CC BY
136
УДК 631.432
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ В СЕВООБОРОТЕ
Г.П. ДЗЮИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
А.Г. ДЗЮИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав сектором
Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: ugniish @yandex.ru
Резюме. В стационарном опыте обобщён водный режим дерново-подзолистой суглинистой почвы за три ротации севооборота. Рассчитан расход общей и продуктивной влаги культурами севооборота из разных слоёв почвы - 0...20, 20...60, 60.100 см. Разница между расходом общей и продуктивной влаги культурами севооборота из слоя почвы 0.60 см дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почвы, не существенна: под озимой рожью - не более 9,5 %, кукурузой - 0,1 %, яровой пшеницей - 1,7 %, клевером 1 г.п. -13,2 % (по фону извести с внесением NPK - 19,5 %), клевером 2 г.п. - 4,5 %, ячменём - 7,7 %. Около 70 % влаги культуры севооборота потребляли из пахотного горизонта, на долю слоя 20.60 см приходилось 16 %, 60.100 см - 12 % от общего ее расхода из метрового слоя. В засушливые 1990-1991 гг. потребление влаги из нижнего слоя почвы (60.100 см) возрастало: яровой пшеницей на фоне извести на 45.80 т/т, извести и навоза - на 176. 331, клевером 2 г.п. - на 236 т/т продукции. Навоз способствовал сокращению расхода влаги клевером 1 г.п. на 70.104 т/т продукции (на 28 %), яровой пшеницей - на 178. 314 (21.30 %), ячменём - на 110. 154 (15. 22 %), кукурузой - на 36.53 т/т(18.21%). Минеральные удобрения (N59P62K66) больше, чем навоз, снижали расход влаги в севообороте. В слоях до 20, 60 и 100 см в среднем за три ротации севооборота он уменьшился на 140, 131 и 214 т/т продукции, или на 32, 26 и 34 %. Сильнее всего сократили расход влаги посевы однолетних трав и ячменя - на 39.43 и 35.39 %, тогда как фитоценоз кукурузы уменьшил его только на 12.15 %.
Ключевые слова: севооборот, культура, удобрения, общая и продуктивная влага, расход влаги.
вом горизонте [5]. Это связано с толщиной слоя почвы, в котором наиболее активно развиваются почвообразовательные процессы [1].
Цель нашей работы - изучить количественные изменения почвенной влаги под культурами севооборота за период их вегетации. Для ее достижения решали следующие задачи: определить запас и количество расходуемой культурами севооборота продуктивной влаги из слоёв 0...20, 20...60 и 60...100 см; выявить количественную разницу в расходе общей и продуктивной влаги; определить влияние удобрений на расход влаги.
Условия, материалы и методы. В стационарном опыте, заложенном на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве в двух повторениях во времени с интервалом в один год, влажность почвы определяли по слоям через 10 см с глубины до метра. Почвенные пробы отбирали в начале и конце вегетации растений. В качестве фона вносили известь по 1 НГ (1-я ротация) и по 2 НГ (2-я ротация), а также навоз КРС - 40 т/га (1-я ротация) и 60 т/га (2.5 ротации). В работе приведены обобщенные данные по водному режиму под культурами 3, 4 и 5-й ротаций 8-польного севооборота. Усреднённые дозы минеральных удобрений составляли N59P62K66. Запас общей и продуктивной влаги в т/га (1 мм влаги = 10 т/га) в каждом слое почвы рассчитывали по сокращённой формуле водного баланса, предложенной А.А. Роде [6]. Для этого использовали результаты определения полевой влажности почвы (%) по 10-сантиметровым слоям почвенного профиля. Объёмную массу почвы
Влага представляет собой одну из важнейших составных частей почвы. Она играет важную роль в почвообразовании, имеет большое значение в сельскохозяйственном производстве [1]. Все количественные изменения влаги (поступление в почву и расход), взаимосвязь влаги, содержащейся в твёрдой части почвы, с атмосферной и влагой живых организмов, составляют водный режим почвы [1,2]. Почвенная влага - один из факторов, определяющих эффективность удобрений. Оптимальные условия для растений создаются при наличии в пахотном слое почвы не менее 20 мм продуктивной влаги [3]. Особое значение изучению водного режима придаётся в опытах с удобрениями [4].
В зоне распространения дерново-подзолистых почв запас почвенной влаги принято рассчитывать в метро-
Таблица 1. Расход общей и продуктивной влаги в 4-й ротации севооборота из слоя 0...60 см
Культура (НСР,г т/га) Фон известь Фон известь + навоз
Показатель без удобрений NРК без удобрений NРК
Озимая общая влага, т/га 1147 1150 1331 1259
Рожь (153) продуктивная влага, т/га 1112 1094 1204 1282
отклонение от об- т/га -35 -56 -127 23
щей влаги % -3,0 -4,9 -9,5 1,8
Кукуруза общая влага, т/га 1183 1315 1253 1343
(122) продуктивная влага, т/га 1184 1315 1252 1342
отклонение от об- т/га 1 0 -1 -1
щей влаги % 0,1 0 -0,1 -0,1
Яровая общая влага, т/га 1595 1560 1672 1643
пшеница продуктивная влага, т/га 1598 1583 1643 1617
(39) отклонение от об- т/га 3 23 -29 -26
щей влаги % 0,2 1,5 -1,7 -1,6
Клевер общая влага, т/га 1552 1525 1744 1527
1 г.п* (212) продуктивная влага, т/га 1347 1229 1532 1482
отклонение от об- т/га -205 -296 -212 -45
щей влаги % -13,2 -19,4 -12,2 -2,9
Клевер общая влага, т/га 1314 1333 1383 1396
2 г.п.* (67) продуктивная влага, т/га 1327 1273 1419 1415
отклонение от об- т/га 13 -60 36 19
щей влаги % 1,0 -4,5 2,6 1,4
Озимая общая влага, т/га 2444 2458 2533 2559
Рожь (103) продуктивная влага, т/га 2480 2503 2584 2612
отклонение от об- т/га 36 45 51 53
щей влаги % 1,5 1,8 2,0 2,1
Ячмень общая влага, т/га 1960 1779 1910 1957
(154) продуктивная влага, т/га 1809 1754 1916 1954
отклонение от об- т/га -151 -25 6 -3
щей влаги % -7,7 -1,4 0,3 -0,2
без внесения NРК (последействие) Достижения науки и техники АПК, №9-2012 -
Таблица 3. Расход влаги культурами севооборота из разных слоёв почвы
Культура и количество лет Слой почвы, см Расход влаги Интервал ва-рьирования,%
т/га \% от слоя 0...100 см
Озимая рожь, 4 года 0.. 100 1248 100 100
0. 20 846 68 65. ..70
20 ..60 238 19 16. ..21
60. .100 164 13 11. ..15
Кукуруза, 2 года 0. 100 1484 100 100
0. 20 1016 69 66. ..72
20 ..60 257 17 14. ..20
60. .100 211 14 11. ..17
Яровая пшеница, 3 0. 100 2296 100 100
года 0. 20 1301 57 44. ..63
20 ..60 502 22 11. ..34
60. .100 493 21 12. ..26
Клевер 1 г. п.*, 4 года 0. 100 1562 100 100
0. 20 1025 66 65. ..66
20 ..60 340 22 17. ..25
60. .100 197 12 9. .16
Клевер 2 г. п.*, 4 года 0. 100 1514 100 100
0. 20 1035 68 68. ..69
20 ..60 309 20 18. ..21
60. .100 170 11 10. ..14
Однолетние травы*, 0. 100 1493 100 100
2 года 0. 20 1204 81 76. ..86
20 ..60 154 10 8. .14
60. .100 135 9 6. .13
Озимая рожь, 5 лет 0. 100 2275 100 100
0. 20 1801 79 77. ..81
20 ..60 323 14 13 ..15
60. .100 151 7 4. ..8
Ячмень, 5 лет 0. 100 1716 100 100
0. 20 1412 82 73. ..89
20 ..60 121 7 5. ..9
60. .100 183 11 4. .22
Среднее за ротацию 0. 100 1698 100 100
севооборота 0. 20 1205 71 67. ..74
20 ..60 280 16 13. ..20
60. ..100 213 12 8. .16
* без внесения NРК (последействие).
(г/см3) и влажность устойчивого завядания растений (%) определяли по этим же слоям в период 1-й ротации севооборота. Эти величины использовали при расчётах в качестве постоянных.
В приходную часть включали сумму осадков за период вегетации растений (т/га). К потерям относили физическое испарение и минимально возможный сток в количестве 30 % от общего расхода влаги (т/ га). В условиях засушливого климата величина испарения из почвы может достигать 50 % общего расхода влаги из почвы [6]. Поскольку инфильтрация влаги за период вегетации в наших условиях практически отсутствовала, а ее десукция обеспечивает создание самого растительного организма [7] их в расчёт не принимали.
Результаты и обсуждение. При расчёте накопленного запаса влаги в почве и расхода её культурами, как правило, пользуются показателем продуктивной влаги. Сравнение расхода культурами общей и продуктивной влаги показало, что разница между величинами этих показателей статистически не достоверна (табл. 1). В слое почвы 0...60 см под озимой рожью (в двух полях севооборота) она составляла от _ 9,5 до +2,1 %, под кукурузой - от - 0,1 до + 0,1 %, под яровой пшеницей - от -1,7 до +1,5 %, под клевером 1 г.п - от - 2,9 до - 19,4 %, под клевером 2 г.п. - от - 4,5 до +2,6 %, под ячменём - от +0,3 до - 7,7 %. Это, на наш взгляд, свидетельствует о том, что при расчёте расхода влаги культурами севооборота можно использовать любой из названных показателей.
22 -
В севообороте за период вегетации культур растения в основном расходовали влагу пахотного слоя (0.20 см), на долю которой приходился 71 % общего расхода из метрового слоя с колебаниями в пределах 67.74 % (табл. 3). Интервал колебаний был несколько шире под культурами со слабой корневой системой. Например, под яровой пшеницей он достигал 19 % (44.63 %), под ячменём - 16 % (73.89 %), под однолетними травами -10 % (76.86 %), а у озимой ржи, кукурузы и клевера 1 и 2 г.п. находился на уровне 1,0.6,0 %. Расход влаги из слоя почвы 20.60 см в среднем по севообороту составил 16 % (13.20 %). Варьирование величины этого показателя по культурам было слабым - 2... 8 % и лишь по яровой пшенице оно достигало - 11.34 %. Из слоя 60.100 см растения расходовали в среднем 12 % влаги (8.16 %). Под яровой пшеницей размах колебаний величин этого показателя достигал 14 %, под ячменём -18 %, под остальными культурами - 4.7 %.
Во влажные годы растения в основном использовали влагу пахотного слоя. В засушливые возрастало ее потребление из нижележащих горизонтов почвы. Сходные с нашими показателями данные были получены А.И. Пупониным [8].
Расход влаги из почвы снижался при внесении органических и минеральных удобрений. Заделка навоза(60 т/га за ротацию севооборота)обеспечила уменьшение ее расхода в слоях 0.20 и 0.60 см на 72 и 88 т/т продукции (НСР05 - 34 т/т), или на 18 %, по сравнению с безнавозным фоном (табл. 3). В слое почвы 0.100 см снижение составило 61 т/т продукции, или 13 %. При этом потребление влаги из изучаемых (0.20, 0.60, 0.100 см) слоёв почвы клевером 1 г.п. снизилось, по сравнению с безнавозным фоном, на 70.104 т/т продукции (НСР05 -42 т), или на 28 %, яровой пшеницей - на 178. 314 т/т (НСР05 - 173), или на 21.30 %, ячменем -на 110.154 т/т (НСР05 - 55), или на 15.22 %, кукурузой - на 36.53 т/т (НСР05 - 5), или на 18.21 %. Несколько больше расходовала влагу озимая рожь, снизив потребление только на 8.14 %. Клевер 2 г.п. на фоне навоза в условиях засухи увеличил расход влаги из почвы на 3.8 %. У однолетних трав также отмечена тенденция к усилению ее потребления на 21.102 т/т продукции (НСР05 - 201) из слоёв 0. 60 и 0.100 см.
При использовании минеральных удобрений расход почвенной влаги под культурами севооборота снижался более значимо, чем на фоне навоза. За
— Достижения науки и техники АПК, №9-2012
Таблица 4. Снижение расхода почвенной влаги культурами севооборота при внесении удобрений (среднее за 3,4 и 5 ротации севооборота)
Культура Показатель* Навоз НСР0* т/т NPK НСР0* т/т
0...20 см 0.60 см ¡0.100 см 0.20 см 0.60 см 0.100 см
Озимая рожь 1 442 512 332 476 539 402
2 34 52 44 22 152 107 96 74
3 8 10 12 32 20 24
Кукуруза 1 36 44 53 35 43 52
2 7 8 11 5 5 5 8 4
3 19 18 21 14 12 15
Яровая 1 829 1052 1009 880 968 1761
пшеница 2 178 314 217 173 280 146 647 644
3 21 30 22 32 15 37
Клевер 1 246 320 368 237 318 362
1 г. п. 2 70 88 104 42 52 85 91 52
3 28 28 28 22 27 25
Клевер 1 172 222 251 204 266 296
2 г. п. 2 -3 -8 -6 6 61 81 84 31
3 -2 -4 -2 30 30 28
Однолетние 1 230 162 211 252 277 470
травы 2 60 -21 -102 201 104 109 204 140
3 26 -13 -48 41 39 43
Озимая рожь 1 670 800 849 732 870 920
2 92 116 115 34 216 256 256 57
3 14 14 14 30 29 28
Ячмень 1 630 688 734 688 742 842
2 136 154 110 55 252 260 326 100
3 22 22 15 37 35 39
Среднее по се- 1 407 475 481 438 503 638
вообороту 2 72 88 61 34 140 131 214 113
3 18 18 13 32 26 34
* 1 - потребление почвенной влаги без удобрений, т/т продукции; снижение потребления влаги при внесении удобрений;
2 - т/т продукции; 3 - %.
3 ротации севооборота с внесением N59P62K66 в слоях при расчёте расхода почвенной влаги культурами до 20, 60 и 100 см он уменьшился в среднем на 140, севооборота можно рекомендовать использование 131 и 214 т/т (НСР05 -113 т/т продукции), или на 32, любой из этих форм.
26 и 34 % соответственно. Наибольшее снижения Полевые культуры за период вегетации в основном
расхода влаги отмечено в посевах однолетних трав потребляли влагу из верхнего слоя почвы. В среднем
и ячменя - на 39.43 и 35.39 % соответственно, а по севообороту из пахотного слоя 0.20 см был из-
наименьшее - в посевах кукуруза, где экономия со- расходован 71 % влаги, из слоя 20.60 см - 16 %, из
ставила всего 12.15 %. слоя 60...100 см - 12 % от общего расхода влаги из
Выводы. В дерново-подзолистой суглинистой метрового горизонта.
почве за период вегетации растений между расходом На фоне навоза и минеральных удобрений культу-
общей и продуктивной влаги культурами севооборота ры севооборота снижали расход влаги на 13.18 % и
существенной разницы не выявлено. В связи с чем 26.34 % соответственно.
Литература.
1. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - Т. I. - 663 с.
2. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - Т. II. - 287 с.
3. КуликМ.С. Погода и минеральные удобрения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - 136 с.
4. Методические указания по проведению исследований в длительных опытах с удобрениями. - М., 1986. - Ч.1. - 146 с.
5. Агроклиматические ресурсы Удмуртской АССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 116 с.
6.Роде А.А. Методы изучения водного режима почв. - М.: АН СССР, 1960. - 244 с.
7. Ревут И.Б. Физика почв. - Л.: Колос, 1972. - 368 с.
8. Пупонин А.М. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечернозёмной зоны. - М.: Колос, - 1984. 184 с.
MOISTURE REGIME IN CROP ROTATION
G.P. Dzjuin, A.G. Dzjuin
Summary. In stationary experience results of researches on studying variations of quantity indicators of a soil moisture under cultures of three rotation of a crop rotation are generalized. Researches have shown, that a difference between expense of the general and productive moisture by cultures of a crop rotation, from a layer of ground of 0-60 sm soddy podzolic loam soil, is not essential - below parameters НСР05. Deviations of a productive moisture from the general have made: under a winter rye - no more than 9,5 %, a corn -0,1 %, summer wheat - 1,7 %, of clover of the first year - 13,2 % (on a background to exhaust with entering NPK - 19,5 %), of clover of the second year - 4,5 %, barley - 7,7 %. Cultures of a crop rotation basically (about 70 %) spent a moisture from an arable layer. From a layer of 20-60 sm - 16 %, from a layer of 60-100 sm - 12 % from the general expense a moisture in a meter layer. In droughty 1990-1991 consumption of a moisture in a meter layer of ground of 60-100 sm increased: summer wheat on a background to exhaust on 45-80, to exhaust manure - on 176-331, of clover of the second year - on 236 т/т production. Manure assisted decrease in expense of a moisture: of clover of the first year. On 70-104 т/т production (on 28 %), summer wheat - on 178-314 (21-30 %), barley - on 110-154 (15-22 %), a corn - on 36-53 т/т (18-21 %). Mineral fertilizers (N59P62K66) it is more, than manure, reduced expense of a moisture in a crop rotation. In layers up to 20, 60 and 100 sm on the average for three rotation of a crop rotation expense of a moisture has decreased on 140, 131 and 214 т/т production or for 32, 26 and 34 %. At the most have lowered expense of a moisture annual grasses and barley - on 39-43 and 35-39 % then cookies the corn has lowered all on 12-15 %. Key words: сгс^ rotation, crop, fertilizer, total and productive moisture, water discharge.
Достижения науки и техники АПК, №9-2012 - 23
