Водопотребление нута и технология его возделывания в рисовых чеках

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Водопотребление нута и технология его возделывания в рисовых чеках

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Подольская Татьяна Викторовна

Саратов 2009

Работа выполнена в Волгоградском комплексном отделе ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Научный руководитель: чл. корр. РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Бородычев Виктор Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Решетов Геннадий Георгиевич

кандидат сельскохозяйственных наук, Панченко Юрий Иванович

Ведущая организация - Российский НИИ проблем мелиорации, г. Новочеркасск

Защита состоится 18 сентября 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «___» _____________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,доктор сельскохозяйственных наук Н.А. Пронько

нут почвенный водопотребление продуктивность

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В засушливых условиях Калмыкии рациональное чередование риса с многолетними и однолетними сопутствующими культурами позволяет более эффективно использовать ирригационные земли и оросительную воду и ускоряет окультуривание периодически затопляемых почв рисовых полей. Рисовое поле до посева сопутствующих культур в течение 2-3 лет затапливается слоем воды. При затоплении резко меняется направление микробиологических и химических процессов, связанных с разложением органического вещества. В почве затопляемых старопахотных полей вследствие слабого притока кислорода гумификация органического вещества происходит замедленными темпами и менее полно. Включение в рисовые севообороты агромелиоративного поля сопутствующих культур обеспечивает восстановление биохимических процессов. Однако при этом важно учитывать особую значимость внедрения в рисовые севообороты культур и технологий их возделывания, которые способны обеспечить рентабельное производство и формировать высокие урожаи без полива, способствуют максимально продуктивному использованию остаточных после риса запасов почвенной влаги и обладающих при этом фитомелиоративными свойствами. К таким культурам относится ценная бобовая культура нут, наиболее засухоустойчивая и адаптированная к местным условиям. В связи с этим разработка адаптивной, ресурсосберегающей технологии возделывания нута, обеспечивающей активизацию функционирования азотофиксирующего симбиоза с клубеньковыми бактериями и накопление биологического азота является актуальной задачей в современной практике ведения рисовых севооборотов. Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с научно-технической программой РАСХН «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2006-2010 гг.).

Цель исследований - разработать технологию возделывания нута в рисовых чеках, обеспечивающую ресурсосберегающий эффект за счет наиболее полного использования остаточных после риса запасов почвенной влаги при активизации нутового симбиоза с использованием минеральных удобрений и формировании до 2,5 т/га зерна нута.

Для достижения поставленной цели программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

- выявить современный научный и производственный опыт возделывания нута и актуализировать пути усовершенствования технологических процессов в рисовых чеках;

- оценить ресурсы почвенной влаги в зависимости от срока посева нута и их влияние на водопотребление, основные показатели роста, развития и продуктивности культуры;

- оценить совместное влияние способов обработки почвы, удобрения и сроков посева в различных сочетаниях на динамику водопотребления с учетом климатических особенностей региона исследований;

- оценить азотфиксирующую активность симбиоза нута с клубеньковыми бактериями и влияние взаимодействия факторов на развитие симбионтов;

- исследовать существенность и закономерности совместного влияния способов обработки почвы, удобрения и сроков посева на накопление органического вещества и урожайность зерна нута в рисовых чеках;

- определить условия, обеспечивающие наиболее рациональное использование воды на образование органического вещества нута и формирование урожая;

- определить экономическую эффективность возделывания нута в рисовых чеках.

Объект исследований. Объектом исследований являются элементы технологии возделывания засухоустойчивой и адаптированной к местным условиям зернобобовой культуры нута в рисовых чеках.

Личный вклад автора состоит в обобщении результатов теоретических исследований, концептуальных подходов и экспериментальном обосновании технологических элементов возделывания нута в рисовых чеках как сопутствующей культуры севооборота. Автор непосредственно участвовал в организации и проведении исследований, внедрении ее результатов в двух хозяйствах Октябрьского района Республики Калмыкии. Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет не менее 80%.

Научная новизна работы определяется тем, что в процессе экспериментальных исследований: установлены закономерности водопотребления и использования почвенных влагозапасов на формирование урожая в зависимости от срока посева, способа обработки почвы и внесения минеральных удобрений, которые положены в основу разработки ресурсосберегающей технологии возделывания нута в рисовых чеках. С учетом агроклиматических особенностей региона и остаточных после риса ресурсов почвенной влаги определены вероятные уровни продуктивности нута и определены эффективные сочетания факторов с ориентацией на острый дефицит ресурсов производства или на максимум продуктивности посева. Разработаны методические подходы и предложены технологические решения в области создания максимально близких к оптимальным условий водного и минерального питания нута в рисовых чеках.

Достоверность результатов исследований. Степень обоснованности результатов исследований подтверждается трехлетним периодом исследований, корректностью принятых методик постановки опытов, значительной базой полученного экспериментального материала, широким использованием методов вариационной статистики, данными производственной проверки.

Основные положения, выносимые на защиту:

- закономерности водопотребления и формирования водного режима почвы при возделывании нута в рисовых чеках;

- урожаеобразующие факторы и роль сочетания способа обработки почвы, удобрения нута и сроков посева в формировании урожая нута;

- усовершенствованная технология возделывания нута в рисовых чеках с использованием остаточной после риса влаги.

Практическая значимость работы определяется экономической эффективностью возделывания нута в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса в засушливых условиях Калмыкии. Использование усовершенствованной технологии позволит увеличить площади под посевами нута и создать условия для стабильного развития рынка зернобобовых, а также обеспечит улучшение мелиоративного состояния полей в рисовых гидромелиоративных системах. Разработанные рекомендации по технологии возделывания нута на зерно с учетом биологических особенностей культуры и агроклиматических ресурсов региона могут быть использованы как проектными, так и производственными организациями.

Реализация результатов исследований. Результаты полевых исследований по возделыванию нута на зерно в рисовых чеках с использованием остаточной влаги после уборки риса прошли производственную проверку и внедрены в ГУП «50 лет Октября» Октябрьского района Республики Калмыкия на площади 30 га и ОПХ «Харада» на площади 5 га.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались на 3 - й Всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации» (Коломна, 2006 г.), «Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования» (ГНУ ВНИИГиМ, Москва, 2007 г.), «Мелиорация сельскохозяйственных земель в XXI веке: проблемы и перспективы» (Минск, 2007 г.), «Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, 2006 г., 2008 г.). Международная научно-практическая конференция «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (Волгоград, 9-12 сентября 2008 г.), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (2007-2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 230 страницах, в т.ч. основного текста 131 страница. Работа содержит 36 таблиц, 36 рисунков. Список использованной литературы включает 228 источников, в том числе 5 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика диссертационной работы, показана актуальность темы, определены предмет и цель исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современный научный и производственный опыт возделывания нута» рассмотрены теоретические вопросы и практический опыт возделывания нута при разных уровнях влагообеспечения, в том числе в рисовых чеках, проведен анализ природных условий региона исследований и их соответствия биологии культуры. Отмечен большой вклад в данное направление исследований В.В. Балашова, Б.А. Гольдварта, О.В. Демкина, В.В. Бородычева, Н.И. Картамышева, С.Б. Адьяева, Э.Б. Дедовой, В.Н. Павленко, О.В. Столярова, Н.И. Германцевой, Л.М. Доросинского, М.В. Кононова, П.П. Бегучева, А.В. Кравченко, М.М. Демченко и других ученых. Анализ накопленного научного опыта и результатов проведенных ранее экспериментальных исследований позволил сделать следующие выводы, которые явились основой для обоснования направления и разработки программы исследований:

- природные условия региона при экономном использовании запасов почвенной влаги обеспечивают формирование высокопродуктивных агроценозов нута в рисовых чеках;

- особый интерес представляет направление совершенствования технологии возделывания нута в рисовых чеках, которое позволит обеспечить ресурсосберегающий эффект за счет наиболее полного использования остаточных после риса запасов почвенной влаги, повышения эффективности сочетания «водопотребление-образование органического вещества и урожайность» и активизации нутового симбионта при использовании минеральных удобрений.

Во второй главе «Программа, методика и условия проведения экспериментальных исследований» представлена программа и методики проведения исследований, дана характеристика условий, в которых реализован полевой эксперимент.

Цель и задачи исследований определили программу проведения полевого эксперимента. Теоретические исследования позволили установить, что биологические возможности нута при современной практике возделывания этой культуры в рисовых чеках используются не полностью. Жаростойкая и теплолюбивая культура нута не требовательная к ресурсам тепла в начальные периоды развития. Ранний посев нута позволяет использовать значительную часть почвенных влагозапасов, которая теряется к периоду традиционного срока посева. Однако необходима многокритериальная проверка целесообразности посева нута в ранние сроки, в связи с чем в опыт были включены 4 срока посева, с 11 апреля по 11 мая с интервалом в одну декаду (фактор А). Повышение стабильности накопленных за период возделывания риса запасов почвенной влаги при ранних сроках посева нута особенно целесообразно при внесении минеральных удобрений, так как последний прием, как правило, интенсифицирует транспирацию и расход влаги. Для оценки существенности взаимного действия этих факторов в опыт включен второй фактор (В), который представлен двумя уровнями: В1 - естественное плодородие почвы и В2 - внесение N₆₀P₂₀K₂₀. Как фактор, обуславливающий интенсивность расхода почвенной влаги, исследовались возможные способы обработки почвы в весенний период: С1 - сложившаяся практика обработки почвы, - дисковыми орудиями на глубину 0,10-0,12 м и С2 - безотвальное глубокое рыхление почвы на глубину 0,3 м.

Агротехника возделывания нута в опытах разрабатывалась на основе действующих зональных рекомендаций с дополнениями их вариантами изучаемых приемов. Учитывая, что после уборки риса преимущественно не остается времени на проведение основной обработки почвы в осенний период, в исследования почву начинали обрабатывать весной. Внесение и заделку удобрений в почву совмещали с проведением основной обработки, в частности глубокое рыхление агрегатом ГУН 4 совмещали с внесением удобрений в подпахотный горизонт (0,3 м). Обработку нута ризоторфином проводили с помощью протравливателя ПС-10 А, а семена для лучшей прилипаемости смачивали водой исходя из соотношения 2 части воды + 100 частей семян.

Полевые исследования реализованы в чеках опытно-производственного хозяйства «Харада» Октябрьского района Республики Калмыкия. Почвы опытного участка бурые, почвенный покров представлен тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Пределы изменения плотности сложения почвы варьируют от 1,24 т/м³ в пахотном слое до 1,55-1,60 т/м³ на метровой глубине, наименьшая влагоемкость в метровом слое почвы составляет 24,2 % от массы сухой почвы. По обеспеченности осадками вегетационный период нута в 2006 году (140 мм) относится к средневлажным, в 2007 году (86 мм) - засушливый, в 2008 году (120 мм) - близок к среднемноголетним значениям.

На всех вариантах опыта рельеф, почвенные, гидрологические условия были идентичны. Для исключения влияния почвенных разностей была соблюдена четырехкратная повторность каждого варианта. По площади земельного участка опыт был заложен методом организованных повторений, то есть делянки с полным набором всех вариантов схемы были объединены территориально в компактную группу, составляя определенным образом организованное повторение. Учетная площадь единичной делянки, образованной сочетанием исследуемых в опыте факторов составляет 200 м², общая площадь опытного участка 4 га.

В соответствии с требованиями стандартных и апробированных методик опыты сопровождались фенологическими наблюдениями и биометрическими учетами (методика Госсортсети, 1971), анализом почвенных образцов (содержание гумуса по Тюрину, подвижных форм фосфора и калия - по Мачигину - ГОСТ 26205-86), определением влажности почвы (термостатно-весовым методом, ГОСТ 20915-75), суммарного и среднесуточного водопотребления (методом водного баланса по А.Н. Костякову, 1975), основных показателей фотосинтетической деятельности растений (по методике А.А. Ничипоровича, 1979). Математическая обработка полученных данных проводилась общепринятыми методами с использованием ЭВМ и современного программного обеспечения (Б.А. Доспехов, 1983).

В третьей главе «Водопотребление и водный режим почвы при возделывании нута в рисовых чеках» определены уровни водопотребления нута в рисовых чеках, закономерности формирования водного режима почвы в зависимости от срока посева, применения минеральных удобрений и способа обработки почвы, выявлены основные характеристики взаимосвязи суммарного водопотребления с метеорологическими условиями.

Исследования показали, что, несмотря на засухоустойчивость, при формировании высокопродуктивных агроценозов культура нута потребляет до 3010-4060 м³/га воды за вегетационный период (табл. 1). Максимум воды за вегетационный период, 3290-4060, нут потребляет при посеве 21 апреля. Переход с дискования на плоскорезную обработку почвы и удобрение нута в ранних посевах (11-21 апреля) сопровождается увеличением суммарного водопотребления на 110-240 м³/га. Однако, влияние этих факторов на водный режим почвы в 3,5-5,4 раза меньше, чем срока посева и складывающихся метеоусловий. При посеве 11 мая внесение удобрений сопровождается увеличением суммарного водопотребления нута на 10-60 м³/га, или более, чем в четыре раза меньше, в сравнении с участками, где проводили ранний посев (11 апреля). Таким образом, при раннем посеве нута усиление эвапотранспирации, связанное с удобрением посевов или переходом с дискования на глубокое (0,3 м) безотвальное рыхление, проявляется сильнее, чем при традиционных (1-11 мая), сроках посева.

Таблица 1 - Агроэкологические условия и водопотребление нута в рисовых чеках

Основным источником влаги, до 47 % от суммарного водопотребления, для нута в рисовых чеках, являются почвенные влагозапасы, которые, в свою очередь существенно зависят от срока посева культуры. В годы исследований почвенные влагозапасы в слое 1 м изменялись, в среднем, от 3147-3277 м³/га при посеве 11 апреля до 2857-3031 м³/га при посеве 11 мая, с максимальной амплитудой 420 м³/га. Это равно, примерно, доли всей используемой из почвы воды, и, соответственно, - это потенциальный объем дополнительных ресурсов влаги, который обеспечивается при переходе на ранние (11 апреля) сроки посева нута. Последнее особенно важно при переходе с дискования почвы на глубокое (0,3 м) безотвальное рыхление, а также при удобрении посевов, которые сопровождаются усилением эвапотранспирации.

В зависимости от складывающихся погодных условий, срока посева, способа обработки почвы и применения минеральных удобрений влажность почвы в метровом слое изменяется в пределах 77-95 % НВ в период всходов, 75-92 % НВ - к началу фазы ветвления, 55-84 % НВ - к началу фазы цветения, 46-66 % НВ - в период налива бобов. Как на фоне естественного плодородия почвы, так и на удобренных участках для растений нута почвенная влага становится труднодоступной в период налива бобов при проведении раннего посева (11-21 апреля) и уже к началу цветения при проведении посева 11 мая. С этого момента основную роль в водообеспечении нута играют атмосферные осадки, доля которых численно достигает 23-35 % от суммарного водопотребления.

Среднесуточное водопотребление нута увеличивается, а температурные коэффициенты испарения влаги, напротив, снижаются с переходом от ранних сроков посева к более поздним на 0,6-15,0 %. Переход с дискования на плоскорезную обработку почвы и удобрение нута увеличивает среднесуточное водопотребление с 34,6 до 37,2 м³/га в сут. только в ранних посевах (11-21 апреля)

Экспериментально доказано, что посев нута в поздние сроки, сочетание плоскорезной обработки почвы с внесением минеральных удобрений, в среднем, в 1,8-2,1 раза усиливают интенсивность водопотребления нута в начальные периоды (посев- всходы, фаза ветвления) роста и развития. Как следствие, имеющиеся ресурсы влаги расходуются посевами более динамично. В периоды цветения, налива и созревания бобов интенсивность водопотребления нута на этих участках, напротив, снижалась в сравнении с вариантами, где традиционные сроки посева (11 мая) и обработку почвы (дискование) проводили без применения удобрений.

В результате формируются характерные перекрещивающиеся кривые, представленные на рис. 1.

В отличие от среднесуточного водопотребления вариация значений температурных коэффициентов в начальные периоды развития растений ниже, однако, к концу вегетации существенно повышается (табл. 2). Коэффициент вариации температурных коэффициентов испарения влаги посевами нута в период от посева до начала ветвления не превышал 0,7-6,4 %, в период ветвления -2,4-7,4 %, а в периоды цветения и налива бобов - увеличился до 7,7-15,2 %. Это объясняется доступностью почвенной влаги растениям нута, содержание которой в начальные фазы вегетации в рисовых чеках достаточно высоко и стабильно, а в последующие периоды зависит от поступления атмосферных осадков. Вариация среднесуточного водопотребления в начальные фазы развития нута (до начала ветвления), определяется энергетическим состоянием атмосферы и существенно сглаживается при расчете биоклиматических коэффициентов.

Таблица 2 - Оценка средних температурных коэффициентов испарения нута в основные периоды развития нута

д_сред. - температурный коэффициент испарения (среднее за годы исследований), мм/⁰С; V - коэффициент вариации биоклиматических коэффициентов, %

Таким образом, условия, интенсифицирующие потребление влаги посевами в начальные периоды роста растений ингибируют эвапотранспирацию в репродуктивный период нута. В такой ситуации необходимо использовать только те приемы возделывания, которые бы позволяли расходовать имеющиеся ресурсы влаги на формирование урожая наиболее эффективно и экономно.

В четвертой главе «Фотосинтетическая деятельность и динамика роста нута в рисовых чеках» проведена оценка возможностей активизации азотофиксирующей деятельности нутового симбиоза, выявлены особенности развития нута при разных сроках посева и способах обработки почвы и в зависимости от примене6ния минеральных удобрений, установлены закономерности фотосинтетической деятельности и накопления органического вещества посева в рисовых чеках.

Активизация азотофиксирующей деятельности симбиотического аппарата является важным направлением ресурсосбережения, экологизации и биологизации возделывания нута в рисовых чеках. Наиболее развитым симбиотическим аппаратом в опыте (табл. 3) характеризовались посевы нута на участках, где проводили глубокое (0,3 м) безотвальное рыхление почвы при раннем (11-21 апреля) сроке посева, а минеральные удобрения не вносили. Масса активных клубеньков нута на этом участке достигала 30,7-34,2 кг/га (сухого вещества) в период ветвления растения, 179,6-207,3 кг/га в фазу цветения и 91,2-96,2 кг/га - в фазу налива бобов. При переходе с глубокого (0,3 м) безотвального рыхления почвы на обработку дискованием (0,10-0,12 м) максимальная за вегетационный период масса активных клубеньков нута снижалась на 16,4-29,2 кг/га, при переходе на поздние сроки посева (11 мая) - на 94,9 кг/га, а при внесении удобрений - на 12,6 кг/га. Причем на участках, где удобрения в почву заделывали дисковыми орудиями, масса активных клубеньков нута при переходе с не удобренных на удобренные участки снизилась, в среднем, на 75,8 кг/га. Таким образом, инокуляцию семян нута клубеньковыми бактериями целесообразно проводить при сочетании внесения минеральных удобрений с обработкой почвы плоскорезом удобрителем. Заделка удобрений в почву плоскорезом удобрителем позволяет вносить удобрения на глубину 0,3 м, чем снижается отрицательное влияние азота на развитие азотофиксирующего симбиоза. При этом за счет функционирования нутового симбиоза восполняется потребление растениями, в среднем 132 кг/га азота.

Внесение минеральных удобрений дозой N₆₀P₂₀K₂₀, сопровождается увеличением продолжительности вегетационного периода (в среднем на 1 сутки), максимальной площади листьев (на 0,3-4,2 тыс. м²/га), на 29-138 тыс. м²дней/га возрастает фотосинтетический потенциал посева, на 0,1-0,58 г/м² в сут. повышается чистая продуктивность фотосинтеза. Переход с дискования на глубокую (0,3 м) безотвальную обработку почвы позволил на 0,2-1,1 тыс.м²/га увеличить максимальную площадь листьев; при этом на 18-141 тыс. м² дней/га увеличился фотосинтетический потенциал посева и на 0,04-0,42 г/м² в сут. возросла чистая продуктивность фотосинтеза. Максимальные значения из приведенных интервалов характерны для ранних (11-21 апреля) посевов нута. При посеве нута 1-11 мая положительный эффект от внесения удобрений и способа обработки почвы незначителен (по максимальной площади листьев, 0,2-1,1 тыс. м2/га, в пределах НСР05 = 1,2-1,7 тыс. м2/га), а в сравнении с ранними посевами все показатели фотосинтетической деятельности (максимальная площадь листьев, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза снижаются на 4-22 %.

Таблица 3 - Развитие симбиотического аппарата и показатели роста растений нута в рисовых чеках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследования показали, что за период цветения посевами нута накапливается 428-573 тыс. м²дней/га фотосинтетического потенциала, или 44-47 % фотосинтетического потенциала, накопленного за вегетационный период. Максимум чистой продуктивности фотосинтеза, 4,12 г/м² в сут., в этот период обеспечивается при посеве нута 11 апреля и сочетании операции внесения удобрений с плоскорезной обработкой почвы на глубину 0,3 м.

Это же сочетание факторов обеспечивало наибольшую динамику накопления органического вещества, 65,9 кг/га в сут., и органическую массу, накопленную за вегетационный период, 5,58 т/га. Без внесения удобрений масса органического вещества нута, накопленного за вегетационный период, составила 77,4 %, а в сочетании с обработкой почвы дискованием на глубину 0,10-0,12 м и посеве самым поздним в опыте сроком, 11 мая, - 57,5 % от максимума.

В пятой главе «Агроэкологическая и экономическая эффективность сочетания исследуемых факторов при возделывании нута в рисовых чеках» установлены закономерности реализации потенциала продуктивности нута, обоснованы сочетания факторов, которые обеспечивают наиболее экономное использование запасов почвенной влаги, проведена оценка экономических критериев производства нута в рисовых чеках.

Исследованиями установлено, что накопление сухого вещества в посевах нута на уровне 4,0 т/га обеспечивает урожайность зерна до 1,5 т/га. При накоплении около 4,6 т/га сухого вещества урожайность нута обеспечивается на уровне 1,8 т/га, а формирование урожайности зерна на уровне 2,5 т/га требует накопления не менее 5,6 т/га сухого вещества (табл. 4).

Максимальная урожайность нута, 2,17-2,50 т/га, в рисовых чеках обеспечивается при совмещении удобрения нута (N₆₀P₂₀K₂₀) с плоскорезной обработкой почвы на глубину 0,3 м и проведением посева не позднее 21 апреля (табл. 4). При переходе с глубокого безотвального рыхления почвы (слой 0,3 м) на обработку дисковыми орудиями (слой рыхления 0,10-0,12 м) без изменения прочих приемов возделывания урожайность нута снижалась до 1,58-1,75 т/га.

Таблица 4 - Эффективность возделывания нута в рисовых чеках

Статистический анализ экспериментального материала показал, что среди исследуемых приемов возделывания - удобрение нута оказывает наибольшее влияние на уровень урожайности. Численно, около 40 % вариаций урожайности объясняется включением в технологию возделывания нута внесения удобрений дозой N₆₀P₂₀K₂₀. Однако в ранних посевах при глубоком безотвальном рыхлении (0,3 м) исключение применения удобрений в посевах нута снижает урожайность на треть, тогда как при дисковании (слой рыхления 0,10-0,12 м) - на 10 %. Таким образом, применение удобрения в рисовых чеках при возделывании нута целесообразно в сочетании с глубоким безотвальным рыхлением, с возможностью заделки удобрений в нижнюю границу горизонта рыхления. При сочетании традиционного срока посева (1-11 мая) и дискования на глубину 0,10-0,12 м урожайность нута не превышает 1,13-1,63 т/га или 45-65 % от максимального уровня (потенциальной продуктивности).

Исследованиями получены зависимости урожайности зерна нута от срока посева и вероятности обеспечения вегетационного периода атмосферными осадками. Фактически, использование в качестве критерия влагообеспеченности нута, вероятности обеспечения вегетационного периода атмосферными осадками, позволяет рассчитать с какой вероятностью может быть обеспечен заданный уровень продуктивности посева при различных сочетаниях срока посева, способа обработки почвы с применением минеральных удобрений или на фоне естественного плодородия почвы. Зависимости имеют общую форму:

Y_BiCi = C+k₁·P + k₂·A + k₃·P² + k₄·A² + k₅·P·A, где

Y_BiCi - урожайность зерна нута при i-том сочетании факторов обработки почвы и внесения удобрений; Р - вероятность поступления заданного уровня атмосферных осадков в течение вегетационного периода нута; А - срок посева нута, причем 0 - посев 11.04, 1 - через декаду, 21.04, 2 - 01.05, 3 - 11.05; С - свободный член полиномиального уравнения; k_i - коэффициенты, определены экспериментально (табл. 5).

Таблица 5 - Параметры уравнения регрессии взаимосвязи урожайности со сроком посева нута и вероятностью поступления заданного уровня атмосферных осадков

Решение зависимости хорошо согласуется с экспериментальными данными и показывает, что при сочетании операций внесения минеральных удобрений и плоскорезной обработки почвы глубокорыхлителем удобрителем в ранних посевах нута (11 апреля) с вероятностью около 80 % можно рассчитывать на урожай нута 2,17 т/га, в половине случаев - до 2,5 т/га зерна (рис. 2).

Опытами доказано, что наиболее эффективно вода на формирование урожая нута, 1569 м³/т, расходуется при проведении посева в ранние сроки, 11 апреля, и сочетании операции внесения удобрений с плоскорезной обработкой почвы на глубину 0,3 м. Таким же сочетанием факторов обеспечивается наименьший расход воды на формирование органической массы посева, как в среднем, за вегетационный период (636 м³/т), так и во все основные фазы вегетации: до начала ветвления 1709 м³/т, в фазу ветвления 545 м³/т, в фазу цветения 564 м³/т, в фазу налива бобов 869 м³/т.

Без удобрений затраты воды на формирование урожая нута возрастают на 500 м³/т, а при сочетании не удобренного фона с обработкой почвы дискованием (0,10-0,12 м) и поздним посевом (11 мая) - на 850 м³/т.

С экономической точки зрения удобрение нута выгодно совмещать с плоскорезной обработкой почвы глубокорыхлителем - удобрителем, а на не удобренном фоне проводить дискование почвы на глубину 0,10-0,12 м. При этом в ранних посевах (11-21 апреля) в первом случае реализация потенциальных инвестиционных проектов обеспечивает максимум чистого дисконтированного дохода (1308,8 тыс. руб. за год на 300 га), а во втором - наибольший индекс доходности дисконтированных затрат (1,37).

Инвестиции на приобретение орудия глубокой безотвальной обработки почвы с возможностью внесения минеральных удобрений (расчеты проведены на примере серийной машины ГУН 4) в первый же год окупаются уже при площади посева нута не менее 20 га.

ВЫВОДЫ

1. В природных условиях Республики Калмыкия с обильным приходом солнечной радиации и высокой теплообеспеченностью продуктивность нута лимитируется дефицитом воды. При возделывании в рисовых чеках мероприятия, обеспечивающие рациональное использование водных запасов, позволяют повысить продуктивность нута с 1,13-1,40 до 2,17-2,50 т/га.

2. Наиболее эффективно на формирование урожая нута, 1569 м³/т, вода расходуется при...