Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЛАГИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ НА ЕЕ ДВИЖЕНИЕ И ДОСТУПНОСТЬ РАСТЕНИЯМ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЛАГИ В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ НА ЕЕ ДВИЖЕНИЕ И ДОСТУПНОСТЬ РАСТЕНИЯМ"



МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДША ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗДАШМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИШИИ М.В ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи УДК 631.432

1УСЯЭ Валерий Геннадьевич ВЛИЯШЕ КАПИДЛЯИЮП) ДАВШШ ВЛАГИ В ДКНЮВО-подэшшстой СУГЛИНИСТОЙ ШЧВВ НА БЕ ДВИЖЙШ И доступность растениям

Специальность Об.01.03 - почвоведение

Автореферат диссертащм на соискание ученой степени кандидата 0«алогически* науи

/ Москве -

1988

Райота выполнена на кафедре физике и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета Иы.Ы.В.Ломоносова

Научный руководитель - доктор биологических наук

ведущий научный сотрудник И.И.Судницин

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственны* наук

Н.А.Цгромцав

- кандидат бнологачеокнх наук В.Д.Скалабая

Ведущая органиэ алия - ШТЮС

Защита состоится " дрібнили 1й£Д,г. в 15.30 часов в ауд, Ц-2 на заседания специализированного совета К.053.05.16 в ИГУ, адрес: 119899, г.ЬЬсква, Денгорн, МГУ, факультет Почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан " «шб&уй 1981 „г.

Ученый секретарь спецналнзированного совета В.Мотузова

ч

; Дктуалыви; ть проблему. В связи с тем; что Ив черноземная зона считается областью достаточного к а местами «зЗьггочшго увлажнения. до последнего времени здесь наиболее активно развивались осушителыше мелиорация. Однако вследствие неравюмердаго выпадения осациов йероятнэоть эасушшвш: летних периодов достигает 40?;. в этих случаях растения иепотиеапт "дефицит влаги. Поскольку районированнне в Нечерноземье сорта сельскохозяйствен« их культур но сравнения с сортами засувлившс районов отличаются повышенной ТРейователыгостью к влажностл среда иЧяньшй устойчивость» н^оочвендай я воздушной засухе, они значительно медленнее восстанавливают тургор и уровень сгевдвякх $азиологических процессов, что приводит к существенному снижении урожая . (Вериго, Раэумова, 1973; Лейин, Розанов, 1384). И если в настоя---щеё время орошение кормовых* я эврнбвнх культур в засуаишеда гэ~ : ды еще не 'проводится достаточно широко, то лишь из-за ограниченности матери ально-техническшс ресурсов (Шевелуха, .1983). . В Московской области в XI пятилетка из -326 тыс. га шлпо-рируемызс земель площадь орошаемых составляла 129 тж.. га. При научной организации оровіешя передові» хозяйства области на пастбищах получали прибавку урожая многолетних трав 42 ц/га . (в пересчете на корм.ёд.), а кормових культур - 10-12 (Куниц- , кий, 1933; Короткое, 1933). "''""*, -

Однако многие оущесгвеннне сторбнн этой проблемы (олтимальг иве диапазоны увлажнения, влияние подрывов на »одный режим почвы, методы определения .влажноета почвы и оірикя питательного режима ) мало исследованы и требу вя дальнейшего систематячес кого изучения. • V-. -1: : •. " ■'..■

■ Цель работа. Установить почве нш-пщрЬфиэяческяе условия, обеспечивающие получение максимального урожая сельскохоэяйст-

■ . - . . їгктригійія ■ Г

веннцх культур на дерново-подзолистой почве.

Основные задачи исследования ; ;,

- X. Установление оптимального диапазона предподивного капиллярного давления дерново-подзолистой суглинистой почвы для овса и езда сборной. ;

".'. 2. Изучение влияния различные режимов синхронно-импульс-

■ но го дождевания на водный режим почвы.

3. Разработка диэлъкомЁтрического метода определения влаж-

■ поста почвы. ■ ■ : .

' 4. Разработка методов оценки ■ питательного режима растений *в условиях синхро нно-идаульснэго. дооде вашя. ' ' " ' " ; '---'■ ' ■ Научная новизна "

1. Внервив получены данные О той, , что для овса яря .выращивании на йерт и многолетней травн ежи сборной при выращивании

- на биомассу оптимальны^! уровень предполивного капиллярного давления двраово-подэолистой-тяжэлоеуглиннстоЛ почвы составляет от -10 до -20 кПа..1:.е, близок кподевой вл алое икос ти. При tío— ' лее низкой давлении урожай растений снижается вследствие недостаточной дсющгоностя почвенной влаги, при более высоком -. из-за отсутствия сплошдай сети воздухоносных-пор,

2, Впервые показано, что при отсутствии дренажа синхронно-импульсное довдевание.оваа и ежи сборной на дерново-подзолистой т яжелосу глинистой почве эффективно лишь в сухее годы: для овса при КУ за лето < 0,84, еки при КУ за вёгеташояннй сезон

■ ¿1.1. ' ; ■ _ ' ' ."'.; " ; . '

3- Разработан оригинальный дйалькоьютрическлйЛ-.етод измерения влаяюстя почвы, позволяющий автогатачески определять объемную влажность .почвы в слое толщиной 4 см с точностью 0.25£. •1. Разработана квтодкка пспользованця ^тода вакууи-лизи-

- з -' ■■ ■ - ■

"метра для определения концентрация наиболеедоступной фракций нитратов в почвенном растворе и доли от общего содержания их в почве в условия* орошения.

■.- Практическая ценность Я реализация теботн. Полученные ма- : териалы неойходиш для оперативного контроля и управления водным и азотными режимами орошаемых полей, а также для оценки ако-. комической целесооЬраэностн орошения зерновых культур и много' летних злаковых трав в Нечерноземье о.целью повышения ш: продуктивности в различные по климатически условиям годы* и Оая : должны использоваться при составления проектов мелиорации. ■"

Полученные материалы используются в учебных курсах на ф-^ те почвоведения МГУ ("Моделирование почвенно-фиэичеоких процео-' сов")..' • ' - .- - . * '

' Диро^дшя. рабоу^, Результаты исследований докладывались на 7 научной конференции ЖУ "Актуальные пройлема охраны« рационального использованияи воспроизводства природных ресурсов" : (Минск*' 1334)','Всесоюзной конференции молодше ученых и специалистов "Достижения НТР на службу наращивания продовольственно- го фонда страны и интенсификации производства субтропических ; ь культур" (№харадзе-Анасеуля, 1985); УП конференции молодых.уче-: ішх ф-та почвоведения МІУ {Москва, І985) ; '■"■.

руйляиаши. Основные результаты работн опубликована в 8 печатных работах и получено положительное реаениана изобретение по заявке *420998І/ЗІ-25 (123906). ^ .

. Объем теОоїчі. Диссертационная работа изложена на <83 страницах, имеет 38 таблиц, "ЛІ рисунков} состоит кз введения,.5 глав, выводов, приложения.. Список литературы включает на- . именований, в том Числе иностратшх источников.: ; < Под оптимизацией водного режима растений в данной работе

понимается система водно^лалиоративщя ідаропрнятий, обеспечивающая получение максимальних урожаев сельскохоэ яЙс теє ннкх культур при различных штеорологическпх условиях и не ухудшающая сос топкие окружающей среды. Водный режим растений фориіруется в результате двішениа воды в системе почва-растетіе-пріїзеїліюії.слой атмосфери. Энергия взаиіюдействия воды с вмещающим ее телом, выражается в виде потенциала или давленая воды (Глобус, 1Э69; Чай-аде, 1Э73; Судницын.; 1079; Воронин, 1984; ївуїог, Г972 идр.). При равновесия води в система давление во всех ее частях едина-; кош. Нарушение равновесия приводит к движению води в направленна уменьшения давления со скорость», описываемой модифицированным законом Дарен; 1—кар/<11 , где і — плотность потока, к - коэффициент влагопро водности, ар/аі - градиент давления.". 8 связи о тем, что К ^гшавюналыю зависит от-Р, то Р, очевидно, может служить критерием оценки водного режима растений, ко то рий в такой случав можно определить как интервал Р, в котором почвенная влага им доступна; Под доступностью почвеяной влаги понимают, интенсивность поглощений ее корнями растения (Суд-ннииц,1964; Шин, і Наилучшие условия водного 'питания растений существуют в диапазоне легкодоступной влага, в котором ее. подвижностью системе ■ почва-корш в шока (оптимальный диапазон увлажнения почвн - ОДУ почвы).

Распределение влаги а-корней по профилю почвы ойнчвэ неравномерно (Станков/ ІЕ59; КиївсЬега, 1960 и др.), поэтому необходимо оценивать доступность влаги в целой для всей корневой системы. Традіщиоїшьаі и>отодом определения ОДУ почвц является сопоставление давления почвенной влаги (или'влажности) с урожаем. Ида этом находят граничные значеная диапазона Р ( *) для различных пар растение-почва.

• Существование верхней границы ОДУ связано со способность» растений вадершвать недостаточную аэрацию почвы без существенного снижения продуктивности. В Йэчердаземье для некоторых кор- . иэ вше культур ее величина соответствует диапазону Р-от -3 до -5 хПаУ{ Сидорова, 1981{ Вядакурова, 1984)..Существов анп э нижней границ« ОДУ обуславливавтся спадением интенсивности : по гдо пения корнями води при снижении давления почвенной влаги. Давние о ней весьма мюгообрадны и раэюобразнн. Шлучают нхлибо Ьодно-ба-.. ланоовым шгодом, выражая в % ВВ (причем разброс весьма шрок: от, 50 до^ 85Î ПВ^ либо термэдй!юшч9скям,выра*&я в единицах давления (кПа).ГЬ шеей» Роде ( 1365), Легко достушюй Для растение . является влага сверх пв. Полевые _методи определения ив трудоем-, кн,. а, лабораторные не всегда дагот достаточно репрезентативные Данные. 1Ьэтому,"очевид(Ю, . предпочтятельяеа определять и контролировать грашпш ОДУ термодякампческнм ютодом« который, благодаря применению те тонометров; дает возио'жаость упростить, удетв-вать, ускорить а автоматизировать , сбор я обработку ин^ормапда.

Однако интегральный показатель оптимального увлажнения шч-вы-коаечннй урожай - отражает сложное йаащсдействие разлзи-пнх факторов среды и растения вонтогэнеэе, яээтомуегб велжчи-- па №. мотет полное тьввс крыть влиянпа увлажав июо та почвы. Так» высокая интенсивное ть-'радяагртонного потока даже пря оптимальном увлажнении почвы из-за высокой сухооти воздуха практически неиз^ бежно вызывает полудевную депрвсслютррлстравдявфотосинтеэа ■7и" перегрев растений (Лархер, 1976; Смоляк,"Реущий*/1903 и др.). Й результате урожай сельскохозяйственных культур не достигаат максимальной величина. Поэтому.установление ОДУ катодом сопоставления Р С и ) о урожаем должно обязательно сопровождаться анализом среды обитания растений, Особенно мгтеоролэгичесКях ус-

- Шследования проводили в К82-1985 гг. на опытном поле стационара ф-та почвоведения ЧТУ на делянка* площадь» I ы2 в двухкратной, говторвзсти. Метеорологические условия представлены в таблица 1 я на рнс.4., Удобрения вносили по схеме, представленной в табл.2.' Контроль эа уровней Капиллярного давления осуществляли при помощи теаз ио метров с воздуида-пуэыръковвш манометрами, устадавленодац ва Глубиае0.1-0.ги, где сконцентрирована основная часть '(до №0 корвеъой системы испытуемых растений. ГЬливы' производили при. снижении Р (при Ры) до -10, -20, -30, -40 кПа; контролем служил вариаат без полива. Полив прекращали по достижении капиллярного давления -5 кЛа. ■.■„. , -

Дерново-водзолистая суглинистая иловато-крушюпиле ватая почва стационара хорошо <?дультурена; рНС0Д 5,0-6,5, гидролитичес-. кал хнслотдасть верипа гориэонтов - 1,5-2,5 мг-ака на 100 г почвы, степень наоыщашюота основаниями- более.Е0& содержание Р^05 - 30 мг.К-^О - 20 мг на 100 г почвы (Орешина, 1972). Коэффициент влагопроводности при. сорбции увеличивается от 2,7.

цра -во.кОа до 1,1 пря -7,5, т.е. в 40 раз;

при десорбции уменьшается от 2,1 «Ю-12 При -2,5 до 6,9«Ю-*4 при -35, т.е. в 30 раз {рассчитывалиштодон разделения нестационарного процесса на ряд квазкстационарных этапов (Судницыи, 1979), нестационарный поток создавали.в монолите). . -

Для. статистической оценки полученных результатов все данные - бшш представлены в виде отношении к уровни минимальных. увлажнения (К)нли доз удобрений (125 я , I илиОЬДостоверность различий ьв«^ сре^швдш. из относительных величин; по каждому варианту оценивали ж» ■'. * — критерию Стьвдента. Различия считались значимыми,: если «С < 0,2.

О^юсйиие осуществляли системой синхрошю-ньздульсного доаде-

. ' . - 7 - - ■ ■ ■■

Таблица I. Me теорологиче с кие условия'

ТЬ_.!Пара-1 !. и™: Ихш, I Ав- !0ая- 1 1Вегётец. 1РД штр ■■ 1Ш ."т. . густ хяарь-. . сетей -

- Ос 64,0 105,9 116,9 ' S8S. 8 / ■ ,/

1582 Т0 ; . • <Ю,5 99,2 75,9 256,6;.

КУ 0,71 1.07 1.54 I.I

; 00~ 4,4 77,3 68,9 26,3 ' 65,1 . 272,5. 242,0 1983 Т0 115,5 81,6 78,6 93,2 82,3 253,3 '451,1

КУ 0,04 0,95 0,88 0,28 0,79 0,7. 0,6 :

Оо 45,8 68,7 106,0 28,0 121,6 222,7 390,1 1904 Т0 134,3 . 85,3 86,5 . 75.6 54.7 247.4 436,4 КУ .0,34 1.04 1,23 0,37 2,22 0,9 1,0

Оо 49,0 ; 115,8 93,6 13,3 100,9 222.7 373,4 1585 Т0 _ 112,8 73,4 71,7 Ю9,3 44.9 254,4 412.1 КУ 0,44 1,58 1,31 0,12 2,25 ; 1,0 1.1

Примечание: I. Ос -№оячаая сумма осадков,-мм .;

2. Т0 - испаряете ть по Н. II. Иванову, ш/мас: ; " ' Т0> 0,00I8'(25 ♦ t°)2.(IOO - а), где ' - среднемесячная температура воздуха,• град; а - среднемесячная относительная -

■ влажность воздуха; %'

3. КУ - Лоэффщвент увлажнения <0oiÍo).

. вания (ОВД, модель НПО "Радуга")D отличие от поверхностных способов полява~п довдевшшя шщнымн агрегатами, »тот способ долина облапает комплексным действием; ."обеспечивает оптимальное < увлажнение почвы b 'активно изменяет микроклимат посевов-(Судни-цвн и др. ÍOBOí Смоляк,: РеуцкиЙ,' 1983 и др*). Шследнее особен-ио'важио," т'.к. ослабляет депрессивное действие сухости воздуха

- 8 -

Таблица 2. Схема внесения удобрений

- (Вари- Т Натата' внесения удобрений, кг/га - ■_;_

* 'опыта 1 перед - 1 вшсод ! колош нае ' *вяяую опы?а посевом - ■ в трубку . коло™нив ; декаду .

' 000* 100#26Р40К ' 50уі2Р20К ЯШЗР20К -. "... 1982 160? 100#26Р4&К 50«ЭР20К - . -

125^ 25ДІ7РІ0К 5СШЗР20К 50#1ЭР20К -

"'■ I . ШММОРІООК . т --"V

1963- .0,1 ;. д " ' • ' • - 12Д№ЮК

Ї984 0,05 - / : - - ' 0¥2Р5К

. О . , Удобрения т вносили .

1985

-І. І50ІУ50РІ25К ' , - " ■ - ;; - ;

0,1 опт. - - - І5М2К

Примечание; I, ВариантО.ОЬ толысодля1384 г.;2.Ввараанте 0,1 опт. - оптимизация - -подкормку вносили при сшивши конце нт-равди цитратов в.почвенной растворе до Ю"3 и/я, обеслечиваодей максимальную скорость роста (Най, Тиннер, 1380). '

в перегрева (Лебедев, 1569; Дегенчекко и др. ,1383 и др.)_. :

Для получения регулярной информации о влакшста почвы раз- . работав оригинальный даэльномзтрическиО метод определения влажности оочвн. Конструкция датчика представлена на рас.1. Елагода-". ря достаточной длине (ые менее 4 м) и отсутствии значительной: сосредоточеншй.плоиада электродов этот датчик до сравнении о : другими (Проша, ХЭ74; Хлыстун, .1982 в др.), .обладает незначи-■ тельной погрешностью, определяемой пррстралствеЬшй вариабельность в водно-фиаачаских свойств и усадкой почэы. Алробашя датчика показала, что в дзадазонэ влажности 7-35& завясцьюсть дС/С0 . где с0 - емкость датчика при - і е близ-г

Рис.1, -I,

' - 0. 4,

',;' 5;

4 - з _ 2 I ... 4 . Диэлькометричесяиа-датчил влажности почвы Серцвчник многояаш,аого провода. 6. Экран; Изоляция провода; . ■■■< 7. Изоляция.вывода.> Вневияя обмотка. 4 \ б; Контактные пластины. Гндроиэоляция. - : 9.: Колышек. * Экранированный вавод. Ю. Чехол. ...

АС/С,

- .

15 20 . 25 . 30 35 . \У» % Рис.г. Зависимость относительного изменения ешоотя датчиков ; (лС/С0) от влажности почвы (* , %) (полевой опыт ),

{

ха к линейной:- г «0,96, Л «Ю.ООІ (рис.2). Отклонение от линейной зависимости С (w ) происходит лишь при значительной концентрации гачвеиного раствора (25-35 г/л). ■

Такий образом, предложенные датчики перспективны для при-1-ме кешів в сельскохозяйственном производстве.

Значительная часть азота в нитратной форме находятся в тон ких порах, it пленках и трудно, доступно растениям, В связи с этим нами разработан метод вакуум-лизиметров (Ш) для оценки содержа юія нитратов в почвенном растворе, находящемся в .крупных порах. Доя виявленая доли легкодоступних нд трато в от odtitero содержания кх & почве, проведеш параллельное определение содержания ннт-рат-мона этим методом и методом водной вытягдщ (Ш), позволяющей опредеЛпть полное содержание нитратов в почве, через '4 часа после'внесения удобрений (4в-ііо3 ; 2 л/и?), через сутки и неделю при высокой влаанооти почвы. Рабочей часть» использованиях в опыте вакуум-лизиметров является керамический фильтр диаметром 1 см и длиной-5 см, соединенный со стеклянной цилиндрической . трубкой-емкостью, на другой конец которой одет резиновый шланг с зажишм. Они устанавливались в слое 0-0,1 м на 3-4 часа. Пробы для Ш отбирались в середине периода експоэишш BE из слоя 0,02-0,1 м. lb результатам анализов -ВВ рассчитывалась концентра пая нитратов с учетом влаииости почвы;, с ■ c1(i где С и Cj - концентрация нитратов в почвенном растворе и измеренная нонселектнвішм электродом в ІШ, ц/л; Т -объем воды для приготовления ЕВ, см3;' *Ji —.'плотность почвенного раствора, -.. г/скэ і - в - масса образца сырой почвы, взятого jyui ВВ, г; * влїшюсть почвы,

Через сутки и веде л о после внесення удобрений коэйфщиенти ■корреляции і.егду данн»т v-етодов ВЛ и ВВ высокие и значимые;

- II -.

г«0,Є9; еС "0,001, вследствие выравнивания концентрации нитратов в исследуемом слое'почвы за период екстартмента (рис.3).'~ .

Доли нитратов в крупных порах оценивали по формуле: м«іЗ,5* «^-.„ЛО І іде Ы - доля.нитратов, 'переходящих в Ш;.

концентрация^нитратов в ВІ пробе; *тд - влага, находящаяся в тонких порах и пленках при Р < -60 нПа в ив попадающая в ВД пробу; * - влажность почвы в мэмент взятия проб / "" Е/|. .При'Р -10 кПа .. »уд/« ".''■■0,6 и доля нитратов в Ш пробах'возрастает от при С^ в 5-Ю*:4 м/л до 16 при 2-107*, т.е. почти в -5 раз. При уменьшении « до *тя * М стремятся к О, т.е. пі« низков влажности (Р. < -СО кПа), нитраты полное ты» локализованы в тонких порах м пленках.; V'■■'"'.:,■'■,..■■:';,

Таким образом, метод вакуум-лизииэтров во влажной почве. , (надршдар, При орошении) позволяет легко В быстро получить информацию о динамике концентрации нитратов в вяиболее подвижной части почвенной.влаги, находящейся в крупных порах и толстых пленках, т.е. составить представление о содержании и динамике - наиболее водвимшх и,,следовательно, доступных растениям их фракций.' ' ' "Количество и ритм выпадения осадков отразились на данашке влажности и капиллярного давления (рис.4). Влажность пахотного-горизонта без оротевяя подвержена резким колебаниям (коэф^мци-ент вариации-- 45-50Й) иоредне месячные, еезначения коррели--руют с КУ мвсяцев * ¿С «0,001).' Соответственно и сред-

ние за вегетационный сезон влажность к^ запасы продуктивной вяа- . ги зависят"от его метеорологических условий { г. =0,99, ,¿.«0,05). С увеличением толданн олоя вта' связь слабеет: в слое О-0,5 м г«Ю,59,-«С =0,І,а в метровом и; полутораметровом слоях г' =0,29 в 0,31, ¿>0,1. В своп очередь^ в сухом-1983 г. в контроле Р . лишь. 5 раз поднималось до.-Ю кПа; -в прошжуточних1зе4-К65 гг.*

ИГ"

свв,, К/я

iir.J

ta"1

- 12 -

ICT5 IcH \I£T

Рно.Э, Соотношение между концентрацией нитратов в' почвенном растворе, ооределёшюД в вавуум-чпизиметрическнх- проба* (См) и в водных вытяжках (Сш> - -

16^20 рае, а во влажном ID82 г. - до 25 раз. : .

В сухие'годы (КГ за лето < 0,9) СИД нивелировало выпадение осадков и тем предотвращало снижение увлажнения почвы за пределы СДО» В то же время во влажнне гели (НУ. эа, лето > 0,9) 'создавало 'временное избыточное увлажнение.' Так, в варианте -10 хВа в 1962 г* Р около 60 дней било выше -5 кПа к держалось начетом уровне но 5-10 дней, хотя оросительная норма была невелика (IVO im вод, сл.). В I984-ISe5 гг. таких дней било около 50 ж периоды пераув^Т" лажнеши длились по 6-6 дней. В 1963 г., несмотря на наибольшую оросятельную норму {261мм вод, сл.), Р било выи» -5 «Па ояоло 30 дней я держалось на эт(ш уровне по 2-3 дня.

Таким образом, полнв во влажные годы оказыьад неСкяагоприят-ное влияние на водный режим почвы.. Это вцавано тем, что в варя- . антах.высокого увлажнения влажность почвы к началу дождливых периодов была высокой (близкой к ПВ, а в варианте -10 кПа даже

Рас.4. Динамика среднедекадной температуры воздухе;(I -Т, °С), количества осадков за декаду (2 - Ос, |л), кашиллрного давленая почвенной влаги (3,4 - Р, кЕа), среднедекадной влажности почвн (5,6 - к, на глубине 0-0,2 к; 3,5 - полва при Ри -10 кПа, 4;6 - вез полива . > ■ .

виша), и осадки, выпавшие'на влажную, я - плохо фильтрующую тгшв-досуглинистую почву, создавали пе і^увлажне ниє. Б вариантах с V лее сухой■почвой часть осадков расходовалась на пополнение дефицита почвеююй влаги, и переувлажнение то било «толь значи- 1

голькым. v ■ ;'■"■■

. Вэлее детально особенности движения н распределения ючвен-вой влага под влиянием различных поливных .норм изучали на шноли то, в верхнюю часть в боковые стенки которого были вмонтированы текзиометры. При расчета интенсивности потоков использовали полученные ранее зависимости К от Р. При Рм -10 кПа на глубине 0,1 ы ійяболеа эффективны шливы нормами Є мм (Сидорова, І9ЄІ) Нами исследованы половы нормами 6, 15,50 мм вод і сл. при Рм -40 кПа, близком к среднешоголетдакуувлажвйшго (рис.5),

! Шлив нормой 6 мм поддерпивал Р на глубина - О, I м выше -40 кПа в течение почти полутора суток, и при этом практически воя поливная вежа задержалась,в слое .0-0,2 глубже проникла лишь небольшая ее часть. Полив юрмой 15 мм поддерживал Р на глубине 0,1 М выше -40'кПа в течение 2. суток, ;при этом почти вся шлив- ■ иая вода задергалась в слое 0-0,4 м.': Норма 50' мм вод. сл. поводит к переувлажнению слоя 0-0,6 м в течение .3-7 суток. .

Итак, прл Рм на глубине 0,1 м —40 кПа оптимальними оказались зюлязы ШрмоА 15 мм вод.сл. Поливы большими нормами ( Ч » 50 мм)г'прйшдят к переувлажнения, а .малыми ( <=>6мм) к слишком кратковременному увлажнению тонкого слоя юзчвн <до 0,2 м).

'В условиях полевого мзлкоделядачюго олыта был установлен . оптимальный уровень предполввдаго капиллярного давления для овса и ежи сборной..Наряду с «тин оценивали эффективноеть различннх сроков внесения удобрений 'на фоне развой увлажненности почвы: ...' предпосевного (I ) и' регулярных подкормок малыш дозами (0,1; - ,

0,05; 0,1 опт.)." . . ,. 1 - ' ," - ■ .' ; \ ■

Исследования с;овсом сорта Астор проводила в 12£2г1Э34 гг.'.

Лето 1Э82 г. бьио умеренно ■ холодным в самым влашым за 3 года, -- • «тих , ■■■<.'-■,..■■ наблюдений (КГ-1.1). В-условия* СВД при Рм -10 н -20 к Па привело К значительному переувлажнению почвня резкому' снижения урожая зерна (табл.3). Про -20 кПа урожай не превншал 12,6 ц/га. тоща.как в К достиг 39,6 Ь/га. Ш«ду*всеш вариантами увдаяш- -ния,кроме -40 и К,., обнаружены редкие различия. Различия мэзду. . всеми_вариантам удобрэтгйпазначдмЬ.."■■ ' ■ " V

, Лето 1983 г. бнпо ударенно. прохладам и самым сухим за 3 годанаблвденяЯ(КУ 0,7),/и полив дал высокий положительный аффект; при Ри -10 хПа урожай в';среднем был в 2 раза вше, чем в К. Максимальный урожай-10;кПа) достиг 56,8 ц/га. Удобрения резко повысили урожай! в вариантах 1 ж о,1 он был в 2'раза внш. чем без удобрений. Благодаря совместному влиянию полива и удобрений урожай повысился в 4 раза.1, '

^ Лето 1984 г. Йвио -прохладным, количество осадков совпадало с нормой (КГ^О.Э^.' и даливн приввля кс пилению урожая овса даже-при -40 кПа, а щ«,Рм -10 1Ша урокай с нив алея в 2 раза ш , сравнении с адитролем» Различия в урожае мазду. контролем в всеми Вариантами полива значимы о высокой.вероятность».

Б атом году вз-за,влашк>й середины лета предпосевное- внесение'удобрений оказалось более внгодным, т.к. растения и микроорганизмы успели поглотить пх.до'доаде8, а нитраты»-внесенные с подкормка».® в дождливые периоды; В значительной степени вымывались за пределы корнеобитаемого слоя. " ;

■ '■■'Дая" того чтобы въвденнть влияние метеоусловий на эффективность поливов в период Еалива зерна, в августа 5-лштровые монолиты почвы с растениями были помещена в вегетационный - домик.

■ ''. . - ІаЗши 3 v

: 'Ддиянив преіітвлшт» шшадвом давдегая-я да^ '

■ j,Q„ ":"íВариант t -10 цїїа ! -20 кШ ? -ЗО гіЦ - | кПа -■ ; контроль

Поснта ; I 1:2 :!3 ! I I 2 13 - fil -12 ? /3 ! I :f 2 1,3 t/J 1:2 І З

-200Ai -0,7 ,2 51 ІЗ -35 194 .27 76 135 .36 .100 ЮІ 33 100 100 1982 ' ты .0,5 2 62 8 .19 117 ' 23 59 П7 ' _ 36 SO 39 40 100 НО ' \ 125* 1,4 ' 4, 100 7 Іе 100 20 56 IX 36 101 100 36 IOC 100

І 57,0 .247 258 41 И8 . 2С4 35 151 204 23 102 183 23 100 174 ,1963 0,1 44,0 100 IS? 41 .169 205 • 32 132 ІЄ9 ' 25 102 IS5- 24 100 125 : ' 0 .. 22,0 -157 100 20 .152.100 -17 129 100 ІЗ '97 100 ІЗ 100 ЮО

..'.." І ; 23,0 52 161 ЗІ - .61 127 ^33 65 136 . 37 74 132 -51 ..100, 148

* 1264 0,1 21,0 : 4В 127 38 65 114 ' 29 6$ J22 34 7$ 121 43 100 125 О 16,0 -46 ЮО ■ 21 62 .КО • 24 70; 100 28 83 100 34 100 100

67 135 - " ' - - 59 ш - : 50 100

- Дримзчанвз : І, - :Уродай зерна, д/га.2. - Урожай. зерна, J» от варіанта с шдоодьнш ' .і. уищжшниеи,. 3,-;Уро:кай зерна,■% от варианта с шшгкальша®'дозаш удойрэвгй. - .

При Рн -10 кДабвл лолучея урожай овса 67 д/га (I35J! от К); С учетом отсутствия естествеишл осадков в августе» КГ за" лето в этом опыте составил .0,8. '

Таким образом^ ; влияние сндарошю-импульсногодоидавакия в ' -условиях Mo око веко 3 облаети^не од позначно С рис. 6): в годы с, повышенным и средним увлажнением (КУ за лето 0,9-1,1) оно приводит ; к сниявш» уролая зерна овса,тем Солее резкому, чем выше PMî в годн более сухие (КУ за лето 0.7-0, 9) поливы повита от урожай, причем, оптимальное Рн составляет -ЮкПа. Коэффициент корреляции между КУ за лето и урожаем,, выраженным в ? от контроля,очень высокие для Рм -10 яПа С ги-0,98), -20 кПа ( г =>-0,96), , ■ , ' -30 кПа ( лишь для.верианта -40 корреляция отеутст-

вует. Как видно ва рис.6, при КУ. за лето 0,84 Ри не влияет на урохав. Это значение КУ соответствует, 'по многолетним данным, Сумде осадков за лето около 2I5λw. Средне многолетняя обеспеченность его го уровня осадков составляет по данным Ш. ЫГУ 57?. Зна-■ чит, в среднем каМыбл4 года йз 7 полив будет давать положительный э$4«кт, а 3 года- отрицательный.

Анализ зависите га урожая неполивного варианта от КУ отдельна месяцев (рис.6) показал, что отсутствует корреляция между урожаем е.-ter в ниве и августе, но в июле (фазы колоше ния-цве те- -шя — ;пй многолетним данным тетеобсерваторий особенно ответст-, венный период для формирования урожая (Вериго,Раэумова, 1973)) коэффициент корреляции достигает О,ЭТ. По вашим данным, снижение у-ротая- происходит при величине КУ швее 1,24. Sa освоэаяни етих данных южно было ожидать, что наиболее аффективными поливы дол- -Ш бшш быть в шале .1983 г.,' когда КУ был равея~0,88, однако этого ве случилось. В то же Время поливы дали выеокиП эффект в:* 1Э84 г. (когда овес в 'августе бил в вегетационном домике), .хотя

УрожаЯ, и/та'

¿00 їрожай,-

% от контроля 150 '

Коэффициент 0,5 1,0 1,5 . увлажнения

■'• •' У '•'■ Количество

» ..'. О 200 .400 осадков, им

Рис.6. Зависимость урожая овса (1,2 - ц/га, 3*4,5.6 - % а* . ■ ■ контроля) от метеорологических условий

: І - контроль їбеа полива), КУ аа юии>, 2,- полив;при ' Рн -10 кПа, ЮГ эа август, 3-6- ЮГ я количество ■ ' .осадков эа тонь-август <3 - полив ври Рц -10 «Па, 4 - • - -20 кПа, 5 - -30 кПа» 6 - без полива) , - , і

КУ в июлё Ошх равен 1,24. Причина эти расхождений вдавилась после изучетш корреляции мёвду урожаем при Рм -10 кПа к ЮГ а разные месяцы. Мя шш к кшл корреляция отсутствовала* но дня августа она достигала -0,8В (¿»0,15). Столь высокая отрицательная корреляция, несомненно, связана с тем,что опасность " стенания " зерна (. Купериан, 1964) » полегания и пор&хешся грибковыми .заболеваниями в результате полива:при повышенном увлажнении в августе так велика, что все преимущества от поливав ш>-не и шале становятся пренебрежимо;малыыи по сравнении с атой опасностью.. 1 '■ ■ ■

Из зтого следует^ что полив овса в іаіе налива зерна принесет положительные/результаты в тех вриршшшГ аонах» где в '

. . ... . - 20 -густе осадки практически отсутствуют. В условиях Нечерноземной зоны поливать ото (на зерно) в авіусте месяце на следует.

Наследование ежи.сборной проводили в I983-ISS5 гг., она была шсеяна.в конце мая 1383 г., Вегетадиотшй-сегон этого года бал теплый и "самый сухой за З года наближений (КУ 0,6). На *' фоне - периодических шдкормок мінеральними удобреіиями СІЩ дало ■■ bkcofjiü положительный эффект: при Рм -10 кПа урожай сена в среднем был в 2,3 раза выше та сравнению с коніролем. Максимальный уролай (при' Рм -10 кПа) достиг 122,1 ц/га (табл.'4). Ека весьма отзывчива-яа удобрения: При регулярных подкорках в первый год жизни урожай в среднем был в .7*? раза выше;.чем на неудобренном варианте,. Благодаря совместдачу применению полива и удобрений урожай повысился вЭЭраз.При статистической обработке данные . мааду воеми вариантами увлажнения и удобрение обнаружены значимые 'различия с.высокой достоверностью.

; Вегетационный сезон 1304 г. бил умеренно теплым и йамым Ьлажныы за 3 года найлвиешй (IX X, О). В етих условиях полив -при Рм -10 кЯа повысил урожай ели второго годатезшгв среднем в 1<2 раза по сравнению с контролем."

Удобрения были наиболее эффективны ори предпосевном внесении, обеспечив адвывеше уролал в 2,7 раза. Меньший аффект под-, кормок связав, вероятно,: о более низким содержанием в дочве нвт-ратаого азота в конца весны-началд" лета, когда дош сезонной ди-вамккя нарастания биомасс н характерен максщум.^ Подкормки растений нормой 0.05 повысили урожай виекьйэД шре по сравнвпию с аоршй0,1(в среднем в 1,8 раза против 2,4 раза), т.к. доза,.' внесенная за сезон* 'была в 2 раза ниже. .

■ • . Различия .в урожае 'меаду веема вариантамиувлажнения значимы о высокой вероятностью,, за исключением пары -30 и К, Высокая

' Таблица 4

Влияние предполивного капиллярного давления и . удобрений на урожай ежи сборной '

Голы ^Раан* '_-Ю кПа, ., 1_- .Щ^Дз_-Ц.^ВШУгь._

, опыта , 1 ,2 , з { і | 2 13 1 II 21 3

1983 . 0,1 122 305 939 64 210 700 40 100 66В

0 ІЗ 217 100 12 200 100 6 100 100

* • I 80 . 123 гго 74 на 276 66 100 гэг

1984 0,1 ' 6Э - Ш 230 65 ;ю5 241 ,62 100 242

0,05 52 юа 174 49 102 182 '46 100 188

0 30 117, 100 27 106 106 26' 100 100

• - 1985 I 55 .93 100 ■. - - ■. - 59 ЕЮ юо;

0,1 опт; ■ 102 91 186 ■ -; 112 100 190

Ч Приме чаше: I.-Урожай сена, ц/га, 2. - Урожай сена, £ от ва- '

рианта с минимальным увлажнением, 3.- Урожай села, % от вада: анта с минимальными дозами удобрений. -

вероятность различий отмечена и для всех вариантов удобрений.

Вегетационные сезоя 1565 г. был холоднее 1584 г., хотя по увлажнению близок к нему (КГ 1,1), и СИД при Ри -10 кПа сішзало урожай ежи третьего' года жизни в І, I раза по сравнении с контролем. Оптимизация азотного питания (0,1 опт. Ї обеспечила повышение урожая в 1,9 раза по сравнению о предпосевным внесением, что ьш-ло быть связано и с тем, что в сумне за сезон было внесено почти две с половиной предпосевкыа'' норш,

Коэффициент корреляции меаду КУ за вегетационный сезон Ш урожаем, выраженным в % от Контроля, высокий:' : х- » -0,93, 0,001. ■ ' '' ■ Таким образом, влияние сишсронко-нішульсного дождевания в условиях ІЬсковсиоЙ области неоднозначно: в сухие и средние годи (КУ за вегетационный сезон - < 1,1) оно повыяаетурожай сена ежи первого и второго года ги з ни, оптимальное Р„ в паготвом слое ,

- 22 - ' . ; ' . V

-10 кПа; во влажные годы-(КУ за вегетационный сезон І, I) поливы приводят, к снижению урожая ежи третьего гола жизни, тем более реэкоку, чем выше Р^ ■ -.

ч Выводы

I. Количество и ритм выпадения осадков отразились на дина-кике влажности и капиллярного давления. Влажность пахотного горизонта без орошения додве рже на резким колебаниям (коэффициент

- ." ' і ♦ * т - . I

вариации 45-50£),іг среднемесячные ее значения коррелируют с КУ месяцев ( г *=0,ЄГ?, ' / «0,001). Соответственно^ и средние за,вегетационный сезон влажность и запасы продуктивной влага зависят, от его метеорологических условий ( г =0,99, '¿ Л,05). в сухие годы (КУ за лето < 0.9) синкрошю.тимпульсноо доияевание (СВД) нивелировало неравномерность выпадения осадков я тем предотвращало снижение увлажнения почвы за Пределы оптимального диапазона увлажнения. В то же время, во влажные годы (КУ.за лето 0,9) оно создавало временное избыточное увлажнение..'Так'," в варианте цредполивного капиллярного давления (Ры) -10 кПа в'1Э62. г. Р около €0 дней было выше -5 їПа В держалось' яа атом уровне по 5-І0-дней. , ' ' ^ . '--'.:■.

■ 2. В условиях Нечерноземной зоны СИД при Рм—10 І -30 кПа в годн о повышенным и средним увлажнением (КУ за лето 0,9-1,1) : снижает урожай зерна овса, тем более значительно, чем выше Рн; в сухие годы (КУ за лето 0,7-0,9) поливы повышают урожай; оптимальное Рм в. пахотном слое -10 кЯа. Средне многолетняя обеспеченность іюложптельного аффекта дадивов_ овса в условиях Московской Области - ЕГГ£; в авіуств поливать вгоняй следует* Относительная : величина урожаев (в % от контроля) тем больше, чей суше погода. При отсутствии полива абсолютный урожай овса тем выше, чем вше" ■ КУ в ипле. " :./ "" ■'

3. Урожай сена еш сборной в условиях С ИД при Рм-10 в -30 кПа снижается во влажное гсдн (КУ за вегетационный сезон 9*1,1) и тем сильнее, чем выше Рм;.в средние и сухие годы.(КУ~за вегетационный сезон <1,1) он повышается; оптимальное Рц - -10 &Па.. Относительная1 величина урожаев (в % от контроля) тем больше, чей суше до год 8. Средне многолетняя обеспеченность положительного -. >

' эффекта поливов - 55?,

4. При помощи моделирования на монолите установлено, что при Рц -40 кПа на глубине 0,1 м наиболее эффективнши являются поливы нормой 15 мы. Еолее низкие нормы увлажняют почву кратковременно и на небольшую глубину, что увеличивав т. не про из водн— . тельные потери поливной - води. Более высокие нормы систематически переувлажняют почву глубже 20 см." .".V -,;.:■,"■-*

Г Разработан новый штод определения влажности почви по изменению алектрической емюсти. Датчик представляет собой~параллельные влектрическяе провода длиной не менее 4 м. 1Ьшряе*г-ся усредненная влажность почвенного слоя толщиной 4 см с точностью 0.2б£. .

6, Ддя экстракции почвенного раствора из влажной по4вы (например, при орошении) и последующего определения в шм наиболее, оодвишюс и, следовательно^доступтлрастешям фракций -нитратов ре ко цевдуетсянс пользовать в качества экспресс-метода вакуум-лизиметры. й>ля этих фракдай рассчитывается-по уравнению; К» . . «13,1-«тп/И), где М - доля нитратов, переходящих в ВД- пробу; Сдд - концентрация нитратов в ВЛ проба; •• *тп влага,, находящаяся в тонких порах и пленках при Р < -ВО кПа и не попа- ' дающая- в М пробу; « ; — влаааюсть почвы в иэиецт взятая проб ■ ЦЛ. Она-возрастает с увеличением обвдго количества нитратов в почте и убывает при уыеньаешш.ее влажности.

■ - 24 -- ;

.. Материалы диссертации опубликованы в работах: •

t. Рациональное- использование воды я удобрений па дерново-подт йодистой почве под некоторыми сельскохозяйственными культурами."; - В кн.: Актуальные проблемы охраны,.рационального использова- : * 1тя и воспроизводства природных ресурсов^ Минск; ЫУ, £985, с.74-75 (в соавторстве). ■ -. . *

2. Использование синхронно-импульсного доядевания для повышения продуктивности некоторых сельскохозяйственных культур. - В кн.: Достижения НТР на службу наращивания продовольственного 'фонда. '

- страны и интенсификации производства субтропических культур, Махарадйё-Анасеули: БШГОпоЧиСК опер, тип., 1985, с.126-137 (в' соавторстве). '"■'.".."'""..

3.-Влияние синхрояко-ишульсйого доадеватгая на урожай овса на -. дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве. - Науч. докл, высш. пл., биол. науки, 1986» с.92-101. 6 (в соавторстве}.' ' " 1

4. Эколого-гидрофизические основы оптимизации водного режима почв. - Почвоведение, 1386, 7, с.88-33 (в соавторстве).

5. Повышение продуктивности кормовых трав и зерновых культур в ! -нечерноземной зоне путем оптимизации условий выращивания. - В .

кв.: Труды 7 научной конференции молодых ученых факультета почвоведения МГУ, М.: ВИНИТИ Д952-В87, с.215-219 (в соавторстве). "

6. Определение влажности почвы диэлькометрическим методом,- ■ ' 'Почвоведение, 1987, 2, с.II9-I24 (в соавторстве)*

7. Оптимизация водного и азотного режимов почвЫ. -Под'редш. . Суднишна И.И., Уварова Ы.М., М»: MIT, 1983 (в соавторстве). -

В. Определение концентрации нитратов в почвенном растворе мето. дами вакуум-лизиметра а водной вытяжки. — Науч.докй. высш. т.,

öncuu науки, 198*3, Св соавторстве), (в печати). 1 . 9. Устройство для измерения влажности почвы, - Заявка №4289961/ 31-25 (123936) от 27.7.87, полож.реш. от 21.1.88 (в. соавторстве)

к

ЛЗіГоз от 25/У.-С8г.Саії. 732о. Тіф. ІОзГглл.Л/О "Зііаііив4