CC BY
75
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 633.34:631.674.6(470.44/47)
УПРАВЛЕНИЕ ВОДНЫМ РЕЖИМОМ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ СОИ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ
Е.В. Ушакова, аспирант
Волгоградский государственный университет В.В. Мелихов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Всероссийский НИИ орошаемого земледелия
В статье рассматриваются вопросы управления водным режимом светло-каштановых почв Волгоградской области при капельном орошении перспективных сортов сои ВНИИОЗ 31 и ВНИИОЗ 86 в зависимости от способа посева семян. В рамках трехфакторного опыта получены данные, подтверждающие возможность повышения продуктивности посева сои до 4,78 т семян/га при рентабельности производства 123,7 %.
Ключевые слова: соя, капельное орошение, способ посева, сорт, водный режим, водопотребление, урожай, рентабельность.
Посевные площади под соей в мире определяют устойчивую тенденцию к увеличению. К настоящему времени соя возделывается на площади свыше 70 млн га Постоянно увеличивается валовое производство зерна сои и продуктов ее переработки [1, 2].
В Российской Федерации под соей занято более 400 тыс. га, что менее 1 % мировых площадей. Основные площади под этой культурой сосредоточены на Дальнем Востоке (свыше 80 %), а также в Краснодарском и Ставропольском краях [3, 6, 8].
В засушливых условиях Волгоградской области сою возделывают на площади более 1,2 тыс. га. Однако стабильное получение высоких урожаев сои осложняется неустойчивым обеспечением территории атмосферными осадками в комплексе с недостаточным плодородием почв. Орошение сои в этих условиях позволит повысить среднюю урожайность зерна в 3-5 раз [1, 6].
Перспективным способом полива сои является капельное орошение, которое обеспечивает равномерное увлажнение почвы, высокие и стабильные урожаи при значительном снижении эксплуатационных расходов и затрат оросительной воды в сравнении с основным способом орошения этой культуры - дождеванием.
Цель исследований - обоснование технологии капельного орошения сои разного срока созревания, в зависимости от нормы высева семян в засушливых условиях Волгоградской области.
Экспериментальная часть работы выполнялась в 2009-2011 годах в ОПХ «Орошаемое» ВНИИОЗ на опытном поле, оборудованном системой капельного орошения. Исследования проводились по схеме трехфакторного полевого опыта, где в составе фактора А - сорт, фактора В - способ посева, фактора С - водный режим почвы.
Исследования по фактору А проводились на посевах двух сортов сои: А1 - сорт ВНИИОЗ 31, А2 - сорт ВНИИОЗ 86. Фактор В включал два способа посева: В1 - посев ленточным способом при высеве в три строки на одну капельную линию и расстоянием между рядками в ленте 0,2 м, между капельными линиями - 1,4 м; В2 - посев ленточным способом с раскладкой спаренных капельных трубопроводов и посеве по 4 рядка на каждой капельной линии (рис. 1). Производительность капельницы 2 л/ч, размещение капельниц на поливном трубопроводе с расстоянием 0,5 м. Схемой опыта по вод-
ному режиму были предусмотрены следующие варианты: С1 - поддержание дифференциального порога предполивной влажности 0,5 - метрового слоя почвы по схеме 7080-70 % НВ: 80 % НВ в период фазы ветвления до налива зерна, 70 % НВ - в остальные периоды роста и развития;С2 - поддержание дифференциального порога предполивной влажности 0,5 - метрового слоя почвы по схеме 70-80-80 % НВ: до фазы ветвления -70 % НВ и 80 % НВ в остальные периоды роста и развития; С3 - поддержание порога предполивной влажности 0,5-метрового слоя почвы в течение вегетационного периода сои не ниже 80 % НВ.
Рисунок 1 - Схема посева сои при капельном орошении а) вариант - В1; б) вариант - В2
Опыт закладывали методом одноярусного систематического размещения вариантов по режимам орошения и сортам сои, рендомизированно - по способу размещения растений в посевах. Повторность опыта трехкратная, учетная площадь делянок 500 м . Минеральные удобрения вносили дозой ^0Р60К40. Доза внесения удобрений на всех вариантах одинаковая.
