CC BY
58
ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ
ВОДНЫЙ РЕЖИМ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ
Н.Е. Степанова
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Университетский просп., 26, Волгоград, Россия, 400002
В.А. Крупнов, А.В. Шуравилин
Кафедра почвоведения и земледелия Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 8/2, Москва, Россия, 117198
В исследованиях было уделено внимание условиям формирования водного и пищевого режимов почвы как основных элементов регулирования продукционного процесса столовой свеклы в условиях орошения с целью получения планируемой урожайности в пределах 40...100 т/га. При орошении дождеванием столовой свеклы на светло-каштановых почвах и поддержании предпо-ливной влажности на уровне 80...80...70% наименьшей влагоемкости (НВ) с дифференцированной глубиной орошения от 0,3 до 0,6 м и внесении N3^^^^ обеспечивается урожайность товарных корнеплодов до 111,5 т/га. Сочетание управляемых факторов воздействия на формирование урожайности столовой свеклы экономически и энергетически выгодно.
Ключевые слова: формирование водного и пищевого режимов почвы, столовая свекла, орошение, светло-каштановые почвы, урожайность.
В засушливых условиях Нижнего Поволжья одним из наиболее эффективных мелиоративных приемов, позволяющих существенно повысить продуктивность сельскохозяйственных земель и устойчивость производства овощной продукции, является орошение.
Влага — это один из главных и незаменимых факторов жизни растений. В естественных условиях основным источником пополнения запасов почвенной влаги и обеспечения ею растений являются атмосферные осадки. Сумма и распределение атмосферных осадков в течение года изменяется в широких пределах. По многолетним данным, в условиях неустойчивого увлажнения светло-каштановых почв Волгоградской области пополнение почвенных запасов влаги за счет осадков, выпадающих в период вегетации, недостаточно для получения высоких и стабильных урожаев корнеплодов столовой свеклы [1].
Недостаток влаги в почве, как и ее избыток, отрицательно сказывается на развитии столовой свеклы, резко сокращая урожай корнеплодов. Столовая свекла на разных стадиях своего развития в силу своих биологических особенностей предъявляет различные требования к влажности почвы. Повышенную потребность во влаге она проявляет в период прорастания семян и укоренения всходов, а также в период нарастания листовой поверхности и интенсивного роста корнеплодов (июль—август). Укоренившись, растения свеклы могут переносить временную засуху. В конце вегетации (сентябрь—октябрь), когда идет накопление сухого вещества (сахаров) в корнеплодах, высокие уровни влажности почвы нежелательны [2].
Мы ставили себе цель разработать водосберегающий режим орошения столовой свеклы за счет дифференциации предполивного порога влажности и глубины увлажняемого слоя почвы в сочетании с расчетными дозами минеральных удобрений для получения запланированных урожаев корнеплодов.
Схема опыта включала изучение трех факторов.
Фактор А — режим орошения:
— назначение вегетационных поливов при влажности расчетного слоя почвы 80...80...70% наименьшей влагоемкости (НВ) («посев — формирование корнеплода», «формирование корнеплода — начало созревания», «начало созревания корнеплода — техническая спелость»);
— 80...70...70% НВ;
— 80...70...60% НВ.
Фактор В — глубина увлажняемого слоя:
— 0,3 м;
— 0,3—0,6 м;
— 0,6 м.
Фактор С — дозы удобрений на планируемую урожайность:
— без удобрений (контроль);
^28Р 70К58 40 т/га;
^92Р105К87 60 т/га;
^56Р140К116 80 т/га;
^20Р175К145 100 т/га-
Орошение осуществляли дождевальной установкой ДКШ-64 «Волжанка».
По данным многих ученых [3; 4; 5], дифференцирование предполивной влажности почвы по периодам развития столовой свеклы снижало оросительную норму, коэффициент водопотребления, повышало качество корнеплодов. Основываясь на результатах ранее проведенных исследований водного режима на посевах столовой свеклы в Нижнем Поволжье [3; 4; 5], принимая во внимание особенности столовой свеклы (хорошо развитую корневую систему, сравнительно невысокую потребность во влаге в первый и последний периоды роста, резкое возрастание потребности в воде в период интенсивного роста корнеплода), в полевых опытах мы осуществили полностью регулируемый водный режим почвы.
Контроль за влажностью почвы осуществляли термостатно-весовым методом до посева и после уборки столовой свеклы в слое почвы 0...1,0 м, а в период вегетации — 0...0,6 м (рис. 1). Отбор образцов проводился послойно через 0,1 м в трехкратной повторности на динамических площадках. Частота отбора образцов — не реже одного раза в декаду, а также перед проведением и через два дня после полива [6].
Влажность почвы, % НВ
Период вегетации, дней
Рис. 1. Динамика влажности почвы в среднем за годы исследований при поддержании влажности почвы 80—80—70% НВ в слое 0,3...0,6 м
Режим орошения столовой свеклы осуществлялся по основным фазам вегетации при различной глубине увлажняемого слоя. Для поддержания предполив-ного порога на заданном уровне в полевых опытах вегетация столовой свеклы была разбита на следующие периоды:
— «всходы — формирование корнеплода»;
— «формирование корнеплода — техническая спелость»;
— «техническая спелость — уборка».
Расчетные поливные нормы для каждого варианта опыта по водному режиму были определены по формуле А.Н. Костякова, основные показатели нами получены в результате полевых опытов согласно разработанной программе и методике:
т = I00 • Н • а • (рНв - рдп) • Ки
где т — поливная норма, м /га; Н — глубина расчетного слоя почвы, м; а — объемная масса в слое Н, т/м3; Рнв — наименьшая влагоемкость, % от массы сухой почвы; Рпп — влажность соответствующего слоя почвы при допустимом пороге снижения, % массы сухой почвы, Ки — коэффициент испарения.
По результатам наших исследований наименьшая влагоемкость светло-каштановой почвы в слое 0...0,3 м составляла 24,9%, а в слое 0...0,6 м — 22,95%. Средняя плотность сложения почвы в слое 0...0,3 м составляла 1,24 г/см3, в слое 0...0,6 м — 1,28 г/см3. Согласно этим данным, для насыщения горизонта 0...0,3 м при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80% НВ необходимо было произвести полив нормой 200 м3/га, на уровне 70% НВ — 300 м3/га, 60% НВ — 400 м3/га, а для горизонта 0...0,6 м: 80% НВ — 400 м3/га; 70% НВ — 600 м3/га; 60% НВ — 750 м3/га.
Режим орошения в 2005 и 2006 гг. был схожим, так как по агрометеорологическим показателям оба года характеризовались как острозасушливые. По количеству выпавших осадков 2007 г. превышал среднемноголетние показатели, поэтому поливной режим столовой свеклы имел отличия.
Объем воды, потребляемый столовой свеклой за период вегетации при принятой в опыте агротехнике, определялся в наших исследованиях глубиной увлажняемого слоя, предполивной влажностью почвы и в среднем за три года (2005— 2007 гг.) изменялся от 7245 до 8502 м3/га. Наибольшая потребность столовой свеклы в воде была отмечена в варианте с глубиной увлажняемого слоя почвы 0...0,3 м при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80—80— 70% НВ. Минимальное суммарное водопотребление по годам исследований было в варианте с глубиной увлажняемого слоя почвы 0...0,6 м при поддержании предполивной влажности на уровне 80—70—60% НВ. В варианте с дифференцированной глубиной увлажнения почвы (0...0,3...0,6 м) при поддержании предполив-ной влажности в соответствии со схемой опыта суммарное водопотребление в среднем изменялось от 7726 до 8202 м3/га (табл.).
Таблица
Структура суммарного водопотребления (сред. за 2005—2007 гг.)
Варианты опыта Использование воды Суммарное водопо- требление, м3/га
Глубина увлажняемого слоя, м Предполивная влажность почвы,% из почвы от осадков от поливов
м3/га % м3/га % м3/га %
0,3 80—80—70 186 2 1 148 14 7 167 84 8 502
0,3 и 0,6 287 4 1 148 14 6 833 82 8 268
0,6 426 6 1 100 14 6 200 80 7 726
0,3 80—70—70 332 4 1 148 14 6 800 82 8 280
0,3 и 0,6 499 6 1 132 15 6 200 79 7 831
0,6 570 8 1 081 15 5 733 77 7 384
0,3 80—70—60 370 4 1 148 14 6 567 81 8 085
0,3 и 0,6 484 6 1 109 15 6 000 79 7 726
0,6 654 9 1 058 15 5 533 76 7 245
Во все годы исследований к моменту посева столовой свеклы (I декада июня) светло-каштановая почва не имела достаточного запаса влаги, поэтому были проведены предпосевные поливы. Благодаря этому перед посевом в 2005 году (1 июня) влажность почвы в слое 0...0,3 м составляла 87,0% НВ, а в слое 0...0,6 м — 90,0% НВ. В 2006 году к дате посева (5 июня) запас влаги в почве в слое 0...0,3 м составлял 84,3% НВ, в слое 0...0,6 м — 88,6% НВ. Почвенные влагозапасы в 2007 году к моменту посева столовой свеклы (9 июня) были увеличены также благодаря проведению предпосевного полива в слое 0...0,3 м до 87,0% НВ, в слое 0...0,6 м — 90,1% НВ. Наибольшее количество поливов было дано при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80—80—70% НВ с малой глубиной увлажнения почвы — 0...0,3 м, количество поливов достигало 39 в острозасушливом 2006 г., межполивной период составлял 3 дня.
При чередовании малых и больших поливных норм (0...0,3...0,6 м) снижение запасов влаги до предполивного уровня во всех изучаемых вариантах вод-
ного режима происходило реже, межполивной период увеличивался до 5 дней. В изучаемых вариантах с 0,6 м глубиной увлажнения количество поливов уменьшалось на 30%, но растения свеклы уже к середине межполивного периода испытывали недостаток влаги в горизонте, где расположена основная масса корней. Межполивной период составлял 8—10 дней.
Внесение минеральных удобрений существенно снижало величину коэффициента водопотребления на посевах столовой свеклы и способствовало более экономному использованию оросительной воды. Высокую эффективность использования оросительной воды обеспечивало внесение минеральных удобрений дозой N320P175K145, рассчитанной на получение 100 т корнеплодов с 1 га.
В среднем за годы исследований при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 80—80—70% НВ и увлажнении почвы на 0...0,3...0,6 м затраты воды на образование 1 т корнеплодов столовой свеклы изменялись от 68,8 м /т
3 3 3
до 85,1 м /т, а на контроле — от 186,1 м /га до 224,0 м /га. Закономерность снижения коэффициента водопотребления при применении минеральных удобрений прослеживалась во всех изучаемых вариантах.
Комплексный анализ полученного экспериментального материала и основных закономерностей продукционного процесса при орошении дождеванием столовой свеклы на светло-каштановых почвах позволяет сделать следующие заключения.
При поддержании предполивного порога не ниже 80—80—70% НВ с дифференцированной глубиной увлажнения почвы (0...0,3...0,6 м) и внесением N320Pi75K145 обеспечивается урожайность товарных корнеплодов 105,1—111,5 т/га. Улучшение условий минерального питания столовой свеклы способствовало более эффективному использованию водных ресурсов, это подтверждается уменьшением коэффициента водопотребления с 169,2 м3/т (N128P70K58) до 120,8 м3/т
(N192P105K87), 94,9 м3/т (N256P140K116), 78,6 м3/т (N320P175K145) (80—80—70% НВ, 0...0,3...0,6 м).
Полученные сочетания влияния управляемых факторов на формирование планируемой урожайности столовой свеклы экономически и энергетически выгодны. Самая высокая прибыль составила 411 338,6 руб. на 1 га при себестоимости корнеплодов 1680,7 руб. за 1 т с уровнем рентабельности 227%, затраты энергии на производство урожая — 80,0 ГДж/га, коэффициент энергетической эффективности составил 3,39 (80—80—70% НВ, 0...0,3...0,6 м) [7; 8].
ЛИТЕРАТУРА
[1] Агроклиматический справочник по Волгоградской области. — Гидрометеоиздат, 1967.
[2] Агапов С.В. Столовые корнеплоды. — М.: Сельхозиздат, 1954.
[3] Багров М.Н. Орошение полей. — Волоград, 1965.
[4] Бородычев В.В., Лытов Н.М. Внедрение новых способов орошения для экономного использования водных ресурсов в Волгоградской области. Водные проблемы Нижнего Поволжья и пути их решения / Сб. научн. трудов. — Волгоград: ВСХИ, 1982. — С. 61.
[5] Григоров С.М., Мелихова Е.В. Водосберегающий режим орошения столовой свеклы на светло-каштановых почвах // Вестник ВГСХА. — 2007. — № 2.
[6] Найдина П.Г. Полевой метод как метод изучения вопросов земледелия. — М.: Колос, 1967.
[7] Иванов В.М., Наумов Н.А., Медведев Г.А., Петров Н.Ю., Сухов А.Н., Беленков А.И., Чертоусов В.А. Агроэнергетическая оценка технологий возделывания сельскохозяйственных культур. — Волгоград: ВГСХА, 2000.
WATER REGIM OF LIGHT-BROWN SOILS AT CULTIVATION THE TABLE BEET
N.E. Stepanova
Volgograd State Agricultural Academy pr-kt University, 26, Volgograd, Russia, 400002
V.A. Krupnov, A.V. Shuravilin
Department of pedology and farming Russian People’s Friendship University
Mikluho-Maklay str., 8/2, Moscow, Russia, 117198
Special attention in our studies was paid to conditions of formation of water and soil nutrient regimes, as basic elements in regulation of the production process beet under irrigation in order to obtain the planned harvest of the Centre in range 40...100 t/ha. With irrigation sprinkler canteen beet on light chestnut soils and maintaining before irrigation humidity level 80—80—70% (F.C.) with differentiated depth irrigation 0,3 to 0,6 m and Making N320P175K145 ensures yield commodity Roots till 111,5 t/ha. The combination of controllable factors on the yield of table beet economically and energetically favorable.
Key words: formation of water and soil nutrient regimes, irrigation, beet, light chestnut soils,
yield.
