CC BY
26
УДК / UDC 633.853.494"321":631.547.15:631.671
ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПОСЕВОВ ЯРОВОГО РАПСА НА АГРОЧЕРНОЗЕМАХ КАНСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ
WATER AVAILIBILITY OF SPRING RAPE SEEDS ON AGROCHERNOZEM
OF KANSK FOREST-STEPPE
Кураченко Н.Л., доктор биологических наук, профессор Kurachenko N.L., Doctor of Biological Sciences, Professor
E-mail: [email protected] Ульянова О.A., доктор биологических наук, профессор Ulyanova O.A., Doctor of Biological Sciences, Professor
E-mail: [email protected] Власенко О. A., кандидат биологических наук, доцент Vlasenko O.A., Candidate of Biological Sciences, Associate Professor
E-mail: [email protected] Казанов B.B., аспирант Kazanov V.V., Postgraduate Student E-mail: [email protected] Казанова Е.Ю., студентка Kazanova E.Yu., Student E-mail: [email protected] ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»,
Красноярск, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Krasnoyarsk State Agrarian University", Krasnoyarsk, Russia
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки и обществом с ограниченной ответственностью ООО «ОПХ "Солянское"», в рамках научного проекта «Исследование механизмов формирования пула легкоминерализуемого органического вещества в агрогеннопреобразованных почвах Канской лесостепи»
В полевом опыте в условиях Канской лесостепи Красноярского края изучено влияние ярового рапса на водный режим и баланс влаги агрочернозема. Исследование водного режима агрочернозема в посевах ярового рапса проведено на 4-х пробных площадях в период с мая по сентябрь с интервалом 10-12 дней. Отбор почвенных образцов проведен на глубину 0-100 см через каждые 10 см. Установлено, что водный режим агрочернозема, функционирующего в посевах ярового рапса, определяемый почвенными условиями, биологическими и физиологическими особенностями растений и метеорологическими параметрами, в целом удовлетворительный в метровом слое. Профили влажности агрочернозема глинисто-иллювиального типичного, отражающие распределение влаги в почве за период май-сентябрь, показали иссушение 0-30 см слоя почвы в период от начала роста стеблей до полного созревания. Осадки, выпавшие в период с июня по август, полностью расходовались и не пополняли запасов почвенной влаги, но сыграли важную роль в формировании урожайности культуры. В период цветения и образования стручков у рапса запасы продуктивной влаги в 0-20 см слое составляли 9-11 мм и оценивались как плохие. Интенсивное расходование продуктивной влаги в течение вегетационного периода происходило в основном, из слоя 0-50 см (Cv = 38%) и, в меньшей степени, из слоя 50-100 см (Cv = 26%). Эвапотранспирационный расход влаги яровым рапсом из слоя 0-50 см оценивался на уровне 255 мм. Средний расход влаги на формирование 1 т семян ярового рапса при урожайности 4,8 т/га составлял 54 мм.
Ключевые слова: яровой рапс, влажность почвы, запасы продуктивной влаги, баланс влаги, эвапотранспирационный расход влаги.
The influence of spring rapeseed on the water regime and moisture balance of agrochernozem was studied in a field experiment under the conditions of the Kansk forest-steppe of the Krasnoyarsk Territory. The study of the water regime of agrochernozem in the crops of spring rape was carried out on 4 test plots from May to September with an interval of 10-12 days. Soil samples were taken from the depth of 0-100 cm every 10 cm. It has been established that the water regime of agrochernozem, functioning in crops of spring rape, determined by soil conditions, biological and physiological characteristics of plants and meteorological parameters, is generally satisfactory in the meter layer. Moisture profiles of typical clayey-illuvial agrochernozem, reflecting the distribution of moisture in the soil for the period May-September, showed drying of 0-30 cm of the soil layer in the period from the beginning of stem growth to full maturation. Precipitation, which fell in the period from June to August, was completely consumed and did not replenish the soil moisture reserves, but played an important role in the formation of the crop yield. The reserves of productive moisture in the 0-20 cm layer were 9-11 mm and were assessed as poor during the period of flowering and pod formation in rape. Intensive consumption of productive moisture during the growing season occurred mainly from the 0-50 cm layer (Cv = 38%) and, to a lesser extent, from the 50-100 cm layer (Cv = 26%). Evapotranspiration moisture consumption by spring rape from the 0- 50 cm was rated at 255 mm. The average moisture consumption for the formation of 1 ton of spring rapeseed was 54 mm with a yield of 4.8 t / ha.
Key words: spring rapeseed, soil moisture, productive moisture reserves, moisture balance, evapotranspiration moisture consumption.
Введение. Яровой рапс (Brassica napus oleifera annua, Metzd.) как высокопродуктивная культура многоцелевого назначения является важнейшим резервом увеличения производства пищевого растительного масла и высокобелковых кормов. По энергетической и белковой ценности он стоит в одном ряду с бобовыми растениями [1]. При переработке семян рапса на масло остаются жмых и шроты, содержащие 38-40% белка и являющиеся ценным концентрированным кормом для животных и птицы [2].
Непосредственное влияние на рост и развитие рапса оказывают многие показатели плодородия почвы, важнейшим из которых является влагообеспеченность [3, 4]. Степень увлажнения почвы в посевах рапса определяют пищевой, воздушный, тепловой режимы и все биологические процессы, происходящие в почве. Многие почвенные процессы и сезонные явления или протекают в жидкой фазе почвы, или связаны с ней самым тесным образом. Степень доступности минеральных и органических веществ в жидкой фазе почвы и самой воды обуславливают состояние растений и их продуктивность. Повышенная требовательность рапса к влаге требует создания благоприятных условий для его произрастания и обеспечения максимально возможного использования растениями влаги из почвы [5]. Производство высококачественных маслосемян в условиях Сибири - задача сложная, решение которой зависит не только от правильно подобранных сортов и агротехники, но и от погодных и почвенных условий.
Цель исследований - оценить влагообеспеченность посевов ярового рапса, возделываемых на агрочерноземах Канской лесостепи.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены в 2019 году в землепользовании ООО «ОПХ Солянское» в Канской лесостепи Канско-Рыбинского геоморфологического округа Красноярского края. На этой территории выпадает 360-450 мм осадков в год. Среднегодовая температура воздуха в регионе изменяется от -0,3°С до -1,7°С. Продолжительность периода биологической активности варьирует в пределах 84-115 сут. Сумма активных температур составляет 1561-1818°С, почвы промерзают на глубину 1,5-3,0 м.
Объект исследования - яровой рапс гибрида Контра, возделываемый на маслосемена. Предшествующая культура горохо-овсяная смесь. Почвенно-агрохимическое обследование показало [6], что почвенный покров поля представлен агрочерноземами глинисто-иллювиальными типичными, среднемощными и мощными. По едва заметным микропонижениям им сопутствуют агрочерноземы глинисто-иллювиальные оподзоленные разных видов. Почва опытного участка характеризовалась в слое 0-20 см высоким содержанием гумуса (6-8 %), очень высокой суммой обменных оснований (54-62 ммоль/100г), нейтральной, реакцией почвенного раствора (рНн20 6,7-6,8), очень высокой обеспеченностью Р2О5 (307 мг/кг) и средней К2О (73-83 мг/кг). Яровой рапс возделывали в условиях комплексной защиты с применением следующих препаратов: Табу, ВСК (6 л/т) - Миура (0,8 л/га) + Хакер, ВРГ (0,12 л/га) + Гуминатрин масличный (2,2 л/га) - Брейк, МЭ (0,06 л/га) + Магниевая селитра (3 кг/га) - Табу Нео, СК (6 л/га).
Исследование водного режима агрочернозема в посевах ярового рапса проведено на 4-х пробных площадях в период с мая по сентябрь с интервалом 10-12 дней. Отбор почвенных образцов проведен на глубину 0-100 см через каждые 10 см. В образцах определяли влажность термовесовым методом [7]. Надземное растительное вещество учитывали методом укосов, площадь укоса -0,25 м2. Подземное растительное вещество отбирали одновременно с надземным на глубину 0-20 и 20-40 см. Площадь монолита 0,02 м2 Повторность всех аналитических определений - 3-х кратная. Результаты обработаны методом описательной статистики [8].
