Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Водный режим орошаемых черноземов под кукурузой в условиях колочной степи Алтайского Приобья

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Водный режим орошаемых черноземов под кукурузой в условиях колочной степи Алтайского Приобья"

АЛТАЙСКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГ6 ОД

-- / и. ; ! На правах рззсописи

УЖ.6Ж.432+631.445.4:633.15 (571.15)

ДАВЫДОВ Александр Степанович

ЗОЛНЫЙ РЕШ ОРОШАВШХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЮД КУКУРУЗОЙ В УСЛОВИЯХ ШОЧЮЙ СТЕИ АЛТАЙСКОГО ПРЙСБЬЯ . (06.01.03 - агропочвоведенив г агрофизика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация яа соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Б а р 2 а у л - 1333

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Алтайского государственного аграрного университета

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Д.М. Бурлакова

кандидат биологических наук, доцент Л.М. Татаринцев

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

член-корр. РАИН Ю.Н. Акуленко

кандидат биологических наук, • старший научный сотрудник . Т. А. Пудовкина

Ведущее учреждение - Алтайский филиал СибНИИГиМ ■

Защита состоится * " 1993 г. на заседании

специализированного «света К 120.01.01 ао защите диссертаций ва соискание ученой степени 1шндадата сельскохозяйственных наук в Алтайской государственном агроунлверситете

Адрес: 656099, г, Барнаул-99, лр-т Красноармейский, 98 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан " 1993 г.

-Ученый секретарь специализированного совета _ .

кандидат биологических наук ^^^^^ ~в.А. Рассыпнов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.. Степная зона с черноземными почвами -это зона недостаточного увлажнения с точки зрения развития продуктивного земледелия. Изучению водного режима этих почв посвящены фундаментальные работы А.Ф. Лебедева (1936), В.В. Докучаева (1951), A.A. Измаильского (1У51), Г.Н. Высоцкого (1962) В.П. Панфилова (1973), A.A. Роде (1978) и других, которыми были установлены его особенности и влияние на него сельскохозяйст -венного использования, растительности, климатических условий и других факторов'.

Климатическая неустойчивость и недостаточная обеспеченность культурных растений атмосферными осадками для получения ста -бильно высоких урожаев сельскохозяйственных культур потребовало- развития орошаемого земледелия на черноземах.

Опыт орошения черноземов показал, что несмотря на возрос -ший удельный вес продукции, получаемой с поливных земель, в целом эффективность орошения сельскохозяйственных культур оказалась ниже ожидаемой. Кроме того, в ряде случаев появилась тенденция к .снижению плодородия черноземов при длительном орошении и к развитию почвенно-деградационных явлений, заставившая поставить вопрос о природоохранных аспектах мелиорации.

Для Алтайского края важность этой проблемы обусловлена некоторыми генетико-географическими особенностями почв. По фа -цаально-провинциальным условиям почвообразования (Герасимов, 1933; Димо, 1972) алтайские черноземы являются глубоко про -мерзаицими и медленно оттаивающими, испытывающими значитель -ные перепады температур весной и осенью, сильное иссушение и прогревание летом, что способствует формированию почв относительно небольшой мощности со слабоводопрочной структурой (Пудовкина, I9d3, 1984).

Все эти факторы при ненормированном орошении часто приво- -дят к ухудшению водного режима почвы и снижению её плодородия. При длительном орошении заметно снижается урожайность возле -лываемых культур. Поэтому важно предвидеть процессы, возникающие в почве при орошении, в частности, поступление, передвижение и расходование влаги, чтобы их можно было регулировать своевременными и радаоначьными поливными нормами дяя увлажнения корнеобитаемого слоя почвы.

Наряду с созданием оптимального водного режима яочвц, обсо-

печивавдего наилучшее влагообеспечение культуры, необходимо формирование оптимальных условий воздушного, пищевого а теплового режимов.

Рель работы. Установить оптимальные условия водного режима черноземов выщелоченных, обеспечивающих наивысшую продуктов -ность кукурузы и сохранение плодородия почвы.

Задачи исследований. X) Выявить особенности динамики влажности и запасов продуктивной влаги в орошаемых и неорошаемых условиях; 2) Исследовать особенности расходования влаги из почвы при орошении; 3) Определить влияние условий влагообес-печеныости на водный баланс и коэффициенты водопотребления кукурузы; 4) Разработать мероприятия по повышению плодородия и производительности орошаемых почв. ~

Научная новизна и практическая значимость. В условиях Алтайского Дриобья на черноземе выщелоченном получены экспериментальные данные по динамике влажности почвы под кукурузой при орошении в течение вегетационного периода. Установлены закономерности перераспределения почвенной влаги по профиля чернозема в орошаемых и неорошаемых условиях. Выявлена зависи -мость между условиями влагообесаечеиноста и коэффициентами водопотребления кукурузы. Определены периоды максимального расхода влаги из почвы. Экспериментально доказано, что водный режим черноземов Алтайского Приобья при возделывании кукурузы нуждается в оптимизации путем орошения даже во влажные годы, что позволяет существенно повысить урожайность культур!. Определено, что оросительные нормы даже в засушливые годы не должны превышать 1500 м^/гэ, а при невозможности выдержать режим влажности почвы в течение всей вегетации кукурузы, обязательным является полив в фазу перед выбрасдаанием метелок, что в календарном сроке соответствует примерно середине июля. Основные вывода и рекомендации переданы дня использования в практических разработках институту "Алтайгипроводхоз".,

■Занимаемые положения. I. Возделпвание кукурузы при даитель-ном ^нормированном орошении на черноземах выщелоченных Алтайского Приобья< без значительного ущерба их водно-физическим свойствам и пбтёрь почвенного плодородия возможно только в севооборотах с ййоголетними травами,

2. Поливной режим с увлажнением слоя 0-71) см в диапазоне 100 - НВ наиболее целесообразен на черноземах Приобья как. в агрономическом, так и в почвоохранном отношении. При под -

держании такого режима создаются условия активного влагоскЗ о рота, способствующие формированию максимального количества зеленой массы и практически исключающие потери поливных вод за пределы корнеобитаемой зоны.

Апробация работы, Основные положения работы доложены на региональных конференциях Толь Алтайского края в решении Продовольственной программы" (Барнаул, АТУ, 1987); "Научно-яроиз -водственные основы использования почв в сельском хозяйстве Западной Сибири", посвященной 100-летию со дня рождения.К.Я. Горшенина (Омск, 1988); Всесоюзной научно-практической кон -фвренции молодых ученых и специалистов (Алма-Ата, 1989); научно-практических конференциях профессореко-преподаватель -ского коллектива АСХИ (Барнаул, 1985-1991).

Публикации. По теме диссертации опубликовано II работ.

Структура и объем работы, Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав а основных выводов. Изложена на 135 страницах машинописного текста и содерзит 31 таблицу, 8 рисунков. Список литературы вклшает 207 наименований, в том числе 4 на иностранных языках.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Водный режим черноземов Алтайского Приобья складывается благоприятно для растений, только в года с достаточным коли -чествсм атмосферных осадков в вегетационный период. Однако такие годы бывают редко. При.недостатке почвенной влаги по -давляотся процессы роста, воздействие растений на почву уменьшается, интенсивность влагооборота снижается, в результате снижается и урожайность. Засухе можно противодействовать целой системой мероприятий. Одним из элементов технологии, не допускающей снижения влажности почвы низе установленного предела, является своевремеменное проведение поливов.

Для назначения сроков полива разработаны различные методы: пр. внешним признакам растений (Крузсилин, 1961; Багров, 1965; Шумаков, 1969 и др.); по "критическим" перкодал развития растений (Максимов, 1366; Сказкин, 1971;Капэпмэи Д983); по зависимости расхода влаги из почвы от температуры и дефицита влажности воздуха в приземном слое (Вериго, Разумова, 1963; Алпатьев, 1967; Казанцев, 1975; Циприс, Саноял, 1978; ^ешгз.гу;. 1983); по нижнему порогу оптимальней влажности почвы '(Зайцев, 1940; Костяков, 1960; -.Петинов, 1974; Крузшлин, 1976; Яблокова, 1961); Суюндуксв. Ш9).' Верхний преда,! олтиг-шп'-г»-; • •.

HB (Роде, 1952).

У разных исследователей нет единого мнения о глубине увлажняемого слоя почвы при поливах. Некоторые авторы рекомендуют глубину от 40 см (Панфилов, 1989) до 80 см (Писаренко, 1990), либо предлагают дифференцировать глубину увлажнения по периодам роста и развития растений (Багров, Жаринов; 1986; Гумба-ров, Ничиков, 1990 и др.). В ряде работ рассматривается проблема прогноза возможных преобразований водного режима почв при орошении (Ковда, 1979; Стома, Шеин, 1984). При ненормированном орошении возможно формирование периодически промывного, а иногда и промывного типа водного режима (Голованов, 1980; Решеткина, 1984; Айдаров, 1985). Поэтому важно правильно рассчитать поливные нормы, которые не должны превышать влагоем -кость корнеобитаемого слоя почвы. Они изменяются от 250 до 60U м3/га. Черноземам противопоказано орошение затоплением. • Основным способом орошения должно быть мелкодисперсное дождевание.

