CC BY
13
СЫ: 10.24412/0044-3913-2022-3-8-12 УДК 631.432.2:631.581.1:551.58
Влияние метеорологических условий на содержание продуктивной влаги в паровом поле на каштановых почвах Забайкалья
А. С. БИЛТУЕВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник (e-mail: burniish@inbox.ru) А. К. УЛАНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Л. В. БУДАЖАПОВ, член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, директор Бурятский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Третьякова, 25з, Улан-Удэ, 670045, Российская Федерация
Анализ данныхпогодныхусловий и содержания продуктивной влаги в почве в длительном и многолетнем ряду позволяет выявить региональные особенности влагонакопления в агроземах сухой степи Западного Забайкалья. Исследования проводили с целью определения среднемноголетней динамики накопления продуктивной влаги в различных слоях каштановой почвы парового поля в зависимости от метеорологических условий и представления выявленных закономерностей в виде эмпирических моделей. Работу выполняли в 1982-2020гг. в южной сухостеп-ной зоне Республики Бурятия в двухпольном севообороте пар - пшеница. В паровом поле использовали комбинированную систему обработки почвы (с весны - мелкая плоскорезная на12...14 см, летом - глубокая отвальная вспашка на 28...30 см с последующими культивациями по мере отрастания сорной растительности). Почва опытного участка - каштановая мучнистокарбонатная средне-мощная супесчаная сезонно-мерзлотная с содержанием гумуса 1,3 %, высокой водопроницаемостью (236...298 мм/ч) и низкой водоудерживающей способностью. Высокая изменчивость прихода среднемесячных осадков (V=50...129 %) обусловила большое варьирование запасов влаги в поверхностном (0.20 см) слое - 37.73 %, меньшую в слое 20.50 см - 25.60 % и самую низкую в слое 50.100 см - 21...40 %. Стартовые запасы продуктивной влаги во второй декаде мая в паровом поле в слое 0.20 и 20.50 см зависели от количества осадков, выпавших в О августе предыдущего года (r = 0,39.0,49) и ^ в мае в период определения влажности (r = 0, 0,37.0,39). Эмпирическоемоделирование
z на основе результатов многолетних (31 год) е
ие исследований позволило построить адек-
ел ватные множественные линейные модели
де определения стартовых запасов продуктив-
^ ной влаги в различных слоях парового поля
2 по выявленным предикторам - параметрам
pi) прихода атмосферных тепла и влаги.
Ключевые слова: метеорологические условия, каштановая почва, продуктивная влага, чистый пар, эмпирические модели.
Для цитирования: Билтуев А. С., Уланов А. К., БудажаповЛ. В. Влияние метеорологи-ческихусловий на содержание продуктивной влаги в паровом поле на каштановых почвах Забайкалья // Земледелие. 2022. № 3. С. 812. с1о1:10.24412/0044-3913-2022-3-8-12.
Изучение динамики содержания продуктивной влаги наиболее дефицитного ресурса плодородия в аридной зоне в профиле почвы во времени, основанное на обширном полевом материале, дает возможность описать направленность и масштабы ее перемещения в почве. Статистико-математическое исследование системы атмосфера-почва в паровом поле без участия растений позволяет определить в целом механизм обмена вещества и энергии между этими средами [1, 2]. При этом определение потенциала аккумуляции влаги в пару заблаговременно, до начала посевных работ, имеет высокую практическую значимость. Наличие среднесрочного прогноза метеоусловий предполагает возможность моделировать рост и развитие культур по паровому предшественнику от посева и до середины вегетационного периода [3, 4, 5]. Именно в этот временной промежуток в условиях сухой степи Бурятии отмечаются наиболее экстремальные погодные явления, снижающие продуктивность полевых культур [6, 7]. В этой связи, анализ данных погодных условий и содержания продуктивной влаги в почве в длительной ретроспективе позволяет выявить зональные особенности влагонакопления в агроземах сухой степи Западного Забайкалья. Ранее исследования водного режима каштановой почвы региона носили, как правило, краткосрочный характер [8] и не ставили перед собой задачи выявить корреляционные связи между тепло-влагообеспеченностью и влажностью почвы в сезонной и многолетней динамике, а тем более на их основе построить среднесрочные прогностические уравнения накопления продуктивной влаги в чистом пару.
Цель исследований - определить среднемноголетнюю динамику на-
копления продуктивной почвенной влаги чистого пара в зависимости от метеорологических условий и представить выявленные зависимости в виде эмпирических моделей для каштановых почв сухой степи Забайкалья.
Режим изменения почвенной влаги изучали в 1982-2020 гг в паровом поле двухпольного севооборота пар - пшеница на постоянном участке размножения перспективных сортов пшеницы селекции БурНИИСХ. Он расположен в южной сухостепной зоне Республики Бурятия на типичных каштановых почвах на пологом склоне Ганзуринского хребта северо-западной экспозиции. Обработку почвы проводили по типу черного пара, согласно принятой системы земледелия [9]: с весны -мелкая плоскорезная обработка на 12...14 см, летом - глубокая отвальная вспашка на 28...30 см с последующими культи-вациями по мере отрастания сорной растительности.
Климат сухой степи Западного Забайкалья резко континентальный с ярко выраженным сезонным характером распределения осадков. Большую часть года над степями перемещаются обезвоженные воздушные массы и лишь во второй половине лета проникают тихоокеанские муссоны. Кроме глобальных сезонных проявлений климата, на влагообеспеченность территории в значительной степени влияет и местный фактор - горно-котловинный характер рельефа. В результате действия этого эффекта в центре обширных депрессий формируется зона повышенного давления, препятствующая заносу влажных воздушных масс.
Годовая сумма осадков в среднем за время наблюдений составляла 247 мм (табл. 1). При этом их количества различались не только по месяцам (V = 49...129 %), но и по годовым циклам (V = 25 %).
Среднемесячные температуры воздуха более стабильны (V = 6.90 %), за исключением октября. Однако выявленные инверсии температурного фона приводят к изменениям интенсивности, продолжительности и сроков проявления засух в первой половине лета [6, 10].
Почва опытного участка - каштановая мучнистокарбонатная среднемощ-ная супесчаная сезонномерзлотная. Содержание гумуса в пахотном слое почвы очень низкое - 1,31 ± 0,05 %. Гумус сосредоточен в основном в верхнем 0.30 см слое почвы и с глубиной его содержание резко уменьшается. По гигроскопической влаге (МГ) существует тенденция к увеличению в иллювиальных горизонтах (табл. 2). Такой же характер изменения отмечен для влажности завядания (ВЗ). Запасы продуктивной влаги при НВ в метровом слое составляют 100 мм.
1. Метеорологические условия периода проведения исследований (1982-2020 гг.)
Месяц Температура воздуха, °С Сумма осадков, мм
М ± т М ± 1т | V, % М ± т М ± 1т | V, %
Январь -23,2 ± 0,6 -24,1. .-21,8 13,7 3,5 ± 0,4 2,8.4,6 65,7
Февраль -17,7 ± 0,5 -18,8. .-16,8 15,0 1,9 ± 0,3 1,3.2,4 78,1
Март -8,1 ± 0,5 -8,9. .-7,0 33,5 2,5 ± 0,6 1,3.3,4 121,7
Апрель 2,2 ± 0,3 1,4. .2,8 90,2 5,7 ± 1,3 3,1.8,4 125,6
Май 10,3 ± 0,3 9,7. 10,7 15,4 13,6 ± 1,8 9,6.16,2 73,5
Июнь 16,8 ± 0,3 15,9. .17,4 11,3 42,8 ± 5,2 33,1.54,2 62,1
Июль 19,3 ± 0,2 18,8. .19,7 6,3 71,4 ± 6,7 57,9.85,4 52,3
Август 16,7 ± 0,2 16,2. .17,1 7,5 60,6 ± 5,4 49,7.71,5 49,5
Сентябрь 9,2 ± 0,3 8,7. 10,0 18,5 24,5 ± 2,9 18,5.30,3 64,8
Октябрь 0,9 ± 0,4 0,0. .1,5 278,6 5,0 ± 0,7 3,7.6,3 72,8
Ноябрь -9,5± 0,5 -11,0. ..-8,9 29,6 7,9 ± 0,8 6,2.9,6 61,5
Декабрь -18,6 ± 0,6 -20,0. .-17,6 17,5 7,4 ± 0,6 5,1.8,5 49,1
Среднее
(сумма) 224,2.
