодья и проч.), исходя из основных элементов водного баланса: осадков, физического испарения, транспирации, инфильтрации и гравитационного стока [4].

Транспирационный расход влаги и его количественный показатель, удельный расход (транспирационный коэффициент, ТК) является важнейшим элементом водного баланса фитоценозов. В засушливых и острозасушливых условиях водообеспеченность определяет прирост биомассы [1-3]. Соотношение между нормативным ТК и возможным количеством корнедоступной воды определяет биопродуктивность и экономическую эффективность пастбищных угодий, агрокультур и бонитет древостоя. Как отечественные, так и зарубежные ученые заинтересованы этим вопросом, особенно в последние годы, и рассчитывают транспирационные коэффициенты для многих сельскохозяйственных культур и лесных насаждений в разных условиях произрастания [6-11, 13]. Пакшина С.М., Ториков В.Е., Белоус Н.М. и Мельникова О.В. исследовали формирование урожая озимой пшеницы и ярового ячменя при определенных границах транс-пирации, обусловленных недостаточной и оптимальной доступностью растений поч-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

венной влаги и питательных веществ [7]. Suvocarev K., Blanco O., Fac J. M. и др. оценивали транспирацию для планирования капельного орошения культур столового винограда в Испании [13]. В условиях Японии Nomiyama R., Yasutake D., Sago Y. и Kitano M. доказали, что предуборочное временное затопление посевов кукурузы способствует увеличению эвапотранспирации в 3,5 раза и росту урожая по сравнению с почвой в теплице [7]. Влияние технологии возделывания многолетних мятликовых трав на их транспирацию в условиях заливных лугов Брянской области изучали Пакшина С. М., Белоус Н. М., Смольский Е. В., Силаев А. Л. [6]. Все исследователи считают, что расход на транспи-рацию меняется в зависимости от состава растительности. И в большинстве случаев эти материалы характеризуют удельный расход воды за весь период вегетации.

Материалы и методы. Цель исследований - изучение водного режима и формирования урожая естественных и искусственных фитоценозов на песке и легком суглинке (каштановая почва) в условиях засушливого климата. Опыты по определению ТК травостоя были проведены на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН (г. Волгоград) в 2016 и 2017 гг. Исследования проводились в 2016 г. на молодой залежи и в 2017 г. на рядовых посевах яровой пшеницы сорта Камышинская-3, заложенных в апреле текущего года. В полевых условиях ТК определялся на ключевых участках Ар-чединско-Донских и Усть-Кундрюченских песков на среднемощных дерново-степных почвах (серопесках). Укосы трав проводились в сентябре на метровых площадках.

На гидрологическом комплексе были использованы крупногабаритные металлические лизиметры объёмом 20,5 м3 и площадью 6,3 м2 (3,6*1,75 м); глубиной 3,5 м в глубокой части и 3 м в мелкой. Лизиметры имеют водовыпуски в подземную галерею, где еженедельно, а в пиковый (ранневесенний) период, в случае необходимости, и ежедневно проводились измерения количества стекающей воды. Для опытов использовались два лизиметра:

1) лизиметр №4, наполненный лёгким суглинком (каштановая почва). Наименьшая влагоёмкость (НВ) составила 1 7%, влажность завядания (ВЗ) - 6,7 %, плотность -1,4 г/см3;

2) лизиметр №5, наполненный мелкозернистым пылеватым песком (НВ - 6 %, ВЗ - 1,2 %, плотность - 1,5 г/см3).

Материалы исследований получены с помощью следующего оборудования: дождемеры-накопители конструкции Н. Ф. Кулика, метеостанция WatchDog 2700, оптические датчики влажности. Влажность почвенных образцов, отобранных посезонно на лизиметрах, определялась термовесовым методом. Образцы брались скребковым буром (Патент РФ № 137613) в одно-, двукратной повторности через каждые 10 см. Транспирационный расход определялся водно-балансовым методом.

Результаты и обсуждение. В сухостепной зоне Европейской территории России (ЕТР) расположены более 2,5 млн га песчаных земель, используемых в большинстве случаев для пастбищ. Урожайность кормовых угодий для этих территорий зависит от годовой водообеспеченности растений. Однако для этих земель отсутствуют данные по удельному расходу воды и возможности оценить их потенциальную эффективность. Наличие данных по ТК и приросту надземной биомассы трав, в том числе яровых культур, позволяет определить ТК кормовыми угодьями в показателях водного баланса.

Метеорологические исследования 2015-2016 гидрологического года показали, что лето 2015 г. было крайне засушливым. Глубина иссушения почвогрунта достигла 120 см. Эта же глубина иссушения характерна для полевых условий под озимой пшеницей на чёрных парах в Волгоградской области. А так как запасы воды в этой толще формируют урожай, то можно обоснованно говорить, что этот показатель в весенний период может быть использован для прогноза урожая с учётом ожидаемых летних осадков.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

В зимний период 2015-2016 гг. сухой слой был промочен. Влажность зоны аэрации возросла. В холодный период (ноябрь-март) 2015-2016 гг. выпало 233 мм осадков, что превысило среднегодовую норму на 50 мм. В начале апреля вся зона аэрации в лизиметрах была увлажнена до наименьшей влагоемкости (НВ) (таблица 1).

В вегетационный период 2016 г. выпало 271,9 мм, почвогрунт иссушился до 2 м. Потери воды в лизиметре №4 составили 184,8 м, в лизиметре №5 - 129,0 мм. Одновременно с этим продолжался гравитационный сток почвенной влаги. Он составил на суглинках 97,7 мм, на песках - 122,7 мм. Физическое испарение составило 150,0 мм. В соответствии с водным балансом транспирационный расход был равен 209,0 мм на суглинках и 128,2 мм на песках (таблица 2).

Таблица 1 - Влажность зоны аэрации в лизиметре №4 (лёгкий суглинок) и лизиметре №5 (песок) в летний период 2016 и 2017 гг., %

Table 1 - Humidity of the aeration zone in a lysimeter No. 4 (light loam) and a lysimeter No. 5 _(sand) in the summer of 2016 and 2017,%_

Глубина, см Depth, cm Лизиметр №5 Lysimeter No. 5 Лизиметр №4 Lysimeter No. 4

2016 г 2017 г 2016 г 2017 г

апрель октябрь апрель июль апрель октябрь апрель июль

0-5 4,9 0,3 3,3 0,1 14,7 2,9 13,0 1,4

10 4,3 0,5 5,3 0,4 16,0 4,9 15,1 3,4

20 4,6 1,3 - 2,0 15,5 5,8 15,4 5,1

30 5,0 1,5 - 2,2 15,8 7,2 15,5 6,3

40 4,9 2,2 - 2,4 15,1 8,9 15,7 6,4

50 5,5 2,4 3,4 2,5 16,2 7,9 15,5 6,8

60 5,8 2,4 3,9 2,8 14,9 7,9 14,8 6,9

70 6,6 2,5 4,1 3,2 14,4 7,2 14,2 6,8

80 7,4 2,6 4,5 3,3 15,5 8,9 14,9 7,5

90 8,6 2,3 4,3 3,3 16,1 8,8 16,1 8,0

100 - 2,4 4,6 3,2 15,8 8,8 12,7 9,2

110 6,9 2,2 4,7 3,5 14,0 12,1 12,4 9,1

120 6,4 2,6 5,1 4,0 18,7 11,4 9,2 8,9

130 9,6 2,9 6,2 - 15,6 10,7 9,4 9,5

140 9,0 3,0 6,1 4,2 16,1 10,0 9,8 9,9

150 8,5 3,1 5,3 3,8 18,9 9,5 9,9 10,9

160 7,4 3,2 5,5 3,8 15,2 9,0 12,5 10,7

170 8,4 2,7 4,8 4,4 15,9 9,3 11,2 10,8

180 10,1 4,2 5,5 3,6 15,8 10,7 11,0 11,1

190 7,1 3,1 6,3 3,1 14,8 11,3 10,3 10,6

200 7,1 3,4 12,2 10,2 15,4 10,0 10,9 10,7

Среднее Average 6,5 2,2 4,9 2,9 15,7 8,7 12,9 8,1

В предшествующий вегетационный период 2015 г. в лизиметрах оставались посевы озимой пшеницы. За исследуемый период на лизиметрах добавился следующий видовой состав растений:

