Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ЭСПАРЦЕТА В ВОЛГОГРАДСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ЭСПАРЦЕТА В ВОЛГОГРАДСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ"

-звоч^

На правах рукописи

Гузенко Елеяа Юрьевна

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ И ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ЭСПАРЦЕТА В ВОЛГОГРАДСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ

06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Волгоград 2005

Работа выполнена в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии на кафедре «Мелиорация земель и эксплуатации ВХО».

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор М.С. Григоров

Официальные оппоненты - академик РАСХН, доктор сельскохозяйст

венных наук, профессор И.П. Кружилин

кандидат сельскохозяйственных наук, С.В. Умецкнй

Ведущее организация - Комплексный отдел ВНИИ

Защита диссертации состоится » /¿¿^¿¿^ 20Ск£7ода в 10.15 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.01 при Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, ауд. 214

по адресу: 400002, г, Волгоград, пр. Университетский, 26, ВГСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан « _ 2003 года

Учёный секретарь диссертационного совета, доцент

В.В. Ножкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В создании прочной кормовой базы одно из ведущих мест принадлежит многолетним бобовым травам.

Экологическое испытание большого набора многолетних бобовых трав на орошаемых землях Т.Н. Дроновой (1995) показало, что наряду с люцерной высокие показатели по продуктивности имели клевер луговой, козлятник восточный, эспарцет песчаный, которые формировали урожаи па уровне районированных сортов люцерны.

Среди испытываемых культур наиболее полно отвечает природно-климатическим условиям зоны исследований эспарцет песчаный, который обладает высокой зимостойкостью, стабильной семенной продуктивностью, большой засухоустойчивостью и очень отзывчив на дополнительное увлажнение.

В связи с этим особую актуальность приобретают исследования по изучению вопросов агротехники выращивания эспарцета в условиях орошения и прежде всего разработка наиболее оптимального режима орошения, 1 уровня минерального питания и режима использования по годам жизни.

Цели н задачи исследований. Целью настоящей работы являлось разработка режимов орошения эспарцета песчаного на каштановых почвах Волгоградского Заволжья, обеспечивающих при поддержании необходимого водного и питательного режимов высокую продуктивность посевов в течение 3-х лет пользования,

В соответствии с поставленной целью, программой исследований предусматривалось решение следующих задач:

1. Изучить особенности роста и развития эспарцета в зависимостн от режимов орошения, уровня минерального питания и продолжительности использования.

2. Установить особенности и закономерности водопотребления и формирования водного режима посевов эспарцета при различных режимах орошения.

3. Выявить закономерности формир! вания УР^^ полк/

фонд^аучн«^

вания и укосам в зависимости <зт условий водного режима и доз минеральных удобрений.

4. Установить коэффициенты во до потребления в посевах эспарцета по укосам и гадам пользования.

5. Изучить мелиоративную роль эспарцета а условиях орошаемого земледелия.

6. Провести экономическую и энергетическую оценку разработанной технологии выращивания эспарцета при орошении.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые была обоснована и экспериментально подтверждена возможность эффективного возделывания эспарцета при орошении в подзоне каштановых почв Волгоградского Заволжья. Определены основные закономерности водопотребле-иия и формирования водного режима посевов эспарцета при различных режимах орошения.

Выявлена мелиоративная роль эспарцета в условиях орошаемого ^земледелия.

Практическая значимость работы состоит в разработке практических рекомендаций по технологии возделывания эспарцета в условиях орошаемого земледелия, обеспечивающих высокую продуктивность культуры и улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель Волгоградского Заволжья.

Разработанные приёмы технологии возделывания эспарцета на корм в условиях орошения обеспечивают урожаи сена по годам пользования при оптимальном режиме орошения (70...75% НВ) на уровне 9,1 - 10,1 т/га.

Результаты исследований прошли производственную проверку в условиях ГУП ОПХ «Россня» Николаевского района Волгоградской области на площади 51 га.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности роста и развития эспарцета по годам пользования в зависимости от приёмов возделывания;

- особенности водопотребления эспарцета при различных уровнях

влагообеспечеиности к минерального питания;

• влияние изучаемых факторов на урожайность эспарцета по годам пользования и укосам;

- мелиоративная роль эспарцета в условиях, орошаемого земледелия;

- обоснование биоэнергетической и экономической эффективности возделывания эспарцета в зависимости от уровня влагообеспеченности и минерального питания.

1

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на межвузовских конференциях молодых ученых (г. Волгоград, 2003, 2004 гг), на научно-практических конференциях (г. Новочеркасск, 2003, 2004 гг), на международной научно-практической конференции, посвященной 40-летию ЭМФ ВГСХА (г. Волгоград, 2004 г), на международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы в Великой отечественной войне (г. Волгоград, 2005).

Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в б печатных работах.

Структура и объём диссертации. Работа изложена на 162 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, выводов и предложений производству, включает 40 таблиц, 13 рисунков, а также библиографического списка использованной литературы из 95 наименований и 27 приложений.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2001 — 2004 гг в ГУП ОПХ «Россия» Николаевского района Волгоградской области.