за год -0,2 ± 0,16 -0,6. +0,1 425,0 247,2 11,1 270,0 25,3
Водопроницаемость супесчаной каштановой почвы высокая и достигает 236... 298 мм/ч [11]. Из-за преобладания крупных некапиллярных пор (до 70 % от всех пор) почвы неспособны удерживать большое количество подвешенной влаги. Глубина залегания грунтовых вод превышает 15 м.
Гидрологические константы, водопроницаемость и влажность почвы определяли общепринятыми методами (Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв. М.:Агропромиздат, 1986.416с.). Почвенные образцы отбирали в метровом профиле парового поля послойно, по 10 см, с мая по август через каждые 10 дней. Содержание продуктивной влажности почвы ^пр) определяли разностным методом: Wпр = W - ВЗ, где W - влажность почвы, определяемая термостатно-весовым методом. Статистическую обработку данных проводили по Б. А. Доспехову (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Книга по Требованию, 2012. 352 с.). Зависимость значений показана в виде регрессионных трендов, построенных на основе метода наименьших квадратов.
Запасы продуктивной влаги в период исследований (1982-2020 гг.) в пахотном слое каштановой почвы при паровании классифицировали как неудовлетворительные (менее 20 мм) в мае-июне и удовлетворительные (20. 40 мм) - с июля по август. В метровом слое почвы с мая до второй декады августа запасы продуктивной влаги были удовлетворительными (90.130 мм), а в более поздние сроки - хорошими (рис. 1). Во всех слоях почвы они изменялись согласно параболическому тренду с минимумом в начале июня. Влияние выпадающих осадков на запасы влаги в почве ослабевало с глубиной оцениваемого слоя. Высокая изменчивость поступления среднемесячных осадков (V = 50.129 %), обусловила и большую вариабельность содержания влаги в поверхностном слое 0.20 см (37...
73 %), в слое 20.50 см она была меньше (25...60 %) и в слое 50.100 см самой низкой (21...40 %).
Запасы влаги в паровом поле зависели не только от погодных условий, но и от обработки почвы. Наибольшее их снижение отмечали в I декаде июня, в этот срок вспашка с оборотом пласта совпадала с минимумом осадков за летний период, что приводило к иссушению в первую очередь пахотного слоя. Поверхностные культивации сокращали запасы влаги в 0.50 см слое почвы в III декаде июня и II декаде июля. Меньшее влияние оказала культивация во II декаде августа - по-видимому, снижение суточных температур при выпадении более 20 мм осадков не приводит к значительным потерям влаги (см. рисунок).
В результате обработки почвы образуются выбросы средних значений влажности почвы относительно общего тренда. Изменение равновесной плотности поверхностного слоя снижает корреляционную зависимость влажности почвы от метеоусловий, поскольку создаются условия, способствующие увеличению испарения влаги с поверхности. В состояние равновесной плотности почва приходит в течение 7...14
На увлажнение почвы влияют не только осадки, мигрирующие по гравитационному градиенту, но и ресурсы влаги сезонной мерзлоты, перемещающиеся вследствие теплопереноса парообразной влаги при оттаивании и замерзании почвы [6]. Баланс между испарением влаги и поступлением ее с осадками и из мерзлоты формирует основной пул почвенной влаги. Вследствие этого, скорость и масштаб изменения влажности почвы в различных ее слоях регулируются режимом выпадения осадков и температурой воздуха в отдельные периоды [12].
Условно весь цикл годового оборота влаги в паровом поле можно разделить на три периода по преобладающим процессам ее переноса:
май-июнь - в этот период сезонная мерзлота полностью оттаивает на глубину промерзания 2,0.3,0 м. Основным фактором формирования влажности почвы выступает баланс между количеством парообразной влаги, перемещающейся из глубины при оттаивании мерзлоты, вкупе с осадками, с одной стороны, и расходом вследствие испарения с поверхности, с другой;
июль-октябрь - в почве отсутствует сезонная мерзлота. Основными факторами изменения ее влажности выступают сумма выпадающих осадков и испарение с поверхности;
ноябрь-апрель - период от замерзания почвы и до начала оттаивания. Перемещение влаги в почвенной толще происходит вследствиетеплопереноса парообразной влаги с более глубоких горизонтов к кайме замерзания и конденсации атмосферной влаги с поверхности. Влияние на баланс влаги как испарения с поверхности мерзлой почвы, так и поступления осадков низкое.
Стартовые запасы продуктивной влаги в паровом поле. Метровый слой почвы полностью оттаивает во второй декаде мая, в связи с этим стартовые запасы продуктивной влаги в почве определяли именно в этот срок. Ресур-
дней в зависимости от метеоусловий.
2. Основные агрогидрологические свойства каштановой почвы
Удельная Плотность, г/см3 Запасы влаги мм
Глубина масса, г/см3 МГ* ВЗ НВ КВ ПВ
0.10 2,70 1,48 3 4 12 30 38
10.20 2,69 1,55 3 4 11 29 35
20.30 2,68 1,61 4 4 12 34 36
30.40 2,70 1,65 4 4 12 31 35
40.50 2,69 1,65 4 4 12 28 35
50.60 2,69 1,63 4 4 14 31 36
60.70 2,70 1,53 5 6 12 35 37
70.80 2,69 1,61 4 4 21 24 36
80.90 2,69 1,65 4 5 19 29 35
90.100 2,69 1,60 3 4 18 30 37
0.20 Запасы влаги отдель- 6 8 23 59 73
0.50 ных категорий 18 20 59 152 179
0.100 (в слое почвы) 36 43 143 301 360
0.20 Наибольший запас продуктивной влаги 15 51 65
0.50 при НВ, КВ, ПВ 39 132 159
0.100 100 258 317
*МГ- максимальная гигроскопическая влага, ВЗ - влажность завядания, НВ - наименьшая влагоемкость, КВ - капиллярная влагоемкость, ПВ - полная влагоемкость.
Ы
Ф
з
ь
ф
д
ф
ь
ф
и
О м м
поля в этом слое достоверно зависели от количества осадков, выпавших в августе (г = 0,39.0,49) при уборке культур, и непосредственно в мае (г = 0,37.0,39) в период определения влажности. Связь с осадками под вегетирующими культурами в более ранние летние месяцы (июнь-июль) была очень низкой (г = 0,03.0,12). В августе под зерновыми культурами резко снижаются эвапотранспирационные потери влаги, так как растения в условиях сухой степи Бурятии переходят к стадии созревания и значительно сокращают ее потребление. При этом высокий стеблестой снижает испарение с поверхности почвы вследствие уменьшения ветровой нагрузки и снижения температур почвы при повышении альбедо. В конце июля и начале августа отмечается годовой пик выпадения осадков. В условиях су-хостепной зоны Бурятии под посевами зерновых культур осадки августа аккумулируются и участвуют в формировании водного режима почвы следующего полевого сезона.
Активный влагооборот осадков в период наших наблюдений ограничивался слоем почвы 0.50 см, так как выпавшие осадки не оказывали существенного влияния на накопление влаги в слое 50.100 см. Сумма осадков с сентября по апрель составляла в среднем 59 мм и в формировании весенних запасов влаги они не участвовали. Большая их часть испарялась с поверхности при оттепелях или сдувалась со снегом при
увеличении ветровой нагрузки в зимнее время [11].
Тепловой режим зимних месяцев (январь-февраль) и апреля влиял на майские запасы влаги. Чем меньше были морозы в эти месяцы, тем больше накапливалось продуктивной влаги в почве. На наш взгляд, такая ситуация связана с тем, что в случае относительно теплых января и февраля уменьшается глубина и скорость промерзания почвы, вследствие чего увеличивается период теплопереноса парообразной влаги из более глубоких горизонтов почвы, а вследствие этого и содержание влаги во всем метровом слое почвы. Эмпирическое моделирование на основе метода наименьших квадратов позволяет построить адекватные множественные линейные модели определения стартовых запасов продуктивной влаги в различных слоях
3. Корреляционные связи стартового содержания продуктивной влаги в почве парового поля с условиями
тепло- и влагообеспеченности
О
см «
г
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
20
40
60
80
100
120
140
160 а)
35 30 25 20 15 10
0 б)
I Май II III I Июнь II III I Июль II III
17,6 29,5 16,6 27,2 14 26,6 13.1 26.2 15 26,5 15,3 25,8 20,2 31,3 22,5 31,2 20,5 31,8
74 1 70,2 68,3 62,1 65,5 68,5 67,5 ■ 64,1 73,4
иыиыы
—
Август
25,1
35,6
27,3
35,1
25,1
38,7
71,7
72,2
III
77,8
24,2
21,8 21,5
21,3
Рисунок. Динамика изменений запасов продуктивной влаги в почве (а), осадков и температуры воздуха (б) в период исследований (май—август 1983—2020гг.): Ш — слой почвы 50.100 см; ■ — слой почвы 20. 50см; ■ — слой почвы 0.20см; — осадки, мм; — — I, °С.
