Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Режим орошения маловодотребовательного риса в условиях юга Казахстана

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Режим орошения маловодотребовательного риса в условиях юга Казахстана"

РОССИПСКЛЯ ЛКЛДЕЛШЯ СЕЛЬСКОХОЗЯПСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАЛШ1И НЛУЧНО-ИССЛЕДОВЛТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ И АМЕЛИОРАЦИИ им. А. Н. КОСТЯКОВА (ВНИИГнЛМ)

' На правах рукописи

режим орошения маловодотребовательного риса

в условиях югл Казахстана .

Специальность 00-01.02 - Сельскохозяйственная мелиорация

•• Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

0/

л

Москва ¡996.

Работа выполнена -в отделе орошения Всероссийского •научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костикова (ВНИЙГиМ)

Научный руководитель: , — доетор технических наук,

•. ' . профессор, академик РАСХН

Шлаков Б.Б.

Официальные оппоненты: — доктор сельскохозяйственных

наук,'профессор Шурашишн . ' ' А. В.

— кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный ■ ' • . сотрудник Макснменко В. П.

Ведущая организация: — ИЦ "Соководпроект"

Защита диссертации состоится . "Т1" апреля 1996 в IО. часов на заседании специализированного совета К099.05.01. во Всероссийском- научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации имени А. II." Костикова по адресу: 127550., Москва, ул. Б. Академическая, 44;

С дисссртационцой работой можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан .7 *'ларта 1996г.

Ученый секретарь специализированного совета г. _ г ВорОЖДОВЗ Е«.1

кандидат техкичгских наук

Актуальность работы. В рисоводческих хозяйствах Казахстана при выращивании риса применяется способ постоянного и укороченного затопления. При невысоком техническом уровне рисовых систем и низкой мелиоративной эффективности дренажа, расход воды на выращивание культуры способом постоянного затопления значительно выше его биологической потребности. Это приводит к росту непроизводительных потерь оросительной воды на фильтрацию, проточность и сбросы, образованию больших объемов кол-лекторно-сбросных вод, создающих напряженную экологическую обстановку в районах рисосеяния.

Анализ развития рисосеяния в странах СНГ, южной Европы, Индокитая, Латинской Америки показывает высокую эффективность возделывания суходольных или маловодотребовательных сор-: тов риса в условиях увлажнительных поливов. При этом не требуется создание чековой системы, достаточны условия, принятые для возделывания зерно-травяных культур на полнве.

Теоретическое обоснование и рекомендации по возделыванию маловодотребователыюго риса в Россйи и Средней Азии даны в работах П. А. Витте, Е. Б. Величко, К. П. Шумаковой* А. П. Джу-

' I

лая, В. Ф. Шупаковского, Г. К. Льгова и др. Ими показаны высокая эффективность использования водных и земельных ресурсов при выращивании риса с периодическими поливами, большие возможности получения дополнительных сборов риса при размещении . посевов в регионах, находящихся за пределами зон традиционного рисосеяния.

Агроклиматические условия аридного земледелия Южного Казахстана позволяют возделывать мадоводотребовательные сорта риса. Однако режим орошения этой культуры, рекомендуемый для других зон рисосеяния, невозможно применять с высокой эффек-

тивпостью без учета почвенно-мелиоративных особенностей и гидрогеологических условий орошаемых земель юга Казахстана. Поэтому возникла необходимость проведения опытно-экспериментальных исследований режима орошения и агротехники возделывания суходольных сортов риса российском селекции на орошаемых землях юга Казахстана.

Цель н задачи исследований. Целью исследований является определение рациональных режимов орошения маловодотребова-тельных сортов риса и их показателей в природно-климатических зонах юга Казахстана. В задачи исследований входило:

• выявление маловодотребовательных сортов риса, пригодных для возделывания на орошаемых массивах юга Казахстана;

• изучение рационального режима орошения маловодотребовательных сортов риса и составляющих элементов водного баланса рисового поля;

• определение солевого режима почв и направленности мелиоративных процессов при периодических поливах;

• изучение роста и развития растений, формирования урожая в зависимости от степени засоления почв, уровня грунтовых вод и их минерализации;

• установление влияния режима орошения и нормы минеральных удобрений на урожайность маловодотребовательных сортов риса;

• определение агротехнических мер борьбы с сорняками.

Научная новизна. В результате опытно-экспериментальных исследований установлены рациональные режимы орошения маловодотребовательных сортов риса, нормы водопотребления на рисовых оросительных системах бассейна Сырдарьи и оросительных системах Чу-Таласского водного бассейна, предназначенных для возделывания зерно-травяных и технических культур. Изучены

процессы влаго- и солеобмсна в зоне аэрации почв при различных глубинах залегания уровня грунтовых вод. Установлено влияние режима увлажнения почв на урожайность маловодотребовательного риса. Дана оценка степени чувствительности риса к водному фактору в зависимости от мелиоративного состояния земель. Результаты исследований по этой культуре как, и установленные зависимости, получены для рассматриваемой зоны впервые.

