Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПЛАНИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ ЗЕЛЁНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАПЛАНИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ ЗЕЛЁНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ"

// -З&М

На правах рукописи

Пак Станислав Борисович

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЗАПЛАНИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ ЗЕЛЁНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОБИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУ РЕЙНСКОЙ РАВНИНЫ

Специальность 06.01.02. - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград -2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный аграрный университет».

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, академик

РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор КРУЖИЛИН И.О.

Официальные оппоненты:- доктор сельскохозяйственны к наук,

старший научный сотрудник БОРОДЫЧЁВ В.В.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ТИХОНОВА М.К.

Ведущее предприятие: • ГНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институтсонм

Зашита состоится «01>> марта 2005 года в 10ч. 15мин.часов на заседании диссертационного совета Д.220.008.01 - при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия», ауд. 214.

Адрес: 400002, г. Волгоград, ул. Институтская, 8, ВГСХА. С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ВГСХА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенная печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « » 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доцент, кандидат сельскохозяйственных наук —— В.В, НОЖКИНА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В условиях муссонно-континентального климата Амурской области ежегодный дефицит дождевых осадков весной и в первой половине лета затрудняет получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур без орошения.

На орошаемых землях необходимо размешать в первую очередь высокорентабельные кормовые культуры, к одной из которых относится кукуруза, выращиваемая на зелёную массу и силос. Возделывание кукурузы в условиях орошения находит широкое распространение во многих регионах Российской Федерации. Определяется это тем, что она является основной кормовой и технической культурой, широко используется в пищевой промышленности, рационах кормления животных и некоторых других отраслях народного хозяйства. В Амурской области, из-за отсутствия научно-обоснованных рекомендаций по возделыванию кукурузы на поливе средняя урожайность её остаётся низкой, не более 20-25 т/га зелёной массы.

В этой связи актуальное значение имеют исследования по разработке режима орошения кукурузы, обосновывающие возможности получения запланированных урожаев зелёной массы.

Цель н задачи исследований. Цель исследований сводилась к обоснованию оптимального водного режима почвы, обеспечивающего в сочетании с внесением расчётных доз удобрений получение запланированных урожаев кукурузы на уровне 40,60 и 80 т/га зелёной массы.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решались следующие задачи:

- проанализировать существующие методы обоснования режимов орошения кукурузы на зелёную массу при возделывании её на орошаемых землях в различных почвенно-климатических условиях ^оссийсКОЙ^Фсдерацин;,

ЦНБ МСХД фонд научной Литературы

3 [до-^!^/*

- изучить динамику и закономерности формировать водного режима в вариантах с различной предполивной влажности активного слоя почвы, суммарное и среднесуточное во до потребление кукурузы на зелёную массу;

- выявить особенности роста и развития кукурузы при различном водном режиме почвы и уровнях минерального питания;

- установить оптимальные сочетания изучаемых факторов, обеспечивающие получение запланированных урожаев зелёной массы;

- определить показатели фотосинтетической деятельности растений, обеспечивающие возможность формирования различной урожайности кукурузы на зелёную массу;

- определить экономическую и энергетическую эффективность орошения кукурузы при различных уровнях планируемой урожайности.

Научная новизна. Впервые л ля условий южной зоны Амурской области установлены закономерности формирования водного режима почвы и во-допотребления кукурузы на зеленую массу. Разработан режим орошения, обеспечивающий поддержание водного режима почвы, необходимого для получения планируемой в пределах 40, 60 и 80 т/та зелёной массы. Для каждого уровня урожайности обоснованы оптимальные показатели роста и развития культуры, разработаны оптимальные сочетания режима орошения и доз внесения удобрений.

Основные положения выносимые на защиту:

- обоснование режимов орошения, обеспечивающих поддержание влажности в активном слое почвы в разные но обеспеченности осадками годы не ниже 60, 70 и 80% НВ;

- необходимое сочетание регулируемых факторов, позволяющих получать 40,60 и 80 т/га зелёной массы кукурузы;

- суммарное и среднесуточное водопотребление для формирования различной урожайности зелёной массы кукурузы;

- управление водным режимом в активном слое почвы с использованием прогностической, корректирующей и оперативно-текущей программ.

Практическая значимость. Результаты исследований позволили оптимизировать технологический процесс возделывания кукурузы на зелёную массу на орошаемых землях в условиях Зейско-Буреинской равнины Амурской области. Основывается оптимизация и рационализация технологии на строгом нормировании сочетаний регулируемых факторов, необходимых для получения высоких запланированных урожаев зелёной массы кукурузы при сохранении почвенного плодородия.

По результатам исследований разработаны рекомендации по оптимизации режима орошения и доз внесения минеральных удобрений, обеспечивающих получение запланированной урожайности с высокой экономической эффекти вностью.

Реализация работы. Полученные результаты исследований были внедрены в учебно-опытном хозяйстве ДальГАУ с, Грибское и СПК «Волков-ское» Благовещенского района. Рекомендации по режиму орошения кукурузы на зелёную массу одобрены ФГУ «Управление «Амурмелиоводхоз» и рекомендованы для практического применения на орошаемых землях южной зоны Амурской области.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научных и научно-практических конференциях инженерно-строительного института Дальневосточного государственного аграрного университета, (г. Благовещенск, с 1986 по 2000 г.г.), на международной научно-практической конференции «Современные оросительные мелиорации —состояние и перспективы» г, Волгоград, 2004 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных

работ.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов и предложений производству, изложена на 197 страницах компью-

терного текста, включает 45 таблиц, 14 рисунков, 17 приложений. Список 1 «с пользован ной литературы содержит 229 наименований, в том числе — 10 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена краткая характер не гика диссертационной работы, показана актуальность темы, определены цель н задачи исследований, сформулированы научная новизна н их практическая значимость, апробация результатов исследований.

В первой главе описаны природные условия местности, где проводились исследования. Климат юга Амурской области муссон но-континентальный. Для зимнего периода характерны низкие температуры воздуха (до -48-50°С), безветренная морозная потда с ясными солнечными днями. Маломощный снежный покров - 0,22 м, в отдельные годы достигает 0,31 м. Промерзание почвогрунтов - глубокое, до 3,0 м. В весенний период в результате высокой испаряемости и ветровой деятельности наблюдается иссушение почвы, негативно сказывающееся на росте и развитие сельскохозяйственных культур.

Своеобразие климата обусловливает выпадение значительного количества дождевых осадков во второй половине теплого периода гола и неравномерное их распределение. За апрель-октябрь сумма осадков составляет в среднем 490-510 мм. Ежегодно, в течение мая - первой половины июля, наблюдается дефицит осадков, достигающий 85-90 мм. Величина суммарной солнечной радиации, поступающей на терр[гторию зоны исследований, колеблется »г 107 до 117 к кал/см1 в тд. Сумма эффективных температур воздуха в среднемногодетннй год составляет 2245°С, «по лаёт возможность выращивать кукурузу на зелёную массу в большинстве агроклиматических районов южной зоны Амурской области.

Во второй главе на основе анализа литературных источников освещены проблемы и перспективы выращивания кукурузы па зелёной корм на

орошаемых землях. Дана оценка влияния режимов орошения с различной пред полив кой влажностью активного слоя почвы, уровнем минерального питания на продуктивность и суммарное водо потреблен не кукурузы на зелёную массу.

Вопросам изучения и разработки рационального режима орошения и уровней минеральною шггання сельскохозяйственных культур и, в частности, кукурузы на зеленую массу, в различных почвенно-климатических зонах нашей страны и за рубежом иосвяшены работы Л.М.Алпатьева, С.М. Ллпатьева, К. П. Афендулова, М.Н.Багрова, В.В.Бородычёва, М.С. Григоро-ва, И.В. Данильченко, H.H. Дубенок, З.И. Журбицкого, Э.Ф. Иванова, В.Н. Киреева, Л. Н. Костикова, ИЛ I.Кружилина, А.И. Лантухова, Г.КЛьгова, Б.С. Маслова, В.П.Остапчнка, Н.С.Петинова, В.Н.Филина, И.С.Шатилова, Б.А. Шумакова, Б.Б.Шумакова, и др.

В ходе анализа опубликованных данных нами обобщены показатели эффективности орошения кукурузы па зелёную массу в различных почвенно-климатических зонах страны. Проанализированы материалы по биологическим особенностям, показателям роста и развития кукурузы на зеленую массу, вопросы повышения её продуктивности за счёт оптимизации сочетания основных регулируемых факторов роста и развития растений, опубликованные в отечественной и зарубежной литературе. Проведённый анализ позволил обосновать основное направление научно-исследовательских работ, сформулировать рабочую гипотезу и программу исследований.

В третьей главе излагаются цели и задачи, программа исследований, схема постановки и проведения опытов, методика исследований. Полевые опьпы проводились в 1986-1990 г.г. на опытном участке ГрибскоЙ ороси-тельио-осушительной системы учебно-опытного хозяйства ДальГАУ.

Метеорологические условия каждого года за период исследований имели существенные различия. По гидротермическим показателям 1990 г.

характеризуется как влажный, 1986 г,- сухой, ¡988 г. - нормальный, 1987 и 1989 г. г. — близкие к среднем но го летнему.

Почвенный покров опытного участка представлен преимущественно луго во-черноземе видны ми почвами, занимающими центральную часть высокой поймы р. Малый Длим, расположенной в южной зоне Зейско-Бурейнекой равнины.

В геоморфологическом отношении опытный участок представляет собой слабоволнистую поверхность с наличием микрононижений и небольших западин.

Механический состав среднемошной лугово-черноземовидной почвы характер!оуе-тся преобладанием илистой фракцией. Содержание физической глины (менее 0,01 мм) в верхних горизонтах - 62,6-63,4%, С увеличением глубины содержание илистой фракции (менее 0,001 мм) в горизонте В; возрастает до 43,4-45,2%, а более низких слоях почвы, 0,7-1,0 м, наличие ее уменьшается до 42,0%.

Плотность почвы по всему профилю сравнительно невысокая: в пахотном слое- 1,1-1,18 т/м3, подпахотном- 1,32-1,48 т/м3.