сы влаги в паровом поле в начале парования формировались с уборки предшествующих культур. На содержание продуктивной влаги во второй декаде мая влияли осадки и температура воздуха за период с уборки предшественника, то есть с августа предыдущего года по вторую декаду мая текущего
года, на день определения. Корреляционный анализ позволил определить влияние метеорологических условий за этот период на накопление стартовых запасов влаги (табл. 3). Выявлено влияние осадков на увлажнение только слоя 0...50 см. Запасы продуктивной влаги во второй декаде мая в почве парового
0
5
Слой почвы Месяц
август сентябрь октябрь ноябрь I декабрь I январь 1 февраль I март 1 апрель I май
0.20 0,39 0,12 0,03 с осадками (п = 31) 0,02 0,11 0,02 0,03 0,15 -0,11 0,37
20.50 0,42 0,28 -0,13 0,05 0,03 0,12 -0,05 0,06 -0,09 0,39
50...100 0,20 0,00 -0,06 0,22 0,12 0,02 -0,03 0,17 0,08 0,19
с температурой воздуха (п = 31)
0.20 0,09 -0,20 -0,29 -0,26 -0,16 0,03 0,49 -0,04 0,20 0,12
20.50 0,10 -0,07 -0,12 -0,12 -0,14 0,35 0,52 -0,12 0,20 0,12
50.100 -0,12 -0,07 -0,14 -0,05 -0,30 0,35 0,37 -0,19 0,36 0,11
4. Корреляционные связи изменения запасов продуктивной влаги (А ПВ) в почве в летние месяцы в паровом поле с условиями тепло-и влагообеспеченности
Слой почвы Месяц
июнь июль август
0.20 с суммой осадков ZW (п = 31) 0,59 0,66 0,47
20.50 0,47 064 0,37
50.100 0,68 0,49 0,62
с суммой положительных температур !Т (п = 3 1)
0.20 -0,42 -0,19 -0,21
20.50 -0,38 -0,17 -0,24
50.100 -0,18 -0,16 -0,33
почвы парового поля по выявленным предикторам - параметрам прихода атмосферных тепла и влаги.
Факторный анализ выявил, что запасы продуктивной влаги во второй декаде мая в слое почвы 0.20 см (ПВ0 20 май и) парового поля в большей степени определяли количество осадков в августе-сентябре предыдущего года
^авг-сент^ в м^е (Омарт) и в первой-
второй декадах мая (Омай | и), а также среднемесячные температуры воздуха в октябре (Токт), ноябре (Тнояб) и феврале (Тфевр). Прогнозная модель запасов продуктивной влаги по этим предикторам имела следующий вид:
ПВ0 20 . ,, =16,88+0,07 О
0.20, май II ' '
+ 1,14О +0,22 О й |
' март ' май |...и о
■ 0,71 Т.._+ 1,12 Т (R2=0,53)
+
авг-сент
+0,52 Т -
нояб
февр
Запасы продуктивной влаги в слое почвы 20.50 см (ПВ20 50 май ||) зависели от суммарного количества осадков в августе-сентябре предыдущего года
(Оавг-сент) марте (Омарт) и первой-второй
декадах мая (О май |И), температуры воздуха в январе (Тянв), феврале (Тфевр)
и апреле(ТаПр):
+
ПВ20 50 й и = 4,85 + 0,19 О
20.50, май II ' ' авг-сент
+ 1,17О + 0,49 О . ||| +0,01 Т +
' март ' май |.|| ' янв
+ 0,34 Т + 1,88 Т (Я2=0,42)
1 ^„„р , апр * ' '
февр
Запасы влаги в слое почвы 50.100
см (ПВ50.100, май ||) в большей степени
определяли температурные параметры в январе (Тянв), феврале (Тфевр) и апреле (Тапр) и в меньшей степени осадки августа (Оавг) и ноября (Онояб). Модель прогноза запасов продуктивной влаги в этом слое имела вид:
ПВ50 100 . и = 32,95+ 0,29 О +
50.100, май II ' ' авг
+ 1,19О б + 0,83 Т - 1,05 Тф +
нояб янв февр
+ 6,62 Т^0,15)
С глубиной зависимость запасов продуктивной влаги в почве от метеорологических условий уменьшалась, так коэффициенты детерминации построенных моделей в слоях почвы 0.20, 20.50 и 50.100 см снижались соответственно с 0,53 до 0,43 и 0,16. Это подтверждает предположение об укороченности профиля, в котором происходит активный оборот атмосферной
. . , ГГ . ,
май-июнь' май-июль'
влаги.