Практическая ценность работы. Разработаны рациональные режимы орошения маловодотребовательных сортов рнса, обеспечивающие получение высокого урожая при значительной экономии поливной воды за счет сокращения потерь на фильтрацию и сброс. Продуктивность использования воды составила 2,б...3,0 тыс. м3 на одну тонну зерна на слабозасоленных почвах и 3,2...3,6 тыс. м3 —. на засоленных. Рекомендуемые режимы орошения риса с периодическими поливами доведены до стадии производственного внедрения и могут быть использованы на рисовых системах и орошаемых землях зерно-травяных севооборотов как крупными землепользователями, так и фермерскими и крестьянскими хозяйствами.

Реализация результатов исследования. Разработанные рекомендации по режиму орошения маловодотребовательного риса с периодическими поливами йриемлемы для почвен-но-мелиоративных условий массивов традиционного рисосеяния и орошаемых земель зерно-травяных культур юга Казахстана. В зависимости от обеспеченности водными, земельными и материальными ресурсами рекомендуются режимы орошения,с ущемленной водоподачей и получением урожайности 2,0...2,5 т/га, с режимами увлажнения почв, обеспечивающие урожайность от 3,0 до 5,0 т/га.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований изложены в докладах на заседа-

ниях секций Ученого Совета ВНИИГИМ и Международной конференции молодых ученых-рисоводов (Краснодар, ВНИИ риса, 1993).

На защиту выносятся: Режимы орошения маловодотребова-тельного риса, обеспечивающие в зависимости от степени засоления почв и уровня грунтовых вод эффективное использование поливной воды и минеральных удобрений риса на рисовых системах и в зерно-травяных севооборотах орошаемых земель юга Казахстана.

Публикации. По теме диссертации опубликованы четыре работы, одна статья находится в печати.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 120 наименований, изложена на 206 страницах машинописного текста, содержит 41 таблицу, 21 рисунок.

В первой главе. Дается обзор литературы по вопросам выра-• щивання риса без постоянного затопления слоем воды, рассматриваются режимы увлажнительных поливов с рациональным распределением воды по периодам вегетации, приводится прогноз солевого режима засоленных почв при периодических поливах в зависимости от глубины залегания уровня грунтовых вод и обосновываются задачи исследований.

В изучении способа выращивания суходольного риса при периодических поливах приоритет принадлежит российской науке, первые опыты в этом направлении относятся к началу XX столетия. В трудах П. А. Витте, Б. А. Шумакова, Е. Б. Величко, К. П. Шумаковой, А. Г. Есиповой, Г. Г. Гущина, А. П. Джулая, Г. К. Льгова, С. Я. Розина, И. И. Соколовой, М. В. Щебрина, В. Ф. Шуиаковского, М. И.. Уклонской и др. впервые обоснована теория

инвариантности биологических свойств риса, то есть морфологических и анатомических изменений в растениях в зависимости от условий среды обитания. Выведена новая группа маловодотребо'ва-тельных сортов риса, наиболее приспособленная к периодическим полипам в условиях сухостепной зоны России и Средней Азии. Лучшие маловодогребовательные сорта риса "Белый Скомс", "Золотые Всходы", ЛКВР, "Красный-90", Волго-Донской имели урожайность 40...60 ц/гя при 8...1 ] поливах за вегетацию.

Установлено, что маловодогребовательные сорта риса наиболее чувствительны к влажности почв в фазах трубкования, выметывания и цветения, когда потребность растений в воде максимальная. Величина среднесуточного водопотреблення растении риса в этот период достигает 80.. Л 00 мм/сут, и поливы реко-: мендуется проводить через 3...5 дней. В период всходов, кущения, восковой полной спелости зерна засуха сравнительно мало вредит растениям, и поливы можно назначать раз в 10... 15 дней. Порог предполивпой влажности почв при периодических поливах устанавливается в пределах 70...75% от наименьшей влагоемкости (НВ), оптимальный режим увл'ажненности посевов достигается при влажности почв 80% НВ. Разовые поливные нормы зависят от фазы развития растений, техники и' технологии полива. До кущения корневая система риса развита слабо, и расчетный слой увлажнения почв составляет 20...25 см. После кущения корневая система может достигать глубины одного метра, при этом основная масса корней сосредоточена в слое 0...50 см, расчетный слой увлажнения — 50...70 см.

Величина суммарного водопотреблення маловодотребоватсль-ных сортов риса зависит от климатических условии, а также от густоты стояния растений, роста стеблестоя и составляет 6...8 тыс.

м3/га. По данным Б. А. Шумакова, Е. Б. Величко, Б. Б. Шумакова, В. Б. Зайцева, А. В. Шуравшпша, В. П. Максименко, А. Г. Pay, А. А. Джумабекова, М. Г. Баженова, и др., объем инфильтрационных потерь зависит от степени дренированности и засоленности почв и составляет 3;..6 тыс. м3/га.

Анализ научных работ по выращиванию маловодотребова-тельных сортов риса показывает, что режим орошения должен составляться с учетом биологических особенностей растений, почвенно-мелиоративной обстановки и зоны возделывания. Поэтому необходимо проведение научных исследований по установлению рациональных режимов орошения в зависимости от почвенно-мелиоративных и климатических условий региона, обеспечивающих высокую урожайность и максимальную эффективность использования поливной воды при дефиците водных ресурсов.

Во второй главе дается краткая агроклиматическая характеристика региона исследований, описываются почвен-но-мелиоративные условия на опытных участках, обосновывается их типичность и методика исследований.

Исследования проводились на Кзылкумской, Казалинской, Таласской и Чуйской оросительных системах (юг Чимкентской, запад Кзылординской, юг и юго-восток Жамбылской областей). Эти оросительные системы являются наиболее крупными и наиболее типичными для орошаемых массивов юга Казахстана.