Опытный участок располагается в подзоне светло-каштановых почв Волгоградской области. Почвы участка характеризуются маломощными гумусовыми горизонтами 0,15-0,25 м и низким содержанием гумуса (1,6-2,3 %) в пахотном слое. Рельеф, почвенные и гидрологические условия экспериментального участка однородны. Емкость поглощения невысокая, сумма поглощенных оснований 28,5 мг/экв на 100 грамм почвы. В составе обмененных катионов 70-80 % приходится на кальций. Процент натрия в сумме поглощенных оснований колеблется от 1,5 % до 3,9 %. По содержанию доступных форм элементов питания почвы характеризуются низкой обеспеченностью азотом, средней - подвижным фосфором, и высокой - обменным калием. Содержание легко-гидролизуемого азота составляет 0,37...0,43 мг/кг почвы. Количество доступного фосфора не превышает 0,29.0,46 мг/кг почвы, а обмененного калия - достигает
95...105 мг/кг почвы. Содержание гумуса уменьшается вниз по профилю с 2,25 % в горизонте А до 0,88 % в горизонте С.
Закладка полевого опыта и проведение экспериментов, оценка результатов осуществлялись в соответствии с методиками Доспехова Б.А. [5], Плешакова В.Н. [7], П.Л. Виленского [4] и др. Учет биологического урожая выполнялся в фазу полного созревания семян методом отбора пробных снопов с метровок в 3-х кратной повторности, а хозяйственный урожай - сплошной уборкой комбайном по вариантам и повторностям опыта [5].
Таблица 1 - Число и нормы поливов сои по вариантам водного режима почвы
н а о Ю Й о со О и о о Водный режим почвы Количество поливов Поливная норма, м3/га Продолжительность поливов, ч Оросительная норма, м3/га Суммарная продолжительность полива за вегетационный период, ч
и С о о с 2009 2010 2011 2009 - 2010 - 2011
т С1 19 200 7,0 23 200 7,0 23 200 7,0 2750 - 3620 - 3760 96,8 -127,5 - 132,4
■ го О В 1 С2 21 200 7,0 26 200 7,0 27 200 7,0 2870 - 3590 - 3650 101,1 - 126,4 - 128,5
М С3 21 130 4,6 31 130 4,6 31 130 4,6 2730 - 4030 - 4030 96,1 - 141,9 - 141,9
т С1 15 270 5,4 18 270 5,4 17 270 5,4 2880 - 3870 - 3780 57,6 - 77,4 - 75,6
■ го О В 2 С2 16 270 20 270 22 270 2970 - 3780 - 4050 59,4 - 75,6 - 81
^ 5,4 5,4 5,4
М С3 17 180 23 180 23 180 3060 - 4140- 4140 61,2 - 82,8 - 82,8
3,6 3,6 3,6
ЧО 00 С1 17 200 7,0 23 200 7,0 21 200 7,0 2420 -3480 - 3360 85,2 - 122,5 - 118,3
1 го О В 1 С2 19 200 7,0 26 200 7,0 25 200 7,0 2540 - 3520 - 3390 89,4 - 123,9 - 119,3
М С3 21 130 4,6 28 130 4,6 30 130 4,6 2860-3640 - 3900 100,7 - 128,1 - 137,3
ЧО 00 1 С1 13 270 5,4 16 270 5,4 16 270 5,4 2610 -3330 - 3510 52,2 - 66,6 -70,2
о В 2 С2 14 270 19 270 19 270 2610 - 3510 - 3600 52,2 - 70,2 - 72
М 5,4 5,4 5,4
С3 16 21 22 2880 - 3780 - 3960
180 180 180 57,6 - 75,6 - 79,2
3,6 3,6 3,6
Норма высева семян определялась из рекомендуемой густоты стояния растений к уборке 400 тыс. шт./га, полевой всхожести при капельном орошении 98 %, с учетом технологического отхода при проведении междурядных обработок и сортовых прополок (6 %). В весовом выражении в зависимости от массы семян норма посева сои при капельном орошении составляла 50-60 кг/га.
Посев сои проводили при прогревании почвы на глубине заделки семян +12.. .+14 0С: в 2009 году - 18 мая, в 2010 году - 19 мая, в 2011 году - 20 мая. Глубина заделки семян составляла 4-6 см. По обеспеченности осадками вегетационный период изучаемых сортов характеризовался как влажный (152,3 мм) в 2009 году, сухой (116,6 мм) в 2010 году, острозасушливый (53,3 мм) в 2011 году.
Анализ результатов проведенных исследований показал, что влагосодержание увлажняемой зоны почвогрунта во все годы исследований поддерживалось на уровне, регламентируемом схемой опыта, отклонение предполивного порога влажности в ту или иную сторону не превышало 3.5 %. Сроки проведения первого полива в разные годы зависели от наличия запасов влаги в почве на день посева и складывающихся погодных условий в дальнейшем. Например, в вариантах с предполивным порогом влажности 70 % НВ первый полив капельным способом поливной нормой 200 м3 /га на посевах сои сорт ВНИИОЗ-31 в острозасушливый 2011 год был проведен 20.05, в сухом 2010 году - 19.05, во влажном 2009 году - 18.05. Поддержание влажности почвы не ниже 80 % НВ с фазы начало ветвления до начала созревания бобов обеспечивалось проведением от 2 до 5 поливов поливной нормой 130 м3/га, продолжительностью каждого полива 4,6 часа.
Поддержание влажности почвы не ниже 80 % НВ с формированием ветвления до начала созревания обеспечивалось проведением от 2 до 5 поливов 130 м /га, продолжительностью 4,6 часа. Суммарное водопотребление сои в вегетационный период изменялось в зависимости от режима орошения величины формируемой урожайности и метеорологических условий. Наибольшее количество воды за 3 года, 1500 м3/га, растения сои расходовали в варианте поддержания влажности почвы не менее 80 % НВ.
Снижение предполивной влажности до 70 % НВ (вариант С1,С2) сопровождалось уменьшением расхода воды до 440 м3/га.
Суммарное водопотребление сои в течение вегетационного периода изменялось в среднем по годам исследования в широком диапазоне от 17,5 до 72,0 м /га.
В среднем за годы исследований коэффициент водопотребления составил по
3 3
сорту ВНИИОЗ-31 - 237 м /т на участке варианта С 1 по сорту ВНИИОЗ-86 - 117 м /т. На участках водного режима почвы С2 и С3 эти показатели изменялись по сорту ВНИИОЗ-31 от 217 м3/т до 315 м3/т, по сорту ВНИИОЗ-86 - от 77 м3/т до 229 м3/т.
Опыты показали, что в посевах сои сорта ВНИИОЗ-31 повышение порога предполивной влажности с 70-80-70 % НВ до 80-80-80 % НВ способствовало увеличению площади листьев в среднем на 2,6 %, продуктивности фотосинтеза - 6,25 %, в 1,14 раза возрастала масса накопленного органического (таблица 2). Переход на схему посева сои согласно варианта В2 обеспечил увеличение площади листьев, в среднем на 6,8 %, продуктивность фотосинтеза - на 3 %, в 1,1 раза возрастала масса накопленного органического вещества.
Для сорта ВНИИОЗ-86 повышение в течение вегетационного периода порога предполивной влажности с 70-80-70 % НВ до 80-80-80 % НВ обеспечило увеличение площади листьев в среднем на 3,8 %, продуктивность фотосинтеза - 6,27 %, масса
накопленного органического вещества возрастала на 10 %. При размещении растений сои сорта ВНИИОЗ-86 по схеме варианта В2 площадь листьев в среднем, увеличивалась еще на 6 % , продуктивность фотосинтеза 2,6 %, на 5 % возрастала масса накопленного органического вещества.
Таблица 2 - Показатели продуктивности сои при капельном орошении, 2009-2011 гг.
№ вар. Сорт Способ посева Уровень предполивной влажности почвы, м Площадь листьев, тыс. м2/ га Фотосинтетический потенциал, млн м2дней/га Продуктивность фотосинтеза г/м2 в сут. Сухая масса, т/га
1 ВНИИОЗ- 31 (А1) В1 70-80-70/ С1 37,9 2,38 3,2 7,7
2 70-80-80/ С2 38,7 2,50 3,4 8,6
3 80-80-80 / С3 38,9 2,58 3,4 8,8
4 В2 70-80-70/ С1 39,9 2,52 3,7 9,5
5 70-80-80/ С2 42,2 2,62 3,9 10,3
6 80-80-80 / С3 42,6 2,78 3,6 11,0
7 ВНИИОЗ-86 (А2) В1 70-80-70/ С1 39,5 2,11 3,3 7,0
8 70-80-80/ С2 39,5 2,27 3,4 7,7
9 80-80-80 / С3 41,0 2,31 3,3 7,8
10 В2 70-80-70/ С1 40,2 2,23 3,9 8,8
11 70-80-80/ С2 40,7 2,35 3,8 9,2
12 80-80-80 / С3 42,6 2,42 3,8 9,2
Анализ полученных данных подтверждает, что величина формируемой урожайности зерна существенно изменяется в зависимости от условий водного питания растений и способа посева (таблица 3).
Таблица 3 - Урожай зерна сои по вариантам опытов, т/га
Сорт Способ посева Уровень предполивной влажности почвы, м Год исследования
2009 2010 2011 средняя
ВНИИОЗ- 31 (А1) В1 70-80-70/ С1 2,95 2,89 3,49 3,11
70-80-80/ С2 3,41 3,43 3,51 3,45
80-80-80 / С3 3,44 3,54 3,58 3,52
В2 70-80-70/ С1 3,98 3,52 3,96 3,82
70-80-80/ С2 4,32 4,59 4,02 4,31
80-80-80 / С3 4,78 3,94 4,63 4,45
ВНИИОЗ-86 (А2) В1 70-80-70/ С1 3,03 2,59 2,81 2,81
70-80-80/ С2 3,25 2,75 3,39 3,13
80-80-80 / С3 3,01 3,36 3,08 3,15
В2 70-80-70/ С1 3,60 3,53 3,49 3,54
70-80-80/ С2 3,86 3,51 3,79 3,72
80-80-80 / С3 3,74 3,59 3,77 3,70
НСР по фактору А 0,15 0,17 0,16 -
по фактору В 0,15 0,17 0,16 -
по фактору С 0,18 0,21 0,19 -
для частных средних 0,36 0,41С 0,38 -
Урожайность сои сорта ВНИИОЗ-31 на всех вариантах опыта была выше, чем по сорту ВНИИОЗ-86 на 0,12-1,04 т/га. При поддержании порога предполивной влажности почвы на уровне 70-80-70 % НВ и размещении растений в посевах по схеме варианта В1 урожайность семян сои сорта ВНИИОЗ-31 не превышала 2,95-3,49 т/га. При поддержании постоянного предполивного порога влажности почвы не ниже 80 % НВ при прочих равных условиях урожайность семян сои сорта ВНИИОЗ-31 возрастала до 3,443,58 т/га. Переход на посев ленточным способом с раскладкой спаренных капельных линий и посеве по 4 рядков на каждой капельной линии (схема варианта В2) при поддержании порога предполивной влажности почвы не ниже 80 % НВ позволил повысить продуктивность посевов до 3,94-4,78 т/га, и это были максимальные, полученные в опыте значения урожайности.
Таким образом, капельное орошение, обеспечивая управление водным режимом светло-каштановых почв поддержанием заданных предполивных порогов влажности при оптимизации способа размещения растений в посевах, обеспечивает продуктивность сои сорта ВНИИОЗ-31 по семенам на уровне 3,94-4,78 т/га. В отличие от сорта ВНИИОЗ-31, раннего срока созревания, сорт ВНИИОЗ-86 относится к группе сортов очень раннего срока созревания. Максимальная урожайность по этому сорту составила 3,51-3,86 т/га. Наилучшие условия для формирования урожая семян обеспечиваются при поддержании порога предполивной влажности почвы не ниже 80 % НВ и размещении растений в посевах по схеме варианта В2. Себестоимость одной тонны семян при таком сочетании факторов в посевах сои сорта ВНИИОЗ-31 при урожае семян 4,78 т/га составила 7310 руб., а рентабельность производства - 123,7 %.
Библиографический список
1. Бородычев, В.В. Капельное орошение сои [Текст]/В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, А.А. Диденко. - Волгоград: Панорама, 2006. - 168 с.
2. Бородычев, В.В. Эффективность орошения сои в условиях Нижнего Поволжья [Текст]/ В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, М.Ю. Моисеев // Мелиорация и водное хозяйство. -2004. - № 6. - С. 36-38.
3. Бородычев В.В. Орошение и удобрение перспективных сортов сои. [Текст]/В.В. Бородычев, М.Н. Лытов//Плодородие. - 2004. - № 6. - С. 30-31.
4. Виленский, П.Л. Оценка эффективности инвестиционных проектов: теория и практика [Текст]/П.Л. Виленский, В.Н. Лившиц, С.А. Смоляк. - М.: Дело, 2004. - 888 с.
5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта [Текст] /Б.А. Доспехов - М.: Агропромиз-дат,1985. - 351 с.
6. Кружилин, И.П. Водопотребление сои при капельном орошении [Текст]/И.П. Кру-жилин, А.Г. Болотин, А.А. Бекмаметов // Международная конференция молодых ученых: сб. научн. Тр. НВ НИИСХ. - 2008. - №7. - С. 14-15.
7. Плешаков, В.Н. Методика закладки полевых опытов в условиях орошения [Текст] /В.Н. Плешаков. - Волгоград: ВНИИОЗ, 1983. - 90 с.
8. Толоконников, В.В. Морфобиологическая характеристика новых сортов сои и возможности использования их в различных природных условиях [Текст]/ В.В. Толоконников // Технологические и экологические аспекты земледелия в аридных зонах: сб. статей. - Волгоград: ВНИИОЗ, 1993. - С. 151.
E-mail: agrovgsha@mail.ru