Результаты и обсуждение. С агрономической точки зрения, водно-физические свойства агрочерноземов Канской лесостепи благоприятны для развития растений, но диапазон активной влаги в них несколько ниже оптимального и свидетельствует о возможности периодического напряжения водного режима почв, о сильном влиянии на влагообеспеченность погодных условий [9, 10]. Погодные условия вегетационного сезона 2019 года характеризовались как теплые с неравномерным увлажнением по месяцам. Начало вегетационного периода сопровождалось небольшим количеством осадков и высокой температурой воздуха. В июне при среднемноголетней температуре воздуха выпало наибольшее количество осадков, превышающее норму на 101%. В период июль - август отмечались засушливые условия, при которых сумма осадков составила 68 и 85% от нормы. Поступление влаги в почву происходило только за счет атмосферных осадков, т.к. грунтовые воды залегают на глубине 8-10 метров и их капиллярная кайма не достигает корнеобитаемого слоя. В результате проникновения в почву атмосферных осадков, накопления их в толще почвы под влиянием сорбционных и капиллярных явлений, а также процессов испарения воды из почвы, в ней каждый момент сохранялось определенное количество влаги, которое характеризовало влажность почвы, непрерывно меняющуюся во времени.
Профили влажности агрочернозема глинисто-иллювиального типичного, отражающие распределение влаги в почве за период май-сентябрь (для одного числа каждого месяца), показали иссушение 0-30 см слоя почвы в период от начала роста стеблей (18 июля) до полного созревания (29 августа) (рис.). Извлечение влаги из почвы растениями, среди прочих факторов, зависело от запасов подземного растительного вещества. В пик интенсивного прироста надземной фитомассы ярового рапса, приходящегося на июльский период, запасы корней ярового рапса в слое 0-20 см составили 1,56 т/га, в слое 20-40 см - 0,94 т/га.
Водный режим агрочернозема, функционирующего в посевах ярового рапса, определяемый почвенными условиями, биологическими и физиологическими особенностями растений и метеорологическими параметрами, в целом удовлетворительный в метровом слое (табл. 1). Так, во второй декаде мая и сентября в метровом слое почвы накопилось по 122 мм продуктивной влаги, что соответствовало удовлетворительной влагообеспеченности. Решающее влияние на величину основных запасов влаги оказывают осадки осеннего и зимнего периодов [11]. Многолетними исследованиями [12] установлено, что запасы влаги в лесостепных черноземах Красноярского края формируются большей частью за счет осадков осени. Удовлетворительная влагообеспеченность метрового слоя почвы (122-95 мм), как правило, сохранялась до полного созревания семян ярового рапса. Исключение составила первая декада августа, когда запасы продуктивной влаги уменьшились в два раза (65 мм), что обусловлено интенсивным потреблением влаги культурой и небольшим количеством выпавших осадков к этому периоду.
Таблица 1 - Динамика запасов продуктивной влаги в агрочерноземе под яровым рапсом, мм__
Мощность слоя, см Запас прод уктивной влаги, мм
16.05 03.06 18.06 01.07 18.07 08.08 29.08 12.09
0-20 38,9 13,7 20,5 17,6 10,9 9,3 19,7 35,3
0-50 72,3 41,4 51,7 50,9 29,3 29,3 54,7 84,7
50-100 50,0 66,1 69,4 67,7 66,1 35,2 47,5 37,0
0-100 122,3 107,5 121,1 118,6 95,4 64,5 102,2 121,7
Осадки, выпавшие между сроками, мм - 16 24 84 38 27 48 26
Влага, накопленная в пахотном слое агрочернозема к началу вегетационного периода, быстро расходовалась на транспирацию ярового рапса и физическое испарение. Осадки, выпавшие в период с июня по август, полностью расходовались и не пополняли запасов почвенной влаги, но сыграли важную роль в формировании урожайности культуры. С повышением среднесуточных температур воздуха до 2б-27°С яровой рапс наращивал вегетативную массу, что способствовало существенному снижению запасов продуктивной влаги. В период цветения и образования стручков у рапса запасы продуктивной влаги в 0-20 см слое составляли 9-11 мм и оценивались как плохие. Интенсивное расходование продуктивной влаги в течение вегетационного периода происходило в основном, из слоя 0-50 см (Су = 38%) и, в меньшей степени из слоя 50-100 см (Су = 26%) (табл. 2).
Таблица 2 - Статистические показатели сезонной динамики запасов продуктивной влаги в агрочерноземе, мм_
Статистический показатель Слой почвы, CM
0-20 0-50 50-100 0-100
Хер 20,7 51,8 54,9 106,7
Sx 10,9 19,4 14,2 19,8
Min 9,3 29,3 35,2 64,5
Max 38,9 84,7 69,4 122,3
Cv, % 53 38 26 26
Максимальная сезонная изменчивость запасов влаги отмечалась в верхних слоях почвы. Динамические изменения запасов продуктивной влаги в слое 0-20 см оценивались как высокие с коэффициентом сезонного варьирования 53%.
Влагообеспеченность посевов ярового рапса, оцениваемая по количеству продуктивной влаги в почве ко времени посева и осадкам за вегетационный период, составила в слое 0-50 см 309 мм, 0-100 см - 359 мм (табл. 3).
Таблица 3 - Баланс влаги в агрочерноземе ^ под яровым ^ рапсом
Мощность слоя, см Запасы продуктивной влаги в почве, мм Сумма осадков за период вегетации, мм Суммарный приход влаги, мм Эвапотранспирационный расход влаги, мм
в начале вегетации в конце вегетации за счет запасов в почве за счет летних осадков всего
0-50 72,3 54,7 237 309,3 30,6 224,0 254,6
50-100 50,0 47,5 50,0 2,5 0 2,5
0-100 122,3 102,2 359,3 33,1 224,0 257,1
Анализ расхода влаги на формирование урожая ярового рапса показал, что потребление воды происходило из верхнего 0-50 см слоя почвы (255 мм) преимущественно за счет летних осадков (88%). Эвапотранспирационный расход влаги яровым рапсом из метрового слоя агрочернозема оценивался на уровне 257 мм. Средний расход влаги на формирование 1 т семян ярового рапса при урожайности 4,8 т/га составлял 54 мм.
Выводы. 1. Агрочерноземы Канской лесостепи, функционирующие в посевах ярового рапса, характеризовались удовлетворительными запасами продуктивной влаги в метровом слое в течение вегетационного сезона (107 мм).
2. Распределение влаги в профиле почвы свидетельствовало об иссушающем действии рапса в 0-30 см слое, проявляющемся от периода начала роста стеблей до полного созревания. Интенсивное влагопотребление ярового рапса в период цветения и образования стручков сопровождалось формированием плохих запасов продуктивной влаги в слое 0-20 см (9-11 мм; Cv = 53 %).
3. Эвапотранспирационный расход влаги яровым рапсом происходил преимущественно из слоя 0-50 см (255 мм) за счет летних осадков (88%) и оценивался коэффициентом 54 мм.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Давлятшин Д.С. Возделывание рапса в южной лесостепи республики Башкортостан // Зерновое хозяйство. 2006. № 1. С. 13-14.
2. Сафиоллин Ф.Н., Мифтахов А.Д., Назимов P.M. Испытание сортов ярового рапса в условиях Татарстана // Земледелие. 2007. № 5. С. 42.
3. Золотухин А.И., Потаракин С.В. Сравнительная эффективность различных систем обработки почвы при возделывании рапса ярового в условиях юго-востока Орловской области // Вестник аграрной науки. 2018. № 4 (73). С. 20-24.
4. Моисеев А.Н., Ерёмин Д.И. Оценка севооборотов по влагообеспеченности культур в условиях лесостепной зоны Зауралья // Аграрный вестник Урала. 2012 № 11. С. 18-20.
5. Agricultural practice changes with cultivating genetically modified herbicide-tolerant oilseed rape / F. Graef, U. Stachow, A. Wernen, G. Schuette // Agricultural Systems. 2007. Vol. 94(2). P. 111-118.