Для • Кзылкумской и Казалинской оросительных систем основной профилирующей культурой является рис, выращиваемый в чековой системе. На Таласской и Чуйской оросительных системах преобладают сахарная свекла, масличные, зерновые и другие культуры, возделываемые в обычных полевых севооборотах.

Для определения репрезентативности объектов исследований по методике В.В.Шабанова и Е.П.Руденко (1971 г.) рассмотрены их статические характеристики признака типизации. Установлено, что в отношении признаков типизации первою порядка наибольшее расхождение имеется по фактору влагообеспечениости территорий. На рисовых системах бассейна реки Сырдарьи коэффициент влагообеспечениости составляет 0,05...0,1, на территории Чу-Таласского бассейна — 0,1...0,3. По обеспеченности светом и теплом существенных различий на исследуемых объектах не наблюдается. Ресурсы света равны 110-120 ккал/см3, суммы температур свыше 10°С — 3500-4000. Доверительные интервалы признаков типизации второго порядка — водоотдача, пористость, обьемная масса почв, содержание солей в почве, воде варьируют в зависимости от: почвенно-гндрогеологических условий и устройства территорий.

В литологнческом отношении почвы рисовых оросительных систем бассейна Сырдарьи характеризуются высоким содержанием пылеватых и илистых фракций. Обьемная масса грунта изменяется значительно: от 1,42...1,53 г/см3 в пакотном слое до 1,52...1,71 г/см3 в подпахотном, коэффициент фильтрации составляет 0,24...0,29 м/сут. Наименьшая плагоемкость почвогрунга для метрового слоя почв находится в пределах 4100...4600 м3/га, или 26...29 % от массы сухой почвы. Содержание водорастворимых солей в почвах Кзылкумского опытного участка составило 0,37%, Казалннско-го — 0,86%. По химизму засоления почвы сульфатно-хлоридные, магннепо-кальцивого типа. Степень минерализации фунтовой воды равна 8...10 г/л, поливной воды из реки Сырдарьи 1,2...1,5 г/л.

Почвы на Чуйском и Таласском опытных участках средне- и тяжелосуглнннстого сложения. Обьемная масса пахотного слоя составляет 1,44...1,46 г/см3, подпахотного — 1,21...1,24 г/см3. Коэф-

фициенг фильтрации равен 0,35 м/суг на Таласском и 0,52 м/сут на Чуйском опытном участке. Наименьшая влагоемкость почв для метрового слоя составляет 4000...4200 м3/га, или 25...28% от массы сухой почвы. Почвы опытных участков слабозасоленные с содержанием солей 0,2...0,3%. •

Для рисовых оросительных систем бассейна Сырдарьи в оросительный период характерно образование высокого купола стояния грунтовых вод. Грунтовые воды на опытных участках Кызылкумской и Казалинской системы были подвержены подпору

фильтрационных и грунтовых вод со стороны соседних затоплен*

ных рисовых чеков. В оросительный период фунтовые воды находились на глубине 0,6...1,0 м.

На опытных участках Чуйской и Таласской оросительных систем грунтовые воды залегали на глубине 3...5 м, и влагонасыщен-ность почв была значительно ниже, чем в рисовых системах.

Для определения оптимальных параметров режима орошения маловодотребовательного риса были исследованы три варианта режима орошения: с ущемленной, среднеинтенсивной и интенсивной водоподачей. Поливной режим с ущемленной водоподачей включал 7 вегетационных поливов с межполивными периодами 10... 15 дней. При ср'еднеинтенсивном режиме число вегетационных поливов составляло Ю...11 с межполивными периодами 6... 10 дней. В вариантах с интенсивной водоподачей было проведено 13... 18 поливов с межполивными периодами 3...5 дней.

Влияние удобрений на урожайность маловодотребовательного сорта риса "Белый Скомс" исследовалось по вариантам Ы|8о и Р^, Р90, Р)2о кг/га д. в. Из минеральных удобрений применялся сульфат аммония, двойной суперфосфат и нитроаммофос.

Оценка устойчивости риса к условиям периодических поливов на опытных участках проводилась на 20 сортах маловодотребова-тедьных и затопляемых селскций, получивших положительную 5т-' тестацию по итогам конкурсных работ ВНИИГнМ на научном полигоне в Калмыкии, а также на сортах, культивируемых на рисовых системах бассейна реки Сырдарьи:

• суходольные, Дин-Сян 3912, Чун-Чун-Ман, Гуантоу — представители китайской группы сортотипов;

• маловодотребовательные, Юкто, Красный-90, Золотые Всходы 3552, Белый Скомс (эталон), Амаура — представители краснодарской группы;

• затопляемые, Атаман, Лазурный, КПХ, Первоцвет, Сюрприз — представители краснодарской группы; Узрос 2741, Узрос 3713,: Узрос 59, Гульзар, Каракалпакский — представители узбекской группы сортотипов.

Опыты проводились методом расщепленных делянок. Площадь делянок первого порядка (режим орошения) составила 65 м2, второго порядка (дозы удобрений) —' 20 м2. Повторность опыта трехкратная, ошибка в точности наблюдений по Ремеру 6-7%. Предшественник — люцерна третьего-четвертого года, норма высева семян — 250...300 шт. на 1 м2. Удобрения вносились из расчета 70% дозы перед посевом, 30% — в начале кущения растений. Для борьбы с просянками посевы риса обрабатывали пропанвдом дозою 8...9,5 кг/га д. в., широколистными сорняками — аминной солыо — 1,5...2,0 кг/га д. в.

Семема сортообразцоп высевались в количестве 100 зерен на рядок длиной в один метр, повторность изучения каждого сорта пятикратная.

> 12

Метод исследований — лабораторно-полевой с анализом почвы, |рултовых вод, растений и др. Составляющие элементы водного баланса определялись непосредственными измерениями плагозапасов в почве, водоподачн, осадков, инфильтрации влаги из почвенных горизонтов. Расход грунтовый вод в зону аэрации определялся по методу С. И. Харченко (1975). Наблюдение за водно-солевым режимом почв осуществлялось при отборах проб и фунтовой воды на химический анализ в начале, середине и конце поливного периода. Элементы техники полива по уклонной поверхности были приняты по рекомендациям САНИИРИ. При поливе по чеку были заложены и проведены опыты по уточнению размеров разовых поливных норм в зависимости от удельных расходов водоподачн в голове полосы.

По всем вариантам опытов осуществлялись фенологические наблюдения, изучались фазы развития, продолжительность вегетационного периода, высота растений и метелок, масса 1000 зерен, продуктивность метелок и урожайность. Полученный материал подвергался статистической обработке, устанавливалось влияние орошения и удобрений на урожайность риса, а также их взаимодействие.

В третьей главе по данным полевых опытов обосновывается выбор перспективного сорта маловодотребователыюго риса, приводятся оптимальные параметры орошения, оценка и прогноз мелио-ративногог состояния земель при различной интенсивности орошешш культуры. Установлено влияние почвен-но-мелиоративных условий на продуктивность использования поливной воды и удобрений.

Анализ данных исследований приспособленности "сортообраз-цов к периодическим.поливам показывает, что наряду с нроявле-

ниями индивидуальных качеств наблюдается четко выраженная обособленность сортов по принципу экологической ориентации. Практически ни один из сортов риса, культивируемого при затоплении, н условиях увлажнительных поливов не дал урожая. Низкая продуктивность отмечена и у суходольных сортоо китайских сорто-типов. Более приспособленным к сухостепному климату южноказахстанского региона оказался отечественный маловодотребова-тельиый сорт риса "Белый Скомс". В перспективную группу сортов с урожайностью свыше 15 ц/га отобраны 6 образцов, наиболее продуктивным является "Белый Скомс" (таблица 1).

Таблица 1

Биометрические показатели образцов риса в условиях увлажнительных поливов юга Казахстана

Показатели Сорта

Чун-Чун-Ман Крас-ный-90 Золотые Всходы 3811 3552 Белый Скомс (эталон) Ама ура

Урожайность, Ц/га (НСР0,=ЗЛ ц/га) 16,0 22,7 18,8 19,5 32,7 23,0

Масса семян метелки, гр. 1,15 1,00 0,95 1,09 1,30 1,25

Масса 1000 зерен, гр. 28,2 27,3 26,2 26,2 25,4 22,4

Водно-балансовые исследования позволили выявить особенности формирования водно-солевого режима почв л отдельных составляющих элементов водного баланса в зависимости от почвенно-мелиоративных условий. На опытных участках основной расход воды при периодических поливах риса приходится на водо-потреблеиие и инфильтрацнониые потерн (таблица 2).

Водный баланс зоны аэрации почв при периодических поливах риса.

Режим оро- Приход, м3/га Расход, м3/га

шения, «

опытные водопода осадки поступ- суммар созда- инфиль

участки ча ление ное ние трация

от грун- водопо влаго-

товых требле запаса

вод в пне

зону

аэрации

1. Интенсив-

ный

Казалинский 18400 600 2385 10240 100 11025

Кзылкумский 15200 920 4100 9935 -325 10610

Чуйский 10400 910 — 8705 -5 2610

Таласский 10400 890 — 8480 -185 2995

2. Среднеин- «

тенсивный

Казалинский 11800 600 2385 9320 -135 5600

Кзылкумский 12000 920 4100 8470 -395 8925

Чуйский 8000 910 — 7335 -130 1705

Таласский 8000 890 — 7305 -60 1525

3. Ущемлен-

ный

Казалинский 7800 600 2385 8110 -345 3000

Кзылкумский 5600 920 4100 7360 -630 3705

Чуйский 5600 910 — 6500 10 —

Таласский 5600 890 — 6500 -10 — •

Расход воды на суммарное водопотребление изменяется в зависимости от роста и развития растений риса. Максимальные объемы суммарного водоиотребления наблюдается не при предельном насыщении почв влагой, а при поддержании влажности почв, близкой к наименьшей влагоемкости. Как недостаток влаги, так и

ее избыток вызывает угнетение растений риса и, как следствие, снижение урожайности. Продуктивный слой почв, где сосредоточена основная масса корневой системы растений риса, находится на глубине до 0,5 м. Максимальная урожайность риса отмечается при поливах, обеспечивающих наибольший расход влагн из этого слоя (таблица 3).

Таблица 3

Расход влаги из почвенного слоя и урожайность риса

Опытные участки Вариант режима орошения Расход влаги пз почвенного слоя, м3/га Средняя урожайность,

0...50 см 50...100 см ц/га

Казалннский (полив но чеку) Интенсивный Среднеинтенсив 11ЫЙ Ущемленный 6795 6095 4855 1000 835 890 52.1 39.2 13.3

Кзылкумскии (полип по чеку) Интенсивный Среднеинтенсив ный Ущемленный 5700 4215 3286 415 445 430 28,1 25,0

Чуйский (полив по бороздам) Интенсивный Среднеинтенсив ный Ущемленный 6305 5430 . 4950 2400 1905 1550 36.3 30,1 11.4

Таласский (полив по полосам) Интенсивный Среднеинтенсив ный Ущемленный 7005 6275 5045 1475 1030 1455 40.5 31,7 17.6

Корреляционное соотношение, устанавливающее тесноту связи между урожайностью риса и расходами влага из слоя почвы 0...50 см, составляет г=0,89 , из Ълоя 50... 100 см, г=0,59. При бо-роздковых полипах насыщение почвы влагой происходит не с по-перхносги, а с глубины и верхняя часть корнеобитаемых слоев

остается более иссушенной, чем при поливах но полосам. При подтоплении грунтовыми водами корневой системы растений на Кзылкумском опытном участке эвапотранспирация сокращается, усиливается расход грунтовых вод в зону аэрации, развиваются процессы вторичного засоления поверхностного слоя почвы, в результате при поливах с длительными межполивными периодами урожайность риса резко снижается.

Максимальная урожайность риса получена на участках с поддержанием влажности в корнеобитаемом слое, близкой к наименьшей влагоемкости. Резкое снижение урожайности риса наблюдалось при влажности ниже 75% НВ и на переувлажненных почвах. Зависимость урожайности рнса от уровня поддержания 'средневегетациоцной влажности почв описывается уравнением вида:

У= - 385,2 + 9,22 р - 0,049 рг, ц/га, (1)

где р — уровень поддержания предполивной влажности почв, % НВ.

При интенсивном режиме орошения поливы проводятся через 3...5 дней, за вегетационный период осуществляется 18 поливов. В результате поверхностный слой почвы уплотняется, вследствие чего уменьшается ее аэрированность, а при неглубоком залегании грунтовых вод появляются признаки и засоления. Интенсивность орошения без значительного ущерба для урожайности можно снизить плановым распределением воды с учетом периодов активного и пассивного водопотреблешш растений. Анализ соотношений удельных расходов влаги растениями риса н их запасами в слое почвы 0...50 см показал, что в ранние фазы развития и в период созреваш!я риса увеличение запасов влаги не отражается на биологической активности растений, в эти периоды достаточно увлажне-

ние почвы 70% НВ. Отзывчивость риса на повышение уровня вла-гообеспечепностн возрастает с периода кущения и достигает максимальных величин при выметывании и цветении.

Чувствительность растений к недостатку влагн в онтогенезе корректируется потерями согласно отклонению уровня фактической влагообеспеченности от оптимальной (В. А. Платонов, 1982):

Р(Я,0 = £»«)•&<*). ' (2)

Функция g)(f) определяет совокупность внутренних (физиологических и генетических) факторов, характеризующих особенности возделываемой культуры и находится по формуле:

где уо — урожайность культуры при оптимальной влагообеспеченности;

Угк ~~ урожайность при влагообеспеченности X в момент времени t;

X, определяется из соотношения:

' (4)

Рк ~ Рзйв

где Р/ — влажность почв в момент времени t, . .

Pit — влажность, соответствующая бездефицитной влагообеспеченности растений;

Рзав — влажность завядания, равная 60...65% НВ.

При использовании данной модели ддя_ определения связи конечного урожая с недостатком, влаги в отдельные периоды органогенеза предполагается "марковский" характер накопления потерь урожайности, определяемых только уровнем плагообеспеченности периода, в котором он приводит к наибольшим потерям (таблица 4).

Зависимость урожая зерна риса от влажности почвы в периоды

кущения и выметывания-цветения растений.

Влажность почвы Урожайность, ц/г а

Опытные Варианты по периодам, % НВ

.участки режи-

ма ороше- куще- выметыва теорети- фактичес

ния ние ние- ческая кал

цветение

Казалин- Интенсив 90 97 52,2 52,1

ский ный

Среднеинт 89 78 39,3 39,2

енсивный

Чуйскпй Интенсив 83 85 36,3 36,3

11ЫП

Среднеинт 70 81 29,3 30,1

енсивный

Таласский Интенсив 85 83 42,7 40,5

ный

Среднеинт 75 79 32,0 31,7

енсивный

Связь между влажностью почв и урожайностью риса для пе-' риода кущения и выметывания-цветения определяется уравнениями:

У= - 8,48 + 0,54 р„ ц/га (5)

У= - 13,75 + 0,68 р2, ц/га (6)

где Pi, Р 2 — предполивная влажность почвы в периоды кущения и выметывания-цветения, % НВ.

Анализ уравнений и данных таблицы 4 показывает, что наибольшие потерн урожайности при одинаковом снижении влажности почвы происходят в период выметывания и цветения риса. Значение индекса g(t) в этот период равно 0,48 , чго в два раза ныше, чем в период кущения, когда g(t) = 0,21. В то же время

влажность почв в период кущения риса ниже 70% НВ приводит к резкому падению урожайности и увеличивает чувствительность растений к водному фактору g(t) = 0,70. Потери урожайности риса в пределах 10% происходят при снижении влажности почв в период кущения растений до 75% НВ и в период выметывания — цветения — до 80% ИВ.

