Научные аспекты регулирования влагообеспеченности в высокопродуктивных агроценозах лесостепи среднего Поволжья (26.01.2009)

Автор: Каргин Василий Иванович

Опыт 3. Исследовалось влияние длительного систематического применения минеральных удобрений на влагообеспеченность растений на опытном поле кафедры ботаники Мордовского государственного педагогического института им. М. Е. Евсевьева. Опыт заложен в 1973-1974 гг. Экспериментальная работа проводилась нами в 1992-1996 гг.

Схема его включала следующие варианты: 1) без удобрений;

2) N60P60K60 (ежегодно); 3) N120P120K120 (ежегодно).

Площадь делянок 10 м2. Повторность четырехкратная.

Опыт 4. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на эффективность использования почвенной влаги сельскохозяйственными культурами изучалось в стационарном опыте, заложенном К. А. Костровым и А. В. Маловой на полях Мордовской сельскохозяйственной опытной станции (ныне Мордовский НИИСХ) в 1960–1962 гг. Нами проведены обработка и анализ экспериментальных данных по использованию почвенной влаги в зависимости от длительного применения удобрений.

Опыт 5. Эффективность использования почвенной влаги в зернотравяно-пропашных севооборотах с люцерной и кострецом изучалась нами на опытном поле Мордовского НИИСХ в

1996-2005 гг. Опыт выполнен методом рендомизированных повторений и включал три фактора (2*2*5).

Схема опыта:

Фактор А (севооборот): 1) с люцерной; 2) с кострецом. Чередование культур в севооборотах: ячмень + многолетние травы– многолетние травы 1-4-го года пользования – озимая пшеница (1996-1997) – яровая пшеница (1997-1998) – соя (1998-1999) – яровая пшеница (1999-2000) – соя (2000-2001) – яровая пшеница (2001-2002) – яровая пшеница (2003-2004).

Фактор В (агрохимический фон): 1) повышенный (гумус

8,9 %, Р2О5 – 171 и К2О – 182 мг/кг почвы, Р2О5 в СаСl2 – 5,2 мг/кг); 2) высокий (гумус 9,3 %, Р2О5 – 267 и К2О – 216 мг/кг почвы, Р2О5 в СаСl2 – 13,3 мг/кг почвы);

Фактор С (удобрения): 1) контроль (без удобрений); 2) фосфорно-калийные удобрения (РК фон); 3) РК + N1 – низкий уровень азотного питания; 4) РК + N2 – умеренный уровень азотного питания; 5) РК + N3 – повышенный уровень азотного питания;

Удобрения вносились осенью: под озимую пшеницу – Р50К70, N30Р50К70, N45Р50К70, N60Р50К70; яровую пшеницу – Р40К40, N30Р40К40, N60Р40К40, N90Р40К40; сою – Р45К50, N30Р45К50, N45Р45К50, N60Р45К50.

Площадь учетной делянки 85 м2. Опыт в натуре имел два поля, введенных последовательно. Повторность трехкратная.

Опыт 6. Влияние полезащитных лесных полос на элементы водного режима почв и эффективность использования и накопления влаги изучалось на территории ТОО «Свердловское» Октябрьского района г. Саранска в 1992-2002 гг. на полях, защищенных параллельными 15-рядными лесополосами, шириной 23 м (высота древостоя 12 м), заложенными в 1949 г. Расстояние между ними 500 м.

Для выявления закономерностей формирования и расходования почвенной влаги нами были обработаны многолетние систематические наблюдения сети станций Гидрометслужбы за 1924-2005 гг.

Наблюдения, учеты и анализы проводили по следующим методикам и ГОСТам: фенологические наблюдения за ростом и развитием растений по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985). Агрохимические свойства почвы опытных участков определяли методами, рекомендованными ЦИНАО для зоны: содержание гумуса – по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-84), общего азота – по Кьельдалю (ГОСТ 26107-84), азота нитратов – ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86), аммиачного азота – в 0,1 HCl-вытяжке с использованием реактива Несслера. Подвижные формы фосфора и калия определяли в вытяжке по Кирсанову модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84); кислотность почвы рНсол. – ионометрическим методом (ГОСТ 26483-85), гидролитическую кислотность – по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84), сумму обменных оснований – по Каппену – Гильковицу (ГОСТ 27821-88); влажность почвы – весовым методом, запасы доступной влаги в почве и коэффициент водопотребления – по методике Б. А. Доспехова (1987); плотность почвы (г/см3) – объемно-весовым методом, плотность твердой фазы – пикнометрически; пористость почвы и пористость аэрации – расчетным способом; полевую влагоемкость методом заливаемых площадок; максимальную гигроскопичность почвы – по Николаеву. Химический состав образцов зерна, соломы (содержание азота, сырого протеина, сырой клейковины, сырого жира, сырой клетчатки, крахмала, сырой золы, сахара, фосфора, калия, кальция) определяли на компьютерно-аналитической системе NIR SCANNER – 4250. Экономическую эффективность рассчитывали с использованием применяемых нормативов и расценок; биоэнергетическую эффективность по методике Россельхозакадемии (1983, 1994). Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного и регрессионного анализа по Б. А. Доспехову (1985) с использованием статистических программ на ПЭВМ.

