Эффективность использования влаги кукурузой на зерно на светло-каштановых почвах Волгоградской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность использования влаги кукурузой на зерно на светло-каштановых почвах Волгоградской области

Основная цель исследований заключалась в разработке рационального режима орошения и водопотребления кукурузы на зерно в сочетании с различными дозами минерального питания, обеспечивающих получение высоких урожаев на светло-каштановых почвах Волгоградской области. Приведены коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды для кукурузы на зерно в условиях Волгоградской области. Проведенные исследования показали, что существенное влияние на динамику коэффициента водопотребления кукурузы на зерно оказывает водный режим почвы в сочетании с соответствующим уровнем минерального питания. Установлено, что в структуре суммарного водопотребления основной приходной статьей водного баланса является оросительная норма.

При увлажнении слоя почвы 0,4 м доля оросительной воды в среднем составляет 54,0 % и повышается с увеличением глубины увлажнении до 0,7 м в среднем до 59,9 %. Доля оросительной воды при дифференцированной глубине увлажнения почвы 0,4-0,7 м изменяется в пределах от 47,3 до 69,0 %. На основании результатов исследований можно отметить, что эффективность использования оросительной воды повышалась на вариантах с дифференцированной глубиной увлажнения почвы в связи с увеличением урожайности зерна кукурузы. Наиболее урожайным годом являлся 2006 г. Урожайность зерна кукурузы в данный год исследований в зависимости от глубины увлажнения почвы изменялась от 6,10 до 9,57 т/га, что больше на 5,1-12,3 %, чем в 2004 г. Влияние на урожайность зерна кукурузы также оказывало внесение различных доз удобрений. Внесение дозы удобрений на уровне N150P140K60 кг/га д. в. способствовало получению более высокой урожайности на зерно (в среднем за 2004-2005 гг.), которая изменялась от 7,95 до 9,32 т/га.

Для определения эффективности влияния изучаемых агроприемов на величину и качество получаемой продукции важное значение имеет коэффициент водопотребления. На основе коэффициента водопотребления определяется объем воды, расходуемой растениями на формирование единицы товарной продукции. Он служит основой для расчета суммарного водопотребления. При этом большое внимание также уделяется изучению расхода оросительной воды на формирование 1 т биомассы растений, который определяется с помощью такого показателя, как затраты оросительной воды. Численные значения этих двух коэффициентов не имеют постоянной величины. Они изменяются под влиянием условий влагообеспеченности и плодородия почв, агротехники культуры, складывающихся погодных условий вегетационного периода и т. п. Определяющее влияние на их величину оказывает уровень полученного урожая [1-3].

Полевой двухфакторный опыт закладывался в 2004-2006 гг. в ОАО «Н. К. Крупской» Котельниковского района Волгоградской области.

Кукуруза относится к числу важнейших зерновых культур. В связи с этим основным фактором увеличения производства зерна кукурузы в Волгоградской области является возделывание ее на орошаемых землях, что позволяет получать до 10-12 т/га. Поэтому исследования, направленные на разработку рационального режима орошения и водопотребления кукурузы на зерно на орошаемых землях Волгоградской области, обеспечивающих стабильную урожайность кукурузы при рациональном использовании водных ресурсов, являются, несомненно, актуальными.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые для условий Волгоградской области на светло-каштановых почвах в опытах использовали гибрид кукурузы РОСС-273 МВ, который высевали на всех вариантах опыта широкорядным способом с междурядьями 70 см; научно обоснованы рациональные режимы орошения и минерального питания, обеспечивающие получение стабильных урожаев кукурузы на зерно при поливе дождевальной машиной «Кубань-ЛК»; изучены характер и степень изменения продуктивности кукурузы на зерно; определены показатели суммарного и среднесуточного водопотребления; установлена зависимость между коэффициентом водопотребления и урожайностью кукурузы на зерно при различной глубине увлажнения почвы.

В силу географических условий климат района резко континентальный с преобладанием иссушающих восточных и юго-восточных ветров и незначительным количеством осадков. Среднемесячная температура воздуха за вегетационный период в зависимости от года исследований изменяется в пределах 18,2-22,3 °С, а сумма осадков - 125,3-213,9 мм, 2/3 которых выпадает в теплый период. По значению ГТК = 0,77 2004 год характеризовался как засушливый, 2005 - очень засушливый (ГТК = 0,55), 2006 - сухой год (ГТК = 0,40).

Опыты закладывали методом расщепленных делянок при одноярусном рендомизированном размещении вариантов по минеральному питанию и систематическом последовательном ? по режиму увлажнения. Повторность опытов ? трехкратная, учетная площадь делянок по глубине увлажнения почвы - 900 м2, норме удобрений - 120 м2. Вегетационные поливы осуществлялись МДЭК 474-70 «Кубань-ЛК».

Исследования проводились по общепринятым рекомендациям Б. А. Доспехова, Ф. А. Юдина, В. Н. Плешакова.

Почвенный покров опытного участка представлен среднесуглинистыми и легкосуглинистыми светло-каштановыми почвами. Плотность почвы для расчетных слоев почвогрунта 0,0-0,4 и 0,0-0,7 м составляет соответственно 1,21 и 1,26 т/м3, наименьшая влагоемкость ? 28,89 и 26,67 % сухой почвы. Результаты анализа водной вытяжки показывают, что данные почвы относятся к незасоленным, так как плотный остаток в слое 0,0-0,4 м не превышает 0,2 %. Обеспеченность почв опытного участка минеральным азотом и подвижным фосфором - средняя, обменным калием - низкая. Содержание гумуса ? невысокое, в слое 0,0-0,4 м составило 2,24 %. Грунтовые воды не учитывали, так как они находятся на глубине боле 7 м. Фактическое количество подаваемой воды на поле учитывали с помощью дождемеров конструкции Ф. Ф. Давитая.

Предполивной порог влажности для всех вариантов принят одинаковый - 75 % наименьшей влагоемкости (НВ).

Первый фактор включает в себя глубину увлажнения почвы. Было предусмотрено три варианта с глубиной увлажнения почвы 0,4 м, 0,7 м, 0,4-0,7 м.

Вторым изучаемым фактором был уровень минерального питания кукурузы на зерно. Дозы минеральных удобрений рассчитывали на планируемый урожай 7, 8, 9 т/га с учетом нормативных выносов элементов питания с урожаем. В соответствии с этим схема опытов по дозам внесения минеральных удобрений выглядела следующим образом: N50P50K20 (7,0 т/га); N100P95K40 (8,0 т/га); N150P140K60 кг/га д. в. (9,0 т/га) [5].

После уборки предшественника (зерновые колосовые) проводилось лущение стерни в два следа лущильником ЛДГ-10 на глубину 6-8 см, вспашка - на глубину 25-27 см. Предпосевная обработка почвы начиналась с покровного боронования средними зубовыми боронами в два следа.

Минеральные удобрения, рассчитанные на получение планируемой урожайности зерна кукурузы, вносили вручную по делянкам согласно схеме опыта дробно: основную часть до посева и в две подкормки в фазы 4-5 и 8-10 листьев [5].

Учитывая засоренность полей злаковыми и широколиственными сорняками, применяли почвенные гербициды Харнес (в 2004 и 2005 гг., 2 л/га) и Фронтьер (в 2006 г., 1,5 л/га препарата - 200-300 л/га рабочей жидкости) до посева кукурузы и появления всходов сорняков с заделкой легкими боронами. Предпосевная культивация проводилась на глубину заделки семян (0,06-0,08 м) в 2-х направлениях по диагонали поля. Последняя (третья) культивация проводилась с окучиванием.

На опытно-производственном участке в целях снижения ирригационной эрозии почв при дождевании и повышения эффективности этого способа полива авторами изучались три режима увлажнения почвы. При снижении влажности почвы до установленного порога 75 % НВ назначались поливы. В варианте с дифференцированной глубиной увлажнения почвы (0,4- 0,7 м) поливы проводили посредством чередования больших и малых поливных норм. В связи с тем, что в начальные фазы роста и развития растения корневая масса слабо развита, проводили поливы на глубину увлажнения почвы 0,4 м оросительной нормой 300 м3/га. Затем в фазу «выметывание - молочная спелость», когда происходит наибольшее развитие листовой поверхности и увеличение корневой массы кукурузы, назначали поливы, рассчитанные на глубину увлажнения 0,7 м, оросительная норма при этом составила 500 м3/га. Предложенный метод позволил уменьшить поливную норму в период наибольшей эрозионной опасности - при недостаточной степени покрытия почвы растениями. При этом влажность почвы на глубине 0,7 м не снижалась до заданного уровня и корневая система не концентрировалась в верхнем 0,4-метровом горизонте, а равномерно распределялась по всему профилю расчетной глубины [6].

В связи с этим глубина увлажнения почвы 0,4-0,7 м позволяет более эффективно расходовать влагу. При этом на производство 1 т зерна кукурузы потребовалось на 2,4 и 14,5 % меньше влаги, чем при поддержании глубины увлажнения почвы на уровне 0,4 и 0,7 м.

Анализ полученных данных показал, что продуктивность использования влаги кукурузы на зерно при поливе дождеванием прежде всего зависит от метеорологических условий. При глубине увлажнения почвы на уровне 0,4 м коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды в 2004 году соответственно изменялись в пределах 592,2-879,4 м3/т и 274,9-391,8 м3/т. При глубине увлажнения почвы на уровне 0,7 и 0,4-0,7 м эти показатели уменьшались. В 2005-2006 гг. значения коэффициента водопотребления и затраты оросительной воды снизились. Следовательно, изменение погодных условий, связанное с отсутствием осадков и повышением температуры воздуха, отрицательно сказывалось на коэффициенте водопотребления и затратах оросительной воды (таблица 1).

Таблица 1. Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды кукурузы на зерно по годам исследований

орошение зерно минеральный

Исследования показали, что самые высокие затраты воды на формирование 1 т товарной продукции наблюдались на вариантах, где глубина увлажнения почвы поддерживалась на уровне 0,7 м. В среднем за три года исследований коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды изменялись в пределах 675-730 м3/т и 397-466 м3/т соответственно.

Наиболее продуктивное использование влаги на формирование единицы товарной продукции кукурузы на зерно наблюдалось на варианте с глубиной увлажнения почвы 0,4-0,7 м, где коэффициент водопотребления и затраты оросительной воды достигали своих минимальных значений и в среднем изменялись в пределах 575-651 м3/т и 332-398 м3/т соответственно (таблица 2).

Таблица 2. Величина коэффициента водопотребления и затраты оросительной воды для получения планируемых урожаев кукурузы на зерно (в среднем за 2004-2006 гг.)

Проведенные авторами исследования также показали, что существенное влияние на динамику коэффициента водопотребления кукурузы на зерно оказывает водный режим почвы в сочетании с соответствующим уровнем минерального питания.

При получении 7 т/га зерна кукурузы коэффициент водопотреб-ления и затраты оросительной воды в среднем за три года исследований изменялись в пределах от 651 до 824 м3/т и от 398 до 466 м3/т соответственно. Увеличение урожайности зерна кукурузы до 8,0 т/га способствовало снижению затрат оросительной воды до значений 354-428 м3/т. Для формирования урожайности 9 т/га зерна кукурузы потребовалось 332 м3 оросительной воды на образование 1 тонны зерна при поддержании дифференцированной глубины увлажнения почвы и внесении расчетной дозы удобрений на уровне N150P140K60 кг/га д. в.

В связи с этим снижение коэффициента водопотребления способствует более рациональному использованию влаги на формирование 1 т зерна кукурузы. Таким образом, выявленные закономерности изменения коэффициентов водопотребления и затрат оросительной воды в зависимости от изучаемых факторов следует учитывать при расчетах режима орошения на получение планируемой урожайности зерна.

В данных исследованиях максимальная урожайность зерна кукурузы была получена при дифференцированной глубине увлажнения почвы благодаря тому, что влажность почвы равномерно распределялась по всему профилю расчетной глубины, при которой активность корневой системы была максимальной. Влажность почвы поддерживалась в верхнем и нижнем слое одинаково, в результате чего проходил нормальный почвообразовательный процесс и происходило наиболее правильное регулирование водно-воздушного режима почвы. В связи с этим максимальная урожайность зерна кукурузы в среднем по годам исследований составила 7,79-9,32 т/га. При глубине увлажнения почвы на уровне 0,7 м урожайность зерна кукурузы по сравнению с дифференцированной глубиной увлажнения уменьшилась на 7,2-11,8 %. С уменьшением глубины увлажнения почвы до 0,4 м урожайность зерна кукурузы снизилась на 11,1-21,4 % по сравнению с глубиной увлажнения почвы 0,7 м. В целом, улучшение водообеспеченности и применение расчетных доз удобрений значительно повышали урожайность зерна кукурузы.

Производство зерна кукурузы являлось экологически чистым в связи с тем, что подобранный водный режим почвы способствовал более умеренному и равномерному минеральному питанию кукурузы. В результате этого концентрация нитратов в продукции не превышает допустимых значений.

В представленных исследованиях дифференцированный метод полива значительно экономит воду и создает условия постоянно оптимального процесса фотосинтеза, а значит и урожая. Вариант с глубиной увлажнения почвы 0,4-0,7 м является экономически выгодным, поскольку чистый доход составил 23475,5-32004,52 тыс. руб./га, рентабельность - 99,10-133,82 %.

Список использованных источников

орошение зерно минеральный

1. Багров, М. Н. Режим орошения сельскохозяйственных культур в условиях Нижнего Поволжья: лекция / М. Н. Багров / ВГСХА. - Волгоград, 1991. - С. 7-27.

2. Ахмедов, А. Д. Водосберегающие технологии полива селскохозяйственных культур / А. Д. Ахмедов // Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии: сб. науч. докл. междунар. науч.-практ. конф. / ВНИИ «Радуга». - Коломна, 2004. - С. 38-41.

3. Григоров, М. С. Современное состояние и развитие орошения в Волгоградской области / М. С. Григоров, А. Д. Ахмедов // Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России: сб. науч. тр. / ФГБОУ ВПО МГУП. - М., 2005. - С. 53-58.

4. Ефимов, И. Г. Орошаемая кукуруза / И. Г. Ефимов. - М.: Колос, 1974. - 221 с.

5. Каюмов, М. С. Справочник по программированию продуктивности полевых культур / М. С. Каюмов. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru