Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУЛЬТУР ЗЕРНО-КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПРИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ НА ЗЕМЛЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие
Автореферат диссертации по теме "ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУЛЬТУР ЗЕРНО-КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПРИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ НА ЗЕМЛЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ"
Ц-знт
На правах рукописи
МОСКВИЧЕВ Александр Юрьевич
ВОЗДЕЛЫВАНИЕ КУЛЬТУР ЗЕРНО-КОРМОВЫХ СЕВООБОРОТОВ ПРИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ОРОШЕНИИ ДОЖДЕВАНИЕМ НА ЗЕМЛЯХ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Специальность; 06.01.01. — общее земледелие
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Саратов-2004 , /¿/^
Л
Работа выполнена а Федератьном государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградская государственная сел ел к о хозяйственная академия»
Научный консультант: доктор технических наук, профессор,
заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАСХН Григоров Михаил Стефанович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
Болкуиов Алексей Сергеевич
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Денисов Евгений Петрович
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Шадских Владимир Александрович
Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия (ГНУ ВНИИОЗ)
Зашита состоится 23 декабря 2004 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д006.050.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010, Саратов, ул, Ту-лайкова, 7, san заседаний
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ Юго-Востока.
Автореферат разослан «'?■» Чо 2004 г.
Ученый секретарь /у
диссертационного совета Ю.Е.
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Социально-экономические преобразования в сельском хозяйстве страны, снижение плодородия почв и многочисленные гримеры деградации с выводом из обращения орошаемых земель создали условия падения мелиоративной отрасли. По нашему мнению, дальнейшее развитие оросительной мелиорации должно быть как адаптнв-но-ландш афтное.
Как свидетельствует практика последних десятилетий, основным способом полива на землях Нижнего Поволжья является дождевание.
На землях, орошаемых дождеванием, агротехника должна отличаться от созданной и отработанной многолетней практикой технологии возделывания культур на богаре. Практикуемые во многих хозяйствах стандартные технологии, составленные без учета особенностей агромелиоративного ландшафта и биопотенциала культур приводят к непроизводительным затратам энергии, снижению эффективности производства и ухудшению состояния орошаемых земель.
Поэтому наряду с созданием совершенных многоцелевых дождевальных систем локального орошения необходимо применять комплекс агромелиоративных мероприятий по водопоглощению и равномерному распределению по площади и почвенному профилю осадков. Основные приемы при дождевании должны быть направлены на улучшение структуры и водопрочности агрегатов с поверхности, на увеличение пористости и влагоемкости корнеобитаемого слоя почвы, на создание комфортной среды обитания культурных растений. В нашей работе для решения этих задач изучалось двухслойное разуплотнение почвы, ее дисковая система обработки, влияние растительных остатков культур зерно-кормового севооборота и сидерата на снабжение ее органическим веществом, обогащение поливной водой нужными химическими элементами; экономически обоснованный уровень продуктивности при ни» ственное производство.
имуме
Фона научной литературы
№
Обеспечение высокой эффективности и стабильного производства экологически чистой продукции на этих системах определяет необходимость теоретического обоснования и разработку многофункциональных технологий с соответствующими техническими средствами применения в растениеводстве при сохранении и повышении плодородия почв.
Цель и задачи исследования заключались в создании теоретических основ н разработке практических приемов многофункционального орошения дождеванием в сочетании с комплексом мелиоративных приемов, экологически и экономически обоснованного использования природных и антропогенных ресурсов, применения природоохранных энергосберегающих технологий, получения высоких устойчивых урожаев и экологически чистой сельскохозяйственной продукции при минимуме затрат на ее выращивание. В соответствии с этим решались следующие основные задачи:
- выявить роль мелиоративных технологий в поддержании плодородия почв;
- установить теоретические основы многофункционального орошения дождеванием;
- разработать совмещенные графики полива и внесения агрохнмика-тов с дождевыми осадками для культур зерно-кормовых севооборотов;
- определить агротехнические условия эффективного применения агрохимикатов на орошаемых землях;
Исследовать влияние разуплотнения и дисковой обработки почвы Яа ее агрофизические свойства и урожайность полевых культур;
- определить факторы воздействия на агрофизические свойства орошаемых лочв;
- выявить эффективность внесения агрохимикатов с водой при дождевании на продуктивность культур зерно-кормовых севооборотов;
' - обосновать агроэкономическую и энергетическую эффективность мелиоративных технологий;
- подготовить прогноз развития дождевальных систем малообъемного многофункционального орошения.
Научная новизна состоит в том, что сформулирована и научно обоснована научная концепция многофункционального орошения дождеванием, разработана технология внесения с поливкой водой агрохимнкатов. Выявлена роль комплекса мелиоративных мероприятий в формировании плодородия почв и их влияние на продуктивность полевых культур, теоретически обоснованы факторы почвозащитной обработки мелиоративного агролакдщафта. Определена техника и разработана технология малообъемного орошения. Намечены перспективы развития орошения, дождеванием при восстановлении мелиоративных систем.
Практическая значимость работы заключается к следующем:
- обоснована более высокая эффективность внесения с поливной водой минеральных удобрений и мелиорирующих веществ по сравнению с традиционной технологией внесения сухих туков;
- обеспечивается снижение потребления на единицу продукции количества воды и удобрительных веществ при многофункциональном орошении;
- создается устойчивый мелиорирующий эффект на полях зерно-кормовых севооборотов от внесения сульфата железа с поливной водой в , меньшем количестве, чем гипса;
- обеспечивается достаточное снабжение почвы органическим веществом при запашке растительных остатков культур севооборота и зеленой массы промежуточного сидерата;
- разработана и проверена в производственных условиях почвозащитная обработка путем двухслойного разуплотнения 60-ти сантиметрового слоя и дискования;
- рекомендуются к внедрению малообъемные системы многофунк-..,.. ционального орошения с малогабаритными дождевальными машинами.
Реализация научных исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в хозяйствах Даниловского, района на
южном черноземе, в учхозе «Горная Поляна» ВГСХА на светло-каштановой почве, где получены положительные данные по росту продуктивности полевых культур.
Все технологические приемы обеспечены техническими средствами исполнения. Совместно с ФГУП СНЦ «Госэкомелиовод» разработаны типовые проектно-технические решения для локальных многофункциональных оросительных систем с малогабаритными дождевальными машинами.
По исследованиям, изложенным в данной диссертационной работе:'
- подготовлены четыре проспекта по ее основным положениям и разработано техническое задание на изготовление усовершенствованного плу га-глу бокоры хл ителя;
- выявлены теоретические основы интегрированных мелиоративных приемов орошения дождеванием полевых культур в Нижнем Поволжье;
- определено оптимальное сочетание различных arpo приемов по повышению плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур;
- обоснованы особенности внесения агрох ими катов с водой при дождевании;
- установлена роль двухслойного разуплотнения 60 см слоя почвы и ее дисковой обработки;
- доказана экономическая и энерго-экологическая эффективность комплексной мелиорации в орошаемом земледелии Нижнего Поволжья;
- намечено обоснование подъема мелиоративной отрасли путем создания систем малообъемного многофункционального орошения малогабаритными дождевальными машинам».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях Волгоградской Государственной Сельскохозяйственной Академии, Всероссийских совещаниях (Волгоград, 1996; Москва, 2002) и конференциях (Волгоград, 1998; 2000 - 2004), а также на областных и районных агрономических совещаниях.
Публикации. Результаты исследований изложены в 31 научной работе, в том числе; - в центральной печати и материалах международных, Всесоюзных и всероссийских конференциях. Основные положения диссертации изложены & монографии (12 пл.). Общий объем публикаций составляет 27,3 пл., из них лично соискателя - 16,7 пл.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 464 стр., включает 41 таблицу, иллюстрирована 36 рисунками, содержит 68 приложений на 120 стр. Список использованной литературы состоит из 355 наименований, в т.ч. 18 на иностранном языке.
В работе использованы материалы исследований, выполненные лично автором, или под его руководством соискателями Чудиным АЛ1. и Антоновым В.П.по следующим проблемам:
- теоретически сформулирован и экспериментально подтверждён самостоятельный способ удобрнтельно-мелиоратнвного орошения дождеванием;
- разработана система обработки по улучшению агро-фнзических свойств почвы;
- определено снабжение почвы достаточным количеством органического вещества;
- обоснована целесообразность создания локальных систем малообъёмного многофункционального орошения малогабаритными дождевальными машинами.
Автор настоящей работы выражает искреннюю благодарность Гри-горову Михаилу Стефановичу, академику РАСХН, доктору технических наук, профессору за ценные советы и научные консультации, а также администрации и коллегам академии за помощь н поддержку.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава I. История и особенности использования поливной воды для внесения агрохнмикатов
В данной главе приводится анализ способов и техники полива наиболее приемлемые и практикующиеся для условий Нижнего Поволжья и определена возможность использования энергии поливной воды для проведения удобритель но-мелиоративного орошения.
На южных комплексных почвах, подстилающихся солонцеватыми горизонтами и солевыми подвижными аккумуляциями, при поверхностных способах полива быстро начинаются развиваться процессы осолонце-вания и засоления (Буданов М.Ф., 1935; Битюгов И.К., Дорожко П.К., 1965; Маслов Б.С., 1994 и др.).
Полив сопровождается ирригационной эрозией, насыщенные солями и агрохимикаггами дренажные воды загрязняют водоисточник, расположенный ниже участка орошения.
По указанным причинам нецелесообразно вводить в поливной поток удобрительные вешества, может быть кроме случаев полива по коротким тупым бороздам.
Отсутствие практического опыта поверхностного орошения на механизированной основе при неизвестной технике полива и устойчиво работающей дрен а» но-сб росной системе едва ли возможно планировать удобрительный способ полива в этих условиях.
Вместе с появлением систем машинного дождевания и по мере их развития начала использоваться энергия поливной струи как у нас, так и за рубежом, для внесения с водой хорошо растворимых азотных удобрений в качестве подкормок. Для этих целей было разработано много различных по конструкции устройств, именуемых гидроподкормшиками (Борлюк И.И., 1968; Ванеян С.С., 1971; Кундлер П.И., 1975; Новохатский B.C., 1972; Поспелов A.M., 1978).
Широко распространенные в СССР оросительные системы с дально-струйными дождевальными машинами (ДДН-45, ДДН-70, ДДН-100) и двухконосольными дождевальными агрегатами (ДДА-100, ДЦА-100 М, ДДА-100 МА), работающие от частой сети каналов в земляном русле и имеющие грубую ливневую структуру дождя, немало вывели из строя земель и сыграли негативную роль в дискредитации удобрительного орошения дождеванием.
Широкомасштабное орошение многоопорными дождевальными маши нами «Фрегат», «Кубань», «Днепр», «Волжанка» лишены недостатков систем поверхностного полива н ливневого дождевания.
Начиная с 1971 года (начало производства многоопорных машин ДМ «Фрегат», «Волжанка») и по 1990 г. в России было построено систем с широкозахватными машинами на площади 3,13 млн га, интенсивно разрабатывались технологии и технические средства внесения агрохнмикатов с водой при дождевании (Кореньков, ДА., 1973; Ценципер М.Л., Ивашкин В.И., 1977; Остроухое A.M., 1970; Петербургский А.В., 1975).
В 1978 году удобрительное орошение было проведено на площади 138 тыс.га, а в 1990 году внесение агрохнмикатов с поливной водой увеличилось в 10 раз. Таким образом, каждый четвертый орошаемый дождеванием гектар обеспечивался удобрениями новым способом. Успешная технология внесения минеральных удобрений с поливной водой опробована практически на всех видах сельскохозяйственны* культур в различных природно-хозяйственных условиях СССР. Известно большое количество положительных опытных и производственных данных по многим индустриально развитым зарубежным странам.
Эффективность минеральных удобрений на орошаемых землях возрастает на фоне внесения химических мелиорантов, микроэлементов, пестицидов и других агрохнмикатов.
Приготовление жидких многокомпонентных смесей и подача их в дождевой поток определяется совмещенным графиком полива и внесения агрохнмикатов с водой.
Преобразования последних лет в сельском хозяйстве страны в первую очередь негативно отразились на мелиоративной отрасли. Большие эксплуатационные расходы, сложность управления поливом, снижение (скорее прекращение) поставок удобрений и технических средств для замены изношенного оборудования, непродуманные организационно-хозяйственные действия, привело к быстрому разрушению мелиоративной отрасли.
По экспертной оценке Госэкомелиовода на основании 10-12-летнего срока службы дождевальных машин, которые последние 12-13 лет практически промышленностью не производятся, широкомасштабных систем с многоопорными машинами осталось в стране порядка 10 % от действующих в 1990 году на площади 4,5 млн га. Прекратилось многоцелевое использование инженерных оросительных систем и практически исчезло не возобновляемое оборудование для внесения агрохимикатов с поливной водой.
Глава 2. Место, условия и методики проведения исследований
На действующих оросительных системах с дождевальной машиной «Фрегзт» на двух зерно-кормовых севооборотах в южно-черноземной и светло-каштановой подзонах нами были проведены исследования по комплексу мелиоративных мероприятий.
Полевые исследования проводились в 1988-1998 гг. в сухом районе в учхозе «Горная Поляна» ВГСХА на светло-каштановой почве и в умеренно-засушливом агроклиматическом районе в ОА «Даниловское» Даниловского района Волгоградской области на маломощном южном черноземе (табл. 1).
По приведенным данным видно, что среднегодовая температура с северо-запада к юго-востоку нарастает с 5,2°С до 8,1 °С, а количество осадков за теплый период в этом направлении уменьшается с 250 мм до 150 мм.
Краткая характеристика агроклиматических районов
—Район Пока:>атсли Умерши о-эасушлнвыП Засушливый Сухой
ГТК >0,7 0,5-0,7 £0,5
Сух™ а положительных температур, °С 2800 ¡3800 3200-3400
Количество осадков 1а период больше 10°С, мм 200-250 175-200 150-160
Средняя температура воздуха, °С январь июль годовая -11,0-13,0 21,0 5,2 -10,0-11,0 22,0-23,5 6,0 -8,5 -10,0 24,0-24.5 7,3-8,1
Испаряемость, мм/гол 500-800 700-900 2900
Положительность безморозного периода, дней 150-160 160-170 ¡>170
Несмотря на наличие различных природных зон, Волгоградская область представляет собой единый район с присущими ему особенностями. Единство этого района определяется засушливым континентальным климатом.
Большое количество света и тепла в Поволжье используется растениями далеко не полностью из-за недостатка осадков в вегетационный период. Недостаток влаги в почве, высокая температура и юго-восточные сухие, знойные ветры вызывают засухи каждый второй-третий год.
Анализ климатических условий Поволжья и многолетний опыт развития сельскохозяйственного производства показывает, что только при орошение в комплексе с другими мелиорациями возможно стабильное и высокопродуктивное растениеводческое производство.
Водно-физические свойства почвы опытных участков не отличаются хорошими показателями: пашня уплотнена, имеет пониженную пористость, довольно высокий процент недоступной для растений влаги. Плотность сложения с глубиной возрастает, что приводит к уменьшению по-
рнстости и уменьшению влагоем кости. Структура пахотного горизонта сильно распылена из-за большого количества обработок на одну и ту же глубину.
Отличительной особенностью светло-каштановой почвы является неблагоприятные для растений агрофизические свойства, малое количество органического вещества, невысокая емкость поглощения, наличие в поглощающем комплексе натрия, что определяет ее солон цевэтость.
Схема постановки опытов. Схема полевых опытов по изучению различных способов обработки почвы включала следующие варианты:
1. Контроль - обычная отвальная вспашка на глубину 25 — 27 см, предпосевная культивация;
2. Плоскорезная обработка на глубину 25 - 27 см, предпосевная культивация;
3. Дисковая пахота на глубину 25 — 27 см, предпосевное дискование;
4. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевная культивация; на фоне разуплотнения отвальная вспашка под культуру;
5. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевное дискование; на фоне разуплотнения дисковая вспашка пол культуру.
В севообороте на южном черноземе был выполнен дополнительный опыт в звене севооборота - травосмесь и озимая пшеница + зеленое удобрение. Выяснялось действие на засоренность и структуру почвы обработок по вариантам:
1. Отвальная вспашка 25 - 27 см, на фоне разуплотнения 60 см слоя предпосевная культивация;
2. Дисковая пахота 25 - 27 см на фоне разуплотнения 60 см слоя, предпосевное дискование.
В опытах применялся умеренный режим орошения, т.е. влажность активного 50 см слоя почвы поддерживалось на уровне 65-75 % НВ,
На опытных полях вносилось умеренное количество удобрительных веществ и железного купороса в качестве химического мелиоранта. Расчет норм удобрений под культуры севооборота рассчитывался на основе вы-
носа питательных веществ с планируемым урожаем с учетом обеспеченности почвы элементами питания. Химические вещества подавались на поле с дождевыми осадками на основании совмещенного графика полива и внесения с водой агрохимикатов при помощи серийного гидро подкорм щи ка. С поливной водой 1-3 раза за сезон в звене севооборота вносилась смесь микроэлементов, получаемых в специальном устройстве при электролизном анодном растворении металлов: цинка, меди, кобальта, молибдена. Удобрительно-мелиоративные вещества вносились на контроле по обычной технологии сухими туками, и сравнивалась технология внесения химических веществ с водой при дождевании. Количество вносимых агрохимикатов показано в таблицах 11 и 12 по урожайности культур.
Экспериментальные площадки закладывались методом систематических повторений, повторность опыта была четырехкратная, учетная площадь составляла 200 м1. Все сопутствующие наблюдения, а также анализы почв проводились по общепринятым методикам, кроме определения впитывающей способности почвы при дождевании на ограниченных площадках, Методика позволяет провести массовые замеры впитывающей способности почвы и определить возможность возникновения ирригационной эрозии, т.е. оценить по этим главным показателям целесообразность предлагаемой технологии обработки почвы.
Между 13 и 15 тележками, где размещались опытные делянки, слой осадков при дождевании составлял 0,55 - 0,65 мм/мин. Такая повышенная интенсивность, всегда приводит к образованию стока при стандартной обработке на почвах тяжелого механического состава.
Технология возделывания сельскохозяйственных культур (за исключением изучаемых факторов) соответствовали зональными агротребова-ниями.
Глава 3. Роль мелиоративных технологий в повышении плодородия почв
В засушливой степи определяющим фактором производства растениеводческой продукции является дефицит влаги и первостепенным становится проведение оросительных мелиораций. Однако орошаемые земли сухой степи без других мелиораций не обеспечивают полной экономической эффективности и экологической безопасности, определяемых прибавками урожайности и производственным долголетнем мелиорируемых arpo ландшафтов.
Разработкой этих вопросов занимались такие нсследоатели как Каштанов А.Н. (1984), Кружилин И.П. (1992), Григоров М.С. (1993), Шумаков Б.Б. (1994), Денисов Е.П. (1995), Шадских В.А. (1995), Гаврилов A.M. (1997), Шабаев А.И. (2003) и др.
Комплекс необходимых мелиораций земель подразделяются на агробиологические, почвозащитные, гидрогеологомелиоративные, агроланд-щафтные, организационно-хозяйственные, которые представлены в табли-
це 2.
Таблица 2
Комплекс необходимых мелиораций орошаемых земель
1. Агробиологические Орошение, оевооборот, удобрительно-мелиоративкые вещества, защита растений от сорняков, вредителей и болезней
2. Почвозащитные Сохранение и повышен не плодородия почвы, щадяшая механическая обработка для борьбы с засоренностью и разуплотнением почвы, создание условий ее оструктуривания
3. Гидрогеологомелиоративные Предотвращение подъема грунтовых вод, исключение засоления, заболачивания н ухудшения гидрогеохимического режима
4. Агроландшафт-ные Экологическая устойчивость природной среды. Реакция экосистемы на техногенные воздействия
5. Орган изашгонно-хозяйсгвенные Эффективное использование ресурсов, экономное применение атрохимикатов и строительны?: материалов, внедрение энергосберегающих технологий, новых машин и орудий для их осуществления, повышение культуры земледелия
Агробиологические требования должны учитывать: уровень урожайности, подбор и чередование культур в плодосмене или севообороте, биологические особенности растений и физиологические закономерности потребления ими воды и необходимых элементов питания; защиту растений от сорняков, вредителей и болезней, максимальное воздействие на агроклиматические условия для нормального развития и роста культур, при минимуме затрат ресурса на единицу продукции.
В растениеводстве, когда формирование урожайности идет за счет естественного плодородия почвы, ведущий направлением становится севообороты с посевом многолетних трав, смесей бобовых культур со злаковыми и сидератов, с применением которых тесно связано решение стабильности земледелия и решение многих экологических проблем.
В связи с дефицитом традиционных удобрений биологические методы мелиорации орошаемых земель должны быть доминирующими.
Разноцелевой режим полива н внесение с водой удобрительных и мелиорирующих веществ обеспечивает уменьшение расходов влаги и химических элементов на единицу растительной продукции.
Почвозащитные требования основываются на сохранении и повышении плодородия почвы, создание благоприятных агрофизических свойств и условий ее оструктуривания, исключения водной и ветровой эрозии и деградации.
Основные приемы механической обработки должны быть направлены на улучшение структуры, водопрочности агрегатов с поверхности, на увеличение пористости и влагоемкости корнеобитаемого слоя почвы. Особенно большое значение для решения этих задач имеет: глубокое рыхление и дисковая система обработки почвы, снабжение ее органическими веществами, обогащение поливной воды нужными химическими элементами, предпосевное уничтожение сорняков и выравненность поля.
Гидрогеолого-мелиоративные требования ставят своей целью предотвращение процессов влагообмена между корнеобитаемым слоем почвы и грунтовыми водами, чтобы предотвратить их подъем, исключение засоления и заболачивания мелиорируемых земель, а также ухудшение гидрогеохимического режима.
Техническая часть мелиоративной системы должна минимально нарушать естественный ландшафт (Кирейчева Л.В..1999; Каштанов А.Н.,2000). Транспортирующая оросительная сеть должна свести к минимуму эрозию грунта и не допустить потерь воды на фильтрацию.
Агроландшафтные требования к техногенным режимам комплексной мелиорации земель предполагают экологическую устойчивость природной среды и должны учитывать реакцию экосистемы на постоянное антропогенное воздействие.
Постоянно растущая экологическая напряженность в результате излишнего увлечения техногенными принципами в современном земледелии привело к тому, что природные ландшафты в ряде регионов практически разрушены, а созданные сельскохозяйственные ландшафты несовершенны и неустойчивы.