- лизиметр №5 - пырей ползучий (Agropyron repens L), мелколепестник канадский (Erigeron canadensis L.), горец птичий (Polygonum aviculare L.), костёр полевой (Bromus arvensis L.), подмаренник цепкий (Galium aparine), марь белая (Chenopodium album L.), дрёма белая (Chenopodium album L.), латук дикий (Lactuca serriola L.);

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

- лизиметр №4 - латук дикий (Lactuca serriola L.), мелколепестник канадский (Erigeron canadensis L.), горец птичий (Polygonum aviculare L.), костёр полевой (Bromus arvensis L.), пырей ползучий (Agropyron repens L.), марь белая (Chenopodium album L.), одуванчик (Taraxacum officinale), подмаренник цепкий (Galium aparine).

Таблица 2 - Водный баланс по молодой залежи на песках и суглинках за период вегетации (апрель-октябрь), 2016 г.

Table 2 - Water balance for the young deposits in the sands and loams for the growing season (April-

October , 2016

Лизиметр Lysimeter Осадки, мм Precipitation, mm Изменение запасов влаги, мм / Change stocks moisture, mm Гравитационный сток, Мм Gravity drain, mm Физическое испарение, мм / Physical evaporation, mm Транспи-рация, мм / Transpiration, mm Урожайность, т/г Yield t / ha Транспира- ционный коэффициент Transpiration coefficient а

№4, суглинок No. 4, loam 271,9 -184,8 97,7 150,0 209,0 4,2 498

№5, песок No. 5, sand 271,9 -129,0 122,7 150,0 128,2 2,1 610

Фитомасса трав в воздушно-сухом состоянии по молодой залежи на суглинках составила 4,2 т/га, на песках - 2,1 т/га. Однако ТК оказались относительно близкими между собой: 498 на суглинках и 610 на песках.

В холодный период 2016-2017 гг. выпало 152,2 мм осадков. Это меньше среднегодовых осадков на 30 мм. Влажность зоны аэрации на песках увеличилась с 2,2 % до 4,9 %. На суглинках - с 8,7 % до 12,9 % (таблица 1). На песках произошло сквозное промачивание почвогрунта. На суглинках осадки достигли глубины 90 см. Далее грунты оставались сухими.

В апреле 2017 г. на обоих лизиметрах были произведены рядовые посевы яровой пшеницы сорта Камышинская-3.

В вегетационный период пшеницы 2017 года выпало 108,6 мм осадков (таблица 3). Расчётное физическое испарение составило 70,1 мм. Из-за более высокого плодородия почвогрунта на лизиметре №4 биомасса пшеницы достигла 3,5 т/га, на что было израсходовано 172,7 мм почвенной влаги. Часть этой влаги была израсходована из весенних влагозапасов, т. к. они уменьшились на 134,4 мм. При этом на гравитационный сток было израсходовано лишь 0,23 мм воды.

Таблица 3 - Водный баланс посевов яровой пшеницы на песках и суглинках за период вегетации (апрель-июль) 2017 г.

Table 3 - Water balance of spring wheat crops on sands and suglinka for the growing

season ¡April-July) 2017

Лизиметр Lysimeter Осадки, мм Precipitation, mm Изменение запасов влаги, мм / Change stocks moisture, mm Гравитационный сток, мм / Gravity drain, mm Физическое испарение, мм / Physical evaporation, mm Транспи-рация, мм Transpiration, mm

№4, суглинок No. 4, loam 108,6 -134,4 0,23 70,1 172,7

№5, песок No. 5, sand 108,6 -60,00 57,3 70,1 41,2

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

К столь низким показателям стока привёл и тот факт, что почвенная толща была иссушена травостоем по залежи 2016 г. На лизиметре №5 за это же время стекло 57,3 мм воды, запасы почвенной влаги уменьшились на 60 мм. На транспирацию ушло 41,2 мм, что позволило сформировать урожайность в 0,8 т/га.