Для принятого активного слоя 0,3 м плотность почвы составляет 1,10 т/м\ для слоя 0,0-1,0 м - 1,27 т/.м3. Наименьшая влагоёмкость - 42,1% от массы абсолютно сухой почвы, в метровом слое - 34,7%.

Влажность завядания в верхних горизонтах почвы - 12,4% массы сухой почвы. С увеличением глубины её значения увеличиваются до 15,9%.

Коэффициент фильтрации в пахотном слое равен 2,0-2,8, в нижележащих подпахотных горизонтах- 0,30-0,32 м/сутки.

Содержание гумуса в пахотном слое почвы опытного участка характеризуется как высокое, 6,2-7,8%, в подпахотных горизонтах - 3,26-5,0%. Содержит большое количество валового азота и калия, недостаточное количество фосфора, основная часть которого находится в связном состоянии.

В соответствии с поставленной целью и задачами исследований нами была разработана схема полевого опыта, закладка вариантов которой основывалась на соблюдении методических рекомендация Б.А.Доспехова (1968, 1979), Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (1983, 1984), Волгоградской ГСХЛ (1984, 1994) и друпгх нор мативно-мето дичее ких указаний.

Полевой двухфактар!тый опыт включал в себя:

Первый блок исследований (фактор «А») в котором изучали влияние водного режима почвы на урожайность кукурузы на зелёную массу на посевах среднеспелого гибрида Буков и некий 3 ТВ. В схему опытов были включены три варианта с предполнвными порогами влажности почвы в активном слое 0,3 м 60,70 и 80% НВ и вариант без орошения.

Во втором блоке (фактор «Б») изучали эффективность доз внесения минеральных удобрений, рассчитанных на бездефицитный баланс элементов минерального питания при трёх уровнях урожайности* 40, 60 и 80 т/га зелёной массы кукурузы.

Всего в опыте было заложено 12 вариантов в 4-х кратной повторностн. Размещение вариантов по водному режиму систематическое, дозам удобрений — рендомезированное, методом расщеплённых делянок с одноярусным размешением в пространстве. Площадь делянки по фактору «Б» - 360, по фактору «А» — 1440 м2. Поливы проводили двухконсольным дождевальным агрегатом ДДЛ-100 МА.

Агротехника возделывания кукурузы на зелёную массу, за исключением изучаемых вариантов, была общепринятой для южной зоны Амурской области.

В полевых опытах проводились необходимые наблюдения, учёты, измерения и лабораторные анализы в соответствии с общепринятыми методиками, руководствами и наставлениями.

Измерение осадков в тёплое время гола, наряду' с использованием ме-теодаиных ближайшей пшрометеорологической станция «Благовещенск», проводилось с помощью осадком ej>a Трс гьякова O-l на опытном участке.

Определение влажности почвы проводили послойно, терчосганю-весоцым методом иа динамических площадках но рекомендациям A.A.Роде (1969). Наименьшую влагоёмкое г ь определяли методом залива площадок. Плотность почвы -в 3-6 кратной новторностн послойно до 2,0 м с помощью бура Качпнского H.A., механический состав почвы - методом пипетки, плотность твёрдой фазы- пикнометрически для тех же слоев, что и плотность почвы. Порозность — расчётным способом. Водопроницаемость и фильтрационные свойства почв - методом заливаемых площадок. Поливные нормы - по формуле А,Н. Костикова (i960). Количество подаваемой воды за каждый полив - дождемерами Давитая. Суммарное волопотреблеиие - методом водного баланса по уравнению А.Н.Костякова (1960).

Среднесуточное водопотребление, а также затраты воды на образование одной тонны урожая зелёной массы определяли расчётным методом. Биоклиматические коэффициенты испарения и дефицит подпою баланса - с использованием формул А.М.Алпатьева(1954) и Г. К Льгова (1979).

Фенологические наблюдения проводили по методикам ВАСХШ1Л (1978), ВНИИ кормов(1983).

Легкогидролнзуемый азот определяли по Тюрину и Кононовой в чашках Конвея, содержание гумуса — по Тюрину, ph-солев. рЬ-метроч, содержание Р;05 - по Кирсанову, К20 - по Масло вой на пламенном фотометре. Химические анализы на содержание N, Р, К, сырой золы, сырого жира, сырой клетчатки, протеина, безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) - по методике ВИУА. Учёт урожая и определение его структуры - по методике ВНИИ кормов (1983).

Четвёртая глава посвящена оптимизации водною режима почвы в сочетании с различными уровнями минерального питания под планируемую 40,

60 и 80 т/га зелёной массы урожайность, дан анализ влияния различного водного режима почвы на урожайность зелёной массы кукурузы.

В опытах установлено, что для поддержания водного режима с одинаковым предлоливным порогом требуется, в зависимости от складывающихся погодных условий года, разное количество поливов. Поддержание влажности в активном слое почвы с более высоким предполивным порогом обеспечивается проведением большего числа поливов, увеличением оросительной нормы и, соответственно, объёма влаги, потребляемой растениями в течение вегетации (табл.1).