6. Оценка соответствия почвенно-агрохимических условий Канской лесостепи биологическим потребностям растений рапса и рыжика / Н.Л. Кураченко, О.А. Ульянова, О.А. Власенко, В. Л. Бопп, В. В. Казанов // Достижения науки и техники АПК. 2019. № 11. С. 5-9.
7. Вадюнина А.Ф., Корчагина ЗА Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
8. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд- во МГУ, 1995. 319 с.
9. Обоснование способов и сроков уборки масличных культур (рапс, рыжик, горчица) в условиях Канской лесостепи / В.Л. Бопп, Н.И. Пыжикова, Н.Л. Кураченко, Т.И. Валова // Вестник КрасГАУ. 2019. № 6. С. 52-58.
10. Крупкин П.И. Черноземы Красноярского края. Красноярск, 2002. 332 с.
11. Кураченко Н.Л., Колесникова В.Л., Шереметов B.C. Влагообеспеченность чистых и бинарных посевов кормовых культур на черноземах Красноярской лесостепи // Вестник КрасГАУ. 2015. № 2. С. 16-21.
12. Шугалей Л.С. Водный и питательный режим почв Красноярской лесостепи в связи с сезонной мерзлотой: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Красноярск, 1969. 30 с.
REFERENCES
1. Davlyatshin D.S. Vozdelyvanie rapsa v yuzhnoy lesostepi respubliki Bashkortostan // Zernovoe khozyaystvo. 2006. № 1. S. 13-14.
2. Safiollin F.N., Miftakhov A.D., Nazimov R.M. Ispytanie sortov yarovogo rapsa v usloviyakh Tatarstana // Zemledelie. 2007. № 5. S. 42.
3. Zolotukhin A.I., Potarakin S.V. Sravnitelnaya effektivnost razlichnykh sistem obrabotki pochvy pri vozdelyvanii rapsa yarovogo v usloviyakh yugo-vostoka Orlovskoy oblasti // Vestnik agrarnoy nauki. 2018. № 4 (73). S. 20-24.
4. Moiseev A.N., Yeremin D.I. Otsenka sevooborotov po vlagoobespechennosti kultur v usloviyakh lesostepnoy zony Zauralya // Agrarnyy vestnik Urala. 2012 № 11. S. 18-20.
5. Agricultural practice changes with cultivating genetically modified herbicide-tolerant oilseed rape / F. Graef, U. Stachow, A. Wernen, G. Schuette // Agricultural Systems. 2007. Vol. 94(2). P. 111-118.
6. Otsenka sootvetstviya pochvenno-agrokhimicheskikh usloviy Kanskoy lesostepi biologicheskim potrebnostyam rasteniy rapsa i ryzhika / N.L. Kurachenko, O.A. Ulyanova, O.A. Vlasenko, V.L. Bopp, V.V. Kazanov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2019. № 11. S. 5-9.
7. Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoystv pochv. M.: Agropromizdat, 1986. 416 s.
8. Dmitriev Ye.A. Matematicheskaya statistika v pochvovedenii. M.: Izd- vo MGU, 1995. 319 s.
9. Obosnovanie sposobov i srokov uborki maslichnykh kultur (raps, ryzhik, gorchitsa) v usloviyakh Kanskoy lesostepi / V.L. Bopp, N.I. Pyzhikova, N.L. Kurachenko, T.I. Valova // Vestnik KrasGAU. 2019. № 6. S. 52-58.
10. Krupkin P.I. Chernozemy Krasnoyarskogo kraya. Krasnoyarsk, 2002. 332 s.
11. Kurachenko N.L., Kolesnikova V.L., Sheremetov V.S. Vlagoobespechennost chistykh i binarnykh posevov kormovykh kultur na chernozemakh Krasnoyarskoy lesostepi // Vestnik KrasGAU. 2015. № 2. S. 16-21.
12. Shugaley L.S. Vodnyy i pitatelnyy rezhim pochv Krasnoyarskoy lesostepi v svyazi s sezonnoy merzlotoy: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk. Krasnoyarsk, 1969. 30 s.