Транспирационные коэффициенты биомассы яровой пшеницы представлены в таблице 4. Из таблицы видно, что в засушливый 2017 г. транспирационные коэффициенты на общую биомассу были близки к транспирационным коэффициентам травостоя по молодой залежи 2016 г. Однако транспирационные коэффициенты на зерно оказались очень высокими из-за отсутствия осадков в период налива зерна.

Таблица 4 - Транспирационные коэффициенты по биомассе яровой пшеницы

на песках и суглинках, 2017 г.

Table 4 - Transpiration coefficients for the biomass of spring wheat on sand and loam, 2017

Лизиметр /Lysimeter Транспирационный расход, мм/ Transpiration rate, mm Урожайность, т/га/ Productivity, t / ha Транспирационный коэффициент / Transpiration coefficient

Солома/ straw зерно/ grain общая/ general на солому/ for straw s на зерно/ for grain на общую биомассу/ for total biomas

№4, суглинок No. 4, loam 172,7 2,8 0,7 3,5 617 2467 493

№5, песок No. 5, sand 41,2 0,7 0,1 0,8 589 4120 515

Транспирационные коэффициенты меняются в процессе жизненного цикла растений. Наиболее активно расходуется вода в период нарастания вегетационной массы растений. В период созревания репродуктивных органов ТК уменьшается. В том случае если вегетация растений смещается на осень и весну, ТК сокращается до 240 единиц.

Из 172,7 мм влаги, израсходованной пшеницей на транспирацию на лизиметре №4, сформировался урожай 3,5 т/га. Из этой величины 2,8 т/га пришлись на солому и 0,7 т/га на зерно. При этом ТК составил 493 на общую биомассу, 617 на солому и 2467 на зерно. На песчаном лизиметре №5 на транспирацию ушло 41,2 мм почвенной влаги. Из неё сформировался урожай 0,8 т/га (0,7 т/га соломы и 0,1 т/га зерна). Значения ТК были 515 на общую биомассу, 589 на солому и 4120 на зерно.

Вегетационный период 2017 г. был засушливым, однако на основании запасов влаги холодного периода и редких дождей удельный расход на фитомассу пшеницы оказался примерно таким же, как ТК травостоя во влажный 2016 год. ТК на зерно оказался чрезвычайно высоким из-за сухости почвы в период налива зерна. Можно предположить, что обильные (30-40 мм) осадки подняли бы урожай на песках до 1 т/га, а на суглинках - до 3 т/га, соответственно уменьшив ТК.

Проведённые опыты показали, что транспирационные коэффициенты, рассчитанные по биомассе яровых культур, существенно выше озимых. Так, транспирационные коэффициенты озимой пшеницы в 2015 г. составили на биомассу 200-300 единиц, а яровой в лучших условиях - 600 единиц [3]. Отсюда следует целесообразность по возможности смещать вегетацию агрокультур в засушливой зоне на осенне-весенние периоды. Также следует отметить, что во все периоды вегетации растений транспирационные коэффициенты существенно изменяются. В процессе оогенеза (жизни растений) наиболее низкие транспирационные коэффициенты можно ожидать в период налива зерна.

В полевых условиях ТК определялся на ключевых участках Арчединско-Донских и Усть-Кундрюченских песках. Определения проводились на среднемощных дерново-степных почвах (серопесках). Средний транспирационный расход, определенный балансовым методом, за период вегетации составлял 150-160 мм, прирост биомас-

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

сы - 2,5-2,8 т/га. Отсюда ТК на обследованных песчаных массивах Волгоградской и Ростовской областях составил 570-600. Эти исследования подтверждаются данными зарубежных исследователей Дж. Франса и Дж. Х.М. Торнли [14]. Как видно из полевых данных, ТК находится в диапазоне показаний, которые были получены нами на гидрологическом комплексе ФНЦ агроэкологии РАН.

Заключение. Транспирационный коэффициент - важнейший показатель отношения фитоценоза к условиям водообеспеченности мест произрастания, но в большинстве случаев это величина условная. Общий расход воды определяется на биомассу части фитоценоза (надземная часть, зерно, стволовая древесина). Органика корневой системы не учитывается. Удельный расход воды при оптимальном увлажнении и минеральном питании довольно стабилен по природным зонам и может быть представлен нормативным показателем 600 ед. воды на 1 ед. органического вещества надземной фи-томассы при колебании для степной зоны от 500 до 650 единиц. При делении фитомас-сы на составные части (стебли, плоды, зёрна) этот показатель возрастает, хотя эта величина условна: на часть фитомассы накладывается суммарный расход воды на вегетацию. Исследования свидетельствуют о большей эффективности выращивания в сухо-степной зоне ЕТР озимых культур, чем яровых. Это позволяет исключать вегетацию растений в наиболее засушливые месяцы июль-август. Также экономится влага, когда в июле-августе у растений минимальный вегетативный аппарат.

Библиографический список

1. Власенко М.В. Транспирация многолетних кормовых видов в условиях засушливой среды // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2017. №4(44). С. 16-24.

2. Власенко М.В. Способность многолетних кормовых трав семейства Poaceae поддерживать транспирацию и оставаться засухоустойчивыми // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2018. №2(70). С. 224-230.

3. Кулик А.К. Моделирование формирования урожая озимой пшеницы на гидрологическом комплексе //Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2016. №6. С. 29-32.

4. Кулик А.К. Власенко М.В. Эколого-гидрологическая оценка воздействия сельского и лесного хозяйства на песчаные земли верхнего Дона // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2015. №1(57). С. 89-94.

5. Франс Дж., Торнли Дж. Х.М. Математические модели в сельском хозяйстве. М.: Агро-промиздат, 1987. С. 178-179.

6. Influences of technologies of cultivation of perennial bluegrass herbs on their transpiration in the conditions of water meadows / S.M. Pakshina, N.M. Belous, E.V. Smolsky, A.L. Silaev // Biosystems Diversity. 2017. Vol. 25. 1. P. 9-15.

7. Influence of transpiration on grain productivity / S. M. Pakshina, V. E. Torikov, N. M. Bel-ous, O.V. Melnikova // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7(1). Р. 1486-1493 (in Russian).

8. Integrating agricultural and ecological goals into the management of species-rich grasslands: Learning from the flowering meadows competition in France / D. Magda, C. Marie de Sainte, S. Plantureux, C. Agreil, B. Amiaud, P. Mestelan, S. Mihout // Environmental Management. 2015. Vol. 56. Р. 1053-1064. doi.org/10.1007/s00267-015-0553-6.

9. Phreatophytes under stress: Transpiration and stomatal conductance of saltcedar (Tamarix spp.) in a high-salinity environment / E. P. Glenn, P. L. Nagler, K. Morino, K. R. Hultine // Plant and Soil. 2013. Vol. 371. Р. 655-672. doi.org/10.1007/s11104-013-1803-0.

10. Purdy S. E., Moyle P. B. Tate K. W. Montane meadows in the Sierra Nevada: Comparing terrestrial and aquatic assessment methods // Environmental Monitoring and Assessment. 2012. Vol. 184. Р. 6967-6986, doi.org/10.1007/s10661-011-2473-0.

11. Surface energy balance model of transpiration from variable canopy cover and evaporation from residue-covered or bare soil systems: Model evaluation / L. O. Lagos, , D. L. Martin, S. B. Ver-ma, S. Irmak, A. Irmak, D. Eisenhauer, A. Suyker // Irrigation Science, 2013. Vol. 31. Р. 135-150. doi.org/10.1007/s00271-011-0298-9.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

12. Tolerant pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) varieties to low soil P have higher transpiration efficiency and lower flowering delay than sensitive ones / F. Beggi, H. Falalou , A. Buerkert, V. Vadez // Plant and Soil. 2015. Vol. 389. P. 89-108. doi.org/10.1007/s11104-014-2338-8.

13. Transpiration of table grape (Vitis vinifera L.) trained on an overhead trellis system under netting / K. Suvocarev, O. Blanco, J. M. Faci, E. T. Medina, A. Martinez-Cob // Irrigation Science. 2013. Vol. 31. P. 1289-1302. doi.org/10.1007/s00271-013-0404-2.

14. Transpiration integrated model for root ion absorption under salinized condition / R. Nomi-yama, D. Yasutake, Y. Sago, M. Kitano // Biologia. 2013. Vol. 68. P. 1113-1117. doi.org/10.2478/s11756-013-0255-6.

Reference

1. Vlasenko M. V. Transpiraciya mnogoletnih kormovyh vidov v usloviyah zasushlivoj sredy // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. №4(44). P. 16-24.

2. Vlasenko M. V. Sposobnost' mnogoletnih kormovyh trav semejstva Poaceae podderzhivat' transpiraciyu i ostavat'sya zasuhoustojchivymi // Puti povysheniya jeffektivnosti oroshaemogo zem-ledeliya. 2018. №2(70). P. 224-230.

3. Kulik A. K. Modelirovanie formirovaniya urozhaya ozimoj pshenicy na gidrologicheskom komplekse //Vestnik Rossijskoj sel'skohozyajstvennoj nauki. 2016. №6. P. 29-32.

4. Kulik A. K. Vlasenko M. V. }kologo-gidrologicheskaya ocenka vozdejstviya sel'skogo i le-snogo hozyajstva na peschanye zemli verhnego Dona // Puti povysheniya ]ffektivnosti oroshaemogo zemledeliya. 2015. №1(57). P. 89-94.

5. Frans Dzh., Tornli Dzh. H. M. Matematicheskie modeli v sel'skom hozyajstve. M.: Ag-ropromizdat, 1987. P. 178-179.

6. Influences of technologies of cultivation of perennial bluegrass herbs on their transpiration in the conditions of water meadows / S.M. Pakshina, N.M. Belous, E.V. Smolsky, A.L. Silaev // Biosystems Diversity. 2017. Vol. 25. 1. P. 9-15.

7. Influence of transpiration on grain productivity / S. M. Pakshina, V. E. Torikov, N. M. Bel-ous, O.V. Melnikova // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7(1). P. 1486-1493 (in Russian).

8. Integrating agricultural and ecological goals into the management of species-rich grasslands: Learning from the flowering meadows competition in France / D. Magda, C. Marie de Sainte, S. Plantureux, C. Agreil, B. Amiaud, P. Mestelan, S. Mihout // Environmental Management. 2015. Vol. 56. P. 1053-1064. doi.org/10.1007/s00267-015-0553-6.

9. Phreatophytes under stress: Transpiration and stomatal conductance of saltcedar (Tamarix spp.) in a high-salinity environment / E. P. Glenn, P. L. Nagler, K. Morino, K. R. Hultine // Plant and Soil. 2013. Vol. 371. P. 655-672. doi.org/10.1007/s11104-013-1803-0.

10. Purdy S. E., Moyle P. B. Tate K. W. Montane meadows in the Sierra Nevada: Comparing terrestrial and aquatic assessment methods // Environmental Monitoring and Assessment. 2012. Vol. 184. P. 6967-6986, doi.org/10.1007/s10661-011-2473-0.

11. Surface energy balance model of transpiration from variable canopy cover and evaporation from residue-covered or bare soil systems: Model evaluation / L. O. Lagos, , D. L. Martin, S. B. Ver-ma, S. Irmak, A. Irmak, D. Eisenhauer, A. Suyker // Irrigation Science, 2013. Vol. 31. P. 135-150. doi.org/10.1007/s00271-011-0298-9.

12. Tolerant pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) varieties to low soil P have higher transpiration efficiency and lower flowering delay than sensitive ones / F. Beggi, H. Falalou , A. Buerkert, V. Vadez // Plant and Soil. 2015. Vol. 389. P. 89-108. doi.org/10.1007/s11104-014-2338-8.

13. Transpiration of table grape (Vitis vinifera L.) trained on an overhead trellis system under netting / K. Suvocarev, O. Blanco, J. M. Faci, E. T. Medina, A. Martinez-Cob // Irrigation Science. 2013. Vol. 31. P. 1289-1302. doi.org/10.1007/s00271-013-0404-2.

14. Transpiration integrated model for root ion absorption under salinized condition / R. Nomi-yama, D. Yasutake, Y. Sago, M. Kitano // Biologia. 2013. Vol. 68. P. 1113-1117. doi.org/10.2478/s11756-013-0255-6.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Информация об авторах Кулик Алексей Константинович, зав. лабораторией гидрологии агролесоландшафтов и адаптивного природопользования ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400063, г. Волгоград, пр. Университетский, 97), кандидат с.-х. наук, ведущий научный сотрудник. E-mail: kulikak79@yandex.ru Власенко Марина Владимировна, старший научный сотрудник лаборатории гидрологии агроле-соландшафтов и адаптивного природопользования ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400063, г. Волгоград, пр. Университетский, 97), кандидат с.-х. наук. ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6356-2225 Email: vlasencomarina@mail.ru

Бородычев Виктор Владимирович, профессор кафедры «Прикладная геодезия, природообустрой-ство и водопользование ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.). Директор Волгоградского филиала Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костяков (Российская Федерация, 400002, Волгоградская обл, Волгоград г, Тимирязева, 9). Доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, Заслуженный деятель науки E-mail: vkoniigim@yandex.ru , т. +7 (8442) 41-15-05, 89064048042

Хныкин Александр Сергеевич, младший научный сотрудник лаборатории гидрологии агролесо-ландшафтов и адаптивного природопользования ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400063, г. Волгоград, пр. Университетский, 97). E-mail: theraan@mail.ru

Балкушкин Роман Николаевич, младший научный сотрудник лаборатории гидрологии агролесо-ландшафтов и адаптивного природопользования ФНЦ агроэкологии РАН (РФ, 400063, г. Волгоград, пр. Университетский, 97). E-mail: balroman9612@yandex.ru ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0987-6263 Researcher ID: Х-9017-2018

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 635.34 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-03-20

АГРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СОРТОИЗУЧЕНИЕ КУЛЬТУРЫ КАПУСТЫ В УСЛОВИЯХ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

GROBIOLOGICAL STUDY OF THE CULTURE OF CABBAGE IN THE CONDITIONS OF ASTRAKHAN REGION

Т.В. Мухортова, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник

Е.Г. Мягкова А.Н. Бондаренко кандидат географических наук О.В. Костыренко, младший научный сотрудник Е.Н. Петров, младший научный сотрудник

T.V. Mukhortova, E.G. Myagkova, A.N. Bondarenko, O.V. Kostyrenko, E.N. Petrov

ФГБНУ «Прикаспийский аграрный федеральный научный центр РАН», Астраханская область, Черноярский район, кв.-л Северный

Federal State Budget Scientific University «Caspian Agrarian Federal Scientific Center of the Russian Academy of Sciences». Astrakhan region, chernoyarsky district, sq. North

Дата поступления в редакцию 29.04.2019 Дата принятия к печати 13.08.2019

Received 29.04.2019 Submitted 13.08.2019

Приводятся данные о результатах сортоизучения белокочанной капусты в Астраханской области с учетом климатических особенностей региона. Почвенно-климатические условия Астраханской области являются экстремальными для ведения растениеводства, поэтому подбор оптимального сортимента белокочанной капусты, максимально приспособленного к конкретным экологическим условиям, является важным условием снижения негативных последствий действия стресс-факторов. В ходе научно-исследовательской работы были использованы следующие методики: «Методика полевого опыта» Б. А. Доспехова, «Опытное дело в полеводстве» Г. Ф. Никитен-ко, «Методика полевого опыта» С. С. Литвинова. Также приводятся данные о коэффициенте водо-потребления белокочанной капусты, фенологические наблюдения и биометрические измерения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.