I. Фактический поливной режим кукурузы на зелёную массу

Прсдпо-лиеная аяаж? гость почвы. 1986 г. 1987 г. 1988 г. 1989 г. 1990 г. Оросительная норма, ч /га

80 1 260 7 260 г 260 5 260 4 260 1040-1820

70 5 390 4 390 4 390 2 390 3 390 780-1560

60 2 520 2 520 I 520 1 520 2 520 520-1040

Примечание: в числителе - количество поливов; в знаменателе -поливная норма, м'/га.

С повышением предполнвного порога влажности активного слоя почвы от 60 до 70 и 80% НВ величина оросительной нормы увеличивалась, соответственно, от 520-1040 до 780-1560 и до 1040-1820 м3/га, количество поливов -от 1-2 до 2-5 и 4 -1. Наиболее существенно эта разница проявлялась в годы с недостаточной вдагообеспеченностью вегетационного периода кукурузы на зелёную массу (табл. 1).

Анализ данных таблицы 2 показывает, что различное сочетание водного режима почвы и уровня минерального питания неодинаково влияло на

урожайность зелёной массы кукурузы в годы исследований. Гак, на планируемом уровне 80 т/га наиболее близкие урожайности, 72,3 и 69,4 т/га зелёной массы кукурузы, были получены только в варианте с преллоливным порогом влажности активного слоя почвы 80% НВ в сочетании с внесением дозы минеральных удобрений ЫгмР|й) К^ в нормальном и сухом по увлажнению годах. Отклонения составили - 9,6-13,3% (табл. 2).

По иному складывались условия в изучаемых вариантах, рассчитанных на получение 60 т/га запланированной урожайности. Здесь поддержание уровня увлажнения активного слоя почвы в варианте с предполивной влажностью 80% НВ в сочетании с дозой удобрений ЬГ^РиоКоо обеспечило получение в различные но гилротермическнм условиям годы урожайности зелёной массы в пределах 65,2-68,7 тАа, что выше запланированной на 8,7-10,1% (табл. 2).

Уровень планируемой урожайности 40 т/га зелёной массы во всех вариантах водного режима, 80,70 и 60% НВ на фойе внесения МсэРуо^Чо во все годы исследований был превзойдён. Наиболее близкими к нему были урожайности, полученные во влажном и нормальном годах в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ, На фоне внесения М^цР^К«, они составили 47,0 и 47,8 т/га с отклонениями +17,5 и -49,5%, соответственно (табл. 2).

Такое превышение планируемой урожайности, особенно в варианте с предполивной влажностью 80% ИВ, отчасти объясняется улучшением водного режима почвы за счёт выпадения значительного количества летне-осенних осадков, которые приходятся на такие ответственные фазы роста и развития кукурузы, как вымётывание метёлки, цветение, налив зерна.

Установлено, что получение V рожай ноет ей зелёной массы кукурузы, близких к 60 и 80 т/га в годы исследований обеспечивалось формированием водного режима активного слоя почоы в вариантах с преднолнвным порогом

2. Рекомендуемые сочетания регулируемых факторов, обеспечивающих получение планируемой урожайности зелёной массы кукурузы (1986-1990 г.г.).

Планируемая .урожайность, т/га Пред-пол ив-иал влажность ПОЧВЫ, %нв Дозы минеральных удобрения, кг/га,д,в N Р К Фаи нческая урожайность по годам, т/га Отклонения от планируемой, в?'»

Сухой Нормальный Влажный Сухой Порчал Ы1ЫЙ Влажный

КО 80 240-180-120 69,4 72,3 68,6 -13,3 -9,6 -14,3

60 80 180-140-90 66,1 68,7 65,2 +10,2 44,5 +8,7

120-90-60 . 58,3 62,4 59.3 -2,8 +4,0 -1,2

70 180-140-90 59,0 60,8 57,8 -1,7 +1,3 -3,7

60 240-1 КО-120 53,9 58,0 57,2 -10,2 -3,3 -4,7

40 60 120-90-60 44,2 47,8 47,0 ♦■10,5 +19,5 +17,5

Без орошения 120-90-60 41,9 47,2 43,4 +4,7 +18,0 +8,5

- Кез орошения Без удобрений 20,2 28,2 25,3 - - -

Примечание: сухой- 1986 г., нормальный- 1988 г., влажный- 1990 г.

влажности 80 и70% НВ в сочетании с дозами минеральных удобрений ТЯ|й>. ¡моРкммКгкмгй'

Сравнивая полученные урожайности с запланированными, следует отметить, что отклонения между ними в пределах ±10% были получены в нормальном году, в сухом и влажном они оказались несколько выше и составили соответственно - 13,3-14,3%,

Жёсткие условия увлажнения активного слоя почвы во влажные н сухие годил » вариант с иредполивной влажностью почвы 60% НВ явились причиной отклонений полученных урожайностей зелёной массы кукурузы от планируемых 60 и 80 т/га, Несмофя на внесение необходимых доз минеральных удобрений их величина от планируемого уровня в 60 т/га зелёной массы составила в варианте с нредиоливной влажностью почвы 60% НВ нормальном 1988 г,--8,5, в сухом 1986 г. --13,4 и во влажном 1990 г. -

- 11,6%. Получение фактических урожайностей зелёной массы кукурузы на уровне 80 т/га было возможным только в варианте с прелполивной влажностью почвы 80% НВ на фоне внесения удобрений с отклонениями в разные по увлажнению годы и пределах - 9,6 и -14,3%.

В пятой главе излагается динамика водопотребления кукурузы в зависимости ог получаемого уровня зелёной массы.

При формировании суммарного водопотребления основной приходной статьей водного баланса орошаемого поля в условиях изучаемой зоны являлись атмосферные осадки. Их доля от общего расхода кукурузой воды составила в среднем за период исследований для варианта с прелполивной влажностью почвы 80% НВ - 76,7%; 70% НВ - 74,6% и 60% НВ - 84,8% (табл.3).

Среднее значение суммарною водопотребления кукурузы на зелёную массу в годы исследований увеличивалось с повышением пред пол пан ой влажности почвы 60 до 70 и 80% НВ и составило при этом соответственно 3824, 4324 и 4784 м3/га. Эксиерементальная проверка различного сочетания регулируемых факторов показа-'га, что наиболее высокая урожайность зелёной массы кукурузы, 70,4 т/га, в наших исследованиях была получена в варианте водного режима с прелполивным порогом §0%НВ и внесением минеральных удобрений М^эРкиК^ в нормальный по увлажнению год. При этом общий расход влаги был равен 4920 м'/га.

Формирование водного режима почвы в варианте с предлоливным порогом 70% НВ в сочетании с внесением повышенной лозы удобрений, потребовало удовле!ворения потребности кукурузы во влаге в количестве 4160-4370 м'/га. Это обеспечило получение урожайности зелёной массы кукурузы близкой к запланированному уровню 60 т/га в течение всего периода исследований (табл.2 и 3),

Велшшна оросительной нормы по изучаемым вариантам водного режима активного слоя почвы изменялась в зависимости от условий естественного увлажнения конкретного года исследовании.

3. Суммарное водопотребление кукурузы по вариантам водного режима почвы за период исследований (1986-1990 г.г.)

Пред- Годы, Сумм- Оросительная Приход влаги Использовано

полив- раздич арное норма от атмосфер- почвенной вла-

ная кые по водопо ных осадков ги

влаж- увлаж- треСле-

ность почвы, нению ние, м'/га % м'/га % м'/га %

% НВ м'/га

Сухой 4800 1820 37,9 2930 61,0 +50 1,04

80 Норма,!. 4920 1560 31,7 3270 70,9 -90 1.83

В лажи. 4640 780 16.8 3700 90.5 +160 3,45

Среднее 4784 1456 30.3 3244 76,7 +84 1,76

Сухой 4570 1560 34.1 2930 64.1 +80 1.75

70 Норм ал. 4410 1170 26.5 3270 74.1 -30 0,68

Влзжн. 4160 390 9,4 3700 88,9 +70 1,68

Среднее 4364 1092 24.7 3244 74,6 +28 0.64

СУХОЙ 3«0 1040 26.5 2930 74,6 -40 1,02

60 Нормал. 3X20 520 13,6 3270 85.6 +30 0.79

Влзжн. 3710 . - 3700 99,7 + 10 0.27

Среднее 3824 780 20,2 3244 84,8 -38 0,10

Без орошения СучоЛ 2940 - - 2930 99,7 + 10 0.34

Нормал. 3250 - - 3270 100,6 -20 0,62

Йл^жл. 3650 - 3700 101,4 -50 1,37

Среднее 3230 - - 3244 100.4 | -14 0,65

Соотношение оросительной нормы и величины суммарного водопо-треблеиия кукурузы, определяемое по уравнению водного баланса, изменялось как по годам, так и по вариантам водного режима почвы. Для варианта с предполнвной влажностью 80% НВ оно было равно 0,30, 70% НВ — 0,25 и 60% НВ - 0,20.

В процессе исследований установлена связь между суммарным воло-ио гроблен нем за период вегетации и урожайностью кукурузы на зелёную массу, описываемая уравнением прямолинейной регрессии:

Е --* 40,5 У + 2000.

Данные среднесуточного водопотреблетш, приведённые в таблице 4 показывают, что максимальное значение во всех вариантах опытов за период наблюдений было отмечено в межфазный период вымётывание метёлки -

мо л очно-восковая спелость. В варианте водного режима с предполивной влажностью почвы 80% НВ в среднем за пять лет исследований в этом периоде оно достигало максимума, 71,8 мэ/га, а в варианте 70% НВ уменьшалось до 65,3 м'/га в сутки. Дальнейшее понижение предполивного порога до 60% НВ влекло за собой снижение среднесуточного расхода воды в этот пе-риоддо59,1 м'/га.

Самые низкие величины среднесуточного водошяребления кукурузы на зелёную массу отмечались в начальную фазу развития посев — всходы во всех вариантах водного режима почвы. Для предполивной влажности почвы 80% и 70% НВ её средние значения составили 18,9-17,2, а 60% НВ и без орошения — 13,9-12,8 м1/га. Во все годы среднесуточный расход влаги растениями кукурузы без орошения был.в 1,3-1,5 раза меньше по сравнению с орошаемыми.