Запасы продуктивной влаги в период парования (июнь-август). Способность аккумулировать влагу зависит как от свойств почвы, так и от масштабов метеорологических явлений. В первом случае - это водоудерживающая способность различных слоев почвы, определяемая гидрологическими константами, а во втором - количественные характеристики и длительность воздействия осадков и температуры на почву. В условиях сухой степи Бурятии, корреляционные связи запасов продуктивной влаги в течение парования в летние месяцы с текущими среднемесячными осадками были слабыми и незначимыми, что, на наш взгляд, обусловлено как очень высокой их вариабельностью, так и малым количеством. Значимый эффект действия метеоусловий проявлялся при учете их накопительного эффекта за предыдущие месяцы (табл. 4).
Запасы продуктивной влаги в почве в период парования в большей степени зависели от суммарного поступления осадков и положительных температур с момента оттаивания почвы во второй декаде мая. По-видимому, подобное связано с высокой водопроницаемостью супесчаной каштановой почвы, что позволяло ей аккумулировать выпадающие осадки в различных слоях почвы. Поверхностный сток на опытном полигоне отмечали очень редко. Для проведения корреляционного анализа и построения эмпирических моделей, в качестве результирующего фактора мы выбрали прирост запасов продуктивной влаги от исходных значений во второй декаде мая, соответственно:
в июне - АПВ . , в июле - АПВ .
май-июнь май-
и в августе - А ПВ . В качестве
июль май-авг.
признака факторов отобраны: сумма осадков, выпавших со второй декады мая по конец каждого месяца (ЯМ . ,
май-июнь
ЯМ . , ЯМ . ); сумма положитель-
май-июль май-авг
ных температур нарастающим итогом за эти же периоды (ГТмай
ГТмай-авг).
На прирост запасов влаги в метровом слое почвы влияли суммарные осадки, выпавшие на дату определения в летние месяцы (г = 0,37.0,68). Влияние температуры воздуха на запасы влаги было отрицательным в течение всего периода парования (г = -0,17.-0,43). Наиболее значимые взаимодействия описаны в виде линейной множественной регрессии (табл. 5).
Модели характеризуются низкой прогностической значимостью и описывают всего лишь 21.46 % изменений запасов продуктивной влаги. Это, на наш взгляд, связано с тем, что в них не учитывалась миграция влаги из других слоев почвы. По результатам ранее проведенных исследований, восходящий диффузионный подъем парообразной влаги к поверхности супесчаной каштановой почвы происходит с глубины 150.200 см [13]. Между тем, построенные модели дают общее представление о движении влаги в метровом слое каштановой почвы при перемене погодных условий.
Таким образом, паровое поле, обрабатываемое по типу черного пара, в двухпольном севообороте выполняет функцию влагонакопления для зерновых культур в аридных условиях сухой степи Западного Забайкалья. В метровом профиле почвы запасы продуктивной влаги с мая по вторую декаду августа классифицируются как удовлетворительные, а в более поздние сроки - как хорошие. Активный влагооборот осадков в почве парового поля ограничивается слоем почвы 0.50 см.