Климат Волгоградского Заволжья, где расположено ОПХ «Россия» отличается сильно выраженной засушливостью, очень жарким летом и неустойчивой зимой (резкие перепады температур, нестабильность снежного покрова).

Общее количество осадков составило: в 2002 году — 289,8 мм, в 2003 году — 290,9 мм, в 2004 году - 283,3 мм, при среднемноголетнем значении -

271,0 мм.

Полевые исследования проводились на каштановых почвах, содержание гумуса в пахотном слое (О...30 см) — 2,15%. Обеспеченность почв опытного участка яегкогидролизуемым азотом а слое 0...25 см — 80,2 мг/кг, подвижным фосфором—28,5 мг/кг, обменным калием —310,5 мг/кг.

Плотность сложения в пахотном (0..30 см) слое — 1,16 т/м3, для слоя 0,.»70 см — 1,25 т/м3, для слоя 0... 100 см плотность сложения увеличивается 'до 1,32 т/м3.

Наименьшая влагоймкость для расчётного слоя почвы (0...70 см) -22,5% от массы абсолютно сухой почвы, для слоя 0...100 см — 20,5%. Общая пористость для слоя 0...70 см -51,1%, в слое 0... 100 см—49,0%.

Решение поставленных задач осушествлялось в полевых 2-х факторных опытах.

Фактор А включал три варианта режимов орошения;

1. Поддержание пред поливной влажности почвы в слое 0,7 м не ниже 80...85% НВ (контроль).

2. Поддержание пред поливной влажности почвы к слое 0,7 м не ниже 75...80% НВ.

3. Поддержание прсдполивной влажности почвы в слое 0,7 м не ниже 70...75% НВ.

По фактору В изучалось два варианте минерального питания растений:

1. Контроль (без внесения удобрений).

2. Внесение Н)с,Рш под основную обработку, + под каждый укос по годам пользования.

Полевые двухфакторные опыты закладывались в соответствии с общепринятыми методиками. Повторность опытов трехкратная, размещение делянок рендомизированное. Площадь делянки по фактору А (водный режим) —4,3 га, В (удобрений) — 0,5 га. Учетная площадь делянки — 100 м1.

Полив осуществлялся дождевальной машиной «Фрегат». Расположение вариантов опыта и их повторностей осуществлялось по секторам, по мс-

тодике ВНИИОЗ.

Агротехника возделывания была общепринятой для данной зоны. В опытах сорт эспарцета Песчаный 1251 лод покров овса (сорт Астор — 3,0 млн всхожих семян/га). Способ посева эспарцета обычный рядовой, норма высева — 6,0 млн всхожих семян/га. Предшественник — кукуруза на зерно. Уборку покровной культуры на зелёный корм проводили в фазу выметывания на высоте 0,(16—0,10 м. ,

Для всесторонней оценки конечных результатов проводились следующие наблюдения и исследования: фенологические наблюдения за фазами роста и развития; определяли густоту стояния растений по годам пользования на меняющихся площадках (0,25 м1) в четырехкратной повториости перед уходом в зиму и в начале вегетации; учёт урожая по методике ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса; показатели фотосинтетической деятельности растений (площадь листьев, ФП, ЧПФ, КПД ФАР) определяли по методике A.A. Ничи-поровича и др., 1961; активность симбиотического аппарата по методике Г.С. П осы Панова; наименьшая влагоёмкосгь по методике Л.Н. Александровой, O.A. Найдёновой (1976), влажность почвы - термостатно-весовым методом на закреплённых площадках в 3-х кратной повториости в слое 0...70 см, через каждые 10 см; плотность сложения почвы определялась кольцом Д.Н. Колесникова объёмом 100 см3, повторность трехкратная; содержание сухого вещества в зелёной массе определяли весовым методом путём высушивания измельчённой навески до постоянного веса при температуре 70 — ) 05°С; суммарное водопотребление определялось методом водного баланса по А.Н. Костя ко ву (1961); запас воды в почве; коэффициенты водопотребления; б мокли магические коэффициенты испарения; среднесуточное водопотребление по соответствующим методикам и формулам; химический анализ растительных остатков проводили в зональной агрохимлаборатории; выход кормовых единиц, содержание ОЭ проводили на основании данных зоотехнического анализа в соответствии с методикой разработанной ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса; математическая обработка данных урожайности проведена мето-

дом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985) на ПЭВМ; расчет энергетической эффективности проведён в соответствии с методическими указаниями ВНИИОЗ (1983), ВИК (1983), ВАСХНИЛ и РАН (1983, 1989); экономическая эффективность возделывания эспарцета определялась по результатам затрат трудовых, материальных ресурсов на основе технологических карт по нормативам и расценкам действующих в ОПХ «Россия».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Формирование густоты стояния эспарцета в зависимости от режима орошения. Исследованиями установлено, что полнота всходов эспарцета — один из основных показателей создания изначальной плотности травостоя, от которой зависит его продуктивность и долголетие. Весна в Заволжье обычно бывает сухая с сильными ветрами и поэтому ранний срок посева позволяет получать дружные и полные всходы. Высокая полевая всхожесть у эспарцета (75,5%) получена за счёт проведения полива в период появления всходов овса (200м3/га).

Густота стояния растений эспарцета в период полных всходов составляла 453 шт/м5, выживаемость к концу первого года жизни составила 77,2%, что характеризует эспарцет, как более, устойчивую культуру к угнетению покровной культурой. Данные исследований показали, что нзреживание эспарцета по годам пользования и укосам зависело не только от уровня питания, в большей степени это связано с режимом орошения и продолжительностью жизни..

Постоянное скашивание в фазу начало цветения приводило к более сильному изреживанию »а режиме 80. „85% НВ (табл. 1). Более высокий режим орошения при внесении N30 под укос ослабляет растения, у них формируется несколько не типичная лля этой культуры корневая система, которая располагается к более верхних слоях почвы, которая сильнее уплотняется, ухудшается аэрация и условия для симбиотической азотфиксации.

Таблица 1

Сохранность эспарцета песчаного по годам пользования в зависимости от режима орошения и минерального питания*

2002 (первый) 2003 (второй) 2004 (третий)

Режим Количество растений, шт/м2 Количество растений, шт/м1 Сохранилось, % Количество растений, шт/м?' Сохранилось, %

орошения, фон питания В период отрастания Перед уходом в зиму § ! 1' I1 сх и Б 05 Перед уходом в | зиму За вегетацию К 2002 году ; I1 о- о с СП Перед уходом в зиму За вегетацию К 2002 году

70...75%

Контроль б/у о г* то к Г) со чо оо (Ч п 3 51,2 В ' Оч >о V) <4 N (М

под укос го ТО ГЛ оо гч «п со оо о> г- з 51,0 Я г» о Ч"! О* (Ч

75...80%

Контроль б/у о м п £ о) гп оо а чо 70,2 48,7 то о, го VI во

Рщ>+ N^0 под укос то го в гч во я ч-•о •о » ■о <4 «г 00 о 54,6 г-

80. ..85%

Контроль б/у о то во чо гч Ч (ч 00 •г чэ 68,2 45,6 3 *п 51,0 VI чо

го э — 3' еч то о 42,9 1оо •Л

под укос о оо чо "Л *

* - норма высева 6,0 млн всхожих семян/га. ■

Количество растений в конце первого года жизни (2001т): контроль (б/у) — 342 шт/м1 N30^.20 - 350 шт/м1

На основании данных по динамике густоты стояния эспарцета по годам пользования целесообразно ограничить продуктивное использование эспарцета до двух лет, а на посевах третьего года пользования получать один или два укоса. В последующих исследованиях целесообразно изучить увеличение норм высева эспарцета до 8 — 9 млн всхожих семян/га. ; ;

' Таблица 2

Основные показатели фотосинтетической деятельности посевов эс-

парцета второго года пользования, 2003 год

Режим орошения, фон питания Урожайность сухой массы, т/га Максимальная площадь листьев, тыс мг/га е 25 Я * 1> §1 Продуктивность фотосинтеза г/м!супси Суточный прирост сухой массы, кг/га ... КПД приходящей ФАР, % * **

1-й укос

70...75%

Контроль б/у 2,67 32,7 997,3 2,67 43,8 0,71

3,27 36,3 1107,1 2,95 53,6 0,87

80...85%

Контроль б/у 2,30 33,5 1021,7 2,25 37,7 0,61

Р|го+ Им 2,76 37,1 1131,5 2,43 45,2 0,73

2-й укос

70...75%

Контроль б/у 2,58 22,5 607,5 4,24 47,7 0,71

Рпо + Изд 3,20 23,8 642,6 4,97 59,2 0,88

80...85*/.

Контроль б/у 2,26 25,1 677,7 3,33 41,8 0,62

Р]20+ ^ЭО 2,67 26,7 720,9 3,70 49,4 0,73

3-й укос

70...75%

Контроль б/у 2,31 20,7 558,9 4,13 42,7 0,93

Р120+НЭ0 2,52 21,3 575,1 4,38 46,6 1,02

80...$5%

Контроль б/у 2,07 22,2 599,4 3,45 38,3 0,83

Р,2О+И30 2,43 23,5 634,5 3,82 45,0 0,98

* - приход ФАР по укосам, КДж/см": 62,7; 60,8; 41,3,

** - калорийность сухого вещества - 16,69 МДж/кг. Фотосинтетическая деятельность в посевах эспарцета по годам поль-

зовам кя и режимов орошения. Проведенные исследования, представлякуг собой одну нз первых научного решения вопроса по оценке влияния режимов орошения на фотосинтетическую продуктивность посевов эспарцета, так-как фотосинтез у эспарцета в условиях орошения вообще не изучался.

В посевах эспарцета значительная роль в формировании урожая сухого вещества принадлежит не только листьям, но й стеблям, В опытах исследования по фотосинтетической продуктивности эспарцета проведены иа двух режимах 70„.75% НВ и 80...85% НВ в 2002 и 2003 годах. Установлено, что площадь листьев у эспарцета незначительно изменялась от режимов орошения. Величина площади листьев в большом диапазоне изменялась по укосам, Внесение N10 под укос на фоне основного внесения Рцо приводило к не- ' которому увеличению площади листьев, но закономерности по снижению площади листьев по укосам сохранились (табл. 2). В посевах эспарцета второго года пользования наиболее высокие показатели фотосинтетической деятельности характерны для первого и второго укосов (площадь листьев, ЧПФ). Невысокий КПД ФАР в посевах эспарцета (0,62 — 1,02%) следует отнести за счбт режима использования. При уборке на сено продукционные процессы довольно длительный период (скашивание, провяливание, уборка, отрастание) затормаживались. ,

Резким орошения и водопотребленне эспарцета по годам пользования. В практике орошаемого земледелия разработкой режима орошения эспарцета в Нижнем Поволжье никто не занимался. Проведенные исследования представляют одну из первых попыток научного решения, вопроса по оценке влияния режимов орошения на продуктивность эспарцета по годаьГ пользования.

В соответствии с водоудержнвающей Способностью почвы и расчётной глубины промачивания (0,7 м) величина поливной нормы составляла на режиме 70...75% НВ -600 м5/га, на режиме 75.,.80% НВ - 500 м'/га, на режиме 80..;85% НВ-400 м'/га.

Динамика влажности почвы и количество поливов имели свои особенности, которые определялись изменением водо потребления культуры в

зависимости от предполивного порога и погодных условий (табл. 3).

Таблица 3

Распределение поливов в посевах эспарцета по годам пользования и

укосам

Пред-поливная влажность, %НВ 1-й укос | 2-йукос | 3-йукос За вегетацию

Количество поливов Количество поли- -вов/оросительная норма

8 о <ч 5 о <ч 2004 2002 3 о 2004 ! 2002 2003 2004 2002 1 2003 1 2004

70...75 1 1 1 3 2 3 3 2 2 7/4200 5/3000 6/3600

75...80 2 2 2 4 3 3 2 3 9/4500 7/3500 8/4000

80... 85 3 4 3 5 3 4 4 2 3 12/4800 9/3600 10/4000

Данные таблицы 3 показывают, что количество поливов на травостоях эспарцета разных лет при различном гидротермическом режиме может быть рекомендовано только с учётом складывающихся погодных условий и уровня предполивной влажности почвы.

Продолжительность межполивных периодов на посевах эспарцета по годам пользования, укосам и в среднем за три года отражена в таблице 4.

Таблица 4

Продолжительность межполивных периодов на посевах эспарцета разных лет

пользования в зависимости от предполивного порога влажности почвы

Предполивной порог влажности почвы, % НВ

80...85 75...80 70...75

Количество поливов по укосам/Межполивной период, дн. Количество поливов по укосам/Межполив ной период, дн. Количество поливов по укосам/Межполивной период, дн.

112 13 1|2|3 I 1 2 { • 3

Первый год пользования, 2002 год

3/7 | 5/8 | 4/7 | 2/7 | 4/8 | 3/10 | 1/ | 3/13 | 3/10

Вто рой год пользования, 2003 год

4/7 | 3/7 | 2/6 [ 2/10 | 3/8 | 2/9 | 1/ | 2/9 | 2/13

Третий год пользования, 2004 год

3/8 | 4/8 | 3/10 | 2/10 | 3/10 ! 3/12 | 1/ | 3/12 | 2/13

Среднее за три года, 2002 - 2004 гг

3/7 | 4/8 ] 3/8 | 2/9 | 3/9 | 3/10 | 1/ | 3/11 | 2/13

В среднем за три года на режиме предполивного периода 80...85% для формирования первого укоса требуется провести 3 полива, второго укоса — 4, третьего укоса — 3 полива. На режиме 75...80% НВ соответственно 2,3,3 полива, на режиме 70...75%НВ — 1,3 и 2 полива.

Таблица 5

Структура суммарного водопотребления в посевах эспарцета по го-

дам пользования и режима орошения

Элементы вод* ного баланса, м'/га Предполивной порог влажности, % НВ

80... 85 75...80 70...75

м3/га % м"7га % м7га %

Использование запасов почвенной влаги:

2002 год 714 11,43 822 13,6 930 15,9

2003 год 457 8,8 524 10,1 590 12,5

2004 год 683 12,4 645 11,8 700 137

Поступление воды с осадками;

2002 год 735 11,76 735 12,1 735 12,5

2003 год 1155 22,2 1155 22,3 1155 243

2004 год 840 15,2 840 15,3 840 163

Сумма норм вегетационных поливов:

2002 год 4800 76,81 4500 74,3 4200 71,6

2003 год 3600 «9,0 3500 67,6 3000 63,2

2004 год 4000 72,4 4000 72,9 3600 70,0

Суммарное подо потребление:

2002 год 6249 100 6057 100 5865 100

2003 год 5212 100 5179 100 4745 100

2004 год 5523 100 5485 100 5 (40 100

Суммарное водолотребленне и соотношение его составляющих колебались по годам, в структуре суммарного водопотребления доля орОсительной воды составляла от 63,2% (70...75% НВ) до 76,8% (80...85% НВ). Чем

больше сумма атмосферных осадков за вегетационный период, тем меньше разница в величине суммарного водопотреблеиия по режимам орошения. •

Различная влагообеспеченкость активного слоя почвы в вариантах опытов с различными порогами влажности почвы приводила к изменению продуктивности по годам пользования, что соответственно изменяло и потребность в воде на формирование тонны сена эспарцета (табл. 6).

Таблица 6

Урожайность и коэффициенты водопотреблення эспарцета по годам пользования в зависимости от уровня литания и режима орошения (2002 - 2004 г.г.)

£ 2ё § ¿г И Фон питания 1 2002 2003 2004

«Г Ж й> и Й з п Ш " ■а о о. ^ М и 3 6 £ ё | я а м« Урожайность сена, т/га | а Ж Ё 3 ё г Э*> А« г% а § ■ Урожайность сена, т/га ■ В' 1 ■11 & .11'

70...75 б/у 8,05 728,5 8,50 558,2 6,15 835,7

Рт + Ызо 9,17 639,6 10,1 469,8 7,90 650,6

75... 85 7,60 796,9 8,00 6473 5,60' 979,4

8,80 688,3 9,55 5423 6,80 806,6

80...85 б/у 7,25 861,9 7,45 699,5 5^0 1042,0

8,53 732,5 8,84 589,5 6,20 890,8

НСР«, т/га

Общая (А8) " 1,20 0,69 0,46

А 1,20 : 0,56 0,46

В • 0,98 0,69 0,37

Фактор А - орошение В - удобрения

Поддержание влажности* на уровне 70...75% НВ без внесения удобрений обеспечивало формирование урожайности в первый год - 8,05 т/га, во второй год - 8,50 т/га, в третий — 6,15 т/га. Внесение Рщ под основную обработку к N30 под укос обеспечивало наиболее высокую продуктивность эспарцета, которая в первый год пользования достигала 9,17 т/га, во второй — 10,1 т/га, в третий - 7,90 т/га. За счёт повышения урожайности показатели коэф-

фиииента водопотребления на варианте Рцо + N30 были наиболее низкими н составили от 639,6 м3/т в первый год, до 469,8 м3/т во второй год пользования. 1

Наиболее продуктивно эспарцет расходовал влагу на формирование единицы урожая во второй год пользования на всех режимах орошения, где коэффициент водопотребления на режиме 70...75% НВ по фону питания изменялся от 558,2 м3/т (б/у), до 469,8 м3/т (Р,м + N30).

Повышение предполивного порога влажности до 75...80% НВ и внесение удобрений способствовало снижению коэффициента водопотребления по сравнению с вариантом 70.. .75% (б/у) до 542,3 м3/т. На посевах второго года пользования наиболее высоким коэффициент водопотребления был на варианте предполивного порога 80...85% НВ, так на варианте б/у он достигал - 699,5 м'/т, при 589,5 м3/т иа фоне Рцо + Ы».

На третьем году пользования коэффициент водопотребления, был наиболее высоким и изменялся от 650,6 м3/т (70... 75% НВ - Р1Ю + Ыэо), до 1042,8 м7т(80...85% НВ-б/у).

Внесение удобрений (Р120 + N30) оказывало значительное влияние па эффективность использования воды посевами на всех режимах орошения, но более эффективны удобрения на режиме 70...75% НВ,

Биоклиматические коэффициенты испарения позволяют установить закономерности изменения водопотребления посевами эспарцета в связи с биологическими особенностями культуры и почвенно-климатнческими условиями (табл. 7).

Таблица 7

Биоклиматические коэффициенты испарения на посевах эспарцета.

70..75% НВ

Годы пользования Уко сы Водопо-требле-нпе. мм Сумма среднесуточных температур, "С Био климатический коэффициент, №

1 2 3 4 3

1 118,5 620 0,19

Первый, 2002 2 254,8 1386 0,18

3 213,2 1048 0,20

За вегетацию I 586,5 3054 0,19

1 2 3 4 5

1 139,5 855 0,16

Второй, 2003 2 181,0 1146 0,16

3 154,0 951 0,16

За вегетацию £ 474,5 2952 0,16

1 137,0 738 - 0,18

Третий, 2004 2 217,0 1113 0,19

3 160,0 1182 0,14

За вегетацию I 514,0 3033 0,16

Установленные значения биоклиматических коэффициентов испарения могут быть использованы для расчетов суммарного водопотребления за -вегетацию и по укосам по прогнозу среднесуточных температур, а также определение сроков проведения очередных поливов. Установленные Ю могут колебаться в зависимости от погодных условий и технологических приёмов.

Среди применяемых в орошаемом земледелии показателей оценки оптимальности водного режима особое место, как указывают А.Н. Костяков (1960), Б.А. Шумаков (1974), И.П. Кружилин (1986, 1988), И.П. Кружнлин, В.П. Часовских (1997, 1999) и другие занимает среднесуточное водопотреб-ление.

Установленные значения среднесуточного водопотребления для культуры эспарцета позволяют с учётом запасов доступной влаги а период начала вегетации или после укоса рассчитать даты последующих поливов (табл. 8).

, Таблица 8

Среднесуточное водопотребление посевов эспарцета разных лет

пользования, мм

Первый год Второй год Третий год

Предполивная влажность почвы, % НВ

Укосы 1Г| о 1Л о VI о

Г"; и о» Г"; оа м> Г-; оо ОО

О VI о О «"I о О о

но С- «о Г-. г-> •90

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Первый 2,15 2,85 3,17 2,28 2,52 3,47 2,44 2?60 3,01

Второй 4,99 5,22 5,07 3,35 4,07 3,48 4,09 3,90 4,07

_ Продолжение таблицы 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Третий 4,02 3,44 4,62 2,85 2,65 2,26 2,85 3,49 2,99

Среднее 3,72 3,83 3,95 2.82 3,07 3,07 3,12 3,33 3,35

* межполивной период 2002 год: 55,51, 53

2003 гож 61, 54,54

2004 год: 56, 53, 56

[

Мелиоративная роль эспарцета в орошаемом земледелии. Общеизвестна роль корневой системы многолетних бобовых трав, оббепечивающая за счёт накопления большого количества органического вещества улучшение водно-физических свойств и плодородие почвы.

Полученные результаты исследований выявили определённые закономерности в формировании корневой системы в зависимости от режима орошения и минерального питания. К концу первого года пользования, в слое О...30 см накапливалось на режиме 70...75% НВ в варианте Рш + N30 — 4,85 т/га сухой массы корней, на режиме 80...85% НВ — 4,90 т/га, во второй год пользования соответственно 6,15 и 5,90 т/га, в третий год-4,60 и 3,70 т/га. В слое 0...70 см сухая масса корней в первый год составила на указанных вариантах - 7,85 и 8,10 т/га; 9,70 и 9,10 т/га и 7,60 и 6,15 т/га.

Исследования выявили определённую взаимосвязи изменения плотности сложения в посевах эспарцета, как по годам пользования, так и периодам вегетации (весна, осень), которая снижалась к началу вегетации, что связано с разуплотнением почвы за счет жизнедеятельности корневой системы (табл. 9).

Возделывание эспарцета оказало положительное влияние на изменение водно-физическое свойств почвы. Так, сумма агрономически ценных агрегатов (0,25...10 мм) более высокой была в посевах второго года пользования (73,6%), содержание водопрочных агрегатов достигало 62,0%, коэффициент структурности составил 2,80 (70...75%НВ).

Таблица 9

Плотность сложения почвы в посевах эспарцета в зависимости от режима орошения по годам пользования в слое 0...30 см

Пред- Перед 1-й год пользо- 2-Й год пользо- 3-й год пользова-

полив- вания, 2002 вания, 2003 ния, 2004

ная влажность почвы

noce Начало Конец Начало Конец Начало Конец

вом вегета- веге- вегета- веге- веге- вегета-

ции тации ции тации тации ции

70...75 1,18 1,23 1,27 1,22 МО 1,26 1,32

80... 85 1,18 1,23 1,30 1,24 Ü2 1,26 134

Результаты исследований показали, что эспарцет за три года жизни накапливает в пахотном слое (О...30 см) на контроле от 106,6 кг/га (70...75% НВ), до 99,1 кг/га (80...85% НВ) азота, соответственно 26,2 и 24,4 кг/га фосфора и 30,8 - 28,6 кг/га калия. При внесении Р,30 + N30 накопление в корнях азота возрастает до 129,2 кг/га, фосфора до 30,7 и калия до 35,1 кг/га.

Размеры фиксированного азота в посевах первого года по вариантам опыта достигали от 24,8 кг/га (контроль) до 46,0 кг/га (Рцо + Н^), второго года ог 49,8 до 57,8 кг/га, третьего года от 30,4 до 44,0 кг/га.

Энергетическая и экономическая эффективность возделывания эспарцета на сено при орошении. Более высокие показатели КЭЭ были на режиме 70,..75% НВ и на фоне естественного плодородия в первый год пользования -2,31; во второй-2,44; в третий - 1,81. Внесение Р110 + повышало КЭЭ соответственно по годам до значений 2,38; 2,57 и 2,02,

В среднем за три года пользования себестоимость ) т сена на контроле (70...75% НВ) составила 433,8 р, при внесении Рда + Ы30 — 397,8 р/т, при 509,7 р/г и 508,3 р/т на режиме 80...85% НВ.

Условно чистый доход на режиме 70...75% НВ составил - 3695 р/га (б/у) и 4755 р/гз (Р,20 -1- N30).

На варианте преапояииного порога 80...85% ИВ чистый доход снижался до 2755 р/га (б/у) и 3255 р/га + N30).

Уровень рентабельности наиболее высоким (132,1%) был на режиме

70, ..75% НВ при внесении минеральных удобрений.

Основные выводы

1. АфОклиматические ресурсы Волгоградского Заволжья вполне отвечают требованиям для возделывания эспарцета песчаного в условиях орошения. Оптимизация условий водного режима и применение минеральных удобрений обеспечивают получение до 10,1 т/га сена эспарцета.