С нарастанием вегетативной массы л положительных среднесуточных температур воздуха потребление воды кукурузой возрастало. В вариантах с предполивной влажностью почвы 80 и 70% НВ в межфазный период максимального расхода влаги, вымётывание - молочно-восковая спелость, среднесуточное водопотребленне достигало 71,8-65,3 м'/га, а в вариантах 60% НВ и без орошения 59,1-45,6 м'/га (табл. 4).

Средние значения суточного водопотребления за период посев- уборка со снижением предпол:шного порога влажности почвы по вариантам водного режима уменьшались с 39,4 до 32,1 м'/га.

Следует отметить, что в нормальные годы при Солее равномерном распределении осадков среднесуточный расход влат в варианте с предполивной влажностью почвы 80% НВ в межфазный период вымётывание - молочно-восковая спелость был выше, чем в остальных.

Значения коэффициента водопотребления зелёной массы кукурузы по изучаемым вариантам увлажнения почвы изменялись в зависимости от условий влагообесиечснности и уровня минерального питания. С повышением

4. Среднесрочное суммарное води потреблен не кукурузы на зелёную массу по париантам водного режима почвы в различные но увлажнешно годы, м*/га

Предложив пая влажность почвы. % НВ Ралли чные ни увлажнению голы Межфаяные периоды

Посев-всходы Всхолы-7-S лист 7-8 лист-вымй-тмвание Вымйты-вание-мо ЛОЧНО-ВО скоаая сислость Молоч-но-воско-вая спелое! ь ->Сюрка Носов уборка

so Сухой 19,7 31.3 45,1 65.4 ЗН.О 39,9

Нормальны ff 17.3 23 .К 43.0 77,0 37,0 39,6

Влажный 19,4 24.9 45,0 71.8 35.9 39,4

Средний 18,9 24.7 44.0 71.8 37.8 39,4

70 Cyxoff 18.8 2Я.6 41,2 58.7 34.4 36,3

Нормальный 15,9 22.2 38,1 122 33,0 36.3

Влажны«! 16.5 22.0 41J 63,0 33,0 35,2

Средний 17.2 25.3 39,8 65.3 34,1 36,3

60 Cvxott 15.0 25.9 38.2 53.5 30.9 32,7

Нормальный 18,9 32.8 63,1 28,8 30.9

Влажный 13.6 1К.7 37.3 59.1 28.7 315

Сре.ишй 13.9 21,8 35,6 59,1 30.3 32,1

Без орошения Сучой 10.0 18.0 28.5 40,6 22,5 23.9

Нормальный 11,0 16,1 27.8 52.2 21.6 26,3

Влажный 17,9 20,2 35,9 53^3 28,9 31,2

Средний 12.8 18.7 29.7 45.6 25.5 20.5

ттредполнвноЙ влажности почвы с 70 до 80% НВ они уменьшались от 70,775,0 до 66,1-64,2 м'/т в сухой и нормальные годы, а в варианте 60% НВ их значения достигали 78,9-88,9 м'/т зелёной массы в разные по увлажнению годы. На контрольных вариантах, без орошения и без орошения и удобрений, коэффициенты вод о потребления были самыми высокими — от 85,3 до 116,0 и 146,3 м*/г (табл. 5).

Внесение минеральных удобрений способствовало более экономному расходу воды как без орошения, так н с ним. Так, в варианте без орошения с внесением дозы минеральных удобрений Ы^Р^К^ коэффициент водопот-ребления в нормальном году составил 69,3, а в варианте без орошения и без удобрений — 136,0 м'/т. Таким образом, уменьшение коэффициента поло потребления с ростом урожайности зелёной массы кукурузы свидетельствовало

об улучшении водного режима почоы за счёт орошения и более продуктивном использовании влаги при формировании урожая.

5. Коэффициенты водопотреблення кукурузы на зелёную массу и сочетаниях орошения и доз минеральных удобрений, (м3/г)

Урожай-кость, т/га Отклонения отза-плани-роаап-ной, Го Различные но уалажне-]шк>годы Предио-яианая влажность почвы, %НВ Дозы минеральных удобрений кгд.в./га N Р К С>м мерное иодо-потрейле-ние, м!/га Кхмффн- 1 шмнт во-допотреб- ; ления,м'/г |

Запла ниро-ванная Фактическая

80 73,3 -9,6 Нормальный 80 240-180-120 4920 67,1

60 66,1 -10,1 Сухой 80 180-140-90 4370 66,1

65^ -8,7 Влажный 4160 63,8

58.3 -1,7 Сухой 70 180-140-90 4370 75,0

62,4 Нормальный 4410 70,7

59,3 -3,7 Влажный 4160 70,2

40 43,4 +8,5 Влажный Кеэ орошения 120-90-60 3700 85,3

- 28,2 - Нормальный Без орошения Без удобрений 3370 116,0

25,3 - Влажный 3700 146,3

В шестой ¡лаве обосновываются вопросы прогнозирования сроков наступления фенологических фаз роста и развития кукурузы до уборочной спелости, составления прогностической, корректирующей н о пера ги в но-текущей программ управления водным режимом почвы.

В основу прогнозирования сроков наступления фаз рост и разингия растений принята сумма потребных среднесуточных температур воздуха для перехода от одной к последующей фазе и поэтапное прогнозирование динамики нарастания дефицита почвенной влаги составлением прогностической, корректирующей и оперативно-текущей программ (табл.6).

б. Прогноз сроков наступления фаз роста и развития кукурузы на зелёную массу в разные по обеспеченности теплом годы с использованием метеодаиных ГМС «Благовещенск»

Теило-обсспе-чеиностъ % / годи Ла1ы иагтмшешы и завершения фал роста и ра^антня

Иосен-ЕСХОДЫ Ксходи-7-8 лист 7-8 лист-аымёты-панис Вымётывание метел-км-молоч-но- восковая спелость Матч но-носковая с целое гь ->Соркз Посев-мелочно восковая спелость

5 2002 ^<»<2.2.1)6 11 3.06-17.06 1К 06-1 р.07 31 дн. 14.07-20.ОН 21.ПКДШ 11 дн. П 05-29.08

14 дн. 5 06-19.06 14 дн. 32 дн. 99 ян. .

25 2001 24.05-4.0$ 11 лн. 2РЛ1МОЛ7 32 дн. 21.07^.2,03 33 дп. 23.0Я-3 09 12 ли. 24.05-3.09 102 дн.

¿0 1993 Иди. 3.96-16.06 14 дн. Ш&2Ш 33 лн. 22^21^8 34 дн. 24^3.-50« 13 лн. 23ДЫ.02 Ю5 лн.

11 1979 25.05-6. № 7.(^20 4>6 2 (.06-26,07 27.07-29.08 33 лн. iO.0S-l3.U4

12 лн. 14 лн. 34 дн. 14 дн. 107 дн.

95 1983 12 лн. 7.06:19,06 14 лн. 34 дн. 24.07-28.08 36 дн. 15 дн. 26 05-11,09 Шли.

Примечание: в числителе — средние календарные даты, в знаменателе - продолжительность в днях.

Суммирование дефншгтов водного баланса от начала до конца вегетации культуры позволяет определить не только сроки и нормы полива, но и оросительную норму. Прогностическую программу целесообразно составлять для гола 75-ой обеспеченности по дефициту водного баланса. Корректирующая программа составляется по прогнозу погоды на предстоящий месяц, оперативно-текущая — на декаду.

В седьмой главе проведена опенка энерго-э коном нч ее кой эффективности технологии возделывания кукурузы на зелёную массу для урожайности 40, 60 и 80 т/га. Для этого в технологических картах по возделыванию кукурузы на зелёную массу, учтены дополнительные затраты на проведение поливов, внесение удобрений и уборку урожая. Результаты определения прямых и косвенных затрат на 1 га представлены в таблице 7.

Наибольшая экономическая эффективность по всем показателям получена на варианте водного режима с поддержанием предполивной влажности

почвы в активном слое ие ниже 80% НВ. Чистый доход в расчёте на I га в вариантах водного режима почвы с предполивной влажностью почвы 70% НВ составил 1956, а в варианте 60% НВ - 1697 рубУга, что значительно больше, чем в варианте без орошения с удобрениями 647 руб,/га.

7, Экономическая эффективность возделывания кукурузы на зелёную массу по вариантам опыта (средние за 1986-1990 г.г.)

Показатель Иредлолнвная влажность почвы, %НВ

80 70 60 Без орошен.

1 г 3 4 5

Урожайность, т/го 70,4 66,8 60,2 37,9

Стоимость продукции 9152 8684 7826 4279

Среднее 7485

Чистый дочод 1840 [ 1956 | 1697 647

Среднее 1535

Стоимость дополнительной продукции 4873 4405 3547 -

Среднее 4275

Дополнительный чистый доход 1193 | 1309 1050 -

Среднее 1184

Валовой доход 4600 1 4889 ; 4242 ( 1618

Срелгее 3837

Произведено продукции на) чсл.-час.,т 1,763 2,007 1,915 1,624

Стоимость продукции на 1 р, затрат 2.01 2,29 2,18 1,6)

Себестоимость 1 ткгс.р.'т. 0,064 1 0,057 о.оьо 0,070

Валовой лохпд на 1 чет-час., руб. 115 } 147 135 69

Чистый доход на ] руб. затрат. 0,40 | 0,52 0,47 0.24

Чистый доход на 1 чел.-час.. руб. 46 | 59 54 28

Самая низкая себестоимость I т зелёной массы кукурузы - 0,057 тыс. руб., сложилась в варианте с предполивной влажностью почвы 70% НВ и внесением лозы минеральных удобрений М^РмэК«, наибольшая, 0,070 тыс. руб., в варианте без поливов и внесением удобрений М^Р^К^о на 1 га.

Наиболее высокая окупаемость затрат, более 2 руб. в расчёте на 1 руб., получена в вариантах с орошением, тогда как в варианте без орошения на фоне внесения М^оР^К^кг д. в, удобрений она характеризовалась получением 2,61 рубУруб.

Основные выводы:

1. Орошение в сочетании с внесением минеральных удобрений на лу-гово-черноземовндных почвах юга Амурской области позволяет получать планируемые урожаи кукурузы на зелёную массу в пределзх 60-80 т/га. Для каждого из указанных уровней урожайности определены экономически обоснованные и экологически безопасные сочетания водного и питательного режимов почвы.