Запасы продуктивной влаги в почве на начало парования зависят от прихода осадков за предыдущий период, в основном в августе, и во время определения (начало мая). Сумма осадков с сентября по апрель составляет в среднем 59 мм и в формировании весенних запасов влаги
5. Эмпирические модели зависимости запасов продуктивной влаги в почве от метеорологических условий в летние месяцы
Слой почвы, см Эмпирическая модель запасов продуктивной влаги Я2
июнь
0.20 А ПВ й = 29,90 + 0,26 ЯМ - 0,07 ГТ май-июнь ' ' июнь ' июнь А ПВ й = 16,42 + 0,14 ЯМ - 0,04 ГТ май-июнь июнь июнь АПВ „ = 0,54 ЯМ - 30,72 май-июнь июнь 0,42
20.50 0,25
50.100 0,47
июль
0.20 А ПВ й = 0,22 ЯМ - 23,27 май-июль ' июль ' А ПВ й = 0,27Ш - 25,68 май-июль июль А ПВ й = 0,32 ЯМ - 40,45 май-июль июль 0,46
20.50 0,39
50.100 0,24
август
0.20 А ПВ й = 0,095 ЯМ - 9,12 май-авг ' авг ' А ПВ й = 0,312Ш - 47,22 май-авг авг 0,21
50.100 0,39
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
и
О м м
в почве они не участвуют. На запасы продуктивной влаги в почве определенное влияние оказывает температура воздуха: в слое 0.20 см - среднемесячные температуры в октябре, ноябре и феврале; в слое 20.50 см - в январе, феврале и апреле; в слое почвы 50.100 см -в январе, феврале, апреле. На запасы продуктивной влаги в почве в период парования оказывает среднее влияние сумма осадков, выпадающих с середины мая (r=0,37...0,68). Наибольшее отрицательное влияние на запасы продуктивной влаги в слое почвы 0.50 см оказал рост температур в июне.
Литература.
1. Methodologies for simulating impacts of climate change on crop / J. W. White, G. Hoogenboon, B. A. Kimball, et al. // Field Crops Research. 2011. No. 124 (3). P. 357-360. doi: 10.1016/j.fcr.2011.07.001.
2. Boote K. J., Jones J. W., Hoogenboon G. Simulation of crop growth: CROPGRO model // Agricultural Systems modeting and Simulation. Publisher: CRC Press, 2018. P. 651-692.
3. Использование динамической модели агроэкосистемы для оценки влияния климатических изменений на продуктивность посевов / Р А. Полуэктов, А.Г. Топаж, В.П. Якушев и др. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 2. С.7-11.
4. Rising temperature reduce global wheat production / S. Asseng, F. Ewert, P. Martre, et al. // Nature climate change. 2015. No. 5 (2). P. 143-147. doi: 10.1038/nclimate2470.
5. Гамзиков Г.П. Точное земледелие в Сибири: реальности, проблемы и перспективы // Земледелие, 2022. № 1. С.3-9. doi: 10.24412/0044-3913-2022-1-3-9.
6. Билтуев А. С., Лапухин Т. П., Будажапов Л. В. Климат, плодородие почв и продуктивность зерновых культур в аридных условиях Забайкалья: состояние и прогноз. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В. Р. Филиппова, 2015. 141 с.
7. Уланов А. К., Будажапов Л. В. Продуктивность каштановой почвы в зависимости от условий увлажнения при многолетнем воздействии севооборотов, приемов основной обработки и удобрения // Земледелие. 2019. № 1. С. 15-18. doi: 10.24411/0044-3913-201910104.
8. Бохиев В. Б., Батудаев А. П., Лапухин Т. П. Научные основы систем земледелия Бурятии. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р Филиппова, 2008. 480 с.
9. Система земледелия Республики Бурятия: научно-практические рекомендации. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р Филиппова, 2018. 349 с.
10. Обязов В. А. Изменения современного климата и оценка их последствий для при-
N родных и природно-антропогенных систем w Забайкалья: автореф. дисс.... д-ра геогр. наук. ° Казань, 2014. 38 с.
0 11. Куликов А. И., Дугаров В. И., Корсунов 2 В. М. Мерзлотные почвы: экология, теплоэнер-
е гетика и прогноз продуктивности. Улан-Удэ:
1 Изд-во БНЦ СО РАН, 1997. 312 с.
Ф 12. Агрофизические свойства и динамика J влажности каштановой почвы в условиях засу-^ хи в сухостепной зоне Бурятии / А. С. Билтуев, Q Л. В. Будажапов, А. К. Уланов и др. // Вестник СО
Новосибирского государственного аграрного университета. 2017. № 1 (42). С. 77-83.