Основными экологическими ограничениями гидротехнических мели ораций являются; интенсивность подачи и качество оросительной воды, объем и интенсивность ее инфильтрации через почвенную толщу, не вызывающей подъема уровня грунтовых вод.
Организационно-хозяйственные требования к режимам комплексной мелиорации земель обуславливают необходимость эффективного использования земельных, водных и трудовых ресурсов; экономного применения агрохнмикатов и строительных материалов с длительным сроком службы; внедрение энергосберегающих технологий, а также новых машин и орудий для их осуществления; предусматривают снижение расхода оросительной воды на мелиорируемых агроландшафтных массивах, повышения культу-
ры земледелия, организации мониторинга, компьютеризации и автоматизации управления мелиоративными процессами.
Нужно всегда помнить, что даже при самой высокой технической оснащенности дождевальных систем, неграмотное и нерациональное управление орошением приводит к значительным потерям воды, энергетических и материально-технических ресурсов, нарушает экологическое благополучие и разрушает агроландшафт.
Глава 4. Условия эффективности применения arpo химикатов на орошаемых землях
Современная система ведения сельского хозяйства включает широкое использование удобрительных, мелиорирующих и химических веществ защищающих культурные растения от сорняков, вредителей и болезней, которые при орошении являются лимитирующими факторами в создании высоких урожаев.
Эффективность минеральных удобрений, внесенных при дефиците химических мелиорантов, органических удобрений и пестицидов, резко снижается, Поэтому требуется комплексное агрохимическое окультуривание полей, использование прогрессивных технологий возделывания культур.
Совмещение операций поливов с несением средств химизации обеспечивает многофункциональное орошение и позволяет отказаться от традиционных способов их распределения наземными орудиями или сельскохозяйственной авиацией.
Применение агрохимикатов с поливной водой возможно как до посева, так и во время роста и развития растений. Наиболее эффективно используются растениями питательные вещества при рассредоточенном внесении с поливной водой в течение вегетации, когда в дождевых осадках нет избытка одного удобрительного элемента при недостатке другого.
Внесение с поливной водой подкисляющих химических мелиорантов и удобрительных веществ улучшает качество поливной воды. В почвен-
ном растворе снижается щелочность, вытесняются из поглощающего комплекса натрий и магний, улучшается реакция среды, подвижность нежелательных солей увеличивается, и они вымываются поливной водой вниз по профилю, а биогенные элементы поглощаются растениями.
Питательные вешества с водой при дождевании подаются на поверхность растений и почвы. Поэтому для успешного применения удобрительного орошения необходимо знать допустимую концентрацию минеральных веществ в оросительной воде и действие их на водопроницаемость почвы, равномерность распределения элементов питания по площади и почвенному профилю, вероятность потерь удобрений в процессе внесения, а также виды и формы применяемых туков и их коррозирующую способность на металлоконструкции оросительных систем.
Исследованиями установлено, что для культур зерно-кормового севооборота предельно-допустимыми концентрациями удобрительных веществ в воде при дождевании можно считать: по азотным - 0,5 %, фосфорным -1 %, калийным - 3 % и в сложных растворах суммарное содержание элементов питания 1 %.
Следует заметить, что обычно применяемые дозы внесения минеральных удобрений не создадут таких концентраций даже при подаче с малой поливной нормой и не оказывают отрицательного воздействия на дождевальные машины.
Улучшение водопроницаемости почвы происходит при внесении структурообразователей, химмелиорантов или удобрительных веществ с соответствующими характеристиками,
Выравненность посева и однородность урожая на орошаемом поле главным образом зависят от равномерности распределения влаги и питательных веществ по площади и в активном слое почвы.
В производственной практике при раздельном обеспечении питательными веществами и водой возможны самые разнообразные ситуации, которые приводят к случайному характеру распределения и могут свести к минимуму ожидаемый эффект.
Внесение удобрений с водой многоопорными дождевальными машинами обеспечивает хорошее качество распределения их по площади, которое оценивается коэффициентом вариации на уровне &0 % или коэффициентом эффективности проведения процесса до 0,3. При дозировании удобрительных веществ в оросительный поток в течение 10 - 15 минут обеспечиваются названные качественные показатели.
При разработке удобрительно-мелиоративного орошения необходимо учитывать, что основой воспроизводства плодородия почвы и обеспечения формирования комплекса полезных агрономических свойств служит пополнение запасов органического вещества.
Таблица 3
Ежегодно* поступление сухой органической массы
на светло-каштановой почве _
.44 п/ п Кульгуря Контроль-отвальн ая вспашка на 25-27 см и предпосевная культивация, обычное внесение сухих туков Двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы, дисковая вспашка на 25-27 см, предпосевное дискование, внесение ■грохимнкатов с поливной водой
Урожайность, т/гя Растительные остатки, т/г» Урожайность, т/га Растительные остатки, т/га
1, Ячмень 3,7 1,1 5,2 1.9
Люиерна покровная 13,3 1,2 22,9 2,3
2. Люцерна 1-го гола 27,8 2,3 48,0 4,9
3. Люиерна 2-го гола 31,2 3,9 50,3 6.5
4. Кукуруза на зерно 4,6 3,5 7,9 7.1
5, Травосмесь 23,9 2,4 35,2 4,6
6. Озимая пшеница 3,7 7,9 5,8 12,1
Сидерат 27,8 9,5 34,8 12,7
7. Кукуруза на силос 34,5 3,2 48,2 5.6
^.-69,5 НСР0,05 - 0,80
В наших исследованиях по зерно-кормовых севооборотам проводилось
определение количества растительных остатков, выращивание сидеральной
массы и уровень поступления в почву органического вещества за ротацию севооборота (табл. 3),
Наибольшее количество растительных остатков отмечено на варианте с разуплотнением и дисковой обработкой почвы при внесении удобри-теяънскмелиорируюших веществ с поливной водой (табл. 3). По этому варианту на каждое поле севооборота в среднем приходится 8,24 т/га сухого органического вещества, что на 64,8 % больше контроля.
Помимо количества растительной массы, поступающей в почву при запашке, большое значение имеет содержание и соотношение азота и углерода. Минерализация, запаханной растительной масс, проходит быстрее при узком соотношении СгЫ.
Наиболее богаты биогенными элементами и легкоподвижными углеводами бобовые растения. Они отличаются и узким соотношением С:Ы (15,8-22,4):
Остальные культуры осредненно в 2-3 раза меньше содержат биогенных веществ, в растительных остатках имеют более высокий процент углерода и в 1,5 раза меньше водорастворимых углеводов.
Широкое соотношение (60,8-63,1) превышающее в 3-4 раза этот показатель у бобовых культур создает условия медленного разложения устойчивых форм углеводов при быстром поглощении почвенного азота.
Урожай первой культуры - кукурузы на силос после запашки бобового сидерата и озимой пшеницы увеличивался на 27,3 %. Последействие органического зеленого удобрения прослеживалось на четырех культурах: урожай ячменя повышался на 24,8 %, люцерна из под покрова ячменя увеличивала урожай на 25,4 %, люцерна первого года пользования дала прирост урожая на 14,1 % и люцерна второго года пользования на 5,2 %. Очевидно длительность последействия объясняется и поступлением пожнив-
ных и корневых остатков от каждой предшествующей культуры,' которЫе и поддерживали эффект зеленого удобрения.
На южном черноземе после уборки озимой пшеницы высевалась суданская трава, которая успевала наращивать 37 т/га зеленой массы под запашку в первой декаде октября. Перед запашкой с последним поливом вносилась с водой при дождевании мочевина в количестве одного центнера на гектар. Урожай кукурузы на силос был относительно меньше чем на светло-каштановой почве, и прибавка составляла 23,4 % от внесения склеральной массы. Очевидно менее богатая белком и углеводами зеленая масса суданской травы, содержащая больше лигнина, медленнее минерализуется, что и подтверждается более высокими прибавками урожая последующих культур. Так, вторая культура суданской травы на сено дала прибавку урожая в 31,2 третья культура - ячмень повысил урожай на 28,4 % и вышедшая из под покрова люцерна увеличила зеленую массу на 14,9 %, люцерна первого года пользования - 8,6 %,
Таким образом, использование сидерата в интенсивном орошаемом земледелии позволяет обеспечить ежегодную заправку почвы органическим веществом на уровне 8-9 т/га и значительно увеличить урожайность сельскохозяйственных культур.
В качестве мелиоранта хорошр применять с поливной водой железный купорос, имеющий высокую растворимость в воде (263 г/л).
Железный купорос имеет сравнительно небольшую гигроскопичность, хорошую сыпучесть и во время хранения не слеживается, при растворении в воде он подвергается гидролизу:
/^СЬ, + 2Из 0 = Ре (ОН), + Ре2 SOJ Гидроокись двухвалентного железа, попадая с поливной водой в почву переходит в гидроокись трехвалентного железа [£-(ОН}] и в форме тонкого хлопьевидного осадка оказывает сильное коагулирующее дейст-
вне на почвенные коллоиды и иловатые частицы. Он быстро создает агрегатные структурные комочки и закрепляет пептизиро ванные гу ми новые соединения в форме устойчивых сложных железо-гу мусо в ы х комплексов.
Положительное мелиоративное влияние железного купороса многообразно и очень эффективно Образующиеся в результате гидролиза ионы двухвалентного железа и ионы водорода непосредственно воздействуют на почвенно-поглощающий комплекс, вытесняя из него ион натрия по следующей примерной схеме:
Ыо ■ ■ м
[ППК] Ма + Ре + Н + 504 - 1ШК"е +
Ка
Ионы натрия соединяются с анионом серной кислоты и вымываются поливной водой в нижележащие слои почвы.
Серная кислота, полученная при гидролизе, вступает во взаимодействие с почвенными карбонатами с образованием гипса по уравнению: РеБО^ + СаС03 = СаЭО^ НгО + С02
Свежеполученный гипс также оказывает мелиорирующее действие:
ГППК1 Ш + Са + ЗО " = [ППК] Са + N^0, N0 4
Из кислых мелиорирующих веществ только железный купорос обладает таким уникальным многообразным действием и является наиболее приемлемым для внесения с поливной водой. Немаловажное, а скорее решающее значение имеет тот факт, что быстро образующаяся трехокись железа покрывает металлоконструкции пассивирующей устойчивой пленкой, предохраняющих их от коррозии. "
Заметные изменения поглощающего комплекса происходят под воздействием железного купороса, который систематически вносится с поливной водой в полях севооборота (табл. 4),
Влняяне внесения с поливной водой жел иного купороса на состав поглощенных оснований «ветло-каштановой почвы в поля» зерно-кормового севооборота. Опыты 1989-1995 гг.
Культура и год Варианты Глубина отбора обрата, см Содержите катионов в мг-экв на 100 г сухой почвы Су и «а катионов
с»- м«" «1* К* Ре"
аир. окт. аир. окт. япр. окт. »пр. окт. апр. ост. апр. ОКТ.
1. Ячмень + люцерна 1989г, контроль 0-25 25-50 19,31 21,82 20,14 21,31 6,63 8.41 6,14 8,22 3,42 5,71 3,76 5,89 0,63 0,52 0,46 0,55 0,78 0,83 0,76 0.75 30,77 37.29 31,26 36.72
железный купорос 0-25 25-50 19,78 22,17 14,28 26,62 5,96 6,18 3,86 4,31 3,74 6,15 2,27 3,42 (1,59 0,62 0,82 0,41 0,84 0,90 2,45 3.17 30,91 36.02 33,68 37.93
2. Люцерна 1™года 1990 г. контроль 0-25 25-50 17,42 20,46 19,39 21,04 5,94 7,78 6,25 1,64 3,49 5,78 3,92 6,73 0,48 0,43 0,61 0,36 0,86 1,04 1,07 0,98 28.19 35.49 31,24 37,75
железный купорос 0-25 25-50 23.68 24.69 25,10 24,86 7,47 4,15 6,14 2,54 4,18 2,69 3,86 0,99 0,38 0,46 1,21 0,62 0,93 3,67 2,02 36,02 37.65 36,07 38,09
3, Люцерна 2го года 1991 г контроль 0-25 25-50 17,24 20,56 19,11 19,87 7,14 6,83 7,58 7,12 4,98 6,12 5.21 5,92 0.63 0,49 0,74 0,32 0,54 0,71 0,55 0.82 30.53 34,76 33,19 34,05
железный купорос 0-25 25-50 19,17 22,68 24,33 26,15 5,96 7,17 2,94 5,49 3,49 4,10 1,78 1,97 0,51 0.54 ио 0,58 1,99 2,56 2.18 3,94 31,12 37,05 32,51 37,13
4 Кукуруза на зерно 1992 г. контроль 0-25 25-50 19,21 22,50 18,69 22,06 5,48 8,36 5,30 7,16 3,59 7,26 4,18 6,93 0,52 0,47 0,61 0,44 0,72 0.78 0.68 1.14 29.52 39,37 29,46 37,73
железный купорос 0-25 25-50 23,38 25,20 25,77 27,68 3,88 6,12 2,34 5,42 2,16 2,44 0,78 2.14 1,39 0,96 1.28 1,17- 3,24 3,11 5,10 1,75 34.05 37,83 35,27 38,16
5. Травосмесь 1993 г. контроль 0-25 25-50 21,19 20,72 19,78 21,04 3,56 7,69 5,83 7,58 3,87 6,58 4,06 7,11 0,57 0,55 0,60 0,47 0,64 0.76 0,81 0,62 31,83 36,30 31,08 36,82
железный купорос 0-25 25-50 24,60 24,17 26,80 28,64 4,85 3,96 3,09 4,26 1,66 4,18 0,89 2,24 0,94 0,53 1.18 0,87 3,28 4,79 3,31 2,18 35,33 37,63 35,27 38,19
6. Озима! пшеница + силерат 1994 г. контроль 0-25 25-50 19,27 20,44 20,45 19,79 5,42 8,49 5,37 6,48 3,96 5.82 3,67 7,12 0,69 0,62 0,63 0,74 0,72 0.68 0,76 0,91 30,06 35,05 30,88 36,04
железный купорос 0-25 25-50 24,98 26,14 26,25 27,68 3,06 4,17 4,14 5,01 1,16 1,77 0,54 1,43 1.4« 0,76 0.93 1,14 3,94 4,58 4,67 3,12 34,62 37,42 36,53 38,38
7. Кукуруза на силос 1991г. контроль 0-25 25-50 18,43 20,04 17,32 20,57 6.53 8,14 7,18 8,67 4,24 6,57 3,89 6,36 0,62 0,57 0.71 0,62 0,54 0,76 0,73 0,84 30.36 36,08 29,!3 37,06
железный купорос 0-25 25-50 26,15 26,66 27,18 27,78 3,91 4,83 1,29 2,63 1.26 1,18 1,78 0,96 0,72 0,49 0,81 ив 3,17 4,16 5,28 5.12 35,21 37,32 36,34 38,85
С нарастающим увеличением мелиоранта становится большая сумма поглощенных оснований. Так, в конце ротации севооборота, когда на делянки внесено 4,2 т/га мелиоранта сумма поглощенных катионов выше на 12,6 % относительно контроля. Присутствие натрия в поглощающем комплексе для слоя 0 - 25 см снижается с 13-14 % до 3,6-4,9 %,ав слое 25-30 происходит уменьшение от 17,0-18,2 до 2,5-3,2 %. Присутствие магния становится примерно меньше в 1,5-2,0 раза. Зато количество кальция увеличивается в основном корнеобитаемом слое. Если на контроле в поглощающем комплексе его наличие составляет 55,3-60,7 %, то на делянках с железным купоросом он возрастает до 71,4-74,8 %. По мере увеличения количества внесенного мелиоранта во времени нарастает и присутствие железа в поглощающем комплексе. Если в контрольном образце его обнаруживались 1,8-2,6 %, то после внесения всей нормы мелиоранта количество железа в поглощающем комплексе стало 9,0-14,6 %. Содержание калия остается примерно на одном невысоком уровне. Свободный сульфатный анион становится превалирующим в растворе и, соединяясь с ионами натрия и магния, образует легко подвижные соли, которые промываются в нижние слон почвы. Улучшаются водно-физические свойства солонцеватой светло-каштановой почвы на делянках с мелиорантом, что хорошо прослеживается при дождевании с высокой интенсивностью в концевой части машины ДМ «Фрегат», когда смыкание луж на поверхности происходит значительно позже, чем на контрольном варианте.
Глава 5- Почвозащитная обработка мелиоративного а г рол а ндша фта
В орошаемом земледелии Волгоградской области огромное значение для плодородия зональных степных почв имеют их агрофизические свойства. На южных почвах, особенно в каштановой зоне с небольшим гумусовым слоем к прикатывающему уплотнению техникой добавляется отрицательное действие обычной вспашки отвальным плугом,.Плуг захватывает
и при обороте поднимает на поверхность неплодородной солонцеватый подстилающий горизонт, ухудшающий структуру пашни, и создает уплотненную подошву, препятствующую водопоглощению.
Впервые в Волгоградской области при орошении дождеванием была применена новая система обработки почвы. Первоначально проводилось двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы глубокорыхл ителем-плоскорезом с вспашкой дисковым плу гом на глубину 25-27 см и дисковой предпосевной обработкой пашни, обеспечивающей лучшую борьбу с сорняками.
Орошаемые почвы в большей мере, чем богарные земли, нуждаются в регулировании агрофизических условий плодородия.
На почвах с плотным сложением велики потери воды в результате поверхностного стока, их трудно увлажнить на необходимую глубину.
Орошение дождеванием почв с недостаточной водопрочной структурой при массированном воздействии тяжелой техники, работающей на поле, ведет к сильному их уплотнению, появлению слитности.
В связи с этим нами проведено изучение влияния на плотность сложения черноземной и светло-каштановой почвы различных способов обработки в звене зерно-кормовых севооборотов (табл. 5).
Установлено, что разуплотнение 60 см слоя почвы южного чернозема создает рыхлое сложение во всей этой толще в отличие от обработки 25-27 см пахотного горизонта. На четвертый год в конце вегетации кукурузы эффект разуплотнения затухает, но на пятом варианте, где проводилась дисковая обработка, еще заметно положительное отличие плотности на 0,10 г/см1 от контроля. На светло-каштановой почве (табл. 5) плотность сложения почвы возвращается к исходному состоянию уже в конце третьего года вегетации под люцерной второго года пользования. В пятом варианте также сохраняется небольшое
влияние разуплотнения, о чем свидетельствует меньшая плотность на 0,07 г/см} по сравнению с отвальной пахотой.
Таблица 1
Влияние способа обработки на плотность сложения ст.нькаштановой почвы, г/см'__
Л*« п/п Варианты обработки Слой почвы, см Ячмень+ люцерна Л ю иерия 1-го года Люцерна 2-го гола
Начало вегетации Конец таини Начало вегетации Конец вегетации Начало вегетации Коней вегетации
1, Контроль - отвальная пахота, предпосевная культивация 0-10 10-27 27-60 1,12 1,11 1,69 1,23 1,27 1,72 1,28 . 1,26 1,58 1.31 1.32 1,68 1,28 1,30 1,71 1,34 1,33 1,74
2. Плоскорезная обработка, предпосевная культивация 0-10 10-27 1,14 1,12 1,26 1,28 1,10 1,29 1,34 1,32 1.33 1.34 1,36 1,32
3. Дисковая вспашка, предпосевное дискование 0-10 10-27 1,08 1,09 1,16 1,16 1,20 1,18 1,23 1,22 1,22 1,25 1,30 1,28
4. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевная культивация 0-10 10-27 27-60 1,07 1,14 1,16 1,18 1,17 1,31 1,23 1,22 1,38 1,29 1,28 1,45 1,26 1,29 1,67 1,30 1,28 1,71
5. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевное дискование 0-10 10-27 27-60 1,06 1,10 1,18 1,17 1,14 1,29 1.19 1.20 1,36 1.24 1.25 1,49 1,23 1,26 1,58 1,28 1,26 1,67
^-45,8
НСРо.ш - 0,48 0,39 0,19 0,20 0,04 0,02
Большое значение в орошаемом земледелии имеет водопроницаемость почвы, которая в значительной степени зависит от общей порозно-сти и от наличия, в первую очередь, крупных пор и трещин.
Разуплотнение создает рыхлый комковатый верхний 20 см слой и разрушает на глубину 60 см подстилающий монолит, делая его глыбисто-треши новатым.
Впитывание воды по вариантам обработки и ее количество не успевающее поглощаться почвой выполнялся на ограниченных площадках, и в стоке определялось количество смываемых почвенных частиц, что позволяет судить о возможности возникновения ирригационной эрозии.
Результаты замеров по впитыванию воды, стоку и смыву почвенных частиц на южном черноземе по варианту весной после посева ячменя при первом поливе количество воды не успевающей впитаться в процессе дождевания составило 16,9 % от поливной нормы 453м /га, а смыв почвы определяется в 1 ,2 т/га. Осенью при последнем поливе люцерны второго года пользования нормой - 446 м3/га сток увеличился до 20,2 %; смыв был несколько меньше и составил 0,9 т/га за счет повышенной шероховатости посева.
Разуплотнение почвы практически ликвидирует сток на первых трех культурах и лишь на четвертый год он начинает проявляться. На четвертом варианте о традиционной обработкой на фоне разуплотнения 60 см слоя не успевает впитываться уже 6,2 % дождевых осадков и смывается 0,3 т/га почвенных частиц. К этому времени почва уплотняется, исчезает рыхлость сложения подстилающего горизонта и водопоглощение. почвы снижается. Несколько лучшая ситуация набирается на пятом варианте с дисковой обработкой, на котором сток составляет только 2,2 % и едва проявляется смыв почвенных частиц.
Наблюдения на светло-каштановой почве с непрочной структурой величина начального впитывания воды заметно падает и значительно хуже на контроле по сравнению с южным черноземом по всем срокам наблюдения (табл. б).
Разуплотнение почвы при поливах в течение вегетации двух сезонов обеспечивает полное поглощение дождевых осадков. Лишь при последнем поливе люцерны 2-го года пользования нормой 450 м /га появляется сток на четвертом варианте превышающий 16 %, и обнаруживается смыв почвы в количестве 1,0 т/га. На пятом варианте, где на фоне разуплотнения выполнялось предпосевное дискование меньше в два раза воды, не успевающей впитываться в почву в процессе дождевания, и только начинает формироваться перенос с водой части почвы.
Впитывание волы и смыв почвенных частиц на светло — каштановой почве при интенсивности дождевания 0,55-0,65 мм/мин __с нормой полив» 450 мУга_
№ п/п Варианты обработки Слой почвы, см Ячмень лкшерка Люцерн« 1-го гада Люцерна 2-го года
Сток, м'/га стока Смыв почвы, т/га Сток, м'/га % стока Смыв почвы, т'га Сток, м'/гя % стока Смыв почвы, т/га
1, Контроль - отвальная пахота, предпосевная культивация 0-10 10-27 27-60 103 22,9 3,1 112 24,9 2,3 124 27,6 2,8
2. Плоскорезиая обработка, предпосевная культивация 0-10 10-27 92 20,4 2,7 109 24,2 2,1 131 29,1 2,9
3. Дисковая вспашка, предпосевное дискование 0-10 10-27 39 8,7 0,4 72 16,0 0,9 96 21,3 1,7
4. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевная культивация 0-10 10-27 27-60 0 - 0 11 2,4 0 75 16,7 1,0
5. Разуплотнение 60 см слоя, предпосевное дискование 0-10 10-27 27-60 0 - 0 0 - 0 36 8,0 0,2
^-28,7
НСРда ' 0,4 0,2 0,8
Наряду с определением впитывающей способности тяжелосуглинистых почв и величины стока изучалось увлажнение почвенного профиля в зависимости от способов обработки.
Результаты по увлажнению светло-каштановой почвы сведены в таблице 7.
По данным таблицы 7 на светло-каштановой почве при поливных нормах в 438-462 м3/га сток на варианте с традиционной обработкой при первом весеннем дождевании возрастает до 22,9 %, обнаруживается он и на варианте с дисковой пахотой в количестве 8,7 %. На третий год при последнем поливе люцерны сток и смыв почвы проявляется на всех вариан-
тах, но значительно в меньшей степени на варианте с разуплотнением и предпосевным дискованием. Глубина промачивали я в первый год наблюдений на контроле составляет только 29см, что в два раза меньше пятого варианта. Высокая интенсивность дождевых осадков, плужная подошва и неводопрочная структура традиционной отвальной пашни создают такие условия, . .
Табдща 7
Увлажнение светло - каштанового профиля почвы
Л» п/ л Варианты обработки Ячмень + люцерна Люисрна 1-го года Люиерна 2-го гола
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Норма полива, м-7га 462 462 462 462 462 459 459 459 459 459 438 438 438 438 438
2. Сток, м3/га 103 92 39 0 0 112 109 72 11 0 124 131 96 75 36
3. Количество волы впитавшейся в почву, м3/га 359 370 423 462 462 347 350 387 448 459 314 307 342 363 402
4. Глубина промачива-НИЯ, см 29 32 38 54 59 31 30 37 55 58 27 26 30 39 41
5. Количество доступной влаги в 0-60 слое, мм 61 63 69 72 73 48 27 32 41 39 6 7 10 12 13
МСРо,«
Наибольшее количество доступной влаги в О-бОсм слое накапливается на вариантах с разуплотнением почвы. Особенно заметна эта разница после последней уборки люцерны второго года пользования, когда она на 4 и 5 варианте в два раза превышает контроль.
Одним из важнейших условий увеличения производства продукции является очищение почвы и посевов от сорной растительности. Произрастание сорняков всегда и везде нежелательно, но наиболее сильное отрицательное влияние их проявляется при орошении.
Введение правильного чередования культур в севообороте, применение пожнивных посевов сидератов, улучшение системы обработки почвы, сбалансированное и рассредоточенное обеспечение культурных растений элементами питания позволяют удерживать уровень засоренности посевов на приемлемом уровне.
Такой комплекс мелиоративных мероприятий нами выполнялся в зерно-корм о вом севообороте на светло-каштановой почве и результаты по засоренности посевов за ротацию приводятся в таблице 8.
Таблица 3
Засоренность посевов культур зерно-кормового севооборота в зависимости от обра_ боткн светло-каштановой почвы. Опыты 1988-1995 гг._
Культура Количество сорняков но вариантам опыта, шт^м2
Контроль -траднцкои-н ая обработка Плоскорез-мая обработка Дисковая обработка Разуплотнение и традиционная обработка Разуплотнение н до сковал обработка
оанол. многой). оанол. мно-гол. однол. мно-гол. «онол. многая. оанол. м нога!.
1. Ячмень + люцерна Люцерна покровная 21,7 18,1 9,5 7,9 14,2 21,8 9,3 8,9 19,8 15.7 8,9 7,4 13.6 11.7 7,7 7,2 12,4 9,3 73 6.7
2, Люцерна 1-го года 17,7 8,4 20,6 8,9 ид 73 12,1 8,1 10,6 6,9
3. Люнерна 2-го года 16,6 7,6 21,1 8,6 14,3 6,7 11,9 и 9,8 7,6
4. Кукуруза на ■жрно 19,6 9,2 18,8 9,2 12,6 7,4 11,1 7,8 93 7,2
5, Травосмесь 16,5 8,1 14,9 8,3 па 6,5 8,7 6,4 7,0 6,3
6. Оз. пшен.+снаерзт Сиаериг 17.6 7,9 7,1 16,2 12,0 6? 9,8 79 6,6 92 7,6 М 7£ V М 5.9
7. Кукуруи на силос 15,1 7,0 13,6 7,1 8,4 6,4 7,3 5,5» 6,2 5,7
НСРода- 1.80
Развитые посевы люцерны хорошо подавляют сорняки, особенно однолетние, да и многоукосность способствует снижению засоренности. Так, на люцерне 2-го года пользования сорняков по сравнению с ячмен-
ным полем было в 1,2 раза меньше. После запашки соломы озимой пшеницы и растительной массы люцерны, вышедшей из-под покрова, в 1,3 раза снизилось количество многолетних сорняков.
Особенно высокий эффект по снижению сорняков прослеживается на варианте с двухслойным глубоким разуплотнением и дисковой обработкой почвы. В среднем за ротацию сорняки уменьшились в 1,7 раза относительно, контроля и очень важно снижение в 1,2 раза многолетних сорных растений.
Ведущая роль в этой системе принадлежит механической обработке почвы.
Периодическое двухслойное рыхление один раз в три — четыре года на глубину 60 см (рис. 1) резко улучшает водно-физические свойства активного слоя, обеспечивает максимальное водопоглощение осадков и препятствует просачиванию их в фунтовые воды.
Плуг-глубокорыхлитель предназначен для двухслойного разуплотнения почвы на 60 см глубину. Производительность до 2,2 га/час.
Почвенная толща подвергается обработке без перемешивания слоев, осуществляется путем подрезания, подъема и крошения снизу вверх, плоскорежущие рабочие органы исключают вынос на поверхность непродуктивных нижних горизонтов и перемешивание их с плодородным пахотным слоем.
Запашка пожнивных растительных остатков и сидератов при
внесении с поливной водой удобрительно-мелиоративных веществ стабилизирует благоприятные в в одно-физические свойства почвы и более длительно сохраняет ее рыхлость.
Наряду с разуплотнением орошаемой почвы для ее обработки должны применяться дисковые орудия: плуги, бороны, комбинированные агрегаты.
Глава 6. Удобрительно-мелиоративиое орошение дождеванием
При орошении дождеванием культур зерно-кормовых севооборотов, разработан самостоятельный способ внесения агрохимикатов с поливной водой. С целью осуществления технологического процесса удобрительно-мелиоративного орошения составляются совмещенные графики, в которых сроки полива и потребность растений в элементах питания совпадают.
Для севооборота на светло-каштановой почве^; 1989 году он показан на рисунке 2.
Совмещенный график внесения удобрительно-мелиоративных веществ с поливной водой есть программа обеспечения культур водой и минеральными веществами в течение вегетации. Он способствует улучшению качества поливной воды, водно-физических, агрохимических, мелиоративных свойств почвы, что обеспечивает рост продуктивности полевых севооборотов.
л/с Э
ООН ТААН
4й4
»ГПичрг» рТТ1
К' ПГГ
Рис. 2. Со вмешанный график л олива и внесения с полней ой водой улобрительно-мелиорятнвньш веществ в севообороте нх светло-каштановой почве в 1989 году
В опытах было установлено, что разуплотнение и дисковая обработка почвы оказывают заметное влияние на оструктуривание почвы (табл. 9).
Изменение структуры почем южного чернозема и ее водопроч кости при дождевании нормой порядка 450 мЗ/гя кя различных агрофонях
Культура Срок определения Варианты опыта
Контроль - обычная технология обработки почвы Дисковая обработка на фоне разуплотнения 60 см слоя почвы
Содержание структурных отдел ьн остей по фракциям. */* ^ 5 = г. v X н II Содержание структурных оггдельмостей по фракциям, % * 5 X Н II й £
!> i s 5 я ■5 гА Е £ О 2 S 3 « 3 5 s X 2 А К ■ г Е X о
Травосмесь До полива 79,3 32,6 29,2 14,3 3,2 4,5 82,6 34,7 32,3 12,7 2,9 5,3
После I-го полива 71,9 26,1 23,1 15,2 6,5 3,2 79,3 32.1 29,8 13,8 3,6 4,6
Озимая пшеница До полива 89,4 35.8 30,6 13.1 2,9 85,1 40,9 31,9 9,6 2,7 6,9
После 1-го полива 76,0 30,8 25,7 12,6 6,9 3,9 78.7 35,4 29,1 10,2 4,0 5,5
Скде-рат До полива 77,8 29,5 32,6 12.S 2.9 5,0 80,6 33,4 32,9 11,6 2,7 5,6
После I-го полива 66,6 22,8 23,3 15,4 5.1 3,2 70,8 27,2 24,6 14,5 4,5 3,7
Кукуруза на силос До полива 85,7 35,2 38,3 9,6 2,6 7,8 89,3 39,0 40,6 7,8 1,9 9,2
После I-го полива 82,4 32,9 33,8 11,9 3,8 5,1 88,2 38.1 38,4 8,6 3,1 7,5
fiu«,-32,6 НСРода-0,9
Комплекс мероприятий: обработка почвы, подача с водой железного купороса в качестве хорошего коагулянта, запашка пожнивных остатков и зеленого удобрения заметно повышают оструктуренность почвы и, главное, увеличивают водостойкость агрегатов.
Изучение передвижения по профилю азотных, фосфорных и калийных удобрений, поданных на поверхность при поливе дождеванием, нами проводилось на светло-каштановой почве и южном черноземе.
В опытах на южном черноземе перемещение нитратного азота с поливной водой вниз по почвенному профилю отчетливо прослеживается на
■ ** — ™_ш_Ш
Ш
:1_
гх>» №11 м* ТГРОГ
Чг^—I
Рнс. 3. Передвижение элементов питания по профилю южного чернозёма
Внесение нитратных форм удобрений в начале полива нежелательно, так как азот с водой может выноситься в более глубокие спои почвы, где будет недоступен растению.
Аммиачные удобрения менее подвижны. Они могут частично фиксироваться в необменной форме путем закрепления их в кристаллической решетке некоторых минералов, входящих в почвенный поглощающий комплекс.
Фосфорная кислота более интенсивно поглощается 10 см слоем почве при поступлении ее в начале полива, а с предварительным увлажнением
глубину промачивая ня (рис. 3),
и—им^
Т *» *> " " " Г
'111
чггмгрыГАДОГ
они просачиваются до 40 см глубины, равномерно размещаясь в 35 см почвенном горизонте.
Таким образом, передвижение Р;05 вниз по профилю значительно лучше выражено при подаче растворимых фосфорных удобрений в конце полива дожде ван ием.
Калийные удобрения, поданные на поверхность поля с искусственным дождем, передвигаются вниз на глубину 40 см. Несколько большее количество К20 проникает на большую глубину при подаче удобрения в поливную воду в конце дождевания.
Следует отметить, что закономерность передвижения удобрительных веществ по почвенному профилю светло-каштановой почвы и южному чернозему, поданных с поливной водой, единообразна.
Изменяя технологию ввода удобрений в дождевальную систему во время полива, можно в определенной степени управлять процессами перемещения элементов питания по почвенному профилю. Это очень важно, так как растения в различные фазы развития поглощают питательные вещества в неодинаковых количествах.
Внесение агрохимикатов с поливной водой осуществляется с помо-
!
щью специальных устройств - гидроподкормощиков, конструктивное исполнение которых довольно разнообразно.
На базе насоса-дозатора с гидроприводом и металлической или железобетонной емкости для приготовления растворов работали серийные гидро подкорм щи ки для дождевальных машин «Фрегат» (Рекомендации -Комплексное применение средств химизации с поливной водой при дождевании. М., 1988). -
Совмещение поливов и внесение с дождем агрохимикатов делает ненужным применение специальных технических средств их внесения, в том числе и авиации, снижается прикатывающее уплотнение почвы, растет производительность труда и уменьшаются энергетические затраты.
Интенсивные технологии возделывания культур на орошаемых сель-хозугодиях увеличивают потребность применения микроэлементов.
Из существующих способов применения микроэлементов-металлов в орошаемом земледелии наиболее рациональным является внесение их в ионной форме. Смесь ионов цинка, меди, кобальта и молибдена, получаемая при анодном растворении металлов в устройстве «Ионизатор», обеспечивает приготовление растворов и дозирование их в оросительную систему.
Внесение гербицидов на микроделяночных опытах резко снижало засоренность посевов обрабатываемых культур, техническая эффективность их применения была довольно высока и колебалась по почвенным разностям от 88,8 до 94,5 %. Соответственно относительная прибавка урожая продукции в сравнении с необработанным контролем составляла от 17,1 до 22,4 %, при этом мало зависела от применяемых препаратов.
Последние годы начали применять в растениеводстве природный минерал — бишофит, раствор которого оказался достаточно эффективным (Медведев Г.А., Москвичёв А.Ю., Ерёмин C.B.; 2002). Исследования и производственные испытания показали, что бишофит повышает устойчивость растений к болезням и вредителям, увеличивает продуктивность культур, Это объясняется комплексным воздействием на растения двадцати макро- и микроэлементов, которые содержатся в бишофите, столь необходимых для роста и развития растений.
В микроделя ночных опытах проводилась проверка действия бишо-фита на повышение продуктивности культур (табл.10) и снижение пора-жаемости растений болезнями, а также повреждаемости вредителями.
Техническая эффективность бишофита в снижении численности вредителей и болезней на культурах зерно-кормового севооборота на светло каштановой почве колебались от 31.4 до 52,3 % и повышение урожая составило 11,3-13,4 % от его величины на необработанном контроле, а на
южном чернозёме эти значения были равны 39,5-62,1 % н И,9-15,4 % соответственно.
Таблица 10
Эффективность внесения бишофмпа на отдельных культурах эерпо-кормовых севооборотов. Мнкродадяночные опыты 1989— 1998 гг.
Культуры Светло-каштановая почва Южный чернозём
Урожай по вариантам опыта, т/га Урожай по вариантам опыта, т/га
Контроль Опрыскивание 6и-ш офитом Прибавка в % Контроль Опрыскивание 6и-ш офитом Прибавка в %
Люцерна 1-гогола 48,0 53,4 ",3 61,7 69,4 12,4
Люцерна 2-го года 503 56,6 12,5 64,5 73,9 14,8
Кукуруза на зерно 7,9 8,8 11,4 83 9,4 11,9
Травосмесь 353 39,9 13.4 56,7 65,4 15,4
Кукуруза на силос 48Д 53,7 11,4 53,9 60,7 12,6
Суданская трава - - - 52.1 58,8 12,9
Р^«, - 46,6
НСРом-2,90
Исследования в мел кодел я ночных опытах по контактным гербицидам и внесению бишофита позволяют утверждать, что оснащение малогабаритных дождевальных машин аэрозольной навеской открывает большие возможности для некорневого применения препаратов.
Глава 7. Агроэкономическая н энергетическая оценка многофункционального орошения дождеванием
Для выяснения влияния на урожай культур сравнивалась традиционная технология обработки почвы и внесения удобрений сухими туками с новым агротехническим комплексом: двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы с последующей дисковой обработкой, удобрительно-мелиоратнвное внесение с поливной водой на фоне запашки растительных
остатков и зеленого удобрения, обеспечивающие ежегодную среднюю заделку в почву 8-9 т/га органического вещества.
Опытные данные (табл. 1 1) позволяют судить о том, что комплекс мелиорации на светло-каштановой почве оказывает неоспоримое и большое влияние на повышение урожайности культур зерно-кормового севооборота в диапазоне прибавок 40 - 72 % и в среднем по севообороту это превышение в пересчете на кормовые единицы составило 64,0 %.
Данные по урожаю культур в зерно-кормовом севообороте на южном черноземе приводятся в таблице 12.
Анализ данных таблицы 12 позволяет утверждать, что и на южном черноземе исследуемые агротехнические приемы также высоко эффективны, урожай по культурам имеет несколько большие в абсолютном выражении прибавки, чем на светло-каштановой почве, и они находятся в пределах 46-98 % при среднем в 53,6 % значении.
Одной из основных задач энергетического метола анализа в сельском хозяйстве является выявление наименее ресурсоемких технологичен ских процессов и технологий производства растениеводческой продукции, мероприятий по мелиорации, повышению плодородия земель, защите окружающей среды (табл. 13).
Исходя из данных таблицы 13 следует отметить, что коэффициент энергетической эффективности в семипольном орошаемом зерно-кормовом севообороте на светло-каштановой почве при традиционном способе обработки почвы и внесения минеральных удобрений составлял на 1 га севооборотной площади 3,20, в то время как на варианте с разуплотнением почвы, дискованием и внесением агрохимикатов с поливной водой - 3,71 или на 15,9 % больше, а в восьмипопьном орошаемом зерно-кормовом севообороте на южном черноземе, соответственно, 3,79 и 4,53 или на 19,5 % больше.
№ п/я Культура севооборота Оросительная норма, м7га Количество ПОЛИВОВ Контроль-отвальная вспашка на 2527 см н предпосевная культивация, обычное внесение сути пуков Двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы, л исковая вспашка на 25-27 см, предпосевное дискование. Внесение агрохиннкатов с поливной водой
N Рг05 К]0 Урожай, т/га Ко-зфф. перевода в к.ед. Кол-во кг к.едЛ а N Р1О5 К;0 Ю* (■>50^711,0 Урожай, т/га Коэфф. перевода в к.ед. Кол-во кг к.едУга
1 Ячмень +■ люцерна Люцерна покровная 1500 2500 3 4 90 15 65 45 80 70 3,7 13,3 1,15 0,22 4255 2926 90 15 65 45 80 70 15 30 400 500 5,2 22,9 1,15 0,22 5980 5038
2 Люцерна 1® года 6500 12 40 90 150 27,8 022 6116 40 90 150 45 800 48,0 0,22 10560
3 Люцерна 212 года 5500 и 40 90 150 зи 0,22 6864 40 90 150 45 800 50,3 0,22 11066
4 Кукуруза Еса зерно 5500 11 135 90 150 4,6 из 6118 135 90 150 30 600 7,9 1,33 10507
5 Травосмесь 1500 3 60 45 75 23,9 0,25 5975 60 45 75 15 300 35,2 025 8800
6 Оз, пш. + склер ат Скясрат 2500 2500 5 4 100 40 60 25 120 50 3,7 27,8 1,27- 4699 100 40 60 25 120 50 15 15 300 400 5.8 34,8 1,27 73«
7 Кукуруза на силос 3500 6 90 60 120 34,5 027 9315 90 60 120 30 ' 600 48,2 0,27 13014
Среднее - 66! 0 кг к.ед. га Среди« - ¡0333 кгк.ел. га иди 64,0 % прибавки
Примечание; МЭ - смесь микроэлемигтав пинка, меди, кобальта и молибдена, получаемых в устройстве шгодною растворения металлов.
^-69,5
НСРЦМ - О,ВО
№ попа Культура сеио-оборота Ороситель ная ною) а, м'/га Количество поливов Контроль-отвальная вспашка на 25-27 см и предпосевная культивация, обычное внесение Сухих туков Двухслойное рз вспашка на 25-н не аг уплотнение 60 см слоя почвы, дисковая 27см,нрелпосевноедисковянне,Вггесе- 1 киимикатов с поливной полой
N Р)0, кго Урожай, т/га Коэфф. переводя в к.ед. Кол-во кг к-езЛа N Р20; кго МЭ" Ре50г7Нг0 Урожаи, т/га Коэфф. перевода в к.ед. Ь'ол-во кг к.ед./га
1 Ячмень + люцерна Лншерна покровная 1200 2100 3 4 75 15 45 30 100 50 4,1 17,2 1,15 0,22 4715 3784 75 15 45 30 100 50 15 30 200 300 6,7 28,6 1,15 0,22 7705 6292
2 Люцерна Ргода 5000 10 30 60 100 35,6 0,22 7876 30 60 100 45 600 61,7 022 13574
3 Люцерна 2 - гола 4500 9 30 60 100 38,1 0,22 8382 30 60 100 45 600 64,5 0,22 14190
4 Кукуруи на зерно 4500 9 100 70 120 6,1 из 8086 100 70 120 30 400 «4 1,33 11145
5 Травосмесь 1200 3 50 35 60 28,6 0,25 7150 50 35 60 15 200 56,7 0,25 14175
6 Оз, пш. + скле-рат Сидераг 1600 1700 4 3 75 40 45 20 90 50 4,3 29,8 1,27 5499 75 40 45 20 90 50 15 15 200 400 7,1 40,6 1,27 9068
7 Кукуруза на силос 2500 5 75 50 30 36,8 0.27 9936 75 50 90 30 300 53,9 0,27 10420
8 Суданская трава 2500 5 75 50 90 33,4 020 6680 75 50 90 30 500 52.1 0,20 7815
Среднее- 6779 кг к ед. га Среднее 12640 кг к ед,га или 53,6% прибавки
Примечание', МЭ*- смесь микроэлементов цинка, меди, кобальта, молибдена. ^-37.4 НСРпи-2^9
Энергетическая оценка культур зерно-кормового севооборота в зависимости от способов обработки почвы и внесения пгрохнмикатов
Л п/п Культура севооборота Классическая обработка почвы н внесение удобрений Разуплотнение почвы. Дискование. Внесение агрохнмика-тов с водой
Энергия урожая, МДж/г» Затраты совокупной энергии, МДж/га кээ Энергия урожаям МДж/га За греты совокупной энергии, МДж/гя КЭЭ
Светло-каштановая почва
1. Ячмень +■ люцерна Люцерна покровная 60872 72694 23744 17291 2,56 4,20 85511 125086 32054 23343 2,66 5,36
2. Люцерна 1-го года 15719 43293 3,50 261960 58446 4,48
3. Люцерна 2-го года 170274 42067 4,05 274621 56790 4,84
4, Кукуруза на зерно 69696 31694 2,20 119504 46787 2,55
5. Травосмесь 78016 23509 3,32 115386 31737 3,63
6. Оз, пшеница + сидерат 60872 232)1 2,62 95459 31335 3,05
Скдерат - 19200 - - 25920 -
7. Кукуруза на силос 141445 27960 5,06 215409 41746 5,16
На 1 га севооборотной площади 115084 35993 3,20 184397 49737 3,71
Южный чернозем
I. Ячмень+люцерна Люцерна покровная 67529 93869 24356 20305 2,77 4,62 110189 155648 29098 23427 3,79 6,64
2. Люцерна 1-го го- 195379 50848 3,84 336837 63187 5,09
3. Люцерна 2-го года 208040 49322 4,22 352118 64051 5,50
4, Кукуруза на зерно 92048 40836 2025 126900 52170 2,43
5. Травосмесь 93751 24211 3,87 185863 28895 6,43
6. Оз. пшеница + сидерат 71164 22157 3,21 119055 23020 4,58
Сидерат - 20544 - - 23762 -
7. Кукуруза на силос 150788 26917 5,60 220937 37684 5,86
8. Суданская трава 109485 32913 3,33 170784 41079 4,16
На 1 га севооборотной плошали 132257 39051 3039 222291 49,047 4,53
Таким образом, в проведенных исследованиях традиционная технология обработки почвы и внесения удобрений по энергетической эффективности уступает рекомендуемой в среднем иа 16-20 %.
Глава 8. Перспективы развития агроландшафтны л оросительных систем дождевания
Преобразования в сельскохозяйственной отрасли, обострившиеся экономические противоречия определяют развитие мелиорации как адаптивно-ландшафтное. Агроландшафтные мелиоративные системы должны быть ориентированы на малообъемное потребление поливной воды. Таким целям отвечают локальные многофункциональные оросительные системы с малогабаритными дождевыми машинами (рис. 4).
В настоящее время становление н развитие орошаемого земледелия в крестьянских хозяйствах определяет-л..1.-1.. .i-.iii.lj- ся невысокими капвложениями на создание дождевальных систем, их быстрой окупаемостью при поддержании плодородия почв и получением экологически чистой продукции при высокой урожайности. Созданы, испытаны и прошли производственную проверку заводские образцы дождевальных машин и оборудования для удобрительи о-мелиоративного орошения и внесения с водой средств защиты растений.
ГШ
ФИ.
Рис. 4, Малогабаритные дождевальные машины н мобильные комплексные гндролодкормшики
В состав мелиоративного комплекта входит: передвижная насосная малорасходная станция, поливной трубопровод малого диаметра с арматурой, дождевальная машина с оборудованием для внесения с поливной водой агрохимикагов.
Капвложения в малые локальные системы, по сравнению с существующими широкомасштабными, в 2,5-3,0 раза меньше и при серийном производстве мелиоративных комплектов составят порядка 30-40 тыс. рублей на гектар (цены 2003 г.). Преимущество определяется еще и высокой эффективностью комплексных мелиорации для локального многофункционального орошения, когда обеспечивается рост урожайности до 10 - 12 тыс. к.е. с га, обеспечивается снижение на 30 % энергоемкости производства продукции. Щадящее применение агрохимикагов с аэрозольным дождем, оседающем на растительном покрове и поглощаемым в большем количестве листьями, чем почвой создает.благоприятную экологию для получения качественной продукции. Разноцелевой режим полива и внесение с водой удобрительных и мелиоративных веществ приводит к уменьшению в 2 рам расхода влага и химических элементов на единицу урожая.
Локальные ландшафтно-мелиоративные системы с МДМ менее энергоемки, более выгодны в эксплуатации, имеют малую материалоемкость, не требуют создания специальной службы с набором сложных мелиоративных машин и оборудования, не нуждаются в строительстве дренажно-сбросиой сети и проведении землеройных работ.
На основе проектно-технических решений региональная монтажная бригада привязывает к водоисточнику оросительную систему и выполняет поверхностный монтаж оборудования без строительных землеройных работ.
Для проведения технологического процесса многофункционального орошения разрабатываются совмещенные графики внесения с дождем минеральных удобрений, микроэлементов, химмелиорантов, пестицидов, биостимуляторов, ретардантов, структурообразователей, что показано на рисунке 5,
>ч; л i >м i Iii i<: amy i ¡лч fcî I\va
IlMMMcrf-PhA-iKic rr&rjfba
■ - niir»bjH (1,(1:1,01
tu } - t|^r4i|4iy.-]üÓpiJli;i№lmii
4-¡шшт- фисфирный »icjihopi i мм imff \ 1,0' 0.7
'6 - ItKPr^Fu-
itcjtiidpjii ftkpimíi í i £0.3:0.8)
«......... '
ср
IМП - 20 tf'foiwiuiuti Ä «Vi* А •- Я tura) rï ftJíjM
2. > uiniirmllHJiMi*
H • Rjiai 1>.||Ги:ите11нмнчцр1Й : 9
« ЧЦ-л^нм^ниН
■ М»К|Н> IJIVML'HIM
ŒDi:
QtiOll - ртгеирдоиы í*lCH -ftuKHCjj ¡mi^v imhiimmu
fftifl lift iv|H*pki[H,i.'j jl? - niKvK,lnnii;iu
f HiriiN M........ pitKi'Ki №4ti4ii
[g¡-}l '> «.....13 ч|1кр<ч9рга<1н и
PHt* 6, Рягношдовдй режим полива культур зерно-кормового севооборота
Тибтца 14
Результаты совиешеиного графика рамоиелевого режима полива ш внесения с дождем агрохнмикатов
Требуется кг д. в. Ко-лнче ство пере ме-ше-ннй, М. Ко-личе ство внесений гер-бнци да, ед. Ко-личе-ство кругов, (Д. Количество внесений ХСЗР, ЙЬ Часов/ суток основной боты Оросительная НОр- иа, м7га Продукции, кг Кормовые едя-НН11Ы, кг
N Р К Микроэлементы, г Ге5Ю/П1;0 железный купорос
На га/ кол. внесений Па 33 га 11а п! кол. внесений На 3,3 га На га/ кол. внссе ннй На 33 га Нага/ кол. вне-сеивй На 33 га Нага/ кол. внесении Ш 33 га га на 33 га Ко-»фф. перевод* га на 33 га
Ячмень +лтоцерна «У4 297 65/4 215 8№3 264 Ц/1 50 400,2 1320 10 4 30 4 385/ ад 1980 7000 23100 1.15 8050 16565
Люцерна покровная 15/1 50 45Я 148 7№3 231 3№2 99 5004 1650 10 2 22 2 415/ 17,7 2040 №00 19800 0,6 3600 Н8!0
Лкщсрва 1-го года 4ЙО 132 да 297 Ш6 495 т 19! 8(Ш 2640 19 4 40 3 654/ 28,2 3494 20000 66000 0,6 12000 39600
Люцерна 2-го года 4Й/3 132 907 297 \Ш 495 ш 198 800/5 2640 19 4 40 3 559/ 24,0 3441 20000 66000 0,6 12000 39600
Кукуруза на зерно 135/ 6 445 ш 297 150/4 495 45/3 148 800/4 2640 19 " 2 45 4 642/ 27,5 3224 9000 29700 133 11970 39501
Разноцелевой режим поливов и внесение с водой удобрительно-мелиоративных веществ и пестицидов обеспечивает улучшение расхода влаги н химических элементов на единицу растительной продукции, что хорошо прослеживается по данным таблицы 14.
За счет изменения скорости движения малогабаритные дождевальные машины имеют широкий диапазон выдачи норм полива для обеспечения разноцелевого режима снабжения растений влагой и arpo-химикатами. Оснащение малогабаритных машин, обладающих реверсивным движением, аэрозольной навеской позволяет проводить борьбу с весенними заморозками и снижать губительное действие воздушных засух при суховеях, выполнять некорневые подкормки и наносить пестициды на растительную массу, не загрязняя почву.
Выводы
1. Основополагающее значение в повышении продуктивности земель южной степи имеет орошение дождеванием и применение комплекса мелиораций, обеспеченных техническими средствами при минимизации затрат.
2. Без повышения плодородия почв, без противодействия засухам и суховеям, которые охватывают около S0 % сельскохозяйственных угодий России, все остальные факторы интенсификации земледелия не имеют достаточно высокой эффективности.
3. Орошение и естественное плодородие не могут обеспечить стабильную и высокую продуктивность сельхозугодий, необходимо, в первую очередь, вносить удобрения и мелиорирующие вещества, снабжать пашню органикой и улучшать агрофизические, агрохимические свойства почв и ее мелиоративное состояние.
4. Возможность внесения с дождеванием агрохи ми катов позволяет более экономно расходовать химические вещества за счет повышения коэффициента эффективности, рассредоточено вносить их на любом этапе ве-
гетации, улучшить качество поливной воды, щадящее воздействовать малыми концентрациями раствора на биату почвы.
5. Запашка растительных остатков и одного урожая сндератов в семи и восьмипольных зерно-кормовых севооборотах обеспечивает снабжение почвы 8-9 т/га сухого органического вещества,
6. Двухслойное разуплотнение 60 см слоя почвы, дисковая система ее обработки, достаточное снабжение ее органическим веществом и обогащение поливной воды удобрительно-мелиоративными веществами создают благоприятные в водно-физические и агрохимические почвенные условия для возделывания культурных растений,
7. Применение комплекса мелиоративных мероприятий обеспечивает повышение урожайности культур зерно-кормов ого севооборота на светло-каштановой почве в среднем на 64 % н южном чернозёме — на 53,6 %,
8. Сегодня наиболее вероятной основой создания высокопродуктивного экологически устойчивого агромелиоративного ландшафта является многофункциональные системы малообъемного орошения с малогабаритными дождевальными машинами.
9. Капвложения в малообъемные локальные системы, по сравнению с существующими широкомасштабными, до трех раз меньше и при серийном производстве мелиоративных комплексов составят порядка 30-40 тыс. рубУга. Высокая эффективность комплексных мелиорации многофункционального орошения достигается получением 10-12 тыс. к.ед, с гектара, обеспечивается снижение до 30 % энергоемкости производства продукции при двукратном увеличениии производительности труда на внесении агро-химикагов с поливной водой.
Ю.Локальные системы создаются без строительных и землеройных работ монтируются на поверхности поля из комплекта оборудования, поставляемых заводом.
П.Локальные агроландшафтные мелиоративные системы с малогабаритны ми ми дождевальными машинами менее энергоемки, имеют малую
материалоемкость, не нуждаются в строительстве дрен ажио-сборочной сети, просты и более выгодны в эксплуатации. Окупаемость средств, затрачиваемых на создание локальных систем путем монтажа на поверхности заводских комплектов, произойдет за 3-4 года, минимальный срок службы дождевальной машины составит 12 лет.
12.Малогабаритные дождевальные машины позволяют осуществлять разкоцелевой режим поливов, оснащение их аэрозольной навеской и мобильным комплексным гидроподкормщиком, открывают возможность некорневых подкормок, внесение во время вегетации средств защиты растений, борьбу с заморозками и суховеями,что создает условия увеличения продуктивности растениеводства, в 1,5-2,0 раза по сравнению с существующей системой полива дождеванием.
Предложения производству
Социально-экономические преобразования последнего десятилетия в сельском хозяйстве страны оказали решающее значение по выводуиз строя широкомасштабных систем орошения, реконструкция и новое строительство которых практические не производится.
Основой становления орошения дождеванием в ближайшем будущем будут локальные малообъемные системы многоцелевого использования.
К Малообъемные многофункциональные системы орошения с малогабаритными дождевальными машинами менее капиталоемки и матери ало- и энергозатратны, просты в эксплуатации. Опытные образцы этих машин прошли государственные испытания, обеспечены проектной и технической документацией, сертифицированы, успешно эксплуатируются восемь лет в производственных условиях.
2. Локальные малообъемные системы с единичными малогабаритными дождевальными машинами создаются на площади 10-40 га, хорошо адаптируются с природными и существующими агроландшафтами, монтируются на поверхности орошаемого участка без проведения строительных и землеройных работ. Все элементы: машина, малорасходная, насосная
станция, оборудование трубопроводной сети, мобильный комплексный гидроподкормщик, аэрозольная навеска в заводском исполнении поставляются комплектом потребителю. Капвложения находятся в пределе 30-40 тыс. руб./га, окупаются за 3 - 4 года нормальной эксплуатации.
3. Многофункциональное дождевание культур зерно-кормового севооборота в комплексе с другими мелиоративными мероприятиями обеспечат получение 12 тыс. корм.ед. с га при меньшем в 2 раза потреблении воды и элементов питания.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
1. Захаревский В Н., Мухтарое М.Л., Москвиче« А. Ю, Система удобрений в зерно-пропашном севообороте на каштановых почвах Волгоградской области // Доклады Всесоюзного совещания Географической сети опытов с удобрениями. - Белгород, 1980. -С, 126 -127,
2. Захаревский Б,И., Мухтарое МЛ,, Москвиче« А.Ю. Система удобрений и урожай сельскохозяйственных культур в зернопропалтом севообороте // Сб.научнтр.: Резервы увеличения производства зерна в Волго|радской области, -Волгоград: СХИ, 1981. -Т, 75.-С.81-85.
3. Захаревский В.И.. Москвичев А.Ю. Влияние систематического применения удобрений на продуктивность зернопропашного севооборота в условиях светло-каштановых почв // Сб.научн.тр.: Эффективность применения удобрений под зерновые и кормовые культуры,-Волгоград: СХИ, 1982. -Т. 79, -С, 36-39.
4. Колисниченко ГС, Москвиче« А.Ю, Влияние удобрений на качество зерна озимой и яровой пшеницы в севообороте на светло-каштановых почвах // Сб.научн.тр,: Эффективность применения удобрений под зерновые и кормовые культуры, -Волгоград: СХИ, 1982.-Т. 79.-С. 76 - 80.
5. Захаревский В. И., Мухтарое М.Л., Мосхвичев А.Ю. Влияние удобрений на повышение эффективности использования почвенной влаги под озимой и яровой пшеницей в условиях светло-каштановых почв Волгоградской области // Сб.научн.тр: Приемы индустриальной технологии возделывания зерновых культур. -Волгоград: СХИ, 1983. -Т, 81, -С, 54 - 57,
6. Москвиче« А.Ю. Влияние удобрений на динамику питательных веществ в почве и урожайность озимой пшеницы при выращивании ее в семипольном зернопропашном севообороте на светло-каштановых почвах // Доклады научной конференции — Волгоград: СХИ, 1983.-С. 37 — 39.
7. Москвиче« А.Ю, Водопотребление растений озимой и яровой пшеннтщ при различном уровне минерального питания // Доклады научной конференции. - Волгоград: СХИ, 1983.-С. 39-41.
8. Москвичей А, Ю. Влияние удобрений на урожай и качество зерна озимой и яровой пшеницы в севообороте на светло-каштановых почвах Сб.научн.тр.: Участие ученых и специалистов в реализации комплексных программ и важнейших научно-технических проблем. -Волгоград: СХИ, 1985,-С. 73-74.
9. Москвиче« А.Ю. Продуктивность зернового звена севооборота в зависимости от аиосимьк видов удобрений // Сб.научн.тр.: Участие ученых и специалистов в реализации комплексных программ и важнейших научно-технических проблем. -Волгоград: СХИ, 1985. -С, 108-110,
10. Москвиче» А.Ю. Продуктивность культур зернопропашного севооборота при различных системах удобрения на свстло-каитгановых почвах Нижнего Поволжья //
Автореферат диссертации из соискание учено» степени кандидата c.-s. наук. Волгоград, 1985. -24 с.
11. Москвиче4 А.Ю. Особенности формировании урожаи зерна озимой и яровой пшеницы в зависимости от видов вносимых удобрений /У Сб.научи,тр.: Роль ученых и специалистов в интенсификации сельскохозяйственного производства. -Волгоград: СХИ. 1986.-С. 58-61.
12. Москвичей А.Ю. Продуктивность культур зернопропашного севооборота при различных системах удобрения на светло-каштановых почвах Волгоградской области И Сб.научн.тр.: Роль ученых и специалистов в интенсификации сельскохозяйственного производства -Волгоград; СХИ, 1986. -С. 65 - 68.
13. Захаревский В.И.. Колисниченко Г.С., Лихачева K.M., Молчанов В.Н., Мухтаров М.Л., Москвичей А.Ю. Удобрение и качество терна отмой пшеницы // Сб.научи,тр.: Вопросы интенсивной технологии возделывания зерновых. зернобобовых кормовых культур. -Волгоград; СХИ, 1988. -С. 70-85.
14. Мухтаров М.Л., Лихачева K.M.. Москвичей А.Ю. Суданская трава // Сб.научн.тр.: Вопросы интенсивной технологии возделывания зерновых, зернобобовых кормовых культур. -Волгоград; СХИ, 1988, -С. 164 - 170
15. Мухтаров ММ., Москвиче« А.Ю, Влияние систематического применения удобрений на биологическую активность светло-каштановой почвы // Доклады республиканской научно-технологической конференции // Интенсивное земледелие и охрана окружающей среды. - Волгоград, 1989. -С. 24 - 25.
16. Мухтаров М.Л., Лихачева K.M., Москвичев А.Ю. Влияние органических и минеральных удобрений на плодородие светло-каштановых почв // Доклады республиканской научно-технологической конференции // Интенсивное земледелие и охрана окружающей среды. - Волгоград, 1989. -С, 49 - 50.
17. Москвичев А.КЗ.. Myxmapoe М.Л. Продуктивность озимых культур в зависимости от норм и соотношений минеральных удобрений // Сб.научнтр.: Плодородие почьы в интенсивном земледелии.-Волгоград, 1989. -С. 36-37.
18. Москвичев А.Ю- Влияние различных систем удобрений на плодородие светла-каштановой почвы и продуктивность озимой и яровой пшеницы в севообороте // Сб.научн.тр.: Повышение плодородия почвы в интенсивном земледелии. -Волгоград: СХИ. 1990. -С, 61-65
19. Заизревский В.И., Москвичев А.Ю. Продуктивность полевого севооборота при длительном систематическом применении удобрений на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья //Сб.научн.тр.: Повышение плодородия почвы в интенсивном земледелии. -Волгоград: СХИ, 1990.-С. 61 -65
20. Григоров М.С., Кружили» И. П., Мамин В.Ф., Москвичев А.Ю. идр. Система ведения земледелия // Кн.: Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996 - 2010 гт. - Волгоград: Комитет ло печати, 1997. -С. 69-92
21. Бородычев В.В., Мамин ВФ. Ояьгаренко Г.В.. Москвичев А.Ю. и др. Многоцелевые дождевальные системы локального орошения // Информационный обзор. - Коломна - Волгоград: ФГНУ ВНИИ «Разуга», 2002. -11 с.
22. Медведев ГА., Москвичев А.Ю.. Еремин C.B. Влияние способов обработки почвы и приемов предпосевной подготовки семян на урожайность проса на южных черноземах Волгоградской области И Проблемы агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы АПК», посвященной 60-летию победы тод Сталинградом / Волгогр. гос. с.-х. акад. Волгоград, 2003, -С. 6- 7.
23. Москвиче« А.Ю. Многофункциональное орошение дождеванием на агроланд-шафтной основе в условиях Нижнего Поволжья // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летгао образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии /Волгоград, гос. с.-х. акад. Волгоград, 2004. -С. 39-40.
24. Григоров М.С., Москвичев А.Ю., Чубин А.М. Почвозащитная механическая обработка орошаемых земель И Ж. Земледелие. М., 2004, Jfe 2. -С. 19 - 20.
ч23939
25, Грчгоров А/,С, ДУжл-внчев /Г/О, 'Л>си«( Л. Л/, Лшиомоя В Р. Агроландшафтные мелиоративные системы многофункционального орошения дождеванием II Ж, Мелиорация и водное хозяйство. М., 2004, № 5. - С. 22-25.
■ 26. Григоров А/С.. Москвичей А Ю, Чубин А М, Антонов В.Р. Технология и техника малообьемпого орошения .чожленапнем // Псспшк РАСХ) I М., 2004, Кг 5. - С, 31-32.
27. Москвиче« А-Ю. Многофункциональное орошение дожде вал пен полевых культур Нижнего Поволжья !} Монография / Волгоград, гос. с.-х. акад. -Волгоград, 2004, -188 с,
28. Москвичев А.Ю. Многофункциональное орошение дождеванием кулыур зерно-кормовых севооборотов Нижнего Поволжья//Ж. Аграрная наука-М, -Каб, 2004. -7 с,
29. Григоров М С., Москвичей А /О. Влияние удобритепьно-мелиоративного орошения дождеванием на продуктивность зерно-кормовых севооборотов в Нижнем Поволжье. Ж. Плодородие, - М„ 2004, № 4, - С. 28-29.
30. Мостичея А.Ю. Почвозащитная обработка при многофункциональном орошении дождеванием в условиях Нижнего Поволжья. Научный вестник, серия «Агрономия». -Волгоград'. ВГСХА, 2004. -Вып. № 4, - С. 64-69,
31. Григоров М.С.. Москвичи А/О.. Антонов В.П. Малообъемные системы многофункционального орошения малогабаритными дождевальными машинами // Современные оросительные мелиорации - состояние и перспективы: Материалы международной научно-практической конференции, посвяшенной 40-легто эколого-мелнегативного факультета Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии / Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия. - Волгоград, 2004, - С 36-43,
Подписано к печати, 14.10.2004 г. Формат 60x84 1/16 Уч.-изд.Л- 2. Тираж 100. Заказ.261 Типография Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии 400002, г, Волгоград, ул .Институтская, 8
-
Москвичев, Александр Юрьевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Ульяновск, 2004
-
ВАК 06.01.01
- Возделывание культур зерно-кормовых севооборотов при многофункциональном орошении дождеванием на землях Нижнего Поволжья
- Мелкодисперсное дождевание сельскохозяйственных культур в зоне сухих степей Нижнего Поволжья
- Водопотребление и продуктивность кукурузы на зерно при мелкодисперсном дождевании
- ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ СПОСОБЕ ПОЛИВА НА ОСНОВЕ ДМ «ФРЕГАТ» В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
- Научное обоснование повышения продуктивности орошаемых земель Западного Прикаспия