2. При установлении режима орошения кукурузы на зелёную массу необходимо исходить из уровня запланированной урожайности и складывающихся погодных условий. При этом, для поддержания предполивной влажности почвы 80% НВ во влажные годы возникает необходимость в проведении 3 поливов оросительной нормой 780 м'/га. В сухие годы количество поливов увеличивается до 7, а оросительная норма - 1820 м'/га. Снижение пред полив но го порога влажности почвы до 70% НВ сопровождается уменьшением числа поливов до 4-5, а оросительной нормы - до 1140 - 1300м3/га,

3. Суммарное водоп о гребле пие кукурузы по вариантам водного режима почвы в среднем за годы исследований для варианта с предполивной влажностью 80% НВ составило - 4780, 70% НВ - 4320 и 60% НВ - 3820 м'/га. Таким образом, повышение пред поливного порога влажности почвы наряду с улучшением водного режима способствует увеличению суммарного волопотребления кукурузы.

4. Установлена связь между суммарным водопотреблением и урожайностью кукурузы на зелёную массу, которая описывается уравнением прямолинейной регрессии Е - 40,5У +■ 2000.

5. Максимальное среднесуточное водопотребленне кукурузы на зелёную массу в вариантах с предполнвной влажностью почвы 80 и 70% НВ отмечалось в межфазном периоде вымётывание - молоч но-восковая спелость и в зависимости от допустимого снижения предполнвной влажности в активном слое почвы и уровня формируемой урожайности (сменялась в пределах 65,3-71,8 мэ/га.

6. Отмечена высокая отзывчивость кукурузы на внесение минеральных удобрений. Гак, урожайность близкая к 80 т/га зелёной массы была получена только в варианте водного режима почвы с предполнвной влажностью 80% НВ на фоне внесения минеральных удобрений дозой И^РиоК». Прибавка урожайности в этом варианте водного режима почвы за счёт внесения удобрений составила Солее 30 т/га зелёной массы в результате чего общий выход товарной продукции увеличился почти вдвое,

7. Установленные по межфазным периодам и в среднем за вегетацию биоклиматические коэффициенты испарения «Кг» и «Кд» позволяют прогнозировать ход водопотребления и формирования дефицита водного баланса в различные по обеспеченности осадкам годы, обеспечивая тем самым возможность управления водного режима активного слоя почвы проведением поливов.

8. Наиболее высокие экономические показатели выращивания кукурузы получены н варианте с предполнвной влажностью почвы 70% НВ в сочетании с минеральными удобрениями ЫиоРц^м-Прн этом рентабельность, себестоимость и чистый доход были самыми наилучшими и значительно превосходили соответствующие показатели, полученные на неорошаемом поле.

Список опубликованных работ:

1. Пак С.Б. Особенности расчёта дефицнтов водопотреблсния при оптимизации водного режима почв. Сб. научных трудов. — БСХИ, Благовещенск, 1990. -С.48-49.

2. Пак С.Б. Комплексное регулирование основных факторов жизни кукурузы, возделываемой на зеленую массу в условиях орошения. — Сб. научных трудов, БСХИ, Благовещенск, 1990. - С.38-42.

3. Пак С.Б., Шильникова Т.Н. Исследование расчётных условий и необходимой интенсивности осушения при проектировании закрытых гидротехнических систем. Сб. научных трудов. - БСХИ, Благовещенск, 1990. — С. 61-65.

4. Пак С,Б. Особенности режимов орошения сельскохозяйственных культур в южной зоне Амурской области. Сб. научных трудов, БСХИ, Благовещенск, 1992.-С. 72-75.

5. Пак С.Ь. Основные принципы и методы оптимизации водного режима почвы при программно ванном возделывании сельскохозяйственных культур // Совершенствование методов строительства и эксплуатации зданий и сооружений. - Дал ьГЛУ, Благовещенск, 1997. — С. 54-56.

6. Пак С.Б., ШильннковаТ.И. Оптимизация водного режима ночвы при возделывании кормовых корнеплодов н кукурузы, — Сб. научных трудов ДальГЛУ, Благовещенск, 2002. - С. 52-54

7. Пак С.Б. Поливной режим кормовой свеклы н кукурузы на зелёную массу в зоне неустойчивого увлажнения. — Сб. научных трудов Даль ГА У, Благовещенск, 2002. - С. 62-65.

8. Пак С.Б., Шильникова Т.Н., Пак Е.С. Получение планируемых урожаев сельскохо5яйственных культур в Амурской области // Современные оросительные мелиорации - состояние и перспективы / Материалы научно-практической конференции, посвященной 40-летию эколого-мелноратниного факультета ВГСХЛ. Волгоград, 2004. - С. 233-235.

Пак Станислав Борисович

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ЗАПЛАНИРОВАННЫХ УРОЖАЕВ ЗЕЛЁНОЙ МАССЫ КУКУРУЗЫ НА ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВАХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОЙ РАВНИНЫ

Автореферат

Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г. Подписано к печати 20.01.2005 г. Формат 60x84'/] Уч.-изд. л. - 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 3.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005. г.Благовещенск, ул. Политехническая, 86

ч>

f кл

V

Í-ÜÜ33