Influence of meteorological conditions on the content of productive moisture in the fallow field with chestnut soils of Transbaikalia
A. S. Biltuev, A. K. Ulanov, L. V. Budajapov
Buryatia Research Agricultural Institute, ul. Tret'yakova, 25z, Ulan-Ude, 670045, Russian Federation
Abstract. The analysis of data on weather conditions and the content of productive moisture in the soil in a long-term series allows us to identify regional features of moisture accumulation in the agro-ecosystems of the dry steppe of Western Transbaikalia. The purpose of the work was to determine the average long-term dynamics of the accumulation of productive moisture in various layers of chestnut soil in the fallow field, depending on meteorological conditions, and to present the revealed regularities in the form of empirical models. The research was carried out in 1982-2020 in the southern dry-steppe zone of the Republic of Buryatia in a two-field crop rotation of fallow field and wheat. In the fallow field, a combined tillage system was used (in spring - shallow flat-cut processing by 12-14 cm, in summer - deep ploughing by28-30 cm with subsequent cultivations as weeds regrow). The soil of the experimental site was medium-thick, powdery carbonate chestnut sandy loam seasonally permafrost with a humus content of 1.3%, has high water permeability (236-298 mm/hour) and low water retention capacity. The high variability of the average monthly precipitation (V = 50-129%) also caused a high variability of the moisture content in the surface layer (0-20 cm) - 37-73%, the lower variability in the layer20-50cm - 25-60%, and the lowest one in the layer50-100cm - 21-40%. The initial content of productive moisture in the second decade of May in the fallow field in the layers of 0-20 and 20-50 cm depended on the amount of precipitation that fell in the previous August (r = 0.39-0.49) and precipitation that fell in May during the period of determining humidity (r = 0.37-0.39). Empirical modelling based on long-term data (31 years) allowed us to construct adequate multiple linear models fordetermining the starting reserves of productive moisture in various layers of the fallow field according to the identified predictors - the parameters of atmospheric heat and moisture accumulation.
Keywords: meteorological conditions; chestnut soil; productive moisture; bare fallow; empirical models.
Author Details: A. S. Biltuev, Cand. Sc. (Biol.), senior research fellow (e-mail: burni-ish@inbox.ru); A. K. Ulanov, D. Sc. (Agr.), leading researcher fellow; L. V. Budazhapov, Corresponding member of the RAS, D. Sc. (Biol.), director.
For citation: Biltuev AS, Ulanov AK, Budajapov LV [Influence of meteorological conditions on the content of productive moisture in the fallow field with chestnut soils of Transbaikalia]. Zemledelie. 2022;(3):8-12. Russian. doi: 10.24412/0044-3913-2022-3-8-12.
doi:10.24412/0044-3913-2022-3-12-16 УДК 631.582
Зерновая
продуктивность
свекловичных
севооборотов
в зависимости
от степени
биологизации
в условиях
Центрального
Черноземья*
A. С. АКИМЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: vniiz.sevooborot@mail.ru)
B. И. СВИРИДОВ, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Т. А. ДУДКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. Г. ВАВИН, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Курский федеральный аграрный научный центр, ул. Карла Маркса, 70б, Курск, 305021, Российская Федерация
Исследование проводили с целью оценки зависимости зерновой продуктивности специализированных свекловичных севооборотов и воспроизводства в них плодородия почвы от степени биологизации и удобрений. Стационарный опыт заложен в Курской области на черноземе типичном тяжелосуглинистом с содержанием гумуса 5,2 %. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов: севооборот (фактор А) - зернопаропропашной, сидеральный, плодосменный; уровень удобренности (фактор В) - низкий(6 тнавоза), повышенный (12 тнавоза + N37P37K37на 1 га севооборота + солома). Горох на сидератзаделывали в почву в фазе цветения. Урожайность озимой пшеницы после чистого и сидерального паров была в 1,2 раза выше, чем после занятого пара, а ячменя после гороха - в 1,1 раза больше, чем после кукурузы. Самая высокая в опыте зерновая продуктивность достигнута в плодосменном севообороте благодаря наличию 60 % зерновых и зернобобовых культур. Она была в 1,2выше, чем вдругихсевооборотах. На слабоудобренном фоне продуктивность сидерального, плодосменного и зернопаро-пропашного севооборотов формировалась благодаря расходу гумуса соответственно
*работа выполнена в рамках Госзадания ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр» по теме FGZU-2022-0005
