CC BY
54
АГРОНОМИЯ
УДК 633.12: 631.67 Ю.И. Колотова, Т.И. Шильникова, С.Б. Пак
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ И РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ ГРЕЧИХИ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЮГА ПРИАМУРЬЯ
В статье на основании трехлетних полевых доказано, что водопотребление и режим орошения на лугово-черноземовидных почвах юга Амурской области для получения урожайности гречихи на уровне 1,5-2,0 т/га обеспечивается проведением поливов с поддержанием увлажнения активного слоя не ниже 70 % НВ и внесением расчётных доз NwPsofco.
Ключевые слова: водопотребление, режим орошения, рост и развитие гречихи, урожайность, минеральные удобрения.
Yu.i. Kolotova, T.I. Shilnikova, S.B. Pak
BUCKWHEAT WATER CONSUMPTION AND IRRIGATION MODE ON THE MEADOW CHERNOZEM-LIKE SOILS OF THE PRIAMURYE SOUTH
On the basis of the three-year field experiments it is proved that the water consumption and the irrigation mode on the meadow chernozem-like soils of the Amur region south for obtaining the buckwheat crop capacity at the level of 1,5-2,0 t/hectare is provided by carrying out watering with the maintenance of the active layer moistening not lower than 70 % NVand the introduction of the rated doses of N40P80K20.
Key words: water consumption, irrigation mode, buckwheat growth and development, crop capacity, mineral fertilizers.
Введение. Гречиха является ценной крупяной культурой, которая содержит большое количество витаминов и минеральных веществ, рекомендуется для детского питания. Отличаясь относительно коротким вегетационным периодом, она возделывается в Нечерноземной зоне, в областях Центрального Черноземья, Волжско-Камской лесостепи, Западной и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. По величине и устойчивости урожаев гречиха уступает зерновым культурам, средняя урожайность по России не превышает 0,82 т/га [2].
На Дальнем Востоке основные посевы гречихи размещены в Амурской области и Приморском крае. Здесь культура возделывалась ещё в XVII веке местным населением, а позднее и русскими переселенцами. Общая площадь посевов в Амурской области из года в год увеличивается и в настоящее время составляет около 22 тыс. га. Средняя урожайность культуры за счёт снижения энергетических и трудовых затрат в последние пять лет повысилась с 0,7 до 1,0 т/га.
Вместе с тем объёмы производства гречихи в отдельные годы остаются невысокими. Основные причины связаны со снижением урожайности из-за несоответствия погодно-климатических и почвенных факторов биологическим требованиям культуры. Высокая испаряемость и малое количество осадков в начале вегетации приводит к иссушению почвы, а недостаточное содержание элементов питания при орошении требует дополнительного внесения минеральных удобрений [1].
Цель исследований. Разработка рационального режима орошения гречихи, который за счёт оптимизации увлажнения корнеобитаемого слоя и минерального питания мог обеспечивать благоприятные условия для получения высокой урожайности на лугово-черноземовидных почвах южной зоны Амурской области.
Задачи исследований. Проведение наблюдений за водным режимом почвы при орошении согласно существующим методикам, а также за показателями роста, развития растений и урожайностью гречихи [3, 5]. Анализ водопотребления в структуре водного баланса орошаемых посевов и составление расчётной схемы управления режимом орошения ; рассмотрение формирования климатического дефицита увлажнения в многолетнем разрезе.
Материалы и методы исследований. Полевые опыты были заложены на орошаемом участке опытного поля отдела семеноводства Дальневосточного государственного аграрного университета (ДальГАУ) в с. Грибское в течение 2010-2013 гг.
Экспериментальные исследования и наблюдения проводились по методике полевого опыта Б.А. Дос-пехова [3] и методическим рекомендациям Всероссийского НИИ орошаемого земледелия [5]. Расчётное во-допотребление и дефицит водного баланса осуществляли с использованием многолетних данных по базовой гидрометеостанции в период с 1971 по 2012 г. (ГМС «Благовещенск»).
Варианты двухфакторного полевого опыта включали в себя по фактору А (проведение поливов не ниже заданного предполивного порога): 1) 60 % НВ; 2) 70 % НВ; 3) 80 % НВ; 4) контроль (без полива). По фактору В (внесение удобрений на планируемый урожай): 1) 1\130Р60; 2) 1\140Р80К20; 3) 1\150Р100К30; 4) контроль (без удобрений). Повторность в опытах четырехкратная, площадь опытной делянки в вариантах орошения 72 м2, в вариантах с внесением удобрений - 24 м2. Поливы проводили с помощью дождевальных аппаратов «Роса-3». Для предотвращения локального переувлажнения корнеобитаемого слоя поливную норму подавали частями. Объём оросительной воды измеряли при помощи дождемерных стаканов. Расчётная глубина промачивания почвы при дождевании была принята 0,4 м. Влажность почвы определяли термостатно-весовым способом, сроки поливов назначали по достижению фактической влажности почвы заданного предполивного порога. Начало фазы роста и развития гречихи в фенологических наблюдениях отмечали при наступлении у 10 % растений, полную фазу - у 75 %. Площадь листьев определяли методом высечек, массу растений - на аналитических весах марки «САБМШР 300Н».
В опытах использовали районированный сорт гречихи Амурская местная. Дозы минеральных удобрений под планированную урожайность гречихи рассчитывали балансовым методом, вносили под зяблевую вспашку. Посев проводили сплошным способом с нормой высева 80 кг/га. Агротехника в опытах была согласно принятой в системе земледелия в Амурской области [6].
Результаты исследований и их обсуждение. Водно-балансовые расчёты для определения водопо-требления и схемы управления режимом орошения гречихи были выполнены согласно теории формирования программируемых посевов академика РАСХН И.П. Кружилина [4]. Они показали, что в качестве модели дефицита водного баланса может быть использована следующая зависимость:
ДВБ = К х Квл. х И - цЕР,
где ДВБ - дефицит водного баланса за расчётный период, мм;
К - средний за расчётный период модуль испарения, мм/0С;
Квл - коэффициент учёта использования растениями влаги из горизонтов, расположенных глубже активного слоя почвы или грунтовых вод;
И - сумма среднесуточных температур воздуха за расчётный период, °С;
ЕР - сумма используемых атмосферных осадков, выпавших за расчётный период, мм;
ц - коэффициент полезного использования осадков.
Графически схема управления режимом орошения представлена на рис. 1 и включает в себя три блока: прогностический, корректирующий, оперативно-текущий.
Рис. Т. Взаимосвязь прогностической, корректирующей и оперативно-текущей программ при формировании орошаемых посевов заданной урожайности
Для использования экспериментальных значений режима орошения гречихи, полученных в полевых опытах, рассмотрим сложившиеся погодно-климатические условия в годы исследований (табл. 1).
Таблица 1
Метеоусловия в годы исследований
Год Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Сумма
Осадки, мм
2010 20 20 87 265 149 16 557,0
2011 4 103 68 144 79 24 422,0
2013 25 115 112 231 201 54 738,0
Норма 31 45 87 132 132 73 498,0
Среднесуточная температура, 0С
2010 2,7 15,0 18,5 21,6 19,5 13,4
Нараст. 81 546 1245 1933 2534 2936 2936
2011 4,9 13,2 19,3 23,8 21,3 12 -
Нараст. 147 556 1135 1873 2533 2893 2893
2013 2,4 13,5 17,3 20,2 15,9 11,9
Нараст. 72 491 1010 1636 2129 2486 2486
Среднее 100 531 1130 1814 2398 2619 2771
Норма 3,3 11,4 18,4 21,4 19,1 12,0
Нараст. 99 452 1004 1667 2259 2619 2619
По гидротермическим условиям годы исследований были различными: в 2011 г. сумма осадков за май-август была на уровне среднемноголетней величины, а в 2010 и 2013 гг. за этот же период выпало соответственно 521 и 659 мм, что в 1,3-1,6 раза превысило норму. Сумма среднесуточных температур также изменялась по годам: наиболее высокой она оказалась 2010 г. - 29360С при среднемноголетней норме 26190С, а наиболее низкая была отмечена в 2013 г. - 24860С. Чередование сухой ясной погоды с периодами выпадения осадков, связанное с циклоническим характером климата территории, обуславливало недостаток
влаги в почве в первой половине вегетации. На контрольных вариантах гречихи (без полива) влажность почвы опускалась ниже допустимого предела, что вызывало угнетение растений. В то же время поливной режим на орошаемых вариантах обеспечивал необходимое увлажнение почв (табл. 2).
Таблица 2
Фактический поливной режим гречихи за 3 года
Вариант предполивной влажности почвы, % НВ 2010 г. 201 1 г. 2013 г. Среднее
Число поливов Оросительная норма Число поливов Оросительная норма Число поливов Оросительная норма Число поливов
Поливная норма Поливная норма Поливная норма Поливная норма
80 4 1160 6 1800 3 860 4
290 300 285 290
70 3 1050 4 1360 3 1050 3
350 340 350 350
60 2 900 3 1380 2 900 2
450 460 450 450
Как следует из данных табл. 2, в варианте орошения 70 % НВ в 2010 и 2013 гг. при поливной норме 340350 м3/га оросительная норма составила соответственно 1050 и 1360 м3/га. В относительно сухом 2011 г. её величина увеличилась до 1360 м3/га, число поливов составило 4, а поливная норма была на уровне 340 м3/га.
С увеличением предполивной влажности почвы до 80 % НВ в годы, близкие к среднемноголетней норме и выше, оросительная норма колебалась в пределах 860-1160 м3/га при величине поливной нормы 285-300 м3/га и числе поливов 3-4. В сухом 2011 г. её значение было максимальным и составило 1800 м3/га при 6 поливах поливной нормой 300 м3/га.
Наблюдения за ростом и развитием гречихи показали, что новые листья у растений гречихи на вариантах орошения образуются до конца вегетации, а общая листовая поверхность на 1 га непрерывно изменяется (рис. 2). Сначала она возрастает за счет образования новых и увеличения появившихся ранее листьев, достигая максимума к фазе начала созревания первых плодов. Затем суммарная площадь листовой поверхности за счёт пожелтевших и поврежденных листьев уменьшается, так как не покрывается приростом.
50 40
Е
30
2
| 20 10 О
Рис. 2. Влияние режима орошения на рост площади листьев гречихи, тыс. м2/га
На вариантах орошения с увеличением уровня увлажнения с 60 до 70 % НВ площадь листовой поверхности возрастала и превышала контрольную. Наибольшие значения были отмечены в варианте 70 % НВ с внесением расчётных доз удобрений ^Р80К20. В варианте орошения 80 % НВ при муссонных осадках наблюдалось полегание растений гречихи и ранее пожелтение листьев.
При анализе влияния величины оросительной нормы на урожайность гречихи в опытах была установлена математическая зависимость (рис. 3). Она имеет полиноминальный вид с коэффициентом детерминации Р2=0,7477. Значение параметра уравнения регрессии положительно, что означает увеличение урожайности гречихи на 0,0013 т/га с увеличением оросительной нормы на 1 м3/га.
у = -4Е-07х2 + 0,001х + 0,465 ^ = 0,747
♦ Ряд1
-Полиномиальная (Ряд1)
Оросительная норма, м3/га
Рис. 3. Зависимость урожайности гречихи от оросительной нормы
Основным показателем в определении эффективности использования растениями воды являются её затраты на формирование единицы товарной продукции и коэффициент водопотребления. Численные значения этих величин непостоянны и зависят от многих факторов: условий влагообеспеченности, уровня плодородия почв, агротехники культуры, способов и техники полива. Определяющее влияние на величину коэффициента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая (табл. 3).
Таблица 3
Водопотребление и затраты оросительной воды в различных вариантах орошения гречихи
(в среднем за 3 года)
Год Предпо-ливная влажность почвы, м3/га Суммарное водопо-требление, м3/га Приход влаги от осадков, м3/га Оросительная норма, м3/га Коэффициент во-допотреб-ления, м3/т Затраты оросительной воды на 1 т зерна, м3/т Урожайность, т/га
2010 80 3349 2189 1160 2723 943 1,23
2011 4089 2289 1800 3194 1406 1,28
2013 3167 2307 860 2639 716 1,20
Среднее 3535 2261 1270 2852 1024 1,24
2010 70 3307 2257 1050 2524 801 1,31
2011 3053 1693 1360 1970 877 1,55
2013 3293 2236 1050 2421 772 1,36
Среднее 3218 2068 1153 2282 817 1,41
2010 60 3524 2624 900 3064 782 1,15
2011 2973 1593 1380 2094 971 1,42
2013 3215 2315 900 3280 918 0,98
Среднее 3237 2177 1060 2743 898 1,18
Данные табл. 3 показывают, что наибольшая величина суммарного водопотребления гречихи была отмечена в сухом 2011 г. в варианте орошения 80 % НВ - 4089 м3/га, а наименьшая - в варианте 60 % НВ. Сравнение средних коэффициентов водопотребления показывает, что наиболее продуктивно при формировании урожайности оно использовалось в варианте орошения 70 % НВ - 2852 м3/т. В вариантах с орошением 60 и 80 % НВ значение коэффициента колебалось в пределах 2743-2852 м3/т, что свидетельствует о превышении расходования влаги по сравнению с оптимальным значением.
Наибольшая урожайность гречихи, равная 1,55 т/га, была получена в варианте орошения 70 % НВ при суммарном водопотреблении 3053 м3/га и коэффициенте водопотребления 1970 м3/т. При этом затраты оросительной воды на создание 1 т зерна составили 877 м3.
с о н
>5
а
X
о р
>
500
1000
1500
2000
2
0
0
Выводы
1. Наибольшая урожайность орошаемой гречихи обеспечивается при величине суммарного водопо-требления на уровне 3200-3300 м3/га и режиме орошения 70 % НВ. В сухие годы это достигается проведением 3-4 поливов поливной нормой 340-350 м3/га при оросительной норме 1050-1360 м3/га.
2. Анализ составляющих водного баланса орошаемого поля показывает, что в сухие и среднемного-летние годы наряду с атмосферными осадками величина оросительной нормы также является приходной статьёй в структуре суммарного водопотребления и может достигать 1380-1800 м3/га.
3. Оптимальное расходование суммарного объёма влаги достигается в варианте орошения 70 % НВ при среднем коэффициенте водопотребления 2282 м3/т, а также при затратах оросительной воды на создание единицы зерновой продукции, равных 817 м3/т.
Литература
1. Агроклиматические ресурсы Амурской области / под ред. К.П. Березникова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 148 с.
2. Гречиха на Дальнем Востоке: монография / А.А. Моисеенко, Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков [и др.]. - М.: Росинформагротех, 2010. - 276 с.
3. Доспехов Б.Н. Методика полевого опыта. - Изд. 5-е, доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 385 с.
4. Кружилин И.П., Пак С.Б., Шильникова Т.И. Программы управления водно-воздушным режимом почвы на мелиорируемых землях Амурской области // Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК»: мат-лы науч.-практ. конф. - Волгоград: Волгоград. ГСХА, 2007 - С. 21-24.
5. Методика полевого опыта в условиях орошения: рекомендации. - Волгоград: ВНИИОЗ, 1983. - 149 с.
6. Зональная система земледелия Амурской области. - Благовещенск, 2002. - 372 с.
УДК 581.522.4:582.926.4 П.А. Павлова
ИНТРОДУКЦИЯ ВИДОВ РОДА POLEMONIUM L. (СИНЮХИ) В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
В статье рассмотрены результаты интродукционного изучения якутских популяций видов рода Polemonium L. Изучены фенологическая и морфологическая изменчивость P. acutiilorum Willd. ex Roem. et Schult, P. boreale Adams, P. caeru/eum var. villosum Kom. Alis. в культуре, оценены интродукционные возможности видов.
Ключевые слова: ботанический сад, интродукция, фенологическое развитие, морфологическая изменчивость, интродукционная устойчивость, синюха (Polemonium L.).
P.A. Pavlova
INTRODUCTION OFGENUS POLEMONIUM L. (CARRION FLOWER) SPECIES IN THE CENTRAL YAKUTIA
The results of the introduction study of the Yakut populations of genus Polemonium L. species are considered in the article. Phenobgicai and morphological variability of P. acutifforum Wild ex Roem. et Schult, P. borea/e Adams, P. caeru/eum var. vllbsum Kom. AUs. in culture are studted, introduction possibilities ofspecies are assessed.
Key words: Botanical Garden, introduction, phenobglcal deveiopment,morphoiogicai variability, Introduction resistance, carnon flower (Poiemonuum L.).
Введение. Объектом интродукционного изучения служили три вида сем. Polemoniaceae Juss: Polemonium acutiflorum Willd. ex Roem. et Schult., P. borea/e Adams., P. coeru/eum var. villosum Kom. Alis. Все они известны как лекарственные и декоративные растения. Корни растений в научной медицине применяют как отхаркивающее средство при бронхитах, бронхопневмонии, при абсцессе, а также как успокаивающее средство при различных заболеваниях центральной нервной системы. Седативное действие растений проявляется за счет сапонинов, причем успокаивающий эффект их примерно в 8-10 раз превосходит валериану лекарственную [1]. В научную