I

Таким образом, урожайность риса 40-50 ц/га обеспечивается при влажности почв в период выметывания и цветения в пределах 85-90% НВ. При изменении условий уровень урожайности корректируется соответствующей им функцией .

Уровень и минерализация грунтовых вод, инфильтрация полипной воды определяют направленность мелиоративных процессов почв рисовых систем. При инфильтрации 0,0015...0,0020 м/сут обеспечивается погашение скорости диффузии солей в почвах и рассоления почв. Исследованиями водного баланса установлено, что влагообмеп п деятельном слое почв и потоки влаги связаны с фенологическими показателями развития растений. Со второй по-ловииы вегетационного периода у растений риса усиливается суммарное испарение, максимальные величины которого приходятся на июль, в фазе трубкования — выметывания растений. В этот период промывной режим влагообмена между грунтовыми водами и зоной аэрации достигается при поливах через 3...5 дней, с увеличением межполнвного периода до 6... 10 дней интенсивность нисходящих потоков влаги меньше диффузионного движения солей, с увеличением межполншюго периода свыше Ш дней влаго и соле-обмен в деятельном слое почвы имеет положительную направленность.

Важную роль в сохранении всходов растений риса играет фактор рассоления поверхностного слоя почвы и грунтовых вод в ис-

риод формирования 3-5 листьев. Благоприятные мелиоративные условия для выращивания риса с периодическими поливами создаются при размещении посевов на полях, не граничащих с затопленными чеками. Для нормального развития растений содержание солей в почвенно-поглощающем комплексе (ППК), в слое 0...50 см, на протяжении вегетации не должно превышать 15... 18 мг-экв. на 100 г почвы (таблица 5).

Таблица 5

Влияние режима орошения риса на солевой режим почв

Казалииского опытного участка

Варианты режима орошения Динамика ППК, мг.-экв./100 г почвы в период вегетации растений риса Урож айнос ть, ц/га

предпосевное "третий лист" кущение трубкова-ние выметыва ние и цветение

Интенсивный, межполнвной период 3-5 дней 23,4 14,4 13,4 11,8 52,1

Ущемленный, межполивной период 10-15 дней 24,1 14,9 17,7 27,7 13,3

Согласно биометрическим показателям повышение содержания солей в почвах обуславливает увеличение пустозерности метелок и снижение качества зерна риса. С увеличением засоленности отмечается удлинение фазы вегетации на 10 и более суток, со значительным отставанием в росте (таблица 6).

Таблица 6

Влияние степени засоления слоя почв 0-50 см на рост и развитие

растений риса и его урожайность.

Вариан Средие- Густота Высо- Про- Мае ■96, Мае Про-

ты ре- веге- стоя- та дук- са пус- са должи^

жима тацион- ния рас- тив- се- тых и 1000 тель-

ороше- 11ЫЙ расте- тений, ная мян щуп- зе- ность

ния уровень ний, см кус- рас- лых рен, пери-

засоле- шт/м2 тис- те- семян г ода

ния тость, ний, вегета-

почв, % шт г ции, сут

Интен-

сивный 0,58 225 88,0 2,0 2,4 17,0 28,4 109

Средне •

интенсив 0,67 200 85,0 2,1 2,1 21,0 28,4 120

ный

Ущемл

ен-ный 0,82 150 74,0 1,1 65,0 24.4 130

Исследованиями солевого баланса почв на опытных участках установлено, что источником пополнения запасов солей зоны аэрации являются помимо грунтовых вод и поливные воды. Вниз по течению ирригационные качества реки Сырдарьн ухудшаются, если степень минерализации поливной воды на Кзылкумском опытном участке составляет 1,2 г/л, то на Казалинском опытном участке — 1,5 т/л. С повышением степени минерализации поливной воды и снижением порога увлажнения почв содержание солей в почве увеличивается (таблица-7).

Солевой баланс зоны аэрации почв при периодических поливах __риса, т/га __

Составляющие элементы солевого баланса Казалинский опытный участок Кзылкумский опытный участок

ущемленный средне ннтенс ивный интенс ивный ущемл енный средне интенс ивный интенс ивный

Поступление солей с оросительной водой 11,7 17,7 27,6 7,8 16,8 21,3

Поступление солей из грунтовых вод 19,0 19,0 19,0 32,2 32,2 32,2

ИТОГО 30,7 36,7 46,6 40,0 49,0 53,5

Вынос солей ин-фильтрацнонным потоком в грунтовые и дренажные воды 24,0 44,8 88,2 29,6 71,2 84,9

Изменения содержания солей в зоне аэрации 11,9 -10,6 -46,5 8,9 -13,3 -22,1

При интенсивном орошении на хорошо спланированных чеках Казалинского опытного участка содержание солей в почвах снижается значительно, при этом отмечается основной вынос солей из нижних слоев зоны аэрации. В то же время благоприятное мелиоративное состояние наблюдается при среднсинтенсивном режиме орошения; когда грунтовые воды залегают на глубине более 1,5 м и отсутствует приток подземных вод со стороны затопленных рисовых чеков.

Данные о влиянии почвенно-мелиоративных условий оросительных систем на урожайнобть риса и оросительную норму пока-

зывают, что в условиях дефицита водных ресурсов наибольший экономический эффект достигается при возделывании суходольных сортов риса на незасоленных почвах. На каждую тысячу кубических метров поданной воды урожайность риса составляет: для условий Кзылкумского опытного участка —1ц, Казалннского — 3,7 ц, Чунского и Таласского — 4,8...4,9 ц.

Зфффективность использования поливной воды (Мех) определяется из выражения вида:

^ех _ Ущх [ 1 | ^лг . [ ыЗ/Тг Мех Моят\ 2Сг УМАХ )'

где: УЕХ — экономически целесообразная урожайность риса, обеспечивающая максимум прибыли; УМАх — максимальная урожайность риса, т/га; М0рт — оптимальная оросительная норма, м3/га;, См — удельные затраты па полив, долл./м3; Су — реализационная стоимость урожая, долл./т. Эффективность использования поливной воды при различной водообеспеченности показана на рисунке.

Уменьшение удельного водопотребления риса при снижешш оросительных норм отражает действие закона минимума в земледелии, при малых оросительных нормах в минимуме, как правило, находится фактор обеспеченности растений водой (А. Г. Дояренко, 1966). Область 1 (см. рисунок), при недостаточных оросительных нормах получаемый урожай не компенсирует требуемые для его выращивания издержки. Область 2 отражает лимитирующее влияние состояния водного режима на продуктивность риса, при этом затраты воды на единицу продукции минимальны, хотя урожайность достаточно низкая. Область 2, повышение оросительной нормы до экологически' целесообразной величины обеспечивает рост урожайности и максимум прибыли. Область 3, последующее

Оросительная норма, тыс м Да (М)

Зависимость урожайности риса (У) и эффективности использования поливной воды (Е) от величины оросительной нормы (М).

увеличение оросительной нормы до биологически оптимальной обеспечивает максимум урожая, но снижает прибыль, как и эффективность расходования оросительной воды. Область 4, повышение этой нормы приводит к перерасходу воды и снижает получаемую прибыль и эффективность полива в целом.

Эффективность использования поливной воды возрастает при применении оптимальных доз минеральных удобрений. На участках ущемленного режима орошения урожай риса увеливается от совместного внесения азотных и фосфорных удобрений. С повышением интенсивности полива зависимость урожайности риса от минеральных удореиий ослабевает, однако наибольшая эффективность от применения минеральных удобрений отмечается на участках полива со средней интенсивностью (таблица 8).

Из данных табл. 8 видно, что при ущемленной водоподаче невозможно получить высокий урожай риса от увеличения доз минеральных удобрений. Средний рост урожайности по фактору интенсивности режима орошения составляет 20—40 ц/га, по фактору удобрений — 4-8 ц/га, однако внесение дозы Njgo Р90 кг/га действующего вещества является обязательным элементом агротехники возделывания суходольного риса на юге Казахстана.

Рациональный режим орошения риса с периодическими поливами на незаселенных почвах включает следующие агротехнические приемы: внесение удобрений N18q, Р90 кг/га действующего вещества, поливы с поддержанием влажности почв в период всходов, кущения pitea — 70-75% НВ, в период выметывания-цветения — 85% НВ, в остальные фазы развития — 80%-НВ . Межполивной период в период всходов и кущения составляет 8-10 дней, выметывания-цветения — 4-5 дней, в остальные фазы вегетации — 5-7 дней. За вегетационный период проводится 12-14 поливов, оросительная норма 10-14 тыс. м3Да, урожайность — 35-37 ц/га, при

этом удельные затраты на единицу продукции самые низкие — 257-259 м3/ц.

Таблица 8

Влияние режима орошения и дозы минеральных удобрении на урожайность риса.

Дозы минеральных удобрений, кг/га д. в. Режимы орошения риса Средняя Урожайность, ц/га

ущемленный среднеинтен-сивный интенсивный

урожайность, ц/га удельные затраты воды, мУи урожайность, ц/га удельные затраты воды, м3/ц урожайность, ц/га удельные затраты ВОДЫ, м3/ц

Казалинский опытный участок

10,4 757 36,7 329 50,2 376 32,4

^коРчо 14,0 592 39,4 307 52,6 359 35,3

МшРт 15,4 542 41,4 301 51,4 349 36,7

Средняя урожайность 13,3 39,2 52,1

По фактору орошения НСР05=1,7 ц/га По фактору удобрения НСРм=3,0 ц/га

Таласский опытный участок

М1М>Р«> 12,5 507 28,7 303 35,5 310 25,6

МтпРад 17,2 370 34,4 260 42,0 271 31,2

'^яоРпо 22,9 280 32,1 265 44,1 257 32,9

Средняя урожайность 17,6 ' 31,1 44,1

По фактору орошения НСР05=1,7 ц/га По фактору удобрения HCP(!s=3,0 ц/га

27

ВЫВОДЫ

1. Экпериментальиыми исследованиями установлена высокая степень приспособленности маловодотребовательного сорта риса "Белый Скомс" к различным почвенно-мелноративным и природно-климатическим условиям юга Казахстана. Для его возделывания пригодны оросительные системы, предназначенные для культуры затопляемого риса, и оросительные системы для возделывания зерно-травяных культур, поливаемых по полосам или бороздам.

2. Наиболее рациональное использование водных ресурсов достигается при возделывании маловодотребовательного риса на незасо-ленных почвах при среднеинтенсивном режиме орошения. Данный режим орошения обеспечивает урожайность риса со снижением удельных затрат воды на одну тонну зерна в 1,5 раза по сравнению с укороченным затоплением и в 2,0...2,5 раза по сравнению с постоянным затоплением.

3. Режим орошения риса с поддержанием влажности почв в корне-обитаемом слое в пределах 75...85% НВ обеспечивает физиологический максимум урожайности 40...50 ц/га, при этом влагообеспеченность почв в период выметывания-цветения растений риса должна быть не ниже 85% НВ.

4. Эффективность использования поливной воды и урожайность маловодотребовательного риса можно повысить за счет внесения минеральных удобрений. Максимальный прирост урожайности риса до 8 ц/га достигается при совместном внесении азотных и фосфорных удобрений нормами 1Я18о, Рад кг/га д. в.

5.Для получения высокой урожайности маловодотребовательного риса 50 ц/га н более необходимо, чтобы содержание солей в ППК не превышало 15.!. 18 мг.-экв. на 100 г почвы. Требуемый

мелиоративный режим почв достигается на слабозасоленных почвах при режиме орошения риса с межполивным периодом, не превышающим 10 дней.

.6. На рисовых оросительных системах существенное влияние на солевой режим почв оказывает уровень залегания грунтовых вод. Для риса, выращиваемого в условиях периодических поливов, наиболее благоприятные мелиоративные условия создаются на полях, не граничащих с затопленными чеками. При размещении посевов маловодотребовательного и затопляемого риса на смежных чеках водно-солевой режим почв на участках суходольного риса формируется под влиянием водного и солевого режима почв с затопленной культурой. Грунтовые воды подвержены фильтрационному подпору со стороны затопленных чеков. В первой половине вегетации наблюдаются процессы перераспределения солей по глубине почвенного профиля с накоплением их в верхнем слое. Урожайность риса на таких участках невысокая — 2528 ц/га, а удельные затраты воды на выращивание кульгуры составляют 520-580 м3/ц и сопоставимы с затратами воды при выращивании риса с постоянным затоплением.

7. Анализ солевого режима и баланса почв зоны аэрации при возделывании маловодотребовательного риса на рисовых оросительных системах бассейна р. Сырдарьи показывает, что для предотвращения вторичного засоления корнеобигаемого слоя почвы объем водоподачи должен быть не ниже 10000 м3/га, а уровень грунтовых вод на глубине более 1,5 м.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1.Для возделывания маловодотребовательных сортов риса на рисовых системах бассейна р. Сырдарьи необходимо учитывать его биологические особенности, признать самостоятельной культурой севооборота и обеспечить необходимые мелиоративные условия. Суходольные сорта риса должны получить преимущественное распространение на поливных участках обычных полевых севооборотов зерно-травяных культур.

2. Для получения урожайности риса с минимальными затратами воды на его выращивание за вегетацию необходимо провести 1214 поливов с межполивным периодом в фазах выметывания-цветения 5...7 дней, оросительная норма — 10000...14000 м3/га.

3. Повысить урожай суходольного риса и эффективность его возделывания можно за счет внесения минеральных удобрений. Лучший прирост урожайности отмечается при совместном внесении N^0 и Рад кг/га д. в.

4. При возделывании суходольных сортов риса существенное влияние ди солевой режим почв оказывает глубина залегания грунтовых вод. Для риса, выращиваемого в условиях периодических поливов, наиболее благоприятные мелиоративные условия создаются на полях с уровнем залегания грунтовых вод па глубине 1,5 м и более.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО:

1. Изучение режима орошения маловодотребовательных сортов риса в условиях юга Казахстана. "Рис России", №1, Краснодар, 1993.

2. Влияние удобрешШ в увеличении урожайности риса и повышения эффективности использования оросительной воды при периодических поливах риса.'ЦНТИ, Джамбул, 1995.

3. Оценка пригодности сортообразцов риса для выращивания при периодических поливах в Южноказахстанском регионе. ЦНТИ, Джамбул, 1995.

4. Мелиоративный режим почв при периодических поливах риса. ЦНТИ, Алмагы, 1996.

5. Влияние почвенно-мелиоратнвных условий на урожайность и величину оросительной нормы при периодических поливах риса, (в печати, в соавторстве с Б. Б. Шумаковым).

SUMMARY

For cultivation of low water demanding sorts of rice in the rice systems it is nccessary to take into account the biological features, to recognize it as independent culture of crop rotation and to ensure necessary meliorative conditions. The primary distribution of low water demanding sorts of a rice (dry valley rice) should be on irrigated sites of usual crop rotation.

For reception of rice yield with minimum water input the number of waterings over a vegetative period is 10-12, inter-watering period for throwing out-blooming phases is about 5-7 days and irrigated norm is 10000-14000 m3/hectar.

To increase a crop of dry valley rice and efficience of its cultivation it is possible on the expense of entering of mineral fertilizing. The best gain of yield under the factor of fertilizers' is marked with joint entering N|g0 and Рэд kg/hcctar of active components.

For a dry valley sorts of ricc of a depth of groung water has a great influence on salty regime of the soils. For a ricc in conditions of periodic waterings more favourable meliorative conditions are created on field where ground water level lies 011 1.5 and more metres.