Метеорологические условия в годы исследований были различными, но типичными для зоны.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Режим влажности выщелоченного

чернозема лесостепи Среднего Поволжья

Условия увлажнения территории Нечерноземной зоны, в том числе лесостепи Среднего Поволжья, в научной литературе оцениваются неоднозначно. Д. И. Шашко считает ее достаточно и избыточно влажной, где сухих лет не бывает, засушливые составляют 1-3 %, полузасушливые – 5-12 %. На основе этого он приходит к выводу, что снижение урожая из-за недостатка влаги в зоне маловероятно. С такой оценкой влагообеспеченности юга Нечерноземной зоны, куда относится Республика Мордовия, мы согласиться не можем.

Количество осадков за год и за вегетационный период подвержено резким колебаниям. При их среднемноголетней сумме 478 мм колебания за исследуемый период составляли от 290 до 708 мм. Для большинства полевых культур наибольшее значение имеют осадки, выпадающие за май–август. Среднемноголетнее количество осадков за этот период составляет 216 мм с колебаниями от 34 до 456 мм. Из общего количества исследуемых лет 43,3 % характеризуются сильно- и среднезасушливым вегетационным периодом и только 36,7 % – нормально увлажненными.

В течение вегетации растения яровой пшеницы используют как почвенную влагу, так и влагу осадков. Согласно нашим расчетам, влаги из почвы они расходовали 80,62 мм (33,7 %), за счет осадков – 158,9 мм (66,3 %). В нормально увлажненные и засушливые вегетационные периоды основным источником влаги для растений является почва. В сильнозасушливые вегетационные периоды отмечена тесная связь между урожаем яровой пшеницы и осадками. Доля участия осадков в общем расходе влаги посевами яровой пшеницы в засушливые вегетационные периоды составляла

39,9-52,7 %, а во влажные – 82,5-94,6 % (табл. 1).

Динамика запасов влаги зависит от случайного характера выпадающих осадков, температурного режима и относительной влажности воздуха. Процесс их изменения определяется запасами влаги в предшествующий период, осадками, температурой и относительной влажностью воздуха. Коэффициент корреляции между запасами влаги во вторую декаду мая и их запасами в предшествующую декаду составил 0,63. Отмечена тесная связь запасов влаги с осадками (r = 0,64). Взаимосвязь между запасами влаги и температурой воздуха описывается нелинейным уравнением.

Таблица 1 – Расход влаги посевами яровой пшеницы в различные вегетационные периоды, 1961-1998 гг.

Характеристика

вегетационного периода Расход влаги

всего, мм в том числе, %

из почвы за счет осадков

Нормально увлажненный 251 68,4 31,6

Среднезасушливый 223 47,3 52,7

Сильнозасушливый 204 60,1 39,9

Средне- и избыточно увлажненный 272 17,5 82,5

Сильно- и избыточно увлажненный 296 5,4 94,6

Комплексным показателем оценки влагообеспеченности является гидротермический коэффициент (ГТК). Зависимость между урожайностью и ГТК носит нелинейный характер. Во второй декаде мая максимальная урожайность яровой пшеницы обеспечивалась при ГТК, равном 6, в третьей декаде – 2,2-3, а в июле оптимальный показатель был равен 0,2-0,4.

Запасы влаги в почве под сельскохозяйственными культурами, по многолетним данным, имеют ряд состояний, вероятность перехода которых в любое другое может быть описана стохастической матрицей. Полученные таким способом данные позволяют проводить краткосрочный и долгосрочный прогнозы с учетом влагозапасов в предшествующую декаду. Долгосрочный прогноз свидетельствует, что в исследуемой зоне очень велик процент лет с запасами влаги до 30 мм. В посевах яровых зерновых культур в слое

0-100 см он достигает 37-44 %. Более четко эта закономерность проявляется в восточной части республики. Число лет с очень высокими запасами продуктивной влаги (121-150 мм) составляет всего от 1 до 3 за столетие.

Влияние основной обработки почвы и средств химизации


загрузка...