Многие исследователи в профиле орошаемых черноземов наблюдают развитие ряда негативных процессов. Происходит довольно интенсивное разрушение микро- и макроструктуры, осолонцевание и подщелачивание, частичная потеря гумуса. Одним из важнейших элементов почвоохранных мер при орошении должно стать применение органо-минеральной системы удобрений (Брешковский, 1962; Орлов и др., 1980; Приходько, 1988; Бурлакова, Татаринцев, 1989; Самойлова и др., 1989 и др.).

Недостаточная разработанность теории гидромелиорации почв в условиях Сибири и отсутствие научно обоснованных рекомендаций rife рациональному использованию и охране черноземов при орршении - одна из главных причин низкой агроэкономической эффективности орошения. Особо следует подчеркнуть, что на черноземных почвах при орошении необходимо возделывать преимущественно кормовые культуры, особенно многолетние травы; строить системы подвода вода с закрытой распределительной сетью; необходимо" профилактическое гипсование солонцеватых почв. Требуется, как отмечает; В.А. Ковда (1973), Н.Ф. Ганжара (1974) и дру-г гие исследователи, ежегодное обильное поступление свежего органического вещества для сохранения высокого плодородия чер -ноземов и положительного баланса гумуса.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в течение 6 лет с 1984 по 1989 год вес полях опытного стационара с орошением.в совхозе "Барнаульский" Первомайского района Алтайского края в условиях колоч -ной степи. Преобладающе почвы опытного участка - черноземы выщелоченные "среднашдные среднегумус'ные тяжелосуглинистые. На полях стационара был развернут кормовой севооборот, в который входили следующие культуры: люцерна 1-го, 2-го, 3-го годов пользования; овес+горох; кукуруза; просо с подсевом люцерны. В сочетании с орошением и без-него в опыт,е использовали варианты с внесением как раздельно, так и совместно минеральных и-.органических удобрений (из органических вносили навоз 20 т/га, из минеральных - аммиачную селитру, двойной суперфосфат и хлористый калий). Орошение проводили водой из реки Оби, предварительно накапливаемой в водоеме-накопителе. Минерализация воды-0,26 г/л (пресная), по составу солей - гидрокарбонатно-кальци-евая. По увлажнению почвы испытывали 3 варианта: I) без орошения; 2) с уровнем предполивной влажности 65-70$ НВ; з) с уроз-нем предполивной влажности 75-80% НВ. Полив осуществляли дождеванием, машиной ДЦА-100 МА.

• Схема организации полевых опытов - взаимноортогональная. Способ расположение делянок - систематический. Учет расхода воды осуществлялся с помощью довдемеров Ф.Ф. Давитая и" по времени работы- дождевального агрегата. Контроль за влажностью почвы осуществляли'термостатно-весовым методом. Образцы почвы отбирали послойна через каждые 10 см в трех-четырехкратной по-вторности. Плотность почвы, определяли в ненарушенном сложении в почвенных разрезах методом режущего кольца; плотность твердой фазы - пикнометрически; структурно-агрегатный состав - по Саввинову; механический и микроагрегатный состав - по Качин - . скому; максимальную гигроскопичность - по Николаеву; наименьшую влагоемкость и водопроницаемость - методом залива площадок, поливные нормы рассчитывали с учетом наименьшей влагоемкости и принятой предполивной влажности почвы. 13 опыте возделывали . районированный гибрид кукурузы Одесский. - 80 МВ. Площади делянок на орошаемом участке 324 м2 на участке без орошения -108 м2. Учет урожая поделяночный, учетная площадь не менее '50$ площади делянки. v

Математическую обработку данных' по уршайностн прово,¡дали ¡¿столон даслератанкого анализа' ^Доспехов, 1979),-

ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ

По механическому составу черноземы выщелоченные стационара тяжелосуглинистые, они хорошо микроагрегированы (коэффициент дисперсности 3-5). Среди микроагрегатов преобладают фракции размером более 0,01 мм, что является благоприятным агрофизическим и мелиоративным фактором. Водопрочность агрегатов в пахотном горизонте черноземов выщелоченных (по Саввинову) хорошая. Водопрочные агрономически ценные агрегаты (10-0,25 мм), составляют 55-58%, но состоят они в основном из частиц 1-0,25 км. Водоудерживаюцая способность черноземов выщелоченных среди емощных средаегумусных высокая и может достигать в метровом слое почвы 320 мм, при этом &Ь-Ю% всей влаги сохраняется в подвижном легкодоступном для растений: виде (табл. I).

Таблица I

Бодно-физические свойства черноземов опытного участка

Глубина, i % от массы_почвы j _3¿ngca _

. _С-. - J J® I sC'ji' I 5a! I _ _°!f нв_ i _B3 _!_ ¿AB _

"о-:„о ЗОД 7,5 10,1 20,0 0-10 30,1 Ю,I 20,0

10-20 29,8 7,7 10,4 .19,4 0-20 : 64,4 22,1 42,3

20-30 27,8 7.4 Ю.О 17,8 0-30 98,3 34,3 64,0

30-40 25,7 7,4 10,0 15,7 0-50 168,0 62 iO 106,0

40-50 24,1 7,3 9,8 14,3 0-100 319,8 129,9 189,9

.50-60 23,6 7,2 9.7 13,9

60-70 20,7 6,8 9,2 11,5

70-80 19,9 6*8 9,2 10,7

80-90 19,6 6,7 9,0 10,6

90-100 19,2 6,6 8,5 10,3

Водопроницаемость черноземов выщелоченных с поверхности высокая и колеблется от 120 до 190 ми за 1-ый час.

ДИНАМИКА ШАШЮСТИ ПОЧВЬП! ЗАПАСОВ ПРОДУКТИВНОЙ ВЛАГИ ■ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ

Наблюдения за динамикой влажности почвы под кукурузой проведены с 1964 по 1987 год. Установлено, что изменение влажности под кукурузой происходило во всей изучаемой метровой толще почвы. Весенние продуктивные запасы влаги перед посевом в этом слое колебались от 77 до 185 мм при запасах влаги, соответствующих диапазону активной влаги (ДАВ) для.згой толщи

189,9 мы. Для определения особенностей водного режима был ис -пользован метод водного баланса (Роде, 1.955; Константинов, 1971; Панфилов и др., 1976). Основная доля всего расхода влаги приходится на верхний полуметровый слой почвы. Именно в нем происходит основной влагооборот, который на варианте без оро -шения составляет 92%, а на орошаемых вариантах достигает 98$.

Недостаточное количество осадков, высокая температура и низкая влажность воздуха в весенне-летний период способствуют повышению интенсивности испарения и к началу ишя часто в верхнем слое почвы запасы легкодоступной влаги на варианте без орошения исчерпываются. Летш:е осадки, как правило, не могут восполнить создавшийся дефицит влаги. На варианте без ороше"-ния прослеживается ясная динамика уменьшения запасов влаги, и к концу вегетации влажность дочвы приближается к влажности за-шдания. На вариантах с орошением кривая динамики влажности представляет ломаную линию, которая получается из-за вегета -ционных поливов (рис.). •

_ щ

а т о V

со о §К

П 19

Ш я На о §

3§

ОС

300

250 200150 10060 ад

20 о.

Вариант 65-10% НВ

Вариант,75-801? НЗ "V

65% НВ в слоё\/ ¿.О м \

65% НЗ в слдэ 0,5 м V

75% НВ в слдд 0,5 и

ч

2 3 112 |з 112 3 12 3

май июнь июль август

2 3 Т 2 3 Г 2 3 Г 2 3

ма й июнь июль август

Рис. Динамика влажности почвы под кукурузой, 1987 г.

Усл. обознач.: Л - осадки; Ж - поливы;- - вариант

с орошением;----вариант без орошен.

' Динамика влажности почвы и запасов продуктивной влаги позволяет ответить, что'водный баланс во все годы исследования на всех вариантах по увлажнению бил отрицательным. Даже в годы с высокой степенью естественного увлажнения, когда доля осадков в приходной части водного баланса на орошаемых.вариантах дохо-

дала до 86,5&, а поливы составляли 8%, недостающую часть влаги для формирования урожайности кукуруза использовала из на -чальных запасов почвенной влаги (более 5/0.

В годы с ме!гьшей степенью обеспеченности атмосферными осац-'ками вегетационного периода доля влаги на орошаемых вариантах, из начальных запасоз продуктивной влаги в почве для формирования урожайности зеленой массы кукурузы доходила до 22% в расходной части водного баланса. .

Результаты наших исследований еще раз подтверждают непро -мавной тип водного режима черноземов выщелоченных колочной степи Алтайского Приобья.

ОЦЕНКА ВОДНОГО ?ШШ В КАТ1Г0РИЯХ

ПОЧВЕННОЙ ШАГИ .

Почвенная влага является практически единственным источником влаги для подавляющего большинства как дикорастущих, так ,и культурных растений. . . ^ .

Нижний пределом доступной влаги принято считать влажность устойчивого завяданкя (КЗ). При влажности более низкой, чей ВЗ наступает гибель растений. Она равна максимальной гигро -скопичяости (МП или даже, несколько ниже ее (Долгов, 1948; Роде, 1955). Нижней границей оптимальной влажности дан растений является влажность 65-70$ НВ, которая по величине близка к влажности разрыва капиллярной свази (ВРК) (Роде,' 1955). Верхняя' граница оптимальной влажности проходит несколько выше наименьшей вдагоемкости (НВ).

Для оценки водного режима чернозема под кукурузой выделено 6 категорий влажности почвы: 1-я-ВЗ и <ВЗ; 2-я-ВЗ - 65$ НВ; З-я-65 - 75? НВ; НВ - НВ; 5-я-75$ НВ - НВ; 6-я- >НВ.

Категории влажности отображались в виде хроноизоплет от - " деш>но по каждому году исследований.

Из четырех лет исследования можно выделить.сильно увлаж - . ненный 1984 год, когда водный режим почвы на варианте без орошения сложился благоприятным для роста и развития кукурузы. Этому способствовали обильные, равномерно выпадающие осадки и благприятный температурный режим воздуха.

В'остальные годы исследований продуктивных запасов влаги для кукурузы хватало только для всходов и начальные периоды, роста и развитияИссушение почвы чаще начиналось с пахотного, -горизонта, а затем охватывало всю толщу чернозема. Эта законо-

мерность немного нарушается, если продолжительное время выпадали осадки, как произошло в 1985 году, когда иссушение почвы началось с глубины 40 см. Затем влага равномерно расходова -лась как в верхней части профиля, так и в нижний горизонта):.

Водный режим черноземов при орошении складывается иначе. Дополнительным источником.влаги здесь является вода от поливов. Вместе с атмосферными осадками она промачивает в тече -ние вегетации растений весь корнеобигаемый слой почвы значительным количеством легкодоступной влагг. Почва промачивается на большую глубину, в результате, этого корни растений могут всасывать растворенные питательные вещества из более глубоких' слоев почвы. Потребление влаги идет равномерно из 'всего профиля почвы. Водный режим, в целом,'складывается благоприятным. • '

Поливные нормы дифференцировались в зависимости от степени иссушенности почвенной толщи и порога преддсшшной влаж — ности. Они по годам изменялась от 250 до 650 м3/га на вари -анте 65-70$ НВ и от 250 доЪС0.м3/га - на варианте 75-80$ НЗ.

ВЕШНИЕ УСЛОВИЙ ВЯАГООББСПЕЯНШОСТИ НА СООТНОШЕНИЕ ЭШШГОВ СУММАРНОГО РАСХОДА И КОЭФФИЦИЕНТЫ БОДШОТРЕБЛЕЕЩ КУКУРУЗЫ

Урожайность сельскохозяйственных культур в значительной мере определяется характером увлажнения, почв, а также всей совокупностью условий роста и развитая растений. Благоприятные условия пщевого режима, повышая урожайность, в то же время способствуют экономному расходованию влагих для пбс -троения единицы урожая. Это хорошо подтверждается данными коэффициентов водопотребления кукурузы на удобренных и неудб-бренных фонах.

За четыре года изучения влияния условий влагообеспеченнос-ти на элементы суммарного расхода и коэффициенты водопотреб '-ления был выявлен ряд закономерностей. В зависимости от погодных условий конкретного года значительной является разница в количестве расходуемой воды из почвы кукурузой б.«з орошения. В увлажненные 1984 И 1985 года потребность во влаге на 84 -94$ удовлетворилась "за счет атмосферных осадков вегетационного периода. На начальные запасы влаги приходилось всего от 6 до 16$ суммарного водопотребления. В эти же годы при орошении доля осадков несколько снизилась и составляла ст 72 до

87%, начальные запасы влаги в суммарном расходе значительно уменьшились и составили от 1,0 до 5,5$. Доля оросительной во- . ды доходила до 27% в суммарном расходе.

В годы с количеством осадков меньше средаемяоголетних значений, влага от начальных запасов в почве расходовалась интенсивно, и ее количество доходило до 44$ в суммарном расходе. На орошаемых вариантах в эти. же годы на оросительную норму приходилось до 61% в суммарном водопотреблении.

Суммарное водопотребление на варианте без орошения составило по годам от 2691 до 3156 м^/га. За счет дополнительной влаги от поливов на. орошаемых вариантах эти величины были несколь-то ваше. На варианте 65-70% НВ они составили от 2912 до 3475 м3/га, на варианте 75-80% НВ - от 2992 до 3790 м3/га.

Несмотря на то, что на орошаемых вариантах было использовано. значительно больше вода, чем без орошения, тем не менее коэффициенты водопотребления' оказались значительно ниже за счет формирования высокого урожая зеленой массы кукурузы (табл. 2).

Таблица 2

Средние коэффициенты водопотребления кукурузы эа 1984 - 1987 года, м3/га

Фон i Вариант по увлажнению

удобрений | Без орошения ! 65-70$ НВ | 75-80$ НВ

Без удобрений 93,4 61,7 65,7;

/VPK . 80,3 50,9 49,6

Д/РК + навоз 104,2 65,3 50,2

навоз 114,7 71,2 69,8

На всех вариантах по увлажнению саше низкие коэффициенты получены там, где вносили расчетные нормы минеральных удобрений. Самые высокие коэффициенты оказались на вариантах с навозом.

В целом оценивая условия влагообеспеченности на различных вариантах ао увлажнению, можно отметить, что оптимальный вод-ни:; реним почвы формируется при поддержании уровня влажности н£ нкяе 75%'ШЗ на фоне-органо-мкнеральной системы удобрения.

НЕКОТОРЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ЧЕРН03Ш0В ПН'. ОРОШЕНИЙ

Орошение черноземов рассматривается как радикальный способ улучшения их водного режима, но в ряде случаев оно приводит к

отрицательным последствиям. При нарушении научно-обоснованной технологии орошения возможно развитие явлений просадки лочвен-но-грунтовой толщи черноземов, резкое уменьшение их водопроницаемости и, как следствие, усиление при орошении процессов поверхностного и внутрипочвенного стока вод (Гринченко, Кауричев, 1983; Егоров, 1984; Ковда'идр., 1986; Панфилов, Чащина, 1989); Из-за больших потерь воды на фильтрацию из земляных каналов возможен подъём грунтовых вод и изменение водного режима (Андреев и др., 1960; Баер, Дютаев, 1973; Шумейкин, 1976; Акулен-ко, 1985), На орошаемых черноземах широко отмечаются процессы вторичного засоления (Панин, Дсшженко, 1976; Стругалева и др., 1980). Иногда при орошении отмечается лодщелачивание и осолон-•цевание черноземов (Ковда, 1981). После начала поливов отмечено, что исходная водопрочная зернистая или мелкокомковатая структура быстро разрушается, особенно в пахотном горизонте, в почве появляются глыбистость, слитость, склонность к образованию поверхностной корки после поливов и дождей.

Результаты исследований позволяют сделать ряд общих практических рекомендаций« направленных" на поддержание оптимальной мелиоративной обстановки на оросительных системах степной зоны и повышение плодородия орошаемых черноземов. I) Вся водоподао-дящая и оросительная сеть на чернозшах должна строиться только, с применением гидроизоляции, желательно в закрытых грубо -проводах, для полного исключения потерь воды на фильтрацию; 2) При орошении черноземов необходимо использовать маложнтен-сивну» поливную технику и исключить обработку почв тяжелыми сельхозмашинами в условиях высокой влажности; 3). Поливы необходимо проводить строго по дефициту почвенной влажности, поддерживая ее в пределах от НВ до 70$ НВ, не допуская как переувлажнения, так и пересушения почвы; 4) Поливные,нормы не должны превышать 500 м3/га в целях исключения избыточной фильтрации, поверхнбстного и внутрипочвенного стока; 5) Уровень грун-.товых вод целесообразно поддерживать на глубине не выше 5 м; 6) Необходимо постоянно контролировать при орошении черноземов водно-солевой режим, структурное и гумусное состояние, физико-химические процессы для недопущения деградации и поддержания высокой биологической продуктивности почв. С этой целью необходимо вводить севообороты с многолетними травами, вносить органические удобрения; 7) Для сохранения выщелоченных черноземов как зойальных почв, необходимо строгое .соответствие мак-

симальйой глубины увлажнения при орошении, со слоем активного влагооборота данных почв.

ПРОДУКТИВНОСТЬ, КУКУРУЗЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОРОШШИЯ ' И УДОБРШЙ .

Кукуруза на орошаемых землях - одна из наиболее урожайных культур, обеспечивающая в условиях Алтайского Приобья урожаи силосной массы, превышающие 600 ц/га.

Для оценки влияния каждого из двух наиболее интенсивных приемов получения максимального урожая - удобрении и орошения-проведен расчет действия каждого из приемов на урожайность кукурузы. В наших.опытах урожайность зеленок массы кукурузы на контроле без удобрений и орошения составляла по годам исследований 188-609 ц/га, при орошении без удобрений - 304-674 ц/га. M¡шшадьный урожай на варианте без орошения сформировался в засушливый 1987 год, в то время как орошение дало прибавку 398 ц/га, то есть урожай был в 3 раза выше, чем на варианте без поливов. .

Наибольшая продуктивность на контроле без орошения была 72,5 ц к.ед./га, по мере улучшения условий влагообеспеченнос-ти продуктивность заметно увеличивалась, достигая 107,3 ц к. ед./га на варианте 75-80$ НВ. Прибавка от поливов составила

34.8 ц к.ед./га.

•Продуктивность кукурузы значительно возрастает, если при оптимальном водном режиме создаются хорошие условия пищевого режима. Так, при внесении минеральных удобрений нормой /VjgQ . pI2ûKI2û пРис5авка урожайности увеличилась в 1,5-1,8 раза в сравнении с неудобренным фоном на том же режиме увлажнения, и на варианте 65-70% НВ составила 53,9, а на варианте 75-80? Ш-

61.9 ц к.ед./га.

Внесение одних органических удобрений за 4 года привата к небольшому, по сравнению с контролем, снижению урожайности» Однако, внесение навоза при орошении, и особенно в сочетаниям его с минеральными удобрениями, способствует увеличению со -держания гумуса, общего азота и других показателей плодородия почви (Столяров, Фомина, I9B9). ■ "

Наилучшие условия для формирования высокой урожайностп сс-зсавтся при поддержании поливами влажности в активном сдоз ::очвы не мгле 75-oU'^ НВ на фоне минеральной и оргако-м£иерг.г:Ь-«л: слстем удобрения. Продуктивность кукурузы несколько слаа»

ется, но все равно остается на.высоком уровне, на варианте с поддержанием поливами влажности на уровне 65-70$ НВ. Получение высоких урожаев кукурузы без орошения возможно только в годы с повышенным увлажнением. -.

Содержание нитратного азота в продукции на разработанных системах удобрения и орошения было ниже 1Ш.

БАЛАНС ОРГАНИЧЕСКОГО ВИЦЕСТВА ПОД КУКУРУЗОЙ И В СЕВООБОРОТЕ

Правильно разработанный севооборот должен, с одной стороны, способствовать получению высоких урожаев, с другой - сохранять плодородие орошаемых черноземов.

Плодородие орошаемых черноземов в значительной мере определяется устойчивостью гумусной системы. Сохранив запасы гумуса на уровне запасов в неорошаемых условиях, можно гарантировать стабильность свойств черноземов при орошении. Для оценки изучаемого севооборота по сохранению запасов органического вещества рассчитали баланс гумуса с использованием методики Л.М. Бур-лаковой к др. (1985).

Максимальный расход органического вещества в гумусных единицах наблодается под кукурузой. Под однолетними культурами (кормовое просо, овсяно-гороховая смесь) потери органического вещества меньше и при полученной урожайности составляют 0,4-1,8 • т/га гумусных единиц" (табл. 3).

Таблица 3

Баланс гумуса (в условных гумусных единицах) в кормовом

севообороте

Культура ! Урожайность , ц/га ___Статьи баЛанса_ расход, ! приход, т/га ! т/га Баланс гумуса

Кукуруза (зеленая масса) Просо + люцерна (сено)' Люцерна за 3 года (сено) Горох+овес (зел. масса) 400 30 150 80 - 4,8 - 0,9 - 1,5 - 0,4 0,6 0,6 9,0 0,2 - 4,2 - 0,3 7,5 - 0,2

Qn «он л*»/».«/«»*»* Vv* wwwvvvv^v* wvu «/^шсамп - + 2,8

Кукуруза (зеленая масса) 700 Просо + люцерна 60 Люцерна за 3 года (сено) 300 Горох+овес (зел. масса) 250 За севооборот при орошении : - 8,4 - 1.8 - 3,0 ■ - 1,3 1,0 . 1,2 18,0 0,7 - 7,4 - 0,6 15,0 - 0,6 + 6,4

В целом за севооборот баланс органического вещества положительный и, в зависимости от урожайности сельскохозяйственных культур, составляет + 2,8 * 6,4 т/га гумусных единиц.

При возделывании кукурузы в монокультуре в течение 4-х лет в орошаемых условиях и без поливов баланс органического веще-стеэ отрицательный. Для достижения бездефицитного баланса органического вещества в почве под кукурузой необходимо без орошения ежегодно вносить не менее 30 т/га навоза. При орошении на фоне минеральных удобрений, его доза долкна быть увеличена до 50 т/га.

Таким образом, достижение положительного баланса органического лещестза в севообороте в условиях орошаемого земледелия является важнейшим условием оптимизации водного режима черноземов Алтайского Приобья.

вывода

1. Максимальные эвапотранспирашгонные расходы влаги из почвы под кукурузой начинаются с конца июня из-за знача -

тельного повышения среднесуточных температур воздуха и начала формирования репродуктивных органов. На варианте без орошения прослеживается ясная динамика постоянного уменьшения запасов продуктивной влаги, при орошеняя кривая динамики влажности «представляет ломаную линию. К концу вегетации на варианте без орошения влажность почвы близка к В8, на орошаемых вариантах остается около. 100 мм продуктивной влаги.

2. Без орошения благоприятный водный реквд почвы складывается только в сильно увлажненные годы.

3. Активный влагооборот в профиле черноземов выщелоченных Алтайского Приобья при орошелии происходит в слое 0-70

см, что обуславливает максимальную расчетную глубину проката-вания почв.

4. Водный баланс черноземов под кукурузой как в неорошаемых условиях, так и при орошении формируется отрицательным.

ьъ'л орошения в приходной части водного баланса основную роль (белее в отдельные годы) игра:зт атмосферные осадки ваге-тац;;о;шогс периода. Остальная часть приходится на каташше ■лгпоы влаги в лоч';&. При орошении доля осадков уменьшается, ¿: з лргсояао^ части до 40% участвует влага от орошены.

: . Сити^альние условия водного в питательного рекк^оь (.ы'-а-к с-, ь ис чглс 75Д .'М па ¿пне ор^а^о-мнЕералыюа сапиш

удобрения) обуславливает наиболее низкие коэффициенты водопот-ребления кукурузы.

6. Орошение в черноземной зоне должно быть дотационным к

* естественным осадкам и минимально необходимым для получения программируемых урожаев.

7. Для поддержания влажности почвы на уровне не ниже 1Ъ% НВ в слое 0-70 см и получения урожайности зеленой массы

кукурузы с початками молочно-восковой спелости не ниже 600 ц/га максимально требуются, в засушливые годы три полива по 500 м3/га с оросительной нормой 1500 м3/га и суммарным водо-потреблевием 3800 м3/га.

8. .Идя поддержания бездифицитного баланса органического вещества в почве и предупреждения деградационных процессов при возделывании кукурузы на силос, необходимо при орошении вносить не меное 50 т/га навоза с обязательным контролем качества получаемой продукции на содержание /V03 и /УО^. В севообороте с многолетними травами баланс органического вещества фондируется положительным, и для обеспечения его устойчивого расширенного воспроизводства достаточно вносить 20 т/га навоза.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Влияние удобрений на урожайность культур кормового севооборота в орошаемых и неорошаемых условиях // Земельно-оценочный проблемы и рационально© использование земли в Алтайском крае / Алт. СХИ. -Барнаул, 1986. -С. 101-108. (в соавторстве).

2. Продуктивность полей кормового севооборота в зависимости от вносимых удобрений и орошения // Приемы повышения

урожайности зерновых и кормовых культур в Алтайском крае: Сб. науч. тр. / Алт.СХИ. -Барнаул, 1987. -С. ¿-8. (в соавторстве)

3. Продуктивность орошаемой кукурузы, возделываемой на силос // Проблемы орошения почв Сибири: Тез. докл. к науч.

конф. -Барнаул, 1988. -С. 86.

4. Пути предотвращения негативных последствий орошения черноземов и каштановых почв степного Алтая // там же,

-С. 26. (в соавторстве). •

5. Физические и водно-физические свойства черноземов д кормовом севообороте Барнаульского стационара // Эффективность удобрений в севооборотах Алтайского края / Алт. СХИ. -Барнаул, 1988. -С. 92-93. <в соовторстео).

6. Эффективность удобрений под люцерну и кукурузу в условиях орошения // Агрохимия на службе урожая: Тез. науч.-практ.

конф. -Свердловск, 1988. -С. 40-41. (в соавторстве).

7. Оценка качества оросительной воды поверхностных водоемов междуречья Барнаулка-Обь // Освоение и использование мелиорируемых земель и водных ресурсов на юге Западной Сибири: Сб. науч. тр. / Алт.ОХИ. -Барнаул, 1989. -С. 45-52. (в соавт.).

3. Плодородие черноземов Алтайского Приобья при "орошении // там же, -С. 34-45. (в соавторстве).

9. Плодородие черноземов Алтайского Приобья при орошении // Материалы Всесоюз. науч-лракт. конф. "Вклад молодых уче-ну.-с и специалистов в интенсификацию сельскохозяйственного про-пзгодства. -Алма-Ата, 1989. -С. 53-54. (в соавторстве).

10. Орошение черноземов Алтайского Приобья и их рациональное . использование // Роль мелиорации в природопользовании:

Тез. докл. Всесоюз. совещ. -Владивосток, 1990. -Ч. I, -С. 6467. (в соавторстве).

11. Оценка водопотребления культур в кормовом севообороте при орошении // Агробиологическая оценка почвенно-клима-

тических ресурсов и их регулирование./ Алт. СХИ. -Барнаул, 1991. -С. 120-128. . -....'

\0 -Полиграфист». Зак