2. Полнота всходов эспарцета — одни из'основных показателен создания изначальной плотности травостоя, от которой зависит его продуктивное долголетие. Полнота всходов определяется погодными условиями в период посев — всходы. При отсутствии осадков проведение увлажнительного полива (200 м*/га) в период всходов покровной культуры (овса) положительно сказалось на палевой всхожести эспарцета (75,5%). Продолжительность периода посев — всходы составила 14 дней, при сумме положительных температур - 220°С.

3. Для получения высоких и гарантированных урожаев эспарцета в последующие годы, в первый год жизни следует исключить укосное использование травостоя эспарцета, а покровную культуру убирать на зелёный корм в фазу выметывания на низком срезе (6, ,.8 см), так как при более высоком скашивании может наблюдаться отрастание овса.

4. Сохранность растений эспарцета зависит от продолжительности использования травостоя, уровня питания и режима орошения. Постоянное скашивание в фазу начало — полное цветение приводило к более сильному изреживанию на режиме 80.,,85% НВ. К концу первого года пользования сохранность растений на режиме 70...75% НВ на контроле составила 85,3%, на режиме 75...80% НВ - 83,1%, на режиме 80—85% НВ-82,4%.

На посевах второго года сохранность растений к количеству растений после перезимовки соответственно достигала 71,6%; 70,2 и 68,2%, На посевах третьего года этот показатель соответственно был: 55,9%, 53,04 н 51,0%.

Внесение Р^ под основную обработку способствовало повышению

полевой всхожести, внесение N30 в первый и последующие годы пользования снижало сохранность растений,

5. В рассматриваемых природных условиях эспарцет первого и последующие лет пользования формирует по три укоса. Количество дней от возобновления вегетации до первого укоса в среднем составило 57 дней (55 — 61), второго 53 дня (51 - 54), третьего 54 дня (53 - 56). На формирование первого укоса требовалась сумма положительных температур порядка 737"С, второго- 1215°С, третьего -1060°С.

6. Проведенные исследования представляют одну из первых попыток научного решения вопроса по оценке влияния режимов орошения на урожайность эспарцета.

Наиболее высокие урожаи сена эспарцет формировал на режиме предполивного порога 70.,.75% НВ, которая в первый год пользования достигал 9,17 т/га, второго года пользования - 10,1 т/га, третьего — 7,90 т/га. На режиме 75...80% НВ урожайность сена составила соответственно по годам: 8,80; 9,55 и 6,80 т/га. На режиме 80...85% соответственно: 8,53; 8,84 и 6,20 т/га.

7. Во все годы пользования доля первого укоса в структуре общего сбора была наибольшей и составила а среднем за три года пользования от 35,0 до 38,5%, доля второго укоса достигала 33,4 - 34,5%, третьего от 26,2 до 30,6%,

8. Количество поливов и сроки проведения определяются погодными условиями и режимом орошения. В 2002 году для поддержания заданного порога 70...75% НВ потребовалось 7 поливов, в 2003 году - 5 поливов, в 2003 году - 6 поливов с поливной нормой 600 м3/га.

Поддержание влажности активного слоя почвы не ниже 80...85% НВ требовало проведение в 2002 году - 12 поливов, в 2003 году - 9 поливов, в 2004 году —10 поливов с поливной нормой 400 м3/га,

9. Суммарное водопотребление эспарцета наиболее низким было на режиме 70...75% НВ. На травостоях первого года пользования составило-586,5 мм, второго года-479,5 мм, третьего года—514,0 мм.

Самое высокое суммарное водопотребление на травостоях эспарцета по годам пользования складывалось на режиме 80...85% НВ (624,9 мм; 521,2 мм; 552,3 мм). .

10. Наиболее высокие показатели суммарного водопотреблеиия характерны для второго укоса на режиме 80. ..85% НВ и составили по годам пользования: 258,6 мм; 188,0 мм; 216,0 мм.

11. Суммарное водопотребление и соотношение его составляющих колебалось по годам и определяется режимам орошения и погодными условиями.

Доля оросительной воды в суммарном водопотреблении составляла на режиме 80.. .85% НВ в 2002 году - 76,8%, в 2003 году - 69,0%, в 2004 году - 72,4%. На режиме 75...80% соответственно: 74,3%; 67,6%; 72,9%. На режиме 70.. .75% НВ доля оросительной воды снижалась до значений: 71,6%; 63,2%; 70,0%.

12. В среднем за вегетацию среднесуточный расход влаги по режиме 70...75% НВ на посевах первого года пользования составил — 3,72 мм, второго - 2,82 мм, третьего — 3,12 мм. На режиме 80.„85% среднесуточное водопотребление повышалось в посевах первого года пользования до 3,95 мм, второго года—3,07 мм, третьего года — 3,35 мм.

13. Наибольших значений биоклиматнческие коэффициенты испарения достигали в посевах первого и третьего года пользования (0,20; 0,19 ммГС).

14. Внесение минеральных удобрений положительно влияло на повышение питательной ценности корма. Содержание «сырого» протеина в первом укосе от внесения Рид + N30 повышалось до значений 20,4%, на контроле (б/у) — 18,5%, во втором укосе — 19,8% против 18,3% на контроле.

Энергетическая питательность (ОЭ) 1 кг сухого вещества в пределах 8,43-8,51 МДж.

15. Эспарцет в условиях орошения формирует довольно мощную корневую систему. В слое 0...70 см накапливалось к концу первого года пользования на режиме 70...75% НВ (Рц® + N3») - 7,85 т/га корнеевой массы.

на режиме.80...85% НВ - 8,10 т/га. Максимальное накопление корневой массы отмечалось в посевах второго года пользования и составляло на режиме 70...75%НВ-9,70 т/га, на режиме 80,..85%НВ-9,10т/га.

16. С биомассой корней и режимом использования травостоя тесно связана плотность сложения почвы под эспарцетом, которая повышается к концу вегетации и снижается перед началом вегетации, что связано с разуплотнением почвы за счёт жизнедеятельности корневой системы. К концу третьего года пользования плотность сложения достигала значений 1,26 -1,32 г/см1 на режиме 70...75% НВ и 1,26 - 1,34 г/см3 на режиме 80..85% НВ.

Содержание водопрочных агрегатов более высоким было под эспарцетом второго года пользования (56,9 — 62,0%), при коэффициенте структурности 2,65 - 2,80,

17, Эспарцет песчаный при трехлетнем возделывании на каштановых почвах Волгоградского Заволжья накапливает за счёт корневых остатков в пахотном слое (0...30 см) на контроле до 106,6 кг/га азота, 26,2 кг/га фосфора и 30,8 кг/га калия. При внесении Р)» + N30 накопление азота достигает— 129,2 кг/га, фосфора - 30,7 кг/га, калия — 35,1 кг/га.

18. Возделывание эспарцета в условиях орошения обеспечивает, высокую энергетическую эффективность. На фоне естественного плодородия (70...75% ИВ) КЭЭ достигал в первый год пользования — 2,31, во второй — 2,44, в третий — 1,81. Внесение Р)2о + N30 повышало КЭЭ соответственно по годам до значений: 2,38; 2,57 и 2,02. Более высокие значение КЭЭ характера ны для посевов первого и второго года пользования и поэтому целесообразно ограничить продуктивное долголетие травостоев эспарцета песчаного в условиях орошения до 3-х лет жизни.

19, Экономическими расчётами подтверждена более высокая экономическая эффективность предпол ив ног© порога 70...75% НВ в сочетании с применением Р|и> под основную обработку и N30 под укосы. Условно чистый доход составил 4755 р/га, при уровне рентабельности — 132,1%.

Предложения производству

1. В системе полевого травосеяния на орошаемых землях Волгоградского Заволжья для повышения устойчивости производства высокобелковых кормов наряду с люцерной и клевером целесообразно в кормовые севообороты включать эспарцет песчаный.

2. На кормовые цели эспарцет следует высевать под покров с нормой высева овса - 3,0 млн всхожих семян на гектар и эспарцета - 6,0 млн/га всхожих семян.

3. Наиболее продуктивным следует считать режим орошения с пред поливным порогом 70. ..75% НВ при внесении Р^ под основную обработку и N30 под укосы.

4. Целесообразно ограничить продуктивное использования эспарцета до двух лет пользования (3 года жизни).

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Гузенко Е.Ю. Режим орошения и водопотребление эспарцета в Волгоградском Заволжье/М.С. Григоров, Е.Ю. Гузенко//Мат. научно-практ. конференции. —Новочеркасск, 2003.-С. 74-76.

2. Гузенко Е.Ю. Исследования режима орошения и водопотребления при выращивании эспарцета в левобережных районах Волгоградской области/М.С. Григоров, Е.Ю. Гузенко//Научный вестник. Инженерные науки, вып. 4.— Волгоград, 2003.— С. 66-68.

3. Гузенко Е.Ю. Режим орошения и водопотребления эспарцета в Волгоградском Заволжье/М.С. Григоров, Е.Ю. Гузенко//Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства. Мат. межд. научно-практ. конф,, посвященной 60-летию образования ВГСХА. — Волгоград, 2004. — С. 112-113.

4. Гузенко Е.Ю. Влияние режима орошения на урожайность сена эспарцета/М.С. Григоров, Е.Ю. Гузен ко//Современные оросительные мелиорации — состояние и перспективы. Мат. межд. научно-практ. конф., посвященной 40-летию ЭМФ ВГСХ. - Волгоград, 2004. - С. 99 - 100.

24 »2186 9

5. Гузенко Е.Ю. Суммарное водо потребление эспарцета при различных режимах орошения/М.С.Григоров, Е.Ю.Гузенко//Мелиорация и водное хозяйство. Мат. научно-практ.конф. «Рациональное использование орошаемых ландшафтов на юге России (Шумаковские чтения). — Новочеркасск, 2004. - С.

6. Гузенко Е.Ю. Урожайность сена эспарцета при различных режимах орошения/М.С. Григоров, Е.Ю. Гузенко//Актуальные проблемы развития АПК. Мат. межд. научно-практ. конф., посвященной 60-летию Победы в Великой отечественной войне. - Волгоград, 2005, —С. 141 - 142.

Подписано в печати ^ 0*10:0$! Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. Тираж 100 Заказ. Бумага писчая. Печать трафаретная. Типография ФГОУ Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 400002, Волгоград, пр. Университетский, 26