Орошаемые почвы юга средней Сибири: свойства, режимы и продуктивность (стр. 4 )

Проведенный статистический анализ данных с использованием методов регрессионного анализа позволил получить зависимости содержания обменных оснований с глубиной для разных норм полива. Указанные зависимости имеют следующий вид:

РСа = 19.277-0.126* h	R2 = 0.976	F = 5125	(контроль)
РСа = 18,854-0.125* h	R2 = 0.952	F = 2485	(полив 30 мм)
РСа = 15,* h	R2 = 0.95	F = 1976	(полив 50 мм)

где РСа – содержание в почве Са2+ в мг/экв на 100 г почвы,

h – глубина в см.

Аналогичные зависимости для Mg2+ имеют вид:

РMg = 5,	R2 = 0.919	F = 1415	(контроль)
РMg = 5,	R2 = 0.734	F = 343	(полив 30 мм)
РMg = 6,	R2 = 0,727	F = 330	(полив 50 мм)

где РMg - содержание в почве Mg2+ в мг/экв на 100 г почвы.

Статистический анализ полученных зависимостей для Mg2+ с использованием t-статистики показал, что на 95% уровне достоверности все они неразличимы.

Орошение различными поливными нормами вызвало некоторые изменения водно-физических свойств изучаемых почв. Поливы дождеванием с ограниченной поливной нормой в 30 мм (пять поливов за вегетацию) лишь незначительно уплотнили почву по сравнению с вариантами без орошения, не привели к уменьшению содержания агрономически ценных агрегатов, коэффициент структурности близок к неорошаемым вариантам. При мокром просеивании на вариантах с поливной нормой 30 мм количество агрегатов размером более 0,25 мм в пахотном горизонте возросло на 5-10%.

В случае орошения поливной нормой 50 мм (три полива за вегетацию) его влияние на плотность сложения корнеобитаемого слоя существенно, коэффициент структурности снизился почти в два раза. При мокром просеивании количество агрегатов размером более 0,25 мм поливе нормой 50 мм уменьшилось.

Изменения водно-физических свойств почвы под влиянием обработок. Глубокое мелиоративное рыхление способствовало увеличению водопроницаемости орошаемых черноземов враза и уменьшению объема стока в два раза. Величина стока поливной воды зависела от уклона поверхности и способа обработки: отвальная вспашка и глубокое рыхление. При уклонах более 0,1 наблюдался сток как при отвальной вспашке, так и при глубоком рыхлении: от 40,7 до 49,4% от поливной нормы. При уклонах 0,05 -0,1 в опытах с отвальной вспашкой сток поливной воды составлял 38,9%, тогда как при глубоком рыхлении вся поливная норма впиталась. Проведение глубокого рыхления не нарушало структурного состояния чернозема обыкновенного, коэффициент структурности близок к естественным показателям структурности чернозема обыкновенного, что подтверждается статистическими данными.

Влияние комплексных органо-минеральных удобрений (КОМУ) на свойства почв и продуктивность культур. Внесение различных доз органо-минеральных удобрений увеличило запасы гумуса. Различие по содержанию общего азота, валового фосфора и калия находилось в пределах ошибки опыта. Не отмечалось существенных различий по содержанию подвижных форм фосфора и обменного калия, содержание нитратного азота в вариантах с повышенными дозами комплекса органо-минеральных удобрений в 1,7-1,85 раза выше контроля. Изучение последействия органо-минеральных удобрений на пищевой режим чернозема обыкновенного показало, что произошло увеличение подвижных форм фосфора и обменного калия, по сравнению с первым годом после внесения (табл. 7).

Таблица 7 - Влияние комплексных органоминеральных удобрений (КОМУ) на пищевой режим чернозема обыкновенного

Вариант	NO3–	P2 O5	K2O	N	P2 O5	K2O
мг/100 г почвы	валовые, %
Первый год внесения
контроль	1,5	8,8	11,7	0,33	0,27	1,05
КОМУ 2,8, т/га	1,8	7,7	11,9	0,30	0,29	1,10
КОМУ 11,8 т/га	1,8	7,9	14,9	0,32	0,30	1,08
Последействие
контроль	1,0	13,0	18,6	0,30	0,24	1,11
КОМУ 2,8, т/га	1,0	11,6	20,0	0,33	0,23	1,19
КОМУ 11,8 т/га	1,2	14,2	18,9	0,34	0,25	1,12

Максимальная продуктивность зеленой массы кукурузы получена в варианте, где внесено 8,3 т/га удобрения в расчете на сухую массу (табл. 8). Качественный анализ зеленой массы кукурузы показал, что наименьшее содержание нитратов в силосе отмечено при дозе удобрений в 5,5 т/га сухой массы – 447 мг/кг.

Таблица 8 – Продуктивность зеленой массы кукурузы в зависимости от дозы комплексных органоминеральных удобрений

КОМУ, т/га сухой массы	Продуктивность зеленой массы кукурузы, т/га	Средняя за три года
первый год	второй год	третий год
Контроль	40,8	32,9	20,8	31,5
2,8	49,5	36,9	21,2	35,9
5,5	58,3	41,1	27,4	42,2
8,3	70,6	51,3	28,8	50,2
11,8	-	45,9	27,9	-
НСР05 , т/га при t= 0,95	4,9	3,8	1,6	-

Водный режим орошаемых черноземов. Методика расчета биологически оптимальных и текущих норм водопотребности культур. Расчет норм водопотребности культур велся по упрощенному уравнению водного баланса для минеральных почв при глубоком залегании уровня грунтовых вод. В основу методики определения суммарного испарения с орошаемого поля положен биоклиматический метод (1965) и (1967), основанный на использовании корреляционной зависимости между водопотреблением в условиях оптимального увлажнения и изменением метеорологических условий с поправками, предложенными (1978) с учетом особенностей конкретного года.

Динамика запасов влаги в почве при различных режимах орошения на годы расчетной обеспеченности осадками. Режимы орошения многолетних трав складывались в зависимости от влажности почвы и погодных условий. В условиях 1990 и 1992 годов, которые по влагообеспеченности вегетационного периода в целом характеризовались как влажные, водные режимы увлажнения для поддержания оптимальной влажности почвы резко отличались. Если в 1990 году было достаточно одного осеннего влагозарядкового полива нормой 80 мм или одного вегетационного полива нормой 30 мм, проведенного в конце первой декады мая для поддержания влажности почвы в пределах 70-100% НВ, то в вегетационный период 1992 года на варианте осенняя влагозарядка+вегетационные поливы оросительная норма составила 140 мм, а на варианте вегетