Повышение производительности орошаемых земель за счет повторных посевов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.6

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация

Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова, Саратов, Российская Федерация

Повышение производительности орошаемых земель за счет повторных посевов

А.Н. Бабичев, В.А. Монастырский

В.В. Корсак, Р.В. Прокопец

Аннотация

сидеральный культура орошаемый картофель

Цель исследований - выявить влияние сидеральных культур на производительность орошаемых земель на примере повторных посевов картофеля летней посадки. В качестве сидеральных культур были выбраны горох, люпин, гречиха, рапс, горчица. За годы исследований посевы сидеральных культур проводились в период с конца апреля по начало мая. При проведении полевых опытов использовались методики Б. А. Доспехова, В. Ф. Моисейченко и другие общепринятые методики по постановке и проведению полевых опытов. Исследования показали, что при возделывании картофеля летней посадки после сидеральных культур повышается его урожайность на 8-23 %, а также при уплотнении посевов появляется возможность получения дополнительной продукции с единицы орошаемого гектара и тем самым более полно используются земельные ресурсы. При этом получение дополнительной продукции от возделывания сидеральной культуры позволяет не только сохранить, но и повысить плодородие почв. Использование сидеральных культур перед картофелем летней посадки повышает фотосинтетический потенциал орошаемых земель на 24,3-30,3 %. Максимальный показатель фотосинтетического потенциала получен в варианте, когда в качестве сидеральной культуры возделывалась горчица сарептская, он составил 3,7 млн квадратных метров дн./га, против 2,1 млн квадратных метров дн./га в контрольном варианте «без сидерата». Исследования показали, что общий выход сухой биомассы при использовании сидеральных культур перед картофелем летней посадки составляет 11,2-13,9 т/га, что в зависимости от применяемой сидеральной культуры на 49-85 % больше, чем в варианте «без сидератов». Чистая продуктивность фотосинтеза при использовании сидеральной культуры увеличивается и достигает в варианте опыта с горчицей сарептской 7,6 г на квадратный метр в сутки. В контрольном варианте чистая продуктивность фотосинтеза составила 3,6 г на квадратный метр.

Ключевые слова: фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза, площадь листовой поверхности, сидеральные культуры, картофель летней посадки.

Annotation

The aim of the research is to reveal the influence of green manure crops on the productivity of irrigated lands by the example of summer planting potatoes resowing. Pea, lupine, buckwheat, rapeseed, mustard were chosen as green manure crops. During the years of research green manure crops sowing was carried out from late April to early May. During the field experiments the methods by B. A. Dospekhov, V. F. Moiseychenko and other generally accepted methods for setting and conducting field experiments were used. Studies have shown that with summer planting potatoes growing after green manure crops, its yield increases by 8-23 %, and it becomes possible to obtain additional products from an irrigated hectare by crops compaction and thereby land resources are utilized more completely. At the same time, obtaining the additional products from the green manure crop cultivation allows not only to preserve, but to increase the fertility of soils. The usage of green manure crops before summer planting potatoes raises the photosynthetic potential of irrigated lands by 24.3-30.3 %. The maximum indicator of photosynthetic potential was obtained in the variant when sarepta mustard was cultivated as a green manure crop and it reached 3.7 million square meters days/ ha, against 2.1 million square meters days/ha in the control variant “without green manure crop”. Studies have shown that the total yield of dry biomass by using green manure crops before summer planting potatoes is 11.2-13.9 t/ha, which is 49-85 % higher than in the variant without green manure crops, depending on the type of green manure crop used. The net productivity of photosynthesis by using green manure crop increases and reaches 7.6 g/square meter per day in experiment with mustard. In the control variant, the net productivity of photosynthesis was 3.6 g/square meter.

Key words: photosynthetic potential, net productivity of photosynthesis, leaf area duration, green manure crops, summer planting potatoes.

Повышение производительности орошаемого гектара является основной проблемой современного земледелия. За счет применения сидеральных культур появляется возможность получения дополнительной продукции с единицы орошаемого гектара, и тем самым обеспечивается более полное использование земельных ресурсов, а также получение дополнительной продукции. При этом плодородие почв не только сохраняется, но и повышается [1-3].

Являясь важнейшим резервом интенсификации орошаемого земледелия, уплотнение севооборотов позволит повысить использование агроклиматических ресурсов вегетационного периода данного региона, увеличить выход с 1 га сельскохозяйственной продукции, снизить засорение посевов, сохранить и улучшить плодородие орошаемых земель [4-7].

Расширение орошаемых площадей под повторными посевами способствует существенному увеличению производства сельскохозяйственной продукции, а интенсивное применение орошаемого клина обеспечивает более полное использование рабочей силы, техники, водных ресурсов и оросительных систем [4-7].

Цель исследований - изучение повторных посевов картофеля летней посадки после сидеральных культур на орошаемых черноземах.

Материалы и методы. На основании этого в ОАО «Аксайская Нива» в 2011-2014 гг. нами были заложены опыты по усовершенствованию элементов технологии возделывания картофеля летней посадки путем использования сидеральных культур. В качестве сидеральных культур были выбраны горох, люпин, гречиха, рапс, горчица. Было определено также влияние сидератов на урожайность и качество клубней картофеля.

Опытный участок общей площадью 3 га представляет собой волнистую равнину, он был выровнен по микрорельефу и почвенному составу.

Почвенный покров района исследований представлен черноземом обыкновенным. Гумусовый горизонт А + В достигает 80-100 см.

Территория ОАО «Аксайская Нива» характеризуется неустойчивым умеренно-континентальным климатом с недостаточным увлажнением и большим притоком солнечной энергии. Она достаточно обеспечена теплом, сумма активных температур составляет 3200-3400 °С. Среднее количество осадков - 420-450 мм, за весенне-летний период - 200-280 мм. Испарение за год составляет около 600 мм. Недостаток влаги восполняется орошением. Среднегодовая температура воздуха - 8,6-9,3 °С. Средняя температура января - минус 5-7 °С, безморозный период - 175-180 дней [8].

Вегетационный период 2011 г. характеризуется как среднесухой (ГТК = 0,7). В период вегетации выпало 370,3 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период - 3500-3600 °С. Основное поступление влаги из атмосферы наблюдалось в июне и составило 114 мм. Влажность воздуха - 57 %.

Вегетационный период 2012 г. - сухой (ГТК = 0,5). В период вегетации выпало 173,2 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период - 3700-3800 °С. Основное поступление влаги из атмосферы наблюдалось в мае и составило 114,9 мм. Влажность воздуха - 55 %.

Вегетационный период 2013 г. можно охарактеризовать как средневлажный (ГТК = 0,8). В период вегетации выпало 283,9 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период - 3600-3700 °С. Основное поступление влаги из атмосферы наблюдалось в июле и августе и составило 39,4 и 47,1 мм соответственно. Влажность воздуха - 56 %.

Вегетационный период 2014 г. - среднесухой (ГТК = 0,7). В период вегетации выпало 266,2 мм осадков. Сумма температур за вегетационный период - 3500-3600 °С. Основное поступление влаги из атмосферы наблюдалось в мае и составило 104 мм. Влажность воздуха - 57 %.

При проведении полевых опытов использовались методики Б. А. Доспехова, В. Ф. Моисейченко и другие общепринятые методики по постановке и проведению полевых исследований [9-11].

За годы исследований посевы сидеральных культур проводились в период с конца апреля по начало мая. Весенние влагозапасы в почве полностью обеспечивали семена влагой, что позволило получать дружные всходы во всех вариантах опыта.

Для закладки эксперимента были отобраны сорта: горох - Готик, яровой рапс - Таврион, горчица сарептская - Донская-8, гречиха - Казанка, люпин - Орловский сидерат. Все культуры имеют короткий вегетационный период. После их заделки высаживался районированный сорт картофеля Жуковский ранний.

Предшественником сидеральных культур являлась озимая пшеница. Основная обработка почвы после предшественника заключалась в лущении стерни сразу после его уборки. Глубина лущения составляла 8-10 см. Лущение осуществлялось орудиями ЛДГ-10Б. Следующей технологической операцией была основная обработка почвы, в качестве которой применена отвальная обработка на глубину 25-27 см. Основная обработка осуществлялась навесным плугом ПЛН-4-35, агрегатируемым с трактором ДТ-75М. Предпосевная обработка почвы заключалась в ранневесеннем бороновании бороной БЗСС-1,0. Посев проводился сеялкой СЗ-3,6. Скашивание и измельчение сидерата осуществлялось косилкой-измельчителем КИР-1,5. Заделка сидерата была выполнена лущильником ЛДГ-10Б в агрегате с трактором ДТ-75М.

Норма высева для бобовых (горох, люпин) составляет 1 млн шт./га, крестоцветных (рапс, горчица) - 2 млн шт./га, гречихи - 4 млн шт./га. Влажность почвы поддерживалась на уровне не ниже 70 % НВ в слое 0,6 м. Полив проводился дождевальной машиной ДДА-100ВХ.

Результаты и обсуждения. В таблице 1 представлена динамика прироста площади листовой поверхности сидеральных культур по фазам развития.

Таблица 1 - Прирост площади листовой поверхности сидеральных культур, среднее, 2011-2014 гг. В м²/га

На основании анализа полученных за многолетние исследования данных сделан вывод, что наибольший прирост площади листовой поверхности возможен только при уплотненном на 25 % посеве всех использованных в опыте сидеральных культур.

Для расчета питательных веществ в почве необходимо знать количество сухого вещества, поступившего в почву с сидеральными культурами [10-12], которое представлено в таблице 2.

Проведенные исследования выявили, что наибольшие показатели продуктивности можно получить при использовании в качестве сидерата горчицы. Количество сухого вещества, заделанного в почву, составило 3,3 т/га.

Таблица 2 - Показатели продуктивности растений сидератов, 2011-2014 гг.В т/га

В ходе исследований площадь листовой поверхности определялась в течение всего периода вегетации картофеля летней посадки по основным фазам роста. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Динамика нарастания площади листовой поверхности картофеля летней посадки по фазам вегетации в зависимости от используемого сидерата, 2011-2014 гг.В м²/га

В период бутонизации наибольшая площадь листовой поверхности (24770 м²/га) отмечена на участке, на котором предшественником являлась горчица. Наименьшая (19568 м²/га) - в варианте «без сидерата». Высокие показатели площади листовой поверхности растений картофеля летней посадки также зафиксированы в вариантах с горохом, люпином и составляют 23532 и 23036 м²/га соответственно. В вариантах опыта с такими сидеральными культурами, как рапс и гречиха - 21055 и 20807 м²/га соответственно.

В фазы «цветение» и «прекращение роста ботвы» площадь листовой поверхности картофеля летней посадки наибольшей оставалась в варианте с выращиванием в качестве сидеральной культуры горчицы и составляла 50315 и 50667 м²/га соответственно. За весь вегетационный период наибольшая площадь листовой поверхности отмечена на участке с предшественниками: горохом (48134 м²/га), люпином (47120 м²/га). В фазе «прекращение роста ботвы» площадь листовой поверхности картофеля на опытном участке рапса составляет 43067 м²/га, гречихи - 42560 м²/га. В контрольном варианте площадь листовой поверхности картофеля несколько ниже - 39749 м²/га, в фазу «прекращение роста ботвы» - 40027 м²/га, что является наименьшим по всем вариантам опыта (рисунок 1).

Рисунок 1 - Вегетирующий картофель на опытной площадке (автор фото В. А. Монастырский)

Урожайность картофеля летней посадки в зависимости от используемого сидерата, в 2011-2014 гг., представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Урожайность картофеля летней посадки в зависимости от используемого сидерата, 2011-2014 гг.В т/га

Во время уборки урожая в варианте опыта, в котором в качестве сидеральной культуры возделывалась горчица, отмечалась урожайность картофеля в 43,5 т/га, после гороха она составила 42,6 т/га, люпина - 41,8 т/га, рапса - 39,8 т/га, гречихи - 38,3 т/га, а в контрольном варианте - 35,3 т/га. Математическая обработка данных показала, что за время проведения исследований разница в урожае между вариантами была достоверной, что подтверждается превышением наименьшей существенной разницы. Урожайность по годам исследований отличалась незначительно, а между вариантами была существенной.

На рисунке 2 представлена динамика площади листовой поверхности картофеля летней посадки после сидеральной культуры.

Рисунок 2 - Прирост площади листовой поверхности картофеля летней посадки после сидеральной культуры (вариант 3 - горчица)

Как видно из графика, перед посадкой картофеля на опытном участке произрастал сидерат. В частности, представлена динамика площади листовой поверхности горчицы сарептской. Максимальная площадь листовой поверхности на участке зафиксирована в фазе «начало цветения» и составляет 24920 м²/га. Динамика развития и фотосинтетическая активность картофеля летней посадки в зависимости от используемого сидерата представлена в таблице 5.

Представленные данные показывают, что выращивание сидеральных культур позволяет повысить фотосинтетический потенциал картофеля от 24,3 до 30,3 % в зависимости от используемого сидерата. При этом максимальный показатель отмечен в варианте на участке после горчицы - 3,7 млн м² дн./га против 2,1 млн м² дн./га в варианте без сидерата.

Различия в фотосинтетической активности нашли прямое отражение в показателях выхода сухого вещества. Расчеты позволили выявить, что общий выход сухой биомассы при использовании сидеральных культур колеблется от 11,2 до 13,9 т/га, это в зависимости от применяемой сидеральной культуры на 49-85 % больше, чем в варианте без сидерата. Наибольший показатель по вариантам опыта отмечен на участке, на котором в качестве сидеральной культуры применялась горчица сарептская, наименьший - гречиха.

Расчеты показывают, что чистая продуктивность фотосинтеза увеличивается при использовании сидератов и достигает в лучшем варианте 7,6 г/м² в сутки. В контрольном варианте - 3,6 г/м². Разница составляет 28 %.

Выводы

Использование сидеральных культур перед картофелем летней посадки повышает фотосинтетический потенциал орошаемых земель на 24,3-30,3 %. Максимальный показатель фотосинтетического потенциала получен в варианте, когда в качестве сидеральной культуры возделывалась горчица сарептская, и составил 3,7 млн м² дн./га, против 2,1 млн м² дн./га в контрольном варианте «без сидерата». Общий выход сухой биомассы при использовании сидеральных культур перед картофелем летней посадки составляет 11,2-13,9 т/га, что в зависимости от применяемой сидеральной культуры на 49-85 % больше, чем в варианте «без сидератов». Чистая продуктивность фотосинтеза при использовании сидеральной культуры увеличивается и достигает в варианте опыта с горчицей сарептской 7,6 г/мІ в сутки. В контрольном варианте чистая продуктивность фотосинтеза составила 3,6 г/м².

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 5 - Динамика развития и фотосинтетическая активность картофеля летней посадки в зависимости от используемого сидерата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Список использованных источников

1 Определение суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур в аридных зонах / В. В. Корсак, Р. В. Прокопец, А. Н. Никишанов, Е. В. Аржанухина, М. Р. Юдина // Научная жизнь. - 2016. - № 1. - С. 41-51.

2 Шабалдас, О. Г. Продуктивность пашни при получении двух-трех урожаев в год на светло-каштановых почвах Восточного Предкавказья при орошении: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.01.02 / Шабалдас Ольга Георгиевна. - Ставрополь, 1995. - 26 с.

3 Вохидов, А. П. Продуктивность кормового поля при выращивании совместных посевов по зяби и после промежуточных культур / А. П. Вохидов, Р. Р. Шарипов, М. С. Норов // Кишоварз. - 2009. - № 4(44). - С. 3-5.

4 Скуратов, Н. С. Негативные процессы в орошаемых почвах и пути их устранения / Н. С. Скуратов, Л. М. Докучаева, Г. С. Кулинич // Мелиорация и водное хозяйство. - 1993. - № 5. - С. 28-30.

5 Литвинцев, П. А. Влияние систематического использования сидератов на продуктивность зернопарового севооборота / П. А. Литвинцев, И. А. Кобзева // Земледелие. - 2014. - № 8. - С. 23-24.

6 Ткачева, О. А. Охрана земель в зоне влияния мелиоративных систем / О. А. Ткачева / Вестник Южно-Российского государственного технического университета. - 2014. - № 1. - С. 138-142.

7 Регулирование почвенного плодородия на орошаемых землях / Л. М. Докучаева [и др.] // Мелиорация и водное хозяйство. - 2006. - № 6. - С. 56-57.

8 Агроклиматические ресурсы Ростовской области / отв. ред. З. М. Русеева. - М.: Гидрометеоиздат, 1972. - С. 19-33.

9 Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 352 с.

10 Доспехов, Б. А. Практикум по земледелию / Б. А. Доспехов, И. П. Васильев, А. М. Туликов. - М.: Колос, 1977. - 368 с.

11 Основы научных исследований в агрономии / В. Ф. Моисейченко [и др.]. - М.: Колос, 1996. - 336 с.

Бабичев Александр Николаевич

Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук

Должность: начальник отдела управления продуктивностью орошаемых агробиоценозов

Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421

E-mail: BabichevAN2006@yandex.ru

Монастырский Валерий Алексеевич

Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук

Должность: старший научный сотрудник

Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421

E-mail: rosniipm@yandex.ru

Корсак Виктор Владиславович

Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук

Ученое звание: профессор

Должность: профессор

Место работы: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова»

Адрес организации: Театральная площадь, 1, г. Саратов, Российская Федерация, 410012

E-mail: vvcorsac@rambler.ru

Прокопец Роман Викторович

Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук

Ученое звание: доцент

Должность: доцент

Место работы: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова»

Адрес организации: Театральная площадь, 1, г. Саратов, Российская Федерация, 410012

E-mail: proroman@inbox.ru

Размещено на Allbest.ru