Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологические предпосылки формирования планируемых урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях степной и лесостепной зон Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологические предпосылки формирования планируемых урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях степной и лесостепной зон Западной Сибири"

РГ6 ОД

, . .ВОЛГОГРАДСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 663.2/3.03:631.5/8

ЧАСОВСКИХ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАНИРУЕМЫХ УРОЖАЕВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ СТЕПНОЙ И ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОН ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.02 — мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВОЛГОГРАД • 1993

Работа выполнена на кафедре сельскохозяйственной мелиорации и орошаемого земледелия Алтайского государственного аграрного университета и в лаборатории мелиоративного земледелия Алтайского НИИ земледелия и селекции

Официальные оппоненты:

академик РАСХН, доктор технических наук, профессор М. С. Григоров

доктор сельскохозяйственных наук Г. Г. Решетов

доктор сельскохозяйственных наук, профессор М. Н. Хуценко

Ведущее предприятие — Сибирский НИИ кормов СО РАСХН

Защита состоится «. 21 » и^окЛ _ 1993 г. в 10 часов на заседании специализированного совета Д 120.56.01 при Волгоградском сельскохозяйственном институте

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского сельскохозяйственного института

Ученый секретарь • Специализированного совета

В. И. Захаревский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения гарантированное получение сельскохозяйственной продукции предопределяет участие в производственном процессе оросительных мелиорации, которые при оптимальном сочетании с комплексом биологических и агротехнических мер способствуют получению высоких и устойчивых урожаев зерновых, кормовых и технических культур.

Юг Западной Сибири достаточно обширный регион России с хорошо развитым земледелием и животноводством. Однако рост продуктивности сельскохозяйственных культур сдерживается в основном экстенсивными методами хозяйствования и слабым использованием возможностей орошаемого земледелия. Поэтому разработка и освоение научно обоснованной системы орошаемого земледелия и составляющих ее элементов, обеспечивающих наиболее высокий выход продукции с единицы площади пашни и естественных кормовых угодий при сохранении почвенного плодородия и охране окружающей среды, чему посвещены излагаемые в настоящей работе результаты исследований, являются достаточно актуальными.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение возможности получения планируемых урожаев сельскохозяйственных культур за счет оптимизации водного и пищевого режимов почвы, определение необходимого сочетания регулируемых факторов жизни, обеспечивающих при соблюдении экологических требований наиболее полное использование энергетического потенциала природной зоны, генетической продуктивности агрофитоценозов и высокую эффективность орошения.

Исследованиями предусматривалось решение следующих задач:

— определение уровня урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от заданного предполивного порога влажности и установление отзывчивости на различные дозы внесения минеральных и органических удобрений;

— установление допустимых границ изменения основных параметров регулируемых факторов, обеспечивающих получение

планируемого урожая, и определение динамики суммарного и среднесуточного водопотребления при различной урожайности агрофи-тоценозов;

— изучение характера прироста биомассы общего и хозяйственно ценного урожая в зависимости от водного и пищевого режимов почвы с определением фотосинтетической деятельности растений, их динамику и степени взаимодействия с изменяющими условиями выращивания культуры;

— разработка комплекса мелиоративных, агротехнических и биологических мер интенсификации производства кормов на пойменных землях на основе регулирования водного и пищевого режима почв с выявлением динамики состава травостоя в зависимости от продолжительности использования многолетних трав;

— установление численных значений биоклиматических коэффициентов по декадам, месяцам и в целом за вегетацию, определение возможности использования их для обоснования расчета водопотребления культуры в зависимости от величины планируемого урожая;

— определение показателей экономической эффективности и экологической обоснованности урожаев сельскохозяйственных культур в условиях орошения;

— установление закономерностей изменения природных условий на юге Западной Сибири и обоснование основных принципов, положенных в основу агроклиматического районирования.

Научная новизна. В работе впервые по Западно-Сибирскому региону дается комплексное агроклиматическое районирование территории на основе учета распределения солнечной радиации, теплообеспеченности, условий увлажнения, биологического потенциала продуктивности с определением для рассматриваемых таксономических единиц возможной урожайности сельскохозяйственных культур при снятии дефицита влаги в почве. Выделение обособленных территорий, сходных по энергетическим ресурсам и уровню потенциальной продуктивности климата, дает возможность подобрать определенные виды, сорта и гибриды сельскохозяйственных культур в экологические группы, обеспечивающие в определенных природных условиях при орошении наивысшую урожайность сельскохозяйственных культур.

В различных природных зонах решалась задача оптимизации функционирования агрофитоценозов у картофеля, суданской травы, люцерны, бобово-алаковрх смесей и естественного злакового травостоя за счет регулирования водного, питательного и воздушного режимов почвы проведением поливов, внесением минеральных удобрений, совершенствованием агротехнических приемов, подбором культур с высоким потенциалом продуктивности.

Для каждой из перечисленных культур определена динамика суммарного, среднесуточного расхода влага, коэффициентов водо-потребления и биоклиматических коэффициентов испарения в зависимости от планируемого урожая и природных особенностей. По всем культурам при различном сочетании регулируемых факторов внешней среды выявлен возможный уровень продуктивности в условиях степной и лесостепной зон Западной Сибири.

Практическая ценность. Приведенная в работе схема районирования территории по агроклиматическим показателям и по комплексу других природных условий является дополнительным основанием для планирования сельскохозяйственного производства с целью более эффективного вложения средств в мелиоративные и агротехнические мероприятия.

Предложенная производству технология выращивания картофеля при оптимизации водного и пищевого режимов почвы позволяет в услови51Х Кулунды получить урожайность в пределах 30 т/га товарных клубней с хорошими показателями качества.

Орошение и удобрение суданской травы обеспечивает рост продуктивности при двухукосном использовании в 2,5...3,0 раза и позволяет сформировать в степной зоне урожайность в пределах 10 т/га сена.

В лесостепной зоне Приобья обоснована высокая эффективность приемов коренного улучшения и залужения естественных кормовых угодий, что обеспечивает реальную возможность значительного увеличения производства кормов в Западной Сибири при широком освоении предложенных технологий.

Сочетание комплекса мелиоративных и агротехнических мероприятий при выращивании сеяных бобовых и бобово-злаковых смесей позволяет в условиях регулярного орошения при оптимизации водного и пищевого режимов повысить урожайность травостоев в сравнении с естественными агроценозами в 10...20 раз и обеспечить сбор 5...7 т/га кормовых единиц экологически безопасной продукции.

Реализация результатов исследований. Научные разработки, включенные в диссертацию, нашли применение в хозяйствах лесостепной и степной зон Западной Сибири на площади бколо 2 млн. га, в том числе на орошаемых землях в пределах 20 тыс. га. Экономическая эффективность от внедрения в ценах 1983 года составила 23,4 млн. руб.

Материалы научных разработок отражены в следующих рекомендациях: по мелиорации земель Западной Сибири и путях повышения их' использования. Тюмень, 1978; орошение сельскохозяйственных культур в Кулундинской степи. Л., 1983 и на Алтае. Барнаул, 1984; методических основах интенсификации почвозащитного земледелия. Новосибирск, 1986. Результаты ис-

следований использованы при разработке «Системы земледелия в Алтайском крае». Новосибирск, 1987; «Системы ведения сельского хозяйства Алтайского края». 1988 и «Системы ведения земледелия АПК в Алтайском крае». 1992.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-производственной конференции по мелиорации земель Западной Сибири и путях повышения их использования. Тюмень, 1978; «Комплексное мелиоративное освоение земель в зоне Кулундинского канала». Барнаул, 1982; региональном координационном совещании по программе «Корма». Новосибирск, 1988; Всесоюзной научно-практической конференции «Основные направления экономического и социального развития Алтайского края в XIII пятилетке и на период до 2005 года». Барнаул, 1989; Всесоюзном научном симпозиуме «Актуальные аспекты интенсивных технологий в растениеводстве». Барнаул, 1991.

Материалы научных разработок в период с 1978 по 1992 годы обсуждались на заседании Ученого Совета и координационно-методических совещаниях во Всероссийском НИИ орошаемого земледелия (Волгоград, 1982...1992 гг.); Всесоюзном институте кормов им. В. Р. Вильямса (Москва, 1984...1990 гг.); Сибирском НИИ кормов (Новосибирск, 1982...1990 гг.); Сибирском НИИ растениеводства и селекции (Новосибирск, 1981); Алтайском НИИ земледелия и селекции (Барнаул, 1982...1992 гг.); Алтайском государственном аграрном университете (Барнаул, 1976...1992 гг.).

Публикация и объем работы. По теме диссертации опубликовано 44 научных работ объемом 21 п. л., в т. ч. 18 статей во всесоюзных, республиканских и региональных журналах. Диссертация изложена на 300 страницах машинописного текста, содержит 120 таблиц, иллюстрирована 42 рисунками и состоит из введения, восьми глав, основных выводов и предложений производству. Список литературы включает 390 источников, в т. ч. 20 на иностранных языках.

Основные положения, которые выносятся на защиту.

1. Агроклиматическое обоснование сельскохозяйственного освоения орошаемых земель юга Западной Сибири с учетом природных -особенностей территории, энергетических ресурсов климата и биоклиматического потенциала продуктивности, позволяющих наиболее эффективно сочетать применение комплекса гидромелиоративных, культуртехнических и агротехнических мероприятий.

2. Агроэкологические предпосылки формирования планируемых урожаев сельскохозяйственных культур, включающих оптимизацию водного и питательного режимов почвы, создание на орошаемых землях . агрофитоценозов с высоким генетическим потенциалом продуктивности при значительной экономической эффективности производства и сохранении окружающей среды.

3. Обоснование влияния гидрологического и гидрогеологического режимов на состав, флюктуацию и продуктивность естественных и сзяных травостоев на пойменных землях, путей интенсификации кормопроизводства на лугах высокой поймы за счет коренного улучшения, залужения, орошения и системы удобрения.

4. Состав травосмесей для сенокосов на пойме состоящих из бобовых и злаковых культур, которые в условиях орошения длительный период доминируют в травостое и сохраняют высокий уровень продуктивности.

5. Закономерности водопотреблёния и орошения агрофитоцено-зов в зависимости от планируемого урожая, складывающихся погодных условий, предполивной влажности почвы, уровня минерального питания и использование их для прогнозирования хода формирования урожая, принятия решений по антропогенному воздействию на рост и развитие сельскохозяйственных культур с конечной целью получения планируемого урожая без негативного воздействия на окружающую србду я качество получаемой продукции.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Характеристика природных условий.

В Западной Сибири земледелие сосредоточено в пяти природных зонах, где сельскохозяйственные угодья занимают площадь 35,4 млн. га. Для большинства зон характерны теплое, солнечное лето и холодная зима, что свидетельствует о резко континентальном климате. . • , -

Сумма среднесуточных температур выше 10°С за май—сентябрь изменяется от 2031 до 2472°С, продолжительность безморозного периода от 114 до 125 дней. Годовая сумма осадков в северо-восточной части составляет 550 мм, уменьшаясь к юго-западу до 250 мм. Континентальность климата возрастает по зонам со 180 до 230; а испаряемость от 450 до 800 мм.

По влагообеспеченности территория по Г. Т. Селянинову делится на зоны: избыточно увлажненную с ГТК больше 1,6; влажную — 1,6...1,4; хорошо увлажненную — 1,4...1,3; слабо увлажненную — 1,0...0,8; засушливую — 0,8...0,7, очень засушливую — 0,7...0,3.

2. Условия и методика исследований

Совершенствование системы земледелия н^ орошаемых землях предусматривает использование различных подходов в методологии и методах исследований, дающих возможность на основе анализа и синтеза, выделять, обобщать и систематизировать полученные экспериментальные данные. Серией полевых опытов предусматривалось решение вопросов связанных с увеличением продуктивности агрофитоценозов при различном сочетании регу-

лируемых факторов жизни растений с целью более эффективного использования энергетических ресурсов природных зон.

Опыты с картофелем и суданской травой проводились в Центральной Кулунде в совхозе «Славгородский» Славгородского района Алтайского края, а с люцерной, различными бобово-злаковыми смесями и на естественном злаковом травостое в лесостепной зоне Приобья на пойменных землях ОПХ им. В. В. Докучаева Алтайского НИИ земледелия и селекции. Период наблюдений с 1976 по 1989 годы.

Почвы опытных орошаемых участков были типичными для зон проведения исследований. В сухостепной зоне это каштановые, маломощные, слабо гумусированные, среднесуглинистые почвы. Для них характерна низкая обеспеченность легкогидролизуемым азотом, средняя подвижным фосфором и высокая обменным калием, рН около 7,0, уровень грунтовых вод 6...7 м от дневной поверхности.

Почвы орошаемого участка высокой поймы аллювиальные луговые, среднесуглинистые с высоким содержанием гумуса, средней обеспеченности подвижными формами фосфора и калия. Средний уровень грунтовых вод 1,1м. Водопрочных агрегатов в верхнем полуметровом слое 83,7%, наименьшая влагоемкость 26,9...32,8%.

Полевые опыты одно-, двух- и трехфакторные предусматривали число вариантов от 5...6 до 18...21. Опыты с небольшим числом числом вариантов размещались по методу полной рендомизации, при сложных схемах они рендомизировались по блокам. Площадь учетных делянок 50...200 м , повторность трех-, четырехкратная.

Фенологические наблюдения, динамика накопления общего и хозяйственного урожая, структура урожая, засоренность и другие сопутствующие наблюдения проводились по методикам НИИКХ (1967(иВИК (1971).

Площадь листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосийтеза определялись по методикам А. Н. Бегишева (1953 ( и Л. А. Ничипоровича (1961).

Распределение корневой системы по профилю почвы устанавливалось путем отмывки корней по слоям в монолитах по методике Н. 3. Станкова (1964).

Влажность почвы определялась послойно через 0,1 м в трех- и четырехкратной повторности до глубины 1,0 м подекадно, до и после полива, в начале н в конце вегетации. Объемная масса определялась по Н. А. Качинскому, плотность твердой фазы почвы — пикнометрическим методом, максимальная гигроскопичность по Николаеву, наименьшая влагоемкость с помощью заливаемых площадок, скважность и влажность завядания — расчетным путем.

Расчет суммарною водопотребления, величины оросительных и поливных норм проводился по А. Н. Костякову (1960). Расход

б

води тез грунтовых вод в зону аэрации определятся по С. Ф. Аверьянову (1978). I

При обосновании основных принципов агроклиматического районирования Обь-Иртышского междуречья использовалась методика И. П. Кружилина (1976).

Дисперсионный анализ урожайных данных, расчет коэффициентов корреляции и уровней регрессии проводился по Б. А. Доспе-хову (1965, 1979).

Экономическая эффективность изучаемых вариантов рассчитывалась по методикам Д. Т. Зузика, В. С. Дмитриева.

3. Агроклиматическое районирование территории, обоснование перспективности для регулярного орошения.

Агроклиматическое подразделение территории основывается на учете различного сочетания отдельных элементов климата, определяющих возможность произрастания определенных экологических типов естественной и культурной растительности.

Для оценки агроклиматических ресурсов основных районов земледелия Обь-Иртышского междуречья положены следующие климатические показатели: •

— многолетнее распределение суммарной солнечной радиации, радиационного баланса и фотосинтетически активной радиации;

— оценка территории по теплообеспеченности вегетационного периода;

— условия увлажнения территории и влагообеспеченности растений по зонам;

— биоклиматический потенциал продуктивности почвы и агро-фитоценозов.

При районировании территории в пределах Обь-Иртышского . междуречья по световым ресурсам выделены три природные зоны. ; Это дает возможность дифференцировать распределение сортов и Тибридов сельскохозяйственных культур, имеющих различную требовательность к освещенности и способности ассимилировать в урожае солнечную энергию. Определены климатические границы распространения некоторых экологических типов сельскохозяйственных культур в интервале градаций сумм активных температур в пределах 200,,С. В двух температурных полосах, ограниченных суммой активных температур в пределах 1600...2600°С, выделено « пять природных зон. В условиях Западной Сибири для широкого развития орошения наиболее пригодны три зоны с суммой активных температур превышающих 2000°С, что соответствует южной границе лесостепной зоны, степной и сухостепной зон с черноземами обыкновенными, южными, темно-каштановыми и каштановыми почвами.

В земледельческих районах юга Западной Сибири проведено районирование по биоклиматическому потенциалу продуктивности

с установлением возможной величины урожайности в условиях естественного и оптимального увлажнения (табл. 1).

Наиболее высокая продуктивность климата в Западной Сибири в условиях естественного увлажнения наблюдается на южной границе лесостепи. Южнее этой линии продуктивность сельскохозяйственных культур снижается из-за дефицита влаги. В южных районах Омской, Новосибирской областей, на западе и юго-западе Алтая биоклиматический потенциал продуктивности земли может быть более полно использован только при оптимизации водного режима за счет орошения.

Таблица 1

Биоклиматический потенциал продуктивности и урожайность в условиях естественного и оптимального увлажнения

Коэффициент Биологический Урожайность сухого вещества

Пункты биологической потенциал (т/га) в условиях увлажнения

наблюдений продуктивно- продуктивно-

сти (Кр.) сти (БКП) естественного оптимального

Томск, Орловка, 1,20...0,96 1,92...1,73 4,33. .4,85 4,85

Усть-Ишим и др. (средняя) 4,33. .5,46 5,46

Тюмень, 0.96...0.86 1,73...1,72 4,85. .5,00 4,85...5,40

Барабинск, (средняя) 5,46. .6,25 5,4б...6,75

Новосибирск, Бар-

наул, Бийск, Таль-

менка и др.

Омск, Алейск, Тю- 0,86...0,68 1,72.-1,50 5,00. .4,48 5,40...6,00

менцево, Мамонто- (от средней 6,25. .6,16 6,75...8,25

ве, Здвинск и др. до пониженной)

Рубцовск, Славго- 0,68...0,57 1,50...1,37 4,48. .3,85 6,00...6,50

род, Кулунда, Бла- (пониженная) 6.16. .5,78 8,25...9,75

говещенка, Ключи

и др.

Угловское, 0;57...0,38 1,37...0,99 ,3,85. .3,33 6,50...7,03

Михайловский и (от понижен- 5,78. ..5,36 9,75...11,42

ДР- ной до низкой)

. При агроклиматическом районировании в качестве основной таксономической единицы выделена зона увлажнения. Учитывая, что районирование предусматривает применение, в первую очередь, комплекса мелиоративных мер, предлагается использовать коэффициент увлажнения, как обобщающий показатель характеристики состояния тепло- и влагообеспеченности территории (табл.2). _

В каждой из обособленных при районировании зон увлажнения,

в зависимости от степени засушливости и суммы активных температур, должен планироваться определенный комплекс мелиоративных и агротехнических мероприятий, который обеспечивает рост продуктивности сельскохозяйственных культур при снижении удельных затрат на мелиорацию.

Предложенная схема агроклиматического районирования согласуется с природно-климатическим районированием в лесостепной и степной зонах юга Западной Сибири, которое предусмотрено зональными системами земледелия.

Таблица 2

Схема агроклиматического районирования территории юга Западной Сибири

Пояс Подпояс Температурная полоса Область Зона

Умеренный 1200...4000°С Холодно- умеренный 1200...2200°С Средне-ранних культур 1600...22004 Достаточного увлажнения Кув - 0,60...0,45 Недостаточного увлажнения Куз - 0,45...0,15 Влажная, Ку - 0,60...0,45 (Томск, Орловка, Усть-Ишим и др.) Полу влажная, Кув. - 0,45—0,35 (Тюмень, Бара-бинск, Новосибирск, Барнаул, Бийск, Тальменка и др.) Полузасушливая Кув. - 0,35...0,25 (Омск, Алейск, Тю-менцево, Мамонтове, Здвинск и др.)

Умеренный 2200...4000Ч Культур средней спелости 2200...2800°С Засушливая, Кув. - 0,25...0,20 (Рубцовск, Славго-род, Родино, Кулун-да, Благове щенка, Ключи и др.) Очень засушливая, Кув. - 0,20...0,15 (Угловское, Михайловский и др.)

4. Результаты исследований режима орошения сельскохозяйственных культур для получения программированных урожаев.

4.1. Оптимизация водного и питательного режимов почвы в • посевах картофеля

В условиях Центральной Кулунды ресурсы ФАР, поступающие на посевы картофеля, позволяют сформировать до 51,6...66,9 т/га клубней при 3% использовании солнечной радиации. Однако реальная продуктивность картофеля в Кулунде в условиях естественного увлажнения не превышает 5...7 т/га. Острый дефицит влаги, низкая обеспеченность почв доступными элементами минерального питания являются основными лимитирующими факторами и не позволяют в полной мере использовать энергетические ресурсы природной зоны на формирование урожая. Большая изменчивость коэффициентов увлажнения от 0,35 до 0,15, обусловливает различную потребность картофеля в оросительной воде. Поэтому задача оптимизации водного режима почвы за счет орошения при постоянном естественном дефиците влага может быть отнесена к главным в системе агроэкологических предпосылок на формирование планируемых урожаев картофеля.

Для обеспечения режима орошения 65—70% НВ, при планируемой урожайности 20 т/га, потребовалось в средние по увлажнению годы от 3 до 4 поливов нормами 500—600 м /га.

В варианте с предполивной влажностью почвы 75—80% НВ, при планируемом урожае 30 т/га, число поливов возросло до 7—8 нормами ЗОЮ—400 м /ш, а высокая степень увлажнения удерживалась в течение всей вегетации, за исключением предуборочного периода.

При обеспечении уровня предполивной влажности 65—70% НВ влага в почве находится в легкодоступной, а в отдельные краткосрочные периоды, непосредственно перед поливами, в доступной форме. При режиме орошения 75—80% НВ растения используют из всех горизонтов только легкодоступную влагу.

Характер фотосинтетической деятельности растений определяет ход нарастания биомассы общего и хозяйственного урожая и свидетельствует о степени эффективности применения орошения в посевах картофеля (табл. 3).

Максимальных значений площадь листьев достигала при оптимизации водного режима на 60-й день после всходов, а в условиях ограниченного водоснабжения на 70-й день. Оптимальный ход нарастания площади листовой поверхности у картофеля был получен при интенсивном орошении, где к началу июля фотосинтетический потенциал составил 0,06 млн. м дней, к концу — 0,62, а в период максимального развития ассимиляционного аппарата — 1,17 млн. м дней. В конце вегетации фотосинтетический потенциал составил 2,68 млн. м дней, что соответствует показателям принятым для хороших посевов картофеля.

Основные показатели фотосинтетической деятельности растений картофеля по вариантам водного режима почвы (среднее за 1977—1979 гг.)

Показатели Без орошения Предполивной порог влажности, % НВ

50- 55 65- 70 75- 80

Максимальная площадь 19,1 27,3 43,3 53,4

листьев, тыс. м2/га

Фотосинтетический по- 1,12 1,55 2,03 2,68

тенциал, млн. м дней

Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м сутки 4,1 5,4 5,9 5,7

Чистая продуктивность клубнеобразования, г/м 2,0 3,0 3,5 3,6

сутки

Коэффициент хозяйственной эффективности 0,53 0,65 0,71 0,72

Орошение способствует повышению на картофеле чистой продуктивности клубнеобразования и коэффициента хозяйственной эффективности. Последнее свидетельствует о том, что в условиях Кулунды рост урожайности картофеля при улучшении водоснабжения растений обусловлен не только за счет увеличения площади листовой поверхности, но и за счет более продуктивной работы листьев.

Анализ данных по урожайности позволил выделить влияние отдельных факторов и их сочетания на получение различного уровня запланированной урожайности (табл. 4).

Высокий уровень продуктивности растений картофеля достигается в условиях Кулунды за счет оптимизации водного реялма почвы.

При оптимальном сочетании водного и питательного режимов почвы среднепоздний сорт картофеля Берлихинген может сформировать урожайность в пределах 30—35 т/га.

Исследования по изучению различных поливных норм для картофеля показали, что на каштановых почвах Кулунды эффективны нормы полива не превышающие 500 м / га. Глубина промачивания почвы при этом достигает 0,5—0,6 м, коэффициенты насыщения влагой 0,84...0,85 и коэффициент использования влаги 0,67.

Сочетание регулируемых факторов для получения запланированной урожайности картофеля (среднее за 1976—1979 гг.)

Урожайность, т/га Предполивная влажность почвы, % нв Доза внесения удобрений

запланированная фактическая минеральных, кг д. в. на 1 га органических т/га

5,0 10,0 20,0 30,0 35,0 5,7 11,1 21,1 22,3 29,6 31,9 33,0 без орошения 50—55 65—70 75—80 75—80 75—80 75—80 №ЗР13К20 без удобрений №5Р95К135 без удобрений без удобрений К140Р14вК210 М130Р130К115 без перегноя без перегноя без перегноя без перегноя 70 без перегноя 70

НСР05 1976 г. — 1,1 т/га; 1977 г. — 0,9 т/га; 1978 г. — 0,9 т/га; 1979 г. — 0,8 т/га

4.2 Режим орошения и урожайность суданской травы

Потенциальная продуктивность климата может быть оценена поступлением на посевы фотосинтетически активной радиации, суммы активных температур и уровнем влашобеспеченносги территории.

Анализ основных энергетических факторов внешней среды, определяющих уровень продуктивности агроценозов, показывает, что в условиях Кулунды ресурсы ФАР при КПД их использования 3%, могут обеспечить у суданской травы сорта Бродская 2 получение урожайности в пределах 18...23 т/га сухого вещества. Теплообеспеченность вегетационного периода ограничивает урожайность культуры до 10...14 т/га, снижая при этом КПД ФАР до 1,5...2,0%.

В значительно больших пределах ограничивает продуктивность культуры складывающийся здесь острый дефицит влаги в почве. Он снижает урожайность в условиях естественного увлажнения до уровня 3,5...4,0 т/га. Поэтому решать вопросы повышения продуктивности суданской травы в Кулунде можно лишь при создании оптимальных по увлажнению условий за счет регулярного орошения.

Выход сухого вещества, коэффициенты эффективности орошения и использования ФАР у суданской травы (среднее за 1977—1978 гг.)

Предполивная влажность почвы, % HB Доза удобрений, кг д. в. на 1 га КПД ФАР за вегетацию, % Выход сухого вещества, т/1000"С Коэффициент эффективности орошения, т/1000 мЗ

Без орошения без удобрений 0,50 2,00 —

50—55 без удобрений 0,80 3,14 1,38

50—55 №0РМК50 0,92 3,62 1,95

65—70 без удобрений 0,91 3,60 1,50

65—70 №5Р20К80 11,1 4,37 2,22

75—80 без удобрений 1,03 4,08 1,48

75—80 ^0Р25КЮ0 1,21 4,79 1,99

При режиме орошения 50—55% HB число поливов составило 3 с оросительной нормой 1575 м3/га, при 65—70% HB возросло до 5 с нормой 2175 м3/га. По мере улучшения водного режима за счет повышения уровня предполивной влажности до 75—80% HB, число поливов увеличивалось до 8—9, а оросительная норма — 2950 м3/га. Средний межполивной период составил 10... 11 дней.

Орошение повышает использование фотосинтетически активной радиации, увеличивает выход сухого вещества в расчете на единицу теплообеспеченности и приводит к более экономному расходу оросительной воды на создание урожая (табл. 5).

В исследованиях урожайность суданской травы определялась регулированием влажности почвы поливами, уровнем минерального питания, продолжительностью вегетационного периода. Действуя раздельно и в сочетании эти факторы жизни растений оказывают не однозначное влияние на ход формирования урожая и в целом на продуктивность суданской травы, (табл. 6.).

Сочетание регулируемых факторов для получения запланированной урожайности сена Суданской травы (за 1977—1978 гг.)

Урожайность, т/га Сочетание факторов

запланированная фактическая предполивная влажность, % HB доза удобрений, кг д. в. на 1 га продолжительность вегетационного периода, дни

4,0 7,0 10,0 4.23 4,60 6,66 7.24 7,59 7,86 8,89 9,41 10,38 50-55 без орошения 75—80 65-70 65—70 75—80 75—80 65-70 75-80 без удобрений без удобрений без удобрений К45Р20К80 без удобрений ^0Р25КЮ0 без удобрений К45Р20К«0 ^0Р25КЮ0 83 109 83 83 109 83 109 109 109

НСР05 1977 г. — I укос — 0,21; II укос — 0,29; 1978 г. — I укос —0,42; II укос — 0,22 т/га.

Установленные в результате исследований интервалы продуктивности при различном сочетании регулируемых факторов дают возможность более точно планировать урожайность суданской травы при изменении длины вегетационного периода, водного и питательного режимов почвы.

4. 3. Исследования по оптимизации водного и пищевого режимов люцерны в лесостепной зоне

На пойменных землях лесостепной зоны Приобья увеличение продуктивности сеяных травостоев в 20 раз в сравнении с естественными агроценозами обеспечивается при оптимальном сочетании комплекса мелиоративных, агротехнических и биологических мер. Более подробный перечень их включает коренное улучшение, залужение, регулирование за счет орошения водного и удобрений — питательного режимов почвы, применение энергосберегающих технологий при их активном воздействии на флютуацию растительных сообществ в сторону формирования агроценозов с высокой биологической продуктивностью, организацию двухукос-ного использования травостоев. В качестве критериев оптимальности системы рекомендуемых приемов принимались уровень достигнутой продуктивности, экологическая безопасность применяемых технологий и высокая экономическая эффективность производства кормов.

Рассматривая различные уровни потенциальной урожайности люцерны, рассчитанные по приходу ФАР (20,7 т/га сена), имеющимся ресурсам тепла (11,7 т/га) и естественному увлажнению (5,4 т/га), можно считать, что недостаток тепла и влаги в лесостепной зоне заметно снижают урожай и могут быть отнесены к основным лимитирующим факторам жизни растений ограничивающим рост продуктивности культуры. Поэтому регулирование водного и питательного режимов почвы за счет орошения и внесения удобрений можно значительно повысить эффективность использования растениями тепла и влаги (табл. 7).

Таблица 7

Урожайность, выход сухого вещества и коэффициенты эффективности орошения люцерны (среднее за 1984—1986 гг.)

Предполивная влажность почвы % НВ Доза удобрений, кг д. в. на 1 га Урожайность сена, т/га Выход сухого вещества, т/1000*С Коэффициент эффективности орошения^ т/1000 М3

Без орошения без удобрений 5,42 2,78 —

75—80 без удобрений 6,42 3,29 1,43

75—80 Р60К20 7,59 3,89 з.го

75—80 Р110К70 8,63 4,43 4^59

75—80 Р140К100 10,71 5,50 7,56

НСР 05 в 1984, 1985 и 1986 гг. соответственно 0,25, 0,41 и 0,51 т/га.

Оптимизацией водного и питательного режимов почвы, как показывают исследования, можно увеличить в посевах люцерны КПД ФАР до 1,25...1,55 %, в то время как при естественном увлажнении он не превышает 0,79%.

На пойменных землях лесостепной зоны по условиям теплообес-печенности количество возможных укосов не превышает двух, причем на формирование первого укоса люцерне требуется до 62...б4, второго 53...57 дней при сумме среднесуточных температур на укос 974...983°С. Доля первого укоса в суммарном урожае составляет 0,63...0,69, второго 0,31...0,37. В условиях оптимизации водного и питательного режимов почвы наибольшая продуктивность культуры отмечена на третий год жизни.

4.4. Обоснование оптимального режима орошения и уровня минерального питания люцерно-кострецовой смеси

Режим орошения люцерно-кострецовой смеси зависит от состава травостоя, уровня планируемой урожайности и складывающихся погодных условий. При близком залегании грунтовых вод в годы с преобладанием в травостое люцерны, имеющей хорошо развитую корневую систему, потребность в орошении невысокая. С возрастом травостоя в смеси увеличивается доля костреца безостого с мочковатой корневой системой, расположенной в основном в верхних горизонтах почвы. Это ограничивает объем поступления влаги в корнеобитаемый слой из грунтовых вод и приводит к необходимости проведения более частых вегетационных поливов при одновременном увеличении оросительных норм. Наибольшая продуктивность травосмеси обеспечивается при режиме орошения с предполивным порогом 75—80 % НВ.

Внесение фосфорно-калийных удобрений на бобовом травостое обеспечивает прибавку урожая в 1,5—2,0 раза выше, чем на злаковом. Как показали исследования, эффективность фосфора и калия возрастает при орошении.

При переходе на 3—7 год жизни злаковых трав в ранг доминан-тов возникает необходимость в дополнительном азотном питании травостоя. Это обеспечивает подавление разнотравья в агроценозе и продление его продуктивного долголетия. По годам жизни злакового травостоя средние прибавки урожая по азотному фону составили на 5-й год — 1,56 т/га, 6-й — 2,88 и 7-й год жизни — 3,30 т/га сена. Это свидетельствует о возрастании роли азота минеральных удобрений по мере увеличения долголетия травостоя.

В зависимости от года жизни травостоя и системы удобрения многолетних трав происходят сдвиги в количественном соотношении компонентов травостоя со сменой доминантов (табл. 8.).

После выпадения люцерны злаковые травы переходят в устойчивые доминанты. В условиях орошения и применения удобрений устойчивость злаковых трав достаточно высокая и активного внедрения разнотравья в агроценозы на пойменных землях не происходит.

Оптимизация водяного и питательного режимов почвы приводит к повышению эффективности использования растениями тепла, что для условий Сибири очень важно. В среднем за шесть лет выход сухого вещества на поливных и удобренных фонах в расчете на 1000°С среднесуточных температур составил 4,39...4,86 т/га.

Соотношение компонентов люцерно-кострецовой смеси перед уборкой (вариант 75—80% НВ)

Доза удобрение, кг д. в. на 1 га Компоненты в травосмеси Соотношение компонентов, %

1954 г. 1935 г. 1986 г. 1987 г. 1988 г. 1989 г.

Без удобрений бобовые 64/86 20/30 7/0 0 0 0

злаковые 25/12 69/65 85/97 93/95 95/95 86/95

разнотравье 11/2 11/5 8/3 7/5 5/5 14/ 5

Р140К100 бобовые 92/94 18/21 7/0 0 0 0

злаковые 4/3 74/74 88/98 94/97 96/97 88/87

разнотравье 4/3 8/5 5/2 6/3 4/3 12/13

К120К14ОРЮО бобовые — — 6/0 0 0 0

злаковые — — 87/98 95/98 98/98 95/95

разнотравье 7/2 5/2 2/2 5/5

Примечание: числитель — первый укос; знаменатель — вто- | рой укос

На бобовом травостое для получения планируемой урожайности 10,0 т/га необходимо поддерживать уровень предполивной влажности почвы 75—80% НВ с внесением Рпо—140К70—100 кг действующего вещества удобрений на 1 га. На злаковом травостое 4...7 годов жизни такой же уровень урожайности обеспечивается при сочетании предполивной влажности почвы 75—80% НВ с внесением полного минерального удобрения в дозе ЭДэдРдоКюо кг/га.

4.5. Оценки влияния водного режима почвы на продуктивность и долголетие различных бобово-злаковых смесей

В условиях орошаемого земледелия подбор компонентов в травосмеси, изучение устойчивости и продуктивного долголетия травостоев имеет важное теоретическое и практическое значение.

На пойменных землях в течение шести лет проводились наблюдения за соотношением компонентов по вегетативной массе у 2-х, 3-х и 5-ти компонентных травосмесей с различным набором бобовых и злаковых культур при сенокосном типе использования травостоя. Исследованиями предусматривалось активное воздействие на биогенную среду и культивируемые растения комплекса регулируемых факторов, включающих полное уничтожение естественного низкопродуктивного травостоя при коренном улучшении природного луга, создание благоприятных водно-физических свойств в пахотном слое почвы, посев высокопродуктивных травосмесей, состоящих из бобовых и злаковых культур, орошение сея- ,

ного травостоя при различных режимах увлажнения активного слоя почвы, внесение минеральных удобрений, двухукосньш способ использования травостоя.

В первые годы структура агрофитоденозов зависит в основном от состава высеянных компонентов в травосмеси. В последующем их соотношение, плотность травостоя, флористический состав, вегетативная масса зависят от биологических особенностей растений, экологических и фитоценотических условий биогенной среды, активности воздействия на характер флюктуации агрофитоценоза регулируемых факторов.

При улучшении водного и пищевого режимов изменяются взаимоотношения между биогенной средой, экотипом и видами культурных растений и это дает возможность в условиях орошения сформировать длительновегетирующие агрофитоценозы с определенными фитоценотическими свойствами и строением с высоким уровнем продуктивности в соответствии с экологическими условиями внешней среды.

У 2-х компонентной смеси, состоящей из донника и эспарцета, разногодичная изменчивость выражается в резкой смене доминан-тов на третий год жизни травостоя. Начиная со второй половины вегетации третьего года жизни бобовые травы выпадают и на смену им приходит разнотравье при одновременном появлении в травостое несеяных злаковых трав. В последующие два года флюктуация сопровождается массовым вытеснением из травостоя разнотравья и заменой их злаковыми травами, состоящими преимущественно из костреца безостого и овсяницы луговой. Доминирующее положение злаковых сохраняется на протяжении 4-х последующих лет, однако на 5—7 год жизни можно наблюдать устойчивую тенденцию на усложнение флористического состава фитоценоза за счет внедрения разнотравья.

При оптимизации водного и пищевого режимов на 7-й год жизни в травостое сохраняется до 92—94% злаковых трав, а на фоне без орошения и удобрений их доля составляет 75—81%. Таким образом, орошение и удобрение позволяет управлять сукцессиями в сторону изменения и улучшения ботанического состава растительных сообществ не снижая с возрастом их продуктивность.

' Наблюдение за ботаническим составом агрофитоценоза в 3-х компонентной смеси, состоящей из донника, костреца и овсянни-цы, показывает, что в более выгодном положении оказываются злаковые травы в первые годы жизни после выпадения донника. Доля разнотравья в таких агроценозах заметно ниже, чем у 2-х компонентной смеси, а следовательно, злаковые травы получают в таких условиях лучшее развитие и по времени они более долговечны.

В 5-ти компонентной смеси, состоящей из донника, эспарцета, костреца, овсяницы и тимофеевки, бобовые более длительное вре-

мя существовали в травостое и наблюдался более плавный переход от бобового агроденоза к злаковому, при незначительном внедрении в переходный период разнотравья. К 6...7 году жизни эта травосмесь меньше содержала в составе травостоя разнотравной растительности в сравнении с 3-х компонентной.

С ростом уровня предполивной влажности увеличивается выход сухого вещества в расчете на 1000*С суммы среднесуточных температур. В среднем на фоне без орошения и удобрений он составил 1,95—2,14 т/га, а при оптимизации водного и пищевого режимов 5,08—5,34 т/га.

Урожайность в пределах 8,0 т/га сена можно получить при сочетании режима орошения 75—80% НВ с применением фосфорно-калийных удобрений в дозе Р140К100 кг/га. Дальнейший рост урожайности до 9,0...9,5 т/га можно обеспечить и при умеренном орошении с предполивной влажностью 65—70% НВ, но при условии применения полного минерального удобрения N90P110K70 кг/га. Сформировать урожайность в пределах 10,0... 11,0 т/га возможно лишь при поддержании более высокого уровня предполивной влажности почвы не ниже 75—80 % НВ и дозе полного минерального удобрения N120P140K100 кг действующего вещества на 1 га.

4.6. Особенности формирования естественного злакового травостоя в условиях орошения и применения удобрений

На пойменных землях проводились исследования по изучению влияния орошения и удобрений на продуктивность естественного злакового агроценоза, сформированного после выпадения люцерны как предшественника. Ставилась задача создать без коренного улучшения и залужения высокопродуктивный злаковый травостой и за счет интенсификации мер ухода за травостоем ограничить долю разнотравной растительности. В качестве регулируемых факторов применялись фосфорно-калийное и полное минеральное удобрение в различных дозах, а также орошение дождеванием с поддержанием уровня предполивной влажности не ниже 75— 80% НВ.

В острозасушливые годы число поливов для обеспечения заданного уровня предполивной клажности составило 2—3, оросительные нормы по 1000—1500 м /га.

Наблюдения за составом травостоя на 2—3 год после выпадения люцерны показали, что бобовые травы как предшественники, обогащая почву биологическим азотом, способствуют формированию на пойме устойчивого агроценоза при абсолютном доминировании верховых мезофитных злаковых трав. На лучших по увлажнению вариантах с внесением полного минерального удобрения злаковые в структуре урожая занимают до 90—98%.

В условиях естественного увлажнения на фоне без внесения минеральных удобрений злаковый травостой аккомулирует в надзем- '

ной биомассе 0,51 % поступающей на посевы ФАР, выход сухого вещества составляет 2,01 т, а урожайность 4,43 т/га сена. При оптимизации водного и пищевого режимов почвы КПД ФАР у злакового агроценоза увеличивается до 1,30%, выход сухого вещества достигает 5,11 т при урожайности травостоя 11,3 т/га.

Естественный злаковый травостой может сформировать урожайность в пределах планируемых величин 4,0...10 т/га при следующем сочетании регулируемых факторов (табл. 9).

Таблица 9

Сочетание регулируемых факторов для получения запланированной урожайности естественного злакового травостоя (среднее за 1987—1989 гг.)

УрожаВность сена, т/га Сочетание факторов

запланированная фактическая предполивная влажность почвы, % НВ доза удобрений, кг д. в. на 1 га

4,0 7,0 10,0 4,43 6,28 7,68 7,82 8,19 10,22 ¡1,30 без орошения без орошения 75—80 без орошения 75—80 75—80 75—80 без удобрений №5Рб0К20 Р110К70 К90РЦОК70 ^РбоКго К90РИ0К70 N120P3.40K3.00

НСР05 — 1987 г. — 0,57 т/га; 1988 г. — 0,63 т/га; 1989 г. — 0,32 т/га.

Исследования подтвердили возможность формирования на высокой пойме по бобовым предшественникам высокопродуктивного злакового травостоя без повторного залужения.

5. Основные закономерности водопотребления агроценозов при различной урожайности

Наблюдения за водным режимом почвы в условиях орошения предусматривают количественную оценку расхода воды в отдельные периоды роста и развития растений и в целом за вегетацию при определенном уровне продуктивности.

В условиях орошения по мере улучшения водного режима почвы увеличивается водопотребление сельскохозяйственных культур и максимальный расход влаги наблюдается при режиме орошения 75—80 %НВ (табл. 10).

Влияние предполивной влажности почвы на суммарное испарение и продуктивность агроценозов

Культура Зона проведении исследований Годы наблюдений Предполивная влажность почвы, %НВ Суммарное испарение, мм Урожай- -ность, т/г»

Картофель сухостепная 1976—1979 без орошения 174 6,9

50—55 270 13,5

65—70 334 21,1

75—80 390 31,9

Суданская сухостепная 1977—1978 без орошения 170 3,8

трава

.50-55 311 6.9

65—70 369 8,4

75—80 412 9,1

Люцерна лесостепная 1984—1986 без орошения 427 6,8

75-80 523 10,7

Травосмесь лесостепная 1984—1989 без орошения 388 5,5

(люцер-

на+кострец)

65—70 438 7,2

; 75—80 494 8,5

Пятикомпо- лесостепная 1984—1989 без орошения 362 5,6

нентная

травосмесь

65—70 408 6,8

75—80 455 8,8

Суммарное испарение, отражающее связь водного режима почвы и растений не является величиной постоянной при формировании агроценозов с различным уровнем продуктивности. Как показали исследования, вместе с ростом продуктивности культуры в значительной степени увеличивается суммарное испарение агро-ценоза. Однако отзывчивость растений на улучшение водного режима не одинаковая и лишь по отдельным культурам наблюдаемся опережающий темп прироста продуктивности над ростом суммарного испарения.

Зависимость между планируемым урожаем и определяющими его факторами может быть также выражена динамическими моделями, которыми можно описать весь процесс роста культуры от первого до последнего дня вегетации и соответствующий этому ход поступления или расхода отдельных факторов внешней среды. Для

картофеля в условиях Кулунды определены в динамике ход накопления биомассы при соответствующем расходе влаги и накопления сумм среднесуточных температур в течение вегетации. После испытания многих динамических моделей на ЭВМ по рассматриваемым факторам наиболее приемлемой оказалась функция вида:

У-±а + вх± — х

Расход влаги 00 картофелем в зависимости от числа дней от всходов (X), при поддержании уровня предполивной влажности почвы 75—80%НВ и планируемой урожайности 30 т/га клубней, может быть выражен следующим уравнением регрессии:

У 26,7 + 3,8х — ^(¡¿З х

В лесостепной зоне подбор динамических моделей для отражения характера водопотребления бобово-злаковой смеси указал на наибольшую тесноту связи у функции вида:

У - ахв • е-0*-

Водопотребление агроценоза (У) нарастающим итогом в зависимости от числа дней (X) от начала отрастания при режиме орошения 75—80%НВ и планируемой урожайности 10 т/га сена имеет следующую зависимость:

У - 2,658Хи147 • е-0'00446*.

Данные уравнения можно применять для составления программы математического обеспечения продукционного процесса и на этой основе прогнозировать выбор оптимального решения в изменяющихся условиях внешней среды для более эффективного использования энергетических ресурсов природной зоны.

В сухостепной- и лесостепной зонах по некоторым культурам был проведен расчет величины испаряемости по отдельным периодам роста и развития и в целом за вегетацию. Для расчета использовались методы, применяемые в орошаемом земледелии с коэффициентами связи, которые установлены в результате полевых опытов и рекомендованы в тех природных зонах, где проводились исследования.

В целом за вегетацию на бобово-злаковых травостоях высокую сходность расчетных и фактических величин испарения обеспечивают методы расчета по приходу ФАР, радиационному балансу, с коэффициентом связи 0,63, среднесуточным температурам,по данным испарометра ГГИ-3000 и по методу расчета испаряемости Н. Н. Иванова (табл. 11).

Однако ни один метод не отражает реального хода водопотреб-ления в июне и июле, в этот наиболее ответственный для мнЬго-летних трав период роста и развития, когда в условиях Сибири формируется основная масса урожая и растения наиболее остро нуждаются в хорошем обеспечении влагой. Для этого периода необходимо установить экспериментальным путем биоклиматические коэффициенты связи суммарного испарения агроценоза с климатическими факторами.

Исследования1 за длительный период наблюдений установлены по декадам и по месяцам изменения биоклиматических коэффициентов у картофеля, суданской травы, люцерны, различных бобово-злаковых смесей, естественного злакового травостоя при обеспечении режимов орошения 65—70%НВ и 75—80%НВ на фоне внесения расчетных доз минеральных удобрений.,

В лесостепной зоне у бобово-злаковых смесей максимальные величины биоклиматических коэффициентов, а следовательно и испаряемость агроценоза, наблюдались в июне (табл. 12).

Таблица 11

Расчетные величины испаряемости и фактическое водопотребление многолетних трав (среднее за 1984—1989 гт.)

Методы определения испаряемости Mifl Июнь Июль Август Сентябрь За вегетацию

Водобалансовый

65—70%НВ 41 149 117 71 30 408

75—80%НВ 43 154 131 95 32 455

Испаряемость:

ГГИ-3000 ■ 54 116 121 110 41 442

по Н. Н. Иванову 60 109 107 90 43 409

М. И. Будыко(Ш 80 191 189 145 40 645

П. X. Карингу (Ки-0,63) 50 120 119 91 25 405

М^ К, Каюмову (ФАР) 60 135 130 108 36 469

, А. М. Алпатьеву (0,65с1) 89 149 164 138 69 609

* Г. К. Льгову (0,1880 45 90 114 101 42 392

; Сравнение показателей биоклиматических коэффициентов у люцерно-кострецовой смеси и у сложной по ботаническому составу пятикомпонентной смеси показывает в пользу более эффективного использования влаги у травостоя с более широким набором в своем составе различных видов многолетних трав. Это обусловлено боль-

шей экологической пластичностью сложного по видимому составу агрофитоценоза, который в изменяющихся условиях внешней среды более динамичен и во времени обладает лучшей устойчивостью.

Таблица 12

Биоклиматические коэффициенты испарения у различных бобово-злаковых смесей при режиме орошения 75—809ШВ (среднее за 1984—1989гг.)

Показатель Май Июнь Июль Август Сентябрь За вегетацию

По среднесуточным температурам, Кь мм/"С 0,24 0,18 0.34 7Ш 0,24 0,17 "5Д8 0,1-7 0,14 0.24 0,22

По дефицитам влажности, Ка, мм/мб 0,44 тпзт 0.71 0,67 0,57 1Ш 0.42 0,45 0.36 0,30 0,53 "М5

По радиационному балансу, кида. 2 мм/кДж см 0,18 "одЗ 0,20 0,19 0,18 "5Д7 0,15 0,16 0.22 0,19 0.18 0,17

По испарителям ГШ-3000, Ки, мм/мм 1.11 0,80 1.41 1,33 0,81 0,86 0.93 0,78 1.12 1,03

По испаряемости (Н. Н. Иванов, 1957, расчетное), мм/мм 1,00 "бЛ! 1,50 мт 1,35 0,99 1,06 0.88 0,74 1.21 1,11

Примечание: числитель — люцерно-кострецовая смесь; знаменатель — пятикомпонентная бобово-злаковая смесь.

Среднесуточное водопотребление, установленное в динамике на основе учета основных расходных статей-водного баланса, позволяет судить об интенсивности водопотребления культуры в различные периоды роста и развития при определенных условиях увлажнения и формируемой урожайности. Для объективного суждения о расчетных параметрах оптимального режима орошения и хода водопотребления культуры в таких условиях увлажнения важно использовать показатели среднесуточного расхода влаги, полученные в результате экспериментальных исследований в данной почвенно-климатической зоне.

Люцерна более интенсивно расходует влагу в начальный период своего развития. Обладая высокими темпами прироста биомассы весной, она резко увеличивает среднесуточное водопотребление. Расходы влаги в мае превосходят злаковый травостой на 27...34%, в июне на 20...2б%. Во вторую половину вегетации уровень сред-

несуточного водопотребления у злаковых и бобовых культур выравнивается.

В сухостепной зоне наибольшее водопотребление у картофеля отмечено при режиме орошения 75—80^, НВ в фазу цветения и в период накопления клубней, когда растения расходуют до 4,8 мм воды в сутки. У суданской травы максимальные суточные расходы влаги наблюдались в межфазный период выхода в трубку — выбрасывание метелки, где они составили в условиях оптимального увлажнения при первом укосе 7,6, при втором 4,6 мм.

Эффективность использования влаги растениями может быть выражена коэффициентом водопотребления, который является интегральным показателем связи конечной продуктивности агроце-ноза с суммарным водопотреблением.

Функциональная зависимость коэффициента водопотребления с уровнем продуктивности агроценозов позволяет определить основные направления оптимизации регулируемых факторов и их сочетания в данной природной зоне, а также снизить до минимума неблагоприятное воздействие отдельных факторов внешней среды на растения, обеспечивая реализацию биологического потенциала продуктивности у сортов и гибридов.

У картофеля в сухостепной зоне при оптимизации водного и питательного режимов почвы коэффициент водопотребления составил 122 м /т и был в 2,5 раза ниже, чем в условиях естественного увлажнения.

Исследованиями установлено, что в условиях лесостепной зоны Приобья увеличение урожая с 5,5 до 10,5 т/га у люцерны приводит к снижению коэффициента водопотребления с 736 до 503 м /т. Бо-бово-злаковая смесь люцерны с кострецом более продолжительна по времени использования травостоя. Этот агроценоз при длительном использовании более остро реагирует на изменение уровня минерального питания и степень увлажнения. В условиях водного дефицита и недостатка элементов минерального питания в варианте без орошения и удобрений коэффициент водопотребления составил 860 м3/т, а при оптимальном сочетании этих факторов снизился до 464 м /т. Более действенным фактором, регулирующим расход влаги, являются минеральные удобрения. Их применение снижало коэффициент водопотребления в 1,8— 1,9 раза.

Сравнивая различные травосмеси по эффективности использования растениями влаги можно отметить преимущество травостоев, имеющих в своем составе большее содержание засухоустойчивых бобовых трав. В условиях обской поймы злаковые травы в смеси с эспарцетом и донником меньше затрачивают воды на формирование 1 т сухой биомассы, чем бобово-злаковые смеси с люцерной.

6. Гидрологический и гидрогеологический водный режим пойменных земель

Естественный водный режим пойменных земель определяет весь комплекс организационно-хозяйственных, гидротехнических, мелиоративных и агротехнических мероприятий, которые должны быть направлены на создание благоприятных условий для формирования высокопродуктивных сеяных агрофитоценозов.

Гидрологический -режим является одним из важных характеристик мелиоративного состояния земель поймы. По уровню, срокам, длительности затопления кормовых угодий можно судить о целесообразности применения тех или иных видов мелиорации.

Анализ характера затопления высокой, средней и низкой поймы показывает, что наиболее благоприятный водный режим наблюдается на средней пойме, ще продолжительность затопления в умеренные и маловодные годы не превышает 25 дней, а слой воды на массиве составляет 0,40...0,85 м (табл. 13).

Высокая пойма заливается только в годы с большим паводком на период до 20 дней, что позволяет формировать здесь агроценозы с широким набором культур, включая бобовые многолетние травы.

Максимальная продуктивность лугов поймы наблюдается в годы, близкие к 50%-й обеспеченности паводком. Именно в средние по водности годы естественные сенокосы дают наивысший урожай. Это вполне закономерно для саморегулирующих ценозов, которые в равной степени отрицательно реагируют на отклонения в ту или иную сторону условий обводнения.

Таблица 13

Максимальный уровень и длительность затопления поймы в годы различной обеспеченности (за 1958—1988 гг.)

Обеспеченность Уровень пойменных земель

паводком, % высокая пойма средняя пойма низкая пойма

25 0,60 ИГ 1,35 Ю" 1,35.-2,05 40...80

50 не затопляется 0,85 1Г~ 0,85.-1,55 25-50

75 не затопляется 0,50 15 0,50.-1,20 15...35

95 не затопляется 0,40 ~ПГ 0,40-1,10 10-30

Примечание: числитель — слой воды, м, знаменатель — продолжительность затопления, дни.

При разработке оптимального режима орошения для многолетних трав важно определить количество воды поступающей к растениям из грунтовых вод, так как при близком залегании они существенно изменяют величину оросительной нормы и в динамике своего поступления в корнеобитаемый слой почвы вносят определенные коррективы в распределение сроков проведения вегетационных поливов.

Грунтовые воды на угодьях высокой поймы достигают наивысшей отметки от поверхности почвы во второй и третьей декаде июля, то есть через 1,5 месяца после максимального уровня паводка. Эта задержка, в определенной мере, связана с фильтрационными процессами на затопленных массивах средней и низкой поймы и передвижением напорных вод по водоносным горизонтам.

Запаздывание с поступлением воды на высокую пойму, по-видимому, является основной причиной прогрессирующего здесь процесса остепнения и деградации растительных сообществ в сторону формирования засухоустойчивых и низкопродуктивных агроцено-зов при естественных условиях увлажнения.

Грунтовые воды играют заметную роль в суммарном водопот-реблении агроценозов на пойме. При общей доле их участия за вегетацию до 22% в июле и августе они обеспечивают потребность растений во влаге до 25...33%, снимая необходимость в проведении от одного до трех поливов в зависимости от степени засушливости вегетационного периода.

7. Экономическая эффективность и экологическая обоснованность орошения сельскохозяйственных культур

В условиях повышения роли экономических методов хозяйствования широкое распространение получили технологии гарантирующие высокий уровень и стабильность производства зерновых, кормовых, технических и овощных культур. При выращивании высоких планируемых урожаев изменяются в сторону увеличения текущие затраты на производство и освоение перспективных технологий за счет улучшения водного режима, применения более высокого уровня минерального питания и других агротехнических ' мероприятий по уходу за посевами и уборке дополнительной продукции.

Накладывают определенный отпечаток на структуру капитальных и текущих затрат зональные особенности, вызывая необходимость учитывать при сооружении оросительных систем водный и солевой режим почв, уровень грунтовых вод, степень засушливости и динамику складывающихся погодных условий, влияющих на ко-

личество и распределение поливов, величину оросительной и поливной нормы.

Имеет значение для повышения эффективности орошения правильный подбор сельскохозяйственных культур в структуре посевных площадей и севооборотах. Обладая различной отзывчивостью на орошение и имея свои стоимостные показатели, они обеспечивают не равнозначный по объему сбор дополнительной продукции и ее стоимость, изменяя, тем самым, в значительных пределах окупаемость затрат на ее производство (табл. 14). „

В сухостепной зоне высокую эффективность при орошении обеспечивает возделывание картофеля. Суданская трава в условиях орошения менее эффективна, рентабельность ее производства в 3,5...4,0 раза ниже картофеля.

В лесостепной зоне на пойменных землях высокорентабельной культурой является люцерна. По показателям экономической эффективности она значительно превосходит бобово-злаковые и злаковые смеси.

На естественном злаковом травостое существенный рост чистого дохода обеспечивает полное минеральное удобрение.

Орошение в сочетании с фосфорно-калийным и полным минеральным удобрением достаточно эффективно на всех травостоях. Оно обеспечивает продуктивное долголетие и позволяет создать условия водного режима в соответствии с потребностью растений, что гарантирует стабильную по годам продуктивность многолетних трав при высокой эффективности производства кормов на пойменных землях.

В зависимости от видового состава травостоя и уровня планируемого урожая на пойменных землях можно рекомендовать дифференцированный подход к системе удобрения. На бобово-злаковых смешанных травостоях целесообразно комбинированное сочетание фосфорно-калийного и полного минерального удобрения в зависимости от состава компонентов в травостое. В первые годы в них преобладают бобовые травы и, следовательно, эффективно будет внесение фосфорно-бобовых удобрений, а в более поздние сроки, при доминировании в травостое злаковых культур, высокую отдачу обеспечивает полное минеральное удобрение.

Экономическая эффективность возделывания различных сельскохозяйственных куньтур

Культура Предп сшивная влажность почвы, %нв \ Доза удобрений, кг д.в. на 1 га Урожайность т/га Затраты на 1 га, руб. Себестоимость 1 т, руб. Условный чистый доход, руб. Рентабельность, %

Картофель без оро- без удобре- 6,4 774 121 20 3

шения ния

65—70 №5Р95К135 21,1 1023 48 1593 156

75—80 МмоРиоКио 31,9 1179 37 2777 236

Суданская без оро- без удобре- 3,8 146 38 75 51

трава (сено) шения ния

75—80 №оР25Кгоо 9,1 322 35 207 64

Люцерна без оро- без удобре- 5,4 183 34 233 127

(сено) шения ния

75—80 Р140К100 10,7 293 27 531 181

Бобово-злако- без оро- без удобре- 4,5 152 34 128 84

вые смеси шения ния

75—80 Р140К100 8,6 252 29 289 115

75—80 М120Р140КЮ0 10,6 294 28 434 148

Естественный без оро- без удобре- 4,4 149 34 125 84

злаковый шения ния

травостой

75—80 Р140К100 7,6 244 32 234 96

75—80 №120Р140КЮ0 11,3 314 28 463 148

Предложенные технологии дают высокую эффективность в границах агропроизводственных контуров высокой поймы. Поэтому организация территории с ландшафтно-контурным подходом является одним из первых и важных элементов при решении экологических проблем на пойме. На контурах высокой поймы, в силу устойчивости водного режима, возможно более длительное использование сеяных бобово-злаковых смесей без перезалужения, применение небольших поливных норм, посев бобовых культур для использования растениями биологических форм азота.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В Западной Сибири к зонам неустойчивого и недостаточного увлажнения относятся лесостепные районы Приобского плато и степные районы Кулундинской низменности. По типу континентальное™ они находятся в границах от среднего до очень континентального с испаряемостью, превышающей выпадающие годовые осадки в 1,3...3,1 раза и гидротермическим коэффициентом в год 75% обеспеченности, соответственно 0,57...0,74 и 0,33...0,42. В этих природных условиях при естественном увлажнении достаточно проблематичным становится получение высоких и устойчивых по годам урожаев сельскохозяйственных культур. Поэтому оросительные мелиорации следует рассматривать здесь как достаточно эффективное средство повышения степени использования ресурсов климата на создание высокопродуктивных агроценозов и считать одним из наиболее действенных направлений интенсификацию сельскохозяйственного производства. Проведенное районирование территории юга Западной Сибири позволило определить по световым ресурсам три зоны, по показателям поступающего тепла в интервале градаций сумм активных температур в пределах 200°С шесть зон. Для каждой из них определены и рекомендованы для выращивания экологические типы сельскохозяйственных культур с обеспеченностью их созревания не ниже в 90% лет. По условиям влагообеспеченности территория разделена на 5 зон, ■ по биоклиматическому потенциалу продуктивности при естественном и оптимальном увлажнении выделено 5 уровней биологической продуктивности сельскохозяйственных культур с установлением границ агроклиматических зон.

2. Оценка основных земледельческих районов юга Западной Сибири позволила по показателям климата обосновать схему агроклиматического районирования территории. В пределах умеренного пояса, охватывающего территорию в интервале суммы активных температур 1200...4000°С, обозначились два подпояса: холодно-умеренный и умеренный с суммой температур соответственно 1200...22000 и 2200...4000°С. В пределах этих подпоясов выделены две температурные полосы: среднеранних культур и культур средней спелости. При районировании по условиям увлажнения определились границы двух областей: достаточного и недостаточного увлажнения с коэффициентами увлажнения по Д. И. Шашко 0,60...0,45 и 0,45...0,15. Область недостаточного увлажнения включает зоны: полувлажная с коэффициентом увлажнения 0,45...0,35; полузасушливая — 0,35...0,25; засушливая — 0,25...0,20 и очень

засушливая — 0,20...0,15. Предложенная нами схема агроклиматического районирования согласуется с почвенно-климатическим районированием территории лесостепной и степной зон юга Западной Сибири, принятое в зональных системах земледелия.

3. В условиях Кулунды потенциальная урожайность картофеля обеспеченная ресурсами ФАР составляет 61,5 т/га, при коэффициенте использования ФАР в пределах 3%. Поддержание уровней предполивной влажности почвы не ниже 65—70%НВ и 75— 80%НВ на фоне внесения расчетных норм минеральных удобрений обеспечивает фактическую урожайность соответственно 21,4 и 32,4 т/га клубней. Количество вегетационных поливов при режиме орошения 65—70%НВ составляет от 3 до 4, нормами 300...600 м /га. Средний межполивной период находится в пределах 15...25 дней. На варианте 75...80%НВ количество поливов возрастает до 7—8 нормами 300...400 м /га. Средний межполивной период сокращается до 9...12 дней.

В условиях оптимизации водного режима у картофеля в верхнем полуметровом слое почвы сосредоточено до 88% корневой системы и этот слой можно отнести к физиологически активному. Установлено, что на каштановых среднесуглинистых почвах поливная норма 500 м3/га наиболее полно отвечает биологической потребности картофеля по глубине увлажнения слоя.

Суданская трава при утилизации 3% ФАР может обеспечить в условиях Кулунды формирование урожайности до 21,6 т/га сухого вещества. Фактически сочетание режима орошения с предполивной влажностью почвы 75—80%НВ и внесением ЫбоР25Кюо кг/га удобрений пока дает возможность получать до 10 т/га сена суданской травы. При этом расход влаги за вегетацию, связанный с изменением урожайности, описываются уравнением прямолинейной регрессии: Е=35,806+42,514Х.

4. Возможная урожайность люцерны, обеспеченная приходом ФАР в лесостепной зоне Приобья составляет 17,4 т/га. Поступающие ресурсы тепла ограничивают продуктивность культуры до 10 т/га абсолютно сухого вещества, или 11,7 т/га сена. При сочетании режима орошения 75...80%НВ с применением удобрений в дозах Рпо—140К70—юо кг/га фактическая урожайность люцерны составляет 8,6...10,7 т/га сена.

В условиях оптимизации водного и пищевого режимов выход сухого вещества в расчете на 1000°С суммы среднесуточных температур достигает 5,5 при коэффициенте использования ФАР за вегетацию, в зависимости от возраста травостоя в пределах 1,30...1,93%.

Суммарное водопотребление люцерны за вегетацию может быть определено: по среднесуточным температурам к дефицитам влажности воздуха Е=0,272:1 и Е=0,632с1; по приходу радиационного ба-

ланса и

фотосинтетически

гески активной радиации: 2 ФАР- 1002

иЕ = 0,27-

; при расчете показа-

телей испаряемости по методу Н. Н. Иванова и по данным испа-рометра ГГИ-3000: Е=1,462Е0 и Е=1,222Е0<гги-зооо).

5. Режим орошения люцерно-кострецовой смеси зависит от состава травостоя. В годы с преобладанием в травостое люцерны, имеющей хорошо развитую и глубокую укореняющуюся корневую систему, потребность в орошении невысокая и число поливов, при обеспечении уровня предполивной влажности 75—80%НВ, не превышает 1—2 с оросительной нормой 500—600 м3/га. С возрастом травостоя, при доминировании в нем костреца безостого, имеющего мочковатую корневую систему, число поливов увеличивается до 2—3, & оросительная норма возрастает до 1000—1500 м3/га.

Исследования подтвердили необходимость сочетания во времени различных уровней фосфорно-калийного и полного минерального удобрения на бобово-злаковых смесях, в зависимости от режима орошения, состава травостоя, продолжительности его использования и уровня планируемого урожая.

6. В лесостепной зоне на луговых почвах высокой поймы для бобовых и бобово-злаковых смесей оптимальным уровнем предполивной влажности почвы является 75—80%НВ. В сочетании с расчетными дозами минеральных удобрений, режим орошения 75—80%НВ обеспечивает продуктивность травостоя в пределах 11,0...11,2 т/га сена. Наблюдения за изменением флористического состава лугового агрофитоценоза показали, что на сеяных бобовых и бобово-злаковых травостоях формируются устойчивые, а также эпизодические абсолютные доминанты с резкой сменой бобовых культур на бобово-злаковые в первые два года пользования и на злаковые ценозы в третий и последующие годы. С возрастом травостоя в условиях естественного увлажнения происходит обеднение флористического состава луговых агрофитоценозов с сопутствующим этому снижением продуктивности и изменением соотношения компонентов в смеси, а при орошении и внесении минеральных удобрений увеличивается содержание ценных в кормовом отношении бобовых и злаковых трав и ограничивается внедрение в травостои разнотравья.

7. Суммарное водопотребление у 2-х, 3-х и 5-ти компонентных смесей может быть определено по уравнениям регрессии: Е=237,9=23,2Х; Е=233,6=25,7Х и Е=287,2=17,1Х. Для люцерно-кострецовой смеси уравнение приводится с учетом сочетания регулируемых факторов: Е=230,3=34, ЗУ-0,13 X.

8. Естественный злаковый травостой, сформированный после

выпадения люцерны, состоит преимущественно из верховых мезо-фитных злаковых трав. В условиях естественного увлажнения доля злаковых в агрофитоценозе составляет 75...88%, а при орошении и внесении минеральных удобрений их содержание возрастает до 90...98%.

Урожайность в пределах 4...б т/га сена на злаковом травостое обеспечивается в условиях естественного увлажнения на фоне фос-форно-калийного питания или при орошении, но без внесения удобрений. Более высокий уровень продуктивности, до 10... 11 т/га, можно получить только в условиях сочетания орошения с внесением азота в дозе 90...120 кг/га на фоне фосфорно-калийных удобрений.

9. Для условий Кулунды по-декадно определены ход формирования сухой биомассы картофеля, расход влаги и накопление суммы среднесуточных температур с установлением на ЭВМ функции вида:

У = А + ВХ ±

Расход влаги по дням (X) при поддержании уровня предполив-ной влажности почвы 75—80%НВ определяется следующей зависимостью:

У « 26,7 + 3,8Х -

Предложенное уравнение соответствует условиям, при которых растения в течение вегетации хорошо обеспечиваются влагой и питательными веществами, рассчитанными на получение планируемой урожайности до 30 т/га клубней.

В лесостепной зоне Приобья на травостое люцерны с кострецом установлены по пятидневкам в динамике ход нарастания сумм среднесуточных температур воздуха, накопление биомассы и расход влаги при урожайности 9...10 т/га сена. Подбор динамических моделей на ЭВМ по рассматриваемым факторам указал на наибольшую тесноту связи у функции вида: У=АХВ е .

Накопление сухой биомассы бобово-злаковой смеси в условиях орошения на пойме может быть выражено уравнением:

У=0,616 X1'2604 е"0,00725х.

Водопотребление агрофитоценоза нарастающим итогом при поддержании предполивной влажности 75—80%НВ имеет следующую зависимость:

У=2,658 X1'2147 е-°-00446Х.

Сумма необходимых температур, обеспечивающих заданный ход накопления биомассы и расхода влаги в условиях лесостепи, должна отвечать следующему уравнению:

¥=9,9537 Х1Д362 е"0'00067*

Полученные нами уравнения можно применять для составления программы математического обеспечения продукционного процесса и на этой основе прогнозировать выбор оптимального решения в изменяющихся условиях внешней среды для более эффективного использования энергетических ресурсов природной зоны.

10. Высокая пойма в годы 25% обеспеченности паводком заливается на 60%, а при обеспеченности свыше 50% луга этой поймы не обводняются. При затоплении высокой поймы наблюдается краткая поемность со сроками затопления менее 20 дней.

Средняя пойма в годы 25% обеспеченности заливается полностью, а в годы 50, 75 и 95% обеспеченности соответственно на 90, 53 и 42% всей площади. Поемность лугов средняя, сроки затопления от 40 до 10 дней.

Наибольшая продуктивность лугов поймы лесостепной зоны наблюдается в годы близкие к 50% обеспеченности паводком.

11. В балансе водопотребления многолетних трав на пойменных землях доля грунтовых вод составляет 22%, изменяясь в различные периоды вегетации от 14 до 33%. В зависимости от степени засушливости года это снимает необходимость в проведении на пойме от одного до трех вегетационных поливов.

Наибольший подъем грунтовых вод наблюдается во второй и третьей декаде июля, через полтора месяца после достижения максимального уровня паводка. Запаздывание с поступлением грунтовых вод на высокую пойму является одной из основных причин прохрессирующего здесь процесса остепнения и де1радации растительных сообществ.

12. В степной зоне картофель при режиме орошения 75— 80%НВ на фоне внесения расчетных доз удобрений обеспечивает чистый доход в пределах 2,5...3,0 тыс. руб/га при себестоимости 39...36 руб/т. Суданская трава при режиме орошения 75—80%НВ в весенних посевах гарантирует получение чистого дохода до 207 руб/га. В лесостепной зоне люцерна при оптимизации водного и пищевого режимов обеспечивает прибыль в пределах 530 руб/га и рентабельность 181%. В пределах 450...460 руб/га дают чистого дохода бобовые и бобово-злаковые смеси при себестоимости продукции 28 руб/т.

Высокую продуктивность производства обеспечивают естественные злаковые травостои по бобовым предшественникам, которые при режиме орошения 75—80%НВ на фоне расчетных доз полного

минерального удобрения дают до 420...460 руб/га чистого дохода при рентабельности производства 148...149%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При проектировании оросительных систем и выборе наиболее перспективных зон для организации регулярного орошения необходимо использовать схему агроклиматического районирования. На юге Западной Сибири в области недостаточного увлажнения выделены следующие зоны увлажнения: полувлажная с коэффициентом увлажнения 0,45...0,35, полузасушливая — 0,35...0,25, засушливая — 0,25...0,20 и очень засушливая — 0,20...0,15.

2. В условиях Кулунды производство картофеля возможно только при условии регулярного орошения. Урожайность до 30...32 т/га клубней может быть получена при поддержании уровня предпо-ливной влажности почвы не ниже 75...80%НВ в сочетании с удобрениями в дозе МноРмоКгю кг/га. Количество поливов в засушливые годы составляет 7—8, нормами 300—400 м /га при среднем межполивном периоде 9...12 дней. Урожайность суданской травы в пределах 10 т/га сена можно получить при сочетании предполивной влажности почвы 75—80%НВ с внесением удобрений в дозе МбоР25Кюо кг/га и длине вегетации 110 дней.

3. На незатопляемых угодьях поймы в лесостепной зоне При-обья производство кормов может быть достаточно эффективным в системе применяемого комплекса мелиоративных и агротехнических мероприятий включающих: коренное улучшение с полным уничтожением естественного растительного покрова; залужение бобовыми и бобово-злаковыми травами, орошение, внесение удобрений и применение двухукосного способа использования травостоя. Энергетические ресурсы природной зоны позволяют здесь у бобовых, бобово-злаковых и злаковых смесей формировать при орошении уровень продуктивности до 10...14 т/га сена.

На люцерне и бобово-злаковых травостоях с преобладанием бобовых культур эффективны фосфорно-калийные удобрения в дозах Рпо—140К70-100 кг/га. При смене доминантов на злаковые ценозы необходимо дополнительно вносить азотные удобрения в дозах не ниже N90—120 кг/га на фоне фосфорно-калийных удобрений.

4. Прогнозируемая величина суммарного водопотребления за вегетацию на планируемую урожайность может быть определена на основе показателей величины испаряемости, среднесуточных температур и дефицитов влажности воздуха с учетом установленных коэффициетов связи.

Регулирование водного режима в течение вегетации и его оптимизация достигается за счет использования динамических моделей связи водопотребления с приростом биомассы и ходом нарастания

среднесуточных температур, обеспечивающих заданный по программе уровень продуктивности. Для этих целей также могут быть использованы биоклиматические коэффициенты, определенные в динамике по приходу радиационного баланса, ФАР, испаряемости, среднесуточным температурам и дефицитам влажности воздуха.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Водопотребление и урожай картофеля в условиях орошения в Кулундинской зоне Алтайского края // Мелиорация земель Западной Сибири « пути повышения их использования / Тр. Всесоюз. научн.-исслед. ин-та гидротехники и мелиорации. Западно-Сибирский филиал. — Тюмень, 1978. — С. 96—98 (в соавторстве).

2. Влияние минеральных удобрений на продуктивность картофеля при орошении в условиях Кулундинской степи // Пути повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур в условиях Алтайского края / Тр. Алтайского сельскохозяйственного института. — Барнаул, 1978. — С. 78—82.

3. Особенности фотосинтеза растений картофеля при орошении в условиях Кулундинской зоны Алтайского края // Эффективное использование орошаемых земель в Сибири / Тр. Сибирского НИИ гидротехники и мелиорации. — Красноярск,

1978. — С. 75—81.

4. Резервы роста урожая на Алтае // Картофель и овощи. — 1978. — № 7. — С. 6.

5. Особенности формирования растений картофеля при орошении в условиях Кулундинской зоны // Вопросы плодородия и рационального использования земли в Алтайском крае / Тр. Алтайского сельскохозяйственного института. — Барнаул,

1979. — С. 161—165 (в соавторстве).

6. Формирование урожая картофеля при орошении в условиях Кулундинской степи // Сиб. вестн. с.-х. науки. — 1980. — № 2. — С. 84—86 (в соавторстве).

7. Орошение картофеля в Кулунде // Картофель и овощи. — 1981. — № 7. — С. 8—9 (в соавторстве).

8. Качество клубней при орошении // Земля сибирская, дальневосточная. — 1981. — № 1Z — С. 22—23.

9. Орошение — резерв сельскохозяйственной Кулунды // Комплексное мелиоративное освоение земель в зоне Кулундинского канала / Тр. Алтайского филиала СибНИИГиМ. — Барнаул, 1982. — С. 21—22 (в соавторстве).

10. Получение планируемых урожаев картофеля в Кулунде И Доклады ВАСХ-НИЛ. — 1982. — № 3. — С. 16—18 (в соавторстве).

11. Урожайность и оценка эффективности возделывания картофеля при орошении в условиях Кулунды // Сиб. вестн. с.-х. науки. — 1982. — № 4. — С. 103—105.

12. Поливные нормы и картофель .// Земля сибирская, дальневосточная. —

1983. — № 6. — С. 26—27.

13. Водопотребление и урожайность картофеля в Кулунде // Гидротехника и мелиорация. — 1983. — № 3. — С. 65—67.

14. Влагообеспеченность и продуктивность картофеля в степной зоне Алтайского края // Сиб. вестн. с.-х. науки. — 1983. — № 5. — С. 21—26.

15. Основа высокой рентабельности // Земля сибирская, дальневосточная. —

1984. — № 7. — С. 8—9 (в соавторстве).

16. Технология возделывания картофеля в Кулунде при орошении // Факторы плодородия почв и их регулирование / Тр. Алтайского сельскохозяйственного института. — Новосибирск, 1985. С. 103—109.

17. Контурно-мелиоративное освоение пойменных земель // Методические основы интенсификации почвозащитного земледелия / Тр. Алтайского НИИ земледелия и селекции. — Новосибирск, 1986. — С. 79—86.

18. Колхоз — школа передового опыта по орошаемому земледелию // Мелиорация и урожай. — 1986. — N9 4. — С. 4—5 (в соавторстве).

19. Пойменные угодья — резерв кормопроизводства // Земля сибирская, дальневосточная. — 1987. — № 8. — С. 34—36 (в соавторстве).

20. Земледелие на мелиорируемых землях. Повышение продуктивности естественных кормовых угодий // Система земледелия в Алтайском крае / Тр. Алтайского НИИ земледелия и селекции. — Новосибирск, 1987. — С. 62—69; 190—205 (в соавторстве).

21. Кормопроизводство. Орошаемое земледелие // Система ведения сельского хозяйства Алтайского края / Тр. Алтайского НИИ земледелия и селекции. — Новосибирск, 1988. — С. 117—125; 131—135 (в соавторстве).

22. Орошение и удобрение злаково-бобовой смеси на пойменных землях // Сиб. вестн. с.-х. науки. — № 3. — С. 50—53.

23. Улучшение пойменных земель // Проблемы развития агропромышленного комплекса и обеспечения населения края продовольственными ресурсами / Тезисы Всесоюзн. научно-практической конференции. — Барнаул, 1989. — ч. 1. — С. 6468.

24. Эколого-мелиоративные основы производства кормовых культур на пойменных землях Приобья // Земля сибирская, дальневосточная. — 1990. — № 1. — С. 38—39.

25. Водный баланс на орошаемых сенокосах поймы р. Оби // Достижения науки и техники АПК. — 1990. — № 6. — С. 17—18.

26. Прогнозирование водопотребления многолетних трав на пойменных землях Приобья // Сиб. вестн. с.-х. науки. — 1990. — № 5. — С. 56—62.

27. Биоклиматические коэффициенты испарения и продуктивность многолетних трав в лесостепной зоне Алтая // Вестник с.-х. науки. — 1990. — № 11. — С. 118— 124 (в соавторстве).

28. Влияние минеральных удобрений на продуктивность многолетних трав в лесостепной зоне Алтая // Ресурсы земледелия в Алтайском крае / Тр. Алтайского НИИ земледелия и селекции. — Новосибирск, 1990. — С. 105—113.

29. Водный режим многолетних трав и расход влаги на богаре и орошении в лесостепной зоне Алтая // Ресурсы земледелия в Алтайском крае //Тр. Алтайского НИИ земледелия и селекции. — Новосибирск, 1990. — С. 92—97 (в соавторстве) .

30. Гидрологический режим и продуктивность лугов поймы // Агробиологическая оценка почвенно-климатических ресурсов и их регулирование / Тр. АСХИ. — Барнаул, 1991. — С. 40—49.

31. Грунтовые воды в водном режиме почв и продуктивность лугов на пойме // Режимы почвы и их регулирование в условиях Алтайского края / Тр. АСХИ. — Барнаул, 1990. — С. 124—130.

32. Расходы влаги и урожайность злаково-бобовых многолетних трав при орошении // Экологические проблемы в земледелии Алтайского края / Тр. АНИИ-

. ЗиС. — Новосибирск, 1991. — С. 107—114.

33. Водно-физические свойства орошаемых луговых почв высокой поймы Приобья // Экологические проблемы в земледелии Алтайского края / Тр. АНИИ-ЗиС. — Новосибирск, 1991. — С. 1230—128 (в соавт.).

34. Водопотребление и продуктивность многолетних трав при оптимизации водного режима // Актуальные аспекты интенсивных технологий в растениеводстве / Тр. АСХИ. — Барнаул, 1991. — С. 6—7.

35. Орошаемое земледелие. Культуртехнические работы и коренное улучшение сенокосов и пастбищ. Использование естественных сенокосов и пастбищ // Система ведения земледелия АПК в Алтайском крае / Тр. АНИИЗиС, АСХИ. — Новосибирск, 1992. — Т. 1. — С. 25—33; 85—87 (в соавторстве).