close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1779.РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ КУКУРУЗЫ НА СВЕТЛОКАШТАНОВЫХ ВТОРИЧНО-ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬ

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3f3f3
На правах рукописи
Душкина Елена Михайловна
РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ II ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ
КУКУРУЗЫ НА СВЕТЛОКАШТАНОВЫХ ВТОРИЧНОЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ
ВОЛГО-ДОНСКОГО МЕЖДУРЕЧЫ.
06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов 2005
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном
образовательном учреждении «Волгоградская государственная сельскохо­
зяйственная академия»
Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Кирпо Николай Иванович
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
профессор, академик РАСХН
Григоров Михаил Стефанович
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Денисов Евгений Петрович
Ведущая организация - ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский
институт орошаемого земледелия»
Защита состоится «
»
2005 г. в « 10 » часов на засе­
дании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государст­
венном образовательном учреждении высшего профессионального образо­
вания «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Ва­
вилова» по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.
С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки
ФГОУ ВПО «Саратовский государственный афарный университет имени
Н.И. Вавилова»
Автореферат разослан «
Ученый секретарь
диссертационного совета
»
2005 г.
Пронько Н.А.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Сельскохозяйственное использование оро­
шаемых земель в условиях острого дефицита энергетических и материальных
ресурсов, ограничивающих применение современных техногенных средств по­
вышения плодородия почв, приводит к развитию таких нежелательных процес­
сов как дегумификация, деструктуризация, переуплотнение, вторичное засоле­
ние и других явлений деградации почв. Особенно эти процессы интенсивно
происходят при орошении в зоне с аридным климатом. Из объема площадей
земель Волгоградской области в настоящее время неудовлетворительным ме­
лиоративным состоянием характеризуется 2 1 % по степени засоления или по
уровню грунтовых минирализованных вод. Засоление почвы объект особого
внимания не только в научном плане, но и в практике полеводства.
Для Волго-Донского междуречья характерной особенностью почвенного
покрова яатяется его комплексность со значительным распространением со­
лонцов и легкорастворимых солей в профиле почв каштанового типа. Суммар­
но эти площади занимают около 60% территории. По данным Волгоградской
гидрогеологической мелиоративной партии напряженное мелиоративное и эко­
логическое состояние имеют 2/5 части земель, удовлетворительное и катастро­
фическое — 1/4 части, кризисное - 1/10. Орошаемые земли Волпмрадской об­
ласти можно отнести ко второй и третьей группе засоленных почв.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась разработка
режима орошения кукурузы на зеленую массу, обеспечивающего улучшение
водного и солевого режимов почвы, повышение фотосинтетической деятельно­
сти растений и урожайности культуры на орошаемых землях Волго-Донского
междуречья.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
•
разработать рациональный режим орошения кукурузы на зеленую массу
на слабо и среднезасоленных почвах;
•
изучить особенности водопотребления, условия роста и развития расте­
ний кукурузы при разных режимах орошения на почвах различной степени за­
соленности;
фонд научной литературы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•
установить особенности фотосинтетической деятельности и формирова­
ния урожая зеленой массы кукурузы при разных режимах орошения;
•
выявить влияние режимов орошения и внесения органических удобрений
на динамику изменения солевого состава и мелиоративное состояние почвогрунта;
•
дать биоэнергетическую, экономическую и экологическую оценку реко­
мендуемых приемов возделывания на зеленую массу адаптированного к мест­
ным условиям гибрида кукурузы РОСС-331.
Научная новизна заключается в том, что впервые в условиях ВолгоДонского междуречья Волгоградской области в связи с изучаемыми мелиора­
тивными приемами проведены комплексные исследования по использованию
орошаемых почв различной степени засоления. На основе многолетних иссле­
дований доказана возможность выращивания кукурузы для решения кормовой
базы в условиях орошения на засоленных почвах.
Установлено, что влияние режимов орошения и навоза на урожай и качест­
во зеленой массы кукурузы проявляется через комплекс факторов: условии
внешней среды, показателей роста, развития и фотосинтстичсской деятельности
растений. Определены оптимальные параметры режима орошения на почвах
различной степени засоления.
Практическая ценность рекомендуемых режимов орошения на светлокаштановых почвах различной степени засоления состоит в улучшении их ме­
лиоративного и экологического состояния, что позволяет получать 39-41 т/га
зеленой массы кукурузы при поливе средней оросительной нормой 28333033 м'/га.
Основные положения, выносимые на защиту:
•
закономерности формирования водопотребления при выращивании куку­
рузы на зеленую массу, особенности роста и развития растений на засоленных
почвах при различных уровнях влагообсспсченности;
•
водосберегающие режимы орошения на почвах различной степени засо­
ленности, позволяющие получать 39-41 т/га зеленой массы кукурузы;
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•
возможности улучшения солевого состава и мелиоративного состояния
иочвогрунта путем регулирования режима орошения посевов кукурузы и вне­
сения органических удобрений;
•
обоснование возможности использования вторично засоленных почв для
возделывания важнейшей кормовой культуры.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доло­
жены на международных научно-практических конференциях: «Основы дости­
жения устойчивого развития сельского хозяйства», посвященной 60-летию об­
разования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии
(Волгоград, 2004 г.). «Современные оросительные мелиорации — состояние и
перспективы», посвященной 40-летию эколого-мелиоративного факультета
Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии (Волгоград,
2004), «Вавиловские чтения 2004», посвященные 117-й годовщине со дня рож­
дения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2004).
Реализация результатов исследований. Актуальность проблемы под­
тверждается планом научных исследований Комитета по сельскому хозяйству и
продовольствию администрации Волгоградской области (2000-2003 гг.)
Разработанные режимы орошения кукурузы на зеленую массу для светлокаштановых почв различной степени засоленности внедрены в ЗАО «ВолгоДон» Калачевского района Волгоградской области. Их применение обеспечива­
ет получение урожайности 39-41 т/га зеленой массы кукурузы и приращение
валовой энергии в урожае при режимах орошения 80 и 70%НВ - соответствен­
но 36220 и 34652 МДж/га на слабозасолсшюй и 33340 и 25832 МДж/га на среднезасоленной почве.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах
текста, включает 4 графика, 1 рисунок и 42 таблицы, состоит из введения, 6
глав, выводов и предложений производству. Библиография включает в себя 178
наименований, в том числе 5 иностранных авторов.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 5 научных рабо­
тах.
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия и методика проведении исследований
Полевые исследования проводились в 1997-1999 гг. на полях ЗАО «ВолгоДон» Калачевского района Волгоградской области.
Климат области отличается резкой континентальностью, которая возраста­
ет с запада на восток. Лето теплое, недостаточно увлажненное, зима холодная,
малоснежная. Наиболее теплыми месяцами являются июнь-июль - температура
воздуха в эти месяцы может повышаться до +39-45°С, а в очень холодные суро­
вые зимы - опускаться в январе-феврале до —36-41 °С.
Почвенный покров территории Волго-Донского междуречья представлен
комплексом светло-каштановых почв с солонцами и темноцветными почвами
западин. Преобладающими являются светло-каштановые почвы разной степени
солонцсватости. Гранулометрический состав почв преимущественно средне и
тяжелосуглинистый; Светло-каштановые почвы характеризуются маломощным
гумусовым горизонтом (0,16-0,25 м.) с низким содержанием гумуса (1,2-1,6%).
Нспромывной режим почв обусловливает дифференциацию почвенного профи­
ля на горизонты с накоплением в горизонте В карбонатов в виде белоглазки и
скопления солей до 1,0-1,5%. Содержание общего азота 0,11-0,16%, гидролизусмого 2,1-14,2 мг на 100 г почвы; общего фосфора - 0,08-0,09%, доступного 2,5-4,0 мг на 100 г почвы, общего калия - 1,45%, обменного - 25,0-30,0 мг на
100 г почвы. Емкость поглощения в пахотном слое 25-35 мг-экв на 100 г почвы.
В составе обменных оснований преобладает кальций. Содержание натрия в не­
солонцеватых почвах до 3%, в солонцеватых - 5-10%. Реакция почвенного рас­
твора слабощелочная и щелочная рН-7,2-8,5.
Грунтовые воды залегают на глубине 2-12 м. Минерализация фунтовых
вод от 1-5 до 25 г/л с явным преобладанием сильноминерализованных.
За годы проведения исследований погодные условия вегетационного пе­
риода значительно изменялись. Так, 1997 год отмечен как влажный (обеспечен­
ность 89%), 1998 год характеризовался как средне сухой (обеспеченность 50%),
1999 год - сухой (обеспеченность 34%).
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Полевой опыт размещался на двух участках светло-каштановой солончаковатой почвы.
Первый участок — почва слабозасоленная, солонцеватая, сумма солей до
0,5%, уровень грунтовых вод -2,16 м.
Второй участок - почва среднезасолепная, сумма солей до 0,7 уровень
грунтовых вод - 1,87 м.
Схема опыта по режиму орошения включала следующие варианты:
1.
Вегетационные поливы при снижении влажности в расчетном слое
почвы (0,6 м) до 70% НВ.
2.
Вегетационные поливы при снижении влажности в расчетном слое
почвы (0,6 м) до 80% НВ.
Опыты закладывались в четырехкратной повторности с рендомизированным расположением вариантов. Общая площадь делянки 360 м2.
авйаомша
1- магистральный
канал;
2 - шлюз-регулятор;
3 - водовыпуск;
«
4 - временный
ороситель;
5 - полевая
Шщ
13»
ш ш
/^'•.•«^.•J-Jj-b^JU
опытный участок №2
1
опытный участок №1
/
*
'
ш
•
"
IV
дорога;
6 - агрегат ДДА-100МА
I-1I-I1MV- повтор­
ности опыта
5
•
i
ш
с
.—
,—ч
Рис. 1. Схемы опытных участков
Закладка полевььч опытов, изучение водно-физических свойств почвы,
суммарного и среднесуточного водопотребления, фенологические наблюдения,
показатели фотосинтетической деятельности кукурузы проводились в соответ7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ствии с требованиями Методики полевого опыта Б.Л. Доспехова (1985), Мето­
дики агрохимических исследований Ф.Л. Юдина (1980), Методики полевых
опытов с кормовыми культурами (ВНИИК им. В.Р. Вильямса, 1989, 1995).
Статистическая обработка данных урожайности была проведена методом
дисперсионного и корреляционного анализов (Б.Л. Доспехов, 1985). Биоэнерге­
тическую оценку выращивания кукурузы на зеленую массу проводили согласно
Методическим рекомендациям ВАСХНИЛ (1993) и Методики ВНИИ кормов
им. В.Р. Вильямса (1982,1995).
Предшественником кукурузы была озимая пшеница.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ II ВОДОИОТРЕБЛЕНИЕ КУКУРУЗЫ
Режимы орошения и динамика влажности почвы в период вегетации
кукурузы. Поливной режим кукурузы в годы исследований имел свои особен­
ности, которые определялись изменением водопотребления в зависимости от
погодных условий и формирования урожая. Для поддержания запланированной
влажности почвы в слое 0,6 м на уровне 70 и 80% НВ по годам исследований
было проведено от 5-ти до 9-ти вегетационных поливов нормой 350 и 500 м3/га,
в зависимости от погодных условий вегетационного периода (табл. 1).
1. Фактические поливные режимы посевов кукурузы на зеленую массу
Предполивная
влажность поч­
вы, % НВ
70
80
1997 г.
1998 г.
1999 г.
5
500
8
350
6
500
9
350
6
500
9
350
Оросительная
норма.
м /га
2500-3000
2800-3150
Примечание: в числителе — количество поливов; в знаменателе — поливная норма, м3/га
При разработке поливных режимов наиболее сложным является вопрос
глубины увлажнения, т.е. определение расчетного слоя почвы с учетом почвенно-гидрологических условий и биологических особенностей кукурузы.
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Динамика влажности почвы и поливной режим кукурузы в годы исследо­
ваний определялись изменением водопотрсбления в зависимости от погодных
условий и формирования урожая. Сроки начала полива в опытах определялись
запасами влаги в почве на день полива (рис. 2).
Средняя температура воздуха, ОС
Относительная влажность воздуха, %
70°/«НВ —
- .-V- • - 80%1 IB ->«
Рис.2. Динамика влажности слоя почвы 0,6 м в 1999 году
Водопотрсбленис посевов кукурузы при различных режимах ороше­
ния. Суммарное водопотребление посевов кукурузы в наших опытах формиро­
валось главным образом за счет использования поливной воды - 61,5-64,6%,
агмосфсрных осадков - 25,5-28,4% и запасов почвенной влаги — 6,9 — 12,8%
(табл. 2). Анализ динамики суммарного водопотрсбления в зависимости от ре­
жима орошения и степени засоления почвы в слое 0,6 м показал, что сущест­
венных различий в содержании и использовании поступившей влаги за вегета­
ционный период не наблюдалось. Лишь несколько больше влаги остается на
средне засоленной почве перед уборкой кукурузы при поддержании влажности
почвы на уровне 70%НВ, что объясняется заметным связыванием почвенной
влаги содержащимися в почве солями.
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Суммарное водопотребление кукурузы по вариантам водного режима
на почвах различной степени засоления (слой 0,6 м)
Суммар­
ное водопотреблсние,
м3/га
11рсдполивная
влаж­
ность
почвы,
%1 IB-
Годы
70
1997
1998
1999
Среднее
5514
4121
4324
4653
2500
3000
3000
2833
45,3
72,7
69,3
62,4
80
1997
1998
1999
Среднее
6010
4305
4596
4970
2800
3150
3150
3033
46,5
73,1
68,5
62,7
Оросительная
норма
%
м'/га
Приход влаги от
атмосферных
осадков
м3/га
Использовано
почвенной вла­
ги
%
м3Аа
%
2480
695
940
1372
44,9
16,8
21,7
27,8
534
426
384
448
9,6
10,3
8.8
9,5
2480
695
940
1372
41,2
16,1
20,4
25,9
730
460
506
: 562
12,1
10.6
11,0
11,2
Почва слабозасоленная
Почва среднезасоленная
70
1997
1998
1999
Среднее
5482
3891
4216
4529
2500
3000
3000
2833
45,6
77,1
71,1
64,6
2480
695
940
1372
45,2
17,8
22,2
28,4
502
196
276
324
9,1
5,0
6,5
6,9
80
1997
1998
1999
Среднее
6044
4429
4694
5055
2800
3150
3150
3033
46,3
71,1
67,1
61,5
2480
695
940
1372
41,0
15,6
20,0
25,5
764
584
604
650
12,6
13,1
12,8
12,8
Анализ данных показал, что в среднесуточном водопотреблении кукуру­
зой в зависимости от засоления почвы существенной разницы нет. Поэтому
среднесуточное водопотребление по межфазным периодам развития растений
нами проанализировано на среднезасоленной почве, как более увлажненной
(табл. 3). Так, например, водопотребление в 1997 г. в фазу выметывания метел­
ки при режиме 70%НВ составило 46,6 м3/га в сутки, а в более засушливых 1998
и 1999 годах в эту же фазу развития - 50,0 м3/га в сутки. В последующие фазы
роста и развития растений кукурузы величина водопотребления увеличилась до
56 м3/га в сутки (фаза цветения початка). В фазу молочной спелости водопо­
требление снижалось до 45,1 м3/га в сутки в 1997 году и до 36,2 м'/i-a - в 1998
году. В 1999 году эти показатели были на уровне 40,0 м3/га в сутки.
Ю
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Влияние режима орошения на среднесуточное водонотрсбление кукуру­
зы по периодам вегетации растений, м3/га (среднезасоленная почва).
Режим орошения, 70%НВ
Периоды развития
растений
1997 г. 1998 г. 1999 г. сред
33,0
31,8
36,0
33,6
Посев-всходы
Всходы-3 лист
28.0
25,5
32,5
28,7
3-S лист
45,0
42,5
42.S
43,3
5-7 лист
53,6
43,3
44,7
47,2
7-9 лист
40,8
52,6
42,5
45.3
9-11 лист
35,0 I 43,3
53,2
43,8
52,5
40,0
47,6
11-13 лист
50.3
13-15 лист
40,0
33,3
45,0
39,4
50,0
15 лист-выметывание 47,5
52,5
50,0
Цветение метелки
46,6
50,0
50,0
48.9
Цветение початка
56.0
56,0
56,0
56,0
Молочная спелость
36,2
40,6
45,1
40,6
Режим орошения, %801Ш
1997 г. 1998 г. 1999 г. сред
32,0
32,0
39,6
34,5
26,6
28,5
33,0
29,4
63,3
53,3
56,6
53,3
54,0
67,5
55,4
44,7
45,0
54,0
45,0
48,0
59.0
43,3
45,7
49,3
57,0
54,0
48,0
53,0
50,0
53,0
51,0
50,0
55,0
48.3
53,6
57,5
47,6
53,3
53,3
51,4
56.2
56,2
56,8
58,0
47,5
37,0
41,7
40,7
Значения коэффициента водонотребления по изучаемым вариантам изме­
нялись в зависимости от условий влагообеспеченности, степени засоленности
почвы и урожайности зеленой массы кукурузы. Так, в наиболее увлажненном
1997 году коэффициенты водопотребления составили по режимам орошения 70
и 80%НВ на слабозасоленной почве — соответственно 162,2 и 175,7 м3/т, на
срсднезасолснной - 174,5 и 188,2 м3/т (табл. 4).
4. Коэффициенты водопотребления кукурузы на зеленую массу в зависи­
мости от сочетания режима орошения и степени засоления почвы, (м3/т)
Предполивная влаж­
ность почвы, %ПВ
70
80
70
80
Годы
1997
1998
1999
Среднее
1997
1998
1999
Среднее
1997
1998
1999
Среднее
1997
199S
1999
Среднее
Урожай­
Суммарное водопотрсбление, м3/га
ность, т/га
11очва слабозасоленная
34,0
5514
4121
32,9
4324
32,3
4653
33,1
34,2
6010
4305
33,2
4596
32,5
4970
33,4
Почва среднезасоленная
31,4
5482
3891
30,4
4216
29,0
4529
30,3
32,1
6044
4429
30,0
4694
30,7
5055
31,0
11
Коэффициент водо­
потребления, м /т
162,2
125,3
133,9
140,5
175,7
129,7
141,4
148,9
174,5
127,9
145,3
149,2
188,2
147,1
152,8
162.7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В более засушливых условиях 1998-1999 годов значения коэффициента водопотребления колебались от 125,3 до 152,8 м3/т в зависимости от режима оро­
шения (70 и 80%НВ) и степени засоления почвы.
Влияние уровня грунтовых вод на мелиоративное состояние опытных
участков. Наблюдения за влажностью почвы до начала поливов показали тес­
ную связь между 1рунтовыми водами и влажностью на суглинистых солончаковатых почвах. При УГВ до 1,5 м от поверхности почвы иссушение ее отмеча­
ется до глубины 0,40 м, в более глубоких слоях влажность меняется мало.
Наблюдения за динамикой уровня грунтовых вод на слабозасоленных поч­
вах в течение трех лет исследований показывают, что уровень грунтовых вод
был непостоянный (рис. 3). В 1997 году уровень грунтовых вод не поднимался
выше 1,96 м и в основном был в пределах 1,87-2,05 м. Самый высокий уровень
грунтовых вод в 1998 году был в третьей декаде июля и находился от поверх­
ности почвы в пределах 0,9 м. Уровень грунтовых вод в 1999 году колебался в
пределах 1,65-1,06 м, среднее значение составило 1,35 м.
Почва слабспасолснная
I
?}--==========:
-1997
1998
•1999
Почва среднезасоленная
•1997
1998
•1999
Рис. 3. Средние значения динамики уровня грунтовых вод на опытных участках
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На среднезасоленной почве динамика уровня грунтовых вод изменялась
следующим образом: в 1997 году - от 0,8 до 2,1 м, в 1998 году - от 0,9 до 1,89 м
и в 1999 году от 0,9 до 1,9 м.
Установлено, что динамика уровня грунтовых вод имеет сезонный харак­
тер. Весной и осенью колебания уровня хрунтовых вод подвержены воздейст­
вию климатических факторов.
Минерализация фунтовых вод изменялась от слабозасоленных — 0,5 г/л до
сильноминерализованных — 7,7 г/л по классификации Можейко A.M.
ФОТОСИНТЕТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОСЕВОВ КУКУРУЗЫ
Влияние режимов орошения н степени засоленности почв на продол­
жительность вегетационного периода кукурузы. Данные трехлетних иссле­
дований показали, что орошение удлиняет период вегетации растений. Причем
на слабозасоленной почве увеличение периода вегетации при режиме ороше­
ния 80%НВ составило 5-6 дней по сравнению с режимом орошения 70 % IIB.
На среднезасоленной почве удлинение периода вегетации наблюдалось при
режимах орошения 70% и 80% НВ - на 3-8 дней против периода вегетации на
слабозасоленной почве.
Общая продолжительность вегетации зависит и от погодных условий года.
Так, в сухом 1999 году продолжительность вегетации до молочной спелости
початка кукурузы при режиме орошения 70% НВ составила 77 дней, а при ре­
жиме 80%НВ — 85 дней. Во влажном 1997 году продолжительность периода ве­
гетации при режиме орошения 70%НВ была 85 дней, а при режиме орошения
80%НВ - 83 дня.
Фотосинтетнческнй потенциал посевов. Максимальная площадь листьев
характеризует состояние посевов за короткий период жизни растений. Для
оценки продуктивности посевов необходимо определить длительность функ­
ционирования листового аппарата - фотосинтетический потенциал. Фотосинте­
тический потенциал тесно коррелирует как с биологической, так и с хозяйст­
венной продуктивностью растений.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В наших исследованиях фотосинтетический потенциал (ФП) посевов ку­
курузы при режимах орошения 70 и 80%НВ различался незначительно. Замет­
ное увеличение ФП наблюдалось на удобренных вариантах (навоз 40 т/га) но
сравнению с не удобренными — на 376 - 540 тыс. м 2 дней/га (табл. 5).
5. Изменение фотосинтетического потенциала (ФП) и чистой продуктивности
фотосинтеза посевов (ЧП) кукурузы в зависимости от режима орошения и сте­
пени засоленности почвы
ЧП,
ФП, тыс.
ФП, тыс.
ФП, тыс.
ЧП,
ЧП,
м 2 дней/га г/м сутки м 2 дней/га г/м2 сутки м2 дней/i-a г/м2 сутки
1997 год
|
1998 год
1
1999 год
Режим орошения 70%НП
Почва светлокаштановая тяжелосуглинистая слабозасоленная
Без удобрений
1033,2
115,5
968,6
113,4
973,9
113,3
Навоз 40 т/га
1508,2
1452,3
1482,8
132,7
128,5
126,0
Почва светлокаштановая тяжелосуглинистая среднезасоленная
Без удобрений |
986,3
100,2
880,8
104,6
885,0
99,7
108,9
1424,5
Навоз 40 т/га | 1491,3
1390,7
106,7
104.2
Режим орошения 80%НВ
Почва светлокаштановая тяжелос\тлинистая слабочасоленнам
1126.6
106,6
Без удобрений
1178,3
117,3
1116,4
119,4
128,0
1613,5
1615,4
Навоз 40 т/га
1662,5
131.1
132,5
Почва светлокаштановая тяжелосуглинистая среднезасоленная
Без удобрений
1007,1
105.5
962,8
98,9
972,7
104,1
Навоз 40 т/га
1382,9
124,1
1496,2
122,3
1444,2
120,6
Варианты
опыта
Результаты исследований показали, что чистая продуктивность фотосинте­
за (ЧП) в посевах кукурузы на слабозасоленных почвах без внесения удобрений
изменялась таким образом: во влажном 1997 году при режиме орошения
70%НВ - 115,5 г/м2сутки при режиме 80%НВ - 117,3 г/м2 сутки. В сухом 1999
году при этих же режимах орошения показатели чистой продуктивности фото­
синтеза составили 113,3 и 119,4 г/м2 сутки соответственно. Внесение удобрений
(40 т навоза на 1 га) значительно увеличивает величину чистой продуктивности
посевов - в 1,2-1,5 раза по сравнению с не удобренными вариантами. На среднезасоленной почве наблюдается аналогичная закономерность увеличения ЧП в
зависимости от режимов орошения и внесения удобрений.
Показатели урожайности зеленой массы кукурузы были близки в 1998 и
1999 годах и колебались в переделах 30-32 т/га на не удобренных вариантах и
35-38 т/га на вариантах с внесением навоза. Во более влажном 1997 году уро14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
жайность была выше и составила при внесении удобрений 39,5-41,2 т/га на
слабозасоЛснной почве и 35,1-36,8 т/га на среднезасоленной, соответственно но
режимам орошения 70 и 80%НВ (табл. 6).
6. Урожайность зеленой массы кукурузы в зависимости от режима
орошения и степени засоленности почвы, т/га
Варианты опыта
Без удобрений
Навоз 40 т/га
Без удобрений
Навоз 40 т/га
Без удобрений
Навоз 40 т/га
Без удобоений
I 1авоз 40 т/га
Годы исследований
1997 год
|
1998 гол
Почва слабозасолсиная
Режим орошения 70%НВ
34,0
32,9
39,5
38,8
Режим орошения 80%НВ
34,2
33,2
38.6
41,1
Почва среднезасоленная
Режим орошения 70%ПВ
31,4
30,4
35,1
32,1
Режим орошения 80%1Ш
32,1
30,0
36,8
35,4
1999 год
32,3
36,9
32,5
38.8
29.0
31.3
30,7
34,9
1997г. НСР (05) обща» - 0.87 i/raHCP (05) А-0.43 т/га; HCP (05) В-0.43 i/ia: ИС'Р (05)С-0.4Э т/га; НСР (05) АВ-0.61 г/щ;
НСР(05)АС-О,61 т/га; НСР (05) BC-0.61 т/г»: НСР (05) АВС'0.61 т/га
19981. НСР (05>oSuiai- 1.02 T/IX НСР (П5)А-0.51 т/га: НСР(05) ВЧ>.51 i/ia: НСР(05)С-0,51 т/ia; 1ЮР(05>АВ-0.72 i/ia;
НСР (05) АС-0.72 т/ia; НСР (05) ВС-0.72 т/га; НСР (05) ABC-0.72 г/1».
1999г. НСР (05) общая - 0.90 т/га: НСР (05) A-0.4S т/га; НСР (05) B-0.4S т/ia; НСР (05) С-0.45 т / щ НСР (05) AB-0.M г/га.
НСР (OS) А О 0 . 6 4 i/ia: НСР (05) В О 0 . 6 4 т/га. НСР (05) А В О 0 . 6 4 т/i а
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КУКУРУЗЫ НА ЗЕЛЕНУЮ МАССУ
Экономическая эффективность. Оценка экономической эффективности
возделывания кукурузы на зеленую массу по выходу кормовых единиц показа­
ла, что в условиях Волго-Донского междуречья наиболее выгодно возделывать
культуру на слабозасоленных почвах при поддержании режима орошения
80%НВ и внесении 40 т/га навоза - достигается наибольший условно чистый
доход — 10,47 тыс. рублей с 1 га; наивысший уровень рентабельности - 152% и
наименьшая себестоимость 1 тонны к. ед. - 0,79 тыс. рублей.
Биоэнергетическая оценка приемов выращивания кукурузы на зеленую
массу по соотношению затрачиваемой и получаемой энергии является более
стабильным оценочным эквивалентом и позволяет быстро и правильно ориен­
тироваться в каждом конкретном случае. Особенно этот метод приемлем, когда
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
производимая продукция используется не для реализации но закупочным и оп­
товым ценам на рынке сбыта, а для внутрихозяйственных нужд.
Проведенный анализ позволил выявить структуру энергетических затрат.
Наиболее трудоемким по затратам энергии является уход за посевами — 47,8%,
затем следуют затраты по внесению навоза — 12,2% и основной обработке поч­
вы — 10,0% от совокупных затрат. В среднем за три года исследований по ко­
эффициенту энергетической эффективности (КЭЭ) технологий возделывания
кукурузы на зеленый корм на засоленных почвах лучшим был вариант с внесе­
нием навоза (40т/га) при режиме орошения 80%НВ иа слабозасоленной почве,
где КЭЭ составил 2,41. На среднезасоленной почве при режиме орошения
80%НВ и применении удобрений КЭЭ составил 2,18.
Приращение валовой энергии урожая наибольшим было на удобренных
вариантах - оно составило на слабозасоленной почве — 36220 и 34652 МДж/га;
на среднезасоленной почве — 33340 и 25832 МДж/га соответственно режимам
орошения 80% и 70%НВ.
Экологические последствия влияния орошения. Работы по изучению
проблем орошения (A.M. Алпатьсв, А.Н. Костяков, Н.А. Мосиенко, С И . Харченко, В.В. Шабанов, И.А. Шикломанов, Б.Г. Штена и др.) позволили создать
объективную картину возможных экологических изменений природных ком­
плексов под воздействием орошения. Результаты свидетельствуют, что в оро­
шаемом земледелии в связи с интенсивным применением поливов проявляются
новые закономерности во взаимодействии экологических факторов.
Одно из наиболее опасных последствий орошения — засоление земель. Ос­
новной мелиоративный прием, направленный на повышение продуктивности
засоленных почв — промывки оросительной водой, благодаря которым из поч­
венного профиля удаляются легкорастворимые соли.
Изучение в наших многолетних исследованиях влияния поливов на выще­
лачивание солей почвенного профиля на слабо и срсднезасоленных участках
показало, что орошение положительно воздействует на растворение и вымыва­
ние солей из корнеобитаемого слоя.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
•itii
7. Динамика выщелачивания солей при вегетационных поливах кукурузы
Вымылось
„
Кымыпось
Исходное
Вымылось
Осталось
Осталось
солеи после
солей после
засоление
солей после
,™
солеи
солей
1 полива
почвы
2™ полива
3го полива
cvxofi остаток cvxofi остаток! сухой остаток :ухой остаток сухой остаток сухой остаток
Вымылось солей
после 3-х поливов
cvxofi остаток
1
У.
0.0 А 1
0.156
0,1-0,2
0.2-0,4
0,135
0,4-0,6
0.605
0,6-0.8
0.702
0.8-1,0
0.759
0.719
т/га
%
T/ra
% от
%
т/га
%
т/га
%
т/га
%
i/ia
%
Режим орошения 70%НВ - почва слабозасаленная
1,9 -0.054 -0,70 0.100 -1.2 +0.001 +0.01 -0,055
1,9 -0,002 -0,02 0,154
1,7 +0.208 +2.60 0,343
4,3 -0.224 -2.80 10.119 -1.5 0.000 0.00 -0,016
IS.3 -0,173 -4,40 0,346 13,9 +0,015 +0,40 0.561 • 14.2 -0,134 -3,40 -0.292
17.2 -0.053 -1.50 0,552
20,6 -0.197 -5.80 0.505
22.1 -0,098 -2,90 0,661
0,396
4.8
0.1-0.2
0,468
5,9
0.2-0.4
0,723
0,4-0,6
0.694
0.6-08
0.686
-0,058 -1.5 ! 0,665
19,7 +0.019 +0,5 0.713
20,1 -0.148 -4.3 0,538
0.8-1.0
0.905
26,4
0.0-0.1
0.293
3,5
0.1-0,2
0.2-0.4
0.291
18.4
ного
-36,8
-0.2
-11.7
-7.4
-40,4
15.7 +0,172 +4,90 0,724 +20,6 -0,090 -2,60 +0.029 • 0.8
14.8 -0.237 +6,90 0,742 +21.8 -0,115 -3.40 -0.075 -2.2
19.3 +0,136 +3.90 0.797 +23,2 -0.096 -2.80 -0,058 -1.7
-106
16,9 +0,102 +2,5 0,767
20.2 +0.066 + 1.9 0.779
15.8 •0.270 +7.9 0.808
-1.5
-3,2
19.4
-0,446 -11,3 -0.462 -10.2
22,1
• 0.023 +0.7 +0.108 +3.1
-0,132 -3.8 -0,010 -0.3
23,1
-0.180
-5.2
0.752 21.2 +0,07о +2.2 0.801 23,7 -0.032
Режим орошения 711%НВ - почия ерелнезасоленная
-0,043 -0.5 0.250
3.0 -0.080 -1.1 0.170 2,0 -0,032
-0,050
-0.7
0,241
2.9
-0,023
-0.3
0.218
2,6
-0,053
0.420
3.7
10.7
-0,015
-0.2
0,400
10,3
-0,210 -5.5
0.190
4,7
0.4-0,6
0,530
15.9
-0.023
-0.6
0,507
15.0
0.640
-0.3
0,540
16.0
0.400
9,5
12.3 +0.060 + 1.5 + 1.800 +5.5
0.8-1.0
0.750
19.9 -0.100
21.0 -0.1)60
-0,180 -5,3
-0.140 -4,0
0.327
0,6-0.8
-1.8
0,690
20,1
-0.070 -1.5
0.620
18.0
-0.9
0,375
4.6
0,1-0,2
0J279
3.5
0.2-0.4
0,575
14.6
0,4-0.6
0,766
21.7
0.6-0.8
0,830
24,4
0.8-1,0
0,864
25,8 • 0,001 +0.03 0.885
25.8
-0.087 -7.50 0.798
• 4,6
-7,7 |
-31,3
-54,3
-55,4
+15.7
-1.5
-4.0
-15.2
-0.4
-0.155 -2,00
-59,7
0.7
-0.126 -1,70
-43,3
Ю.025 +0.6 -0.210 -5.10
+0,018 +0.4 -0.139 -5,5
-47.6
•0,120 • 3.6
-0,136
-36,6
• 27,6
• 3,500 • 14.7 • 70,0
Режим орошения 80%11В - почва среднезасоленняя
-0.092 -1.1 0.283
3.4 -0.004 -0.05 0,279 3.4 +0.129 + 1.60 -0.055 -0.7
• 0,089 +1.1 0.368
4.6 -0.071 + 1.00 0.439 5,5 +0.151 +1.90 -0.016 -0.2
- а 177 -4.5 0.39S 10.1 -0.203 +5,20 0,601 15.2 +0,043 + 1.10 0.292 7,4
-0.166 -4.7 0.600 17.0 -0.239 +6,80 0.839 23.8 -0.186 -5.30 +0.029 +0.8
-0.084 -2,5 0.716 21.9 -0,049 -1,40 0.697 20.5 -0.035 -2,80 -0,075 -2.2
0.0-0.1
ИСХОД-
-0.7
Режим орошения 80%НВ - почва елабозасоленная
-0,116 -1.4 0,280 3.4 -0,089 -1.1 0.191
2,3 • 0,078 +1.0 -0,127
-0,130 -1.6 0,330 4,3
0.078 -1,0 0.260 3,3 -0.048 -0.6 -0,256
0.0-0.1
,
Т/Га
23.3 -0.133 -3 90 -0.058
-1.7
-36,8
-11.7
40,0
+4,6
-10.6
-7.7
Результаты исследований показывают, что за три вегетационных полива,
после которых были отобраны почвенные образцы и проведен анализ водной
вытяжки на содержание солей, по горизонтам профиля почвы удапено от ] ,5 до
55,4% солей от их исходного содержания. Такая же тенденция наблюдалась и
на срсднезасолениой почве, но только выщелачивалось большее количество
солей. Процент вымытых солей за три полива (в течение которых велись на­
блюдения) составил от 7,7 до 59,7% в зависимости от горизонта профиля поч­
вы и исходного содержания солей.
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
выводы
1. Применение в условиях Волго-Донского междуречья на светлокаштановых слабозасоленных почвах режима орошения с предполивной влажностью
почвы 70%НВ и срсднезасоленных - 80%НВ в сочетании с внесением 40 т/га
навоза позволяет получать урожай зеленой массы кукурузы в пределах 39-41
т/га без ухудшения мелиоративного состояния орошаемых земель.
2. Поддержание предполивной влажности почвы на уровне 70%НВ обеспе­
чивается путем проведения 5-6 поливов нормой 500 м3/га, а на уровне 80%НВ 8-9 поливов нормой 350 м /га. Оросительная норма по указанным режимам по­
ливов составляла соответственно 2500-3000 и 2800-3150 м3/га.
3. Суммарное водопотребление кукурузы из слоя 0,6 м при поддержании
нижнего порога влажности почвы 70 и 80%НВ на слабозасоленной почве со­
ставило соответственно 4653 м3/га и 4970 м3/га, на среднезасоленной - 4529
м3/га и 5055 м3/га по указанным режимам орошения.
4. Среднесуточное водопотребление растений в посевах кукурузы достига­
ет наибольшего значения в период выметывания метелки - молочно-восковой
спелости початков - 47,5-58,0 м /га и на почвах разной степени засоления су­
щественных различий не имеет. Коэффициент водопотребления в зависимости
от режима орошения и степени засоления почвы заметно изменялся: при
70%НВ - от 125,3 м3/га на слабозасоленных почвах до 174,5 м3/т на срсднезасо­
ленных; при 80%НВ - соответственно от 129,7 м3/т до 188,2 м3/т.
5. На слабозасоленной почве период вегетации кукурузы удлиняется на 5-6
дней при режиме орошения 80%НВ по отношению к режиму орошения 70%НВ.
На среднезасоленной почве удлинение периода вегетации растений кукурузы
наблюдалось при обоих режимах орошения на 3-8 дней по сравнению с перио­
дом вегетации на слабозасоленной почве.
6. Линейный рост растений кукурузы больше зависит от степени засолен­
ности почвы, чем от режима орошения. Особенно это проявлялось в начальный
период роста от всходов до образования 7-8 листа, когда отмечался замедлен18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ный рост растений в высоту из-за малой площади корневой системы и повы­
шенной концентрации почвенного раствора. Только к окончанию листообразования растения кукурузы превысили высоту 1 м на слабозасоленной почве, а на
среднезасоленной - лишь в фазу выметывания метелки.
7. Максимальная площадь листьев кукурузы наблюдалась в период цвете­
ния нитей початка - молочной спелости - 30,1-31,4 тыс. м2/га при режиме оро­
шения 70%НВ и 32,0-33,7 тыс. м2/га - при 80%НВ на слабозасоленной почве.
На среднезасоленной почве площадь листьев в эти фазы составляла 28,5-30,0
тыс. м2/га при обоих режимах орошения, т.е. даже повышение режима ороше­
ния значительного влияния на развитие листовой поверхности не оказало. Уве­
личение фотосинтетического потенциала на удобренных вариантах на средне­
засоленной почве составило 7,5% в 1997 году и 10% в более засушливые 19981999 гг. по сравнению с этим показателем на слабозасоленной почве.
8. Чистая продуктивность фотосинтеза в посевах кукурузы изменялась от
4,28 до 30,6 г/м2 в сутки. Наивысшая продуктивность фотосинтеза отмечена в
фазу цветения метелки и початка. На удобренных вариантах чистая продуктив­
ность фотосинтеза увеличивалась 1,2-1,5 раза. Наиболее интенсивное накопле­
ние сухого вещества отмечено в фазу молочной спелости початков и на удоб­
ренных вариантах его накопление было выше на 10%, чем на неудобренных.
9. В среднем за три года исследований на не удобренных вариантах в зави­
симости от режима орошения 70 и 80% НВ урожайность зеленой массы кукуру­
зы на слабозасоленной почве равнялась соответственно 33,1 и 33,4 т/га, на
среднезасоленной - 30,3 и 31,0 т/га. Внесение 40 т/га навоза увеличивало уро­
жайность на слабозасоленной почве - до 38,5 т/га при режиме 70%НВ и до 39,5
т/га - при 80%НВ, а на среднезасоленной - до 32,9 т/га и 35,8 т/га.
10. При выращивании кукурузы на зеленую массу на староорошаемых за­
соленных светлокашгановых почвах проведение вегетационных поливов при
поддержании режимов орошения 70 и 80%НВ на слабозасолснных участках
снижает концентрацию солей на 1,5 - 55,4% от исходного их содержания, на
среднезасоленных - на 7,7 - 59,7%.
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
11. В условиях зоны светлокаштановых почв Волга-Донского междуречья
наиболее экономически выгодно возделывать кукурузу на зеленую массу на
слабозасоленных почвах при поддержании режима орошения 80%НВ и внесе­
нии 40 т/га навоза. При этом достигается наибольший условно чистый доход 10,47 тыс. рублей с 1 га; наивысший уровень рентабельности - 152% и наи­
меньшая себестоимость 1 тонны к. ед. — 0,79 тыс. рублей.
13. По коэффициенту энергетической эффективности (КЭЭ) технологий
возделывания кукурузы на зеленый корм на засоленных почвах лучшим был
вариант с внесением навоза (40т/га) при режиме орошения 80%НВ на слабозасоленной почве - 2,41. На срсднезасолснной почве при режиме орошения
80%НВ и применении удобрений КЭЭ составил 2,18.
Приращение валовой энергии урожая наибольшим было на удобренных
вариантах - оно составило на слабозасоленной почве — 36220 и 34652 МДж/га;
на среднечасоленной почве — 33340 и 25832 МДж/га соответственно режимам
орошения 80% и 70%НВ.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
В условиях Волго-Донского междуречья на слабозасоленных светлокаштановых орошаемых почвах с уровнем залегания грунтовых вод не менее
1,5 м для получения 39-41 т/га зеленой массы кукурузы при соблюдении обще­
принятой технологии необходимо во влажные годы поддерживать предполивной порог влажности не ниже 70%НВ, в засушливые - 80%НВ. На среднезасоленных почвах оптимальным является предноливной порог влажности 70%НВ.
При этом для улучшения пищевого режима и мелиоративного состояния
пахотного слоя почвы следует вносить до 40 т/га навоза.
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список опубликованных работ но теме диссертации
1. Душкина Е.М. Исследования солеустойчивости некоторых сельскохозяйст­
венных растений на засоленных почвах каштанового типа / Душкина Е.М.,
Кирпо Н.И. // Научный вестник. Агрономия, вып. 2. Волгоград, 2000. С.32. (ав­
тор 70%).
2. Душкина Е.М. Грунтовые воды, их минерализация и участие в засолении по­
род и почв Волго-Донского междуречья / Душкина Е.М., Кирпо Н.И. // Науч­
ные сообщения КДН. Бюллетень №9. Волгоград, 2000. С.22. (автор 60%).
3. Душкина Е.М. Режим орошения кукурузы на зеленую массу на засоленных
почвах Волго-Донского междуречья на фоне закрытого горизонтального дре­
нажа / Душкина Е.М., Кирпо Н.И. // Основы достижения устойчивого развития
сельского хозяйства. Магериалы международной научно-практической конфе­
ренции. Волгоград, 2004. С. 116. (автор 80%).
4. Душкина Е.М.. Суммарное водопотребление кукурузы при различных режи­
мах орошения / Душкина Е.М., Кирпо Н.И. // Современные оросительные ме­
лиорации — состояние и перспективы. Материалы международной научнопрактической конференции. Волгоград, 2004. С. 125. (автор 80%).
5. Душкина Е.М. Влияние орошение и засоленности почв на продолжитель­
ность вегетационного периода кукурузы при выращивании на зеленую массу //
Вавиловскис чтения — 2004 / Магериалы Всероссийской научно-практической
конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Н.И.
Вавилова. Саратов, 2004. С.22.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
/a/, i .
•> L -j
- /
-•
•*2cC>,y*f'-b
t / ~
f^tCl*2, • C l ^ ^ u V t,(-^Oc
Подписано в печать 02.04.2005. Бумага офсетная
Формат 60x84 '/\б. Гарнитура Times. Печать RISO.
Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №1954
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»
410600, Саратов, Театральная площадь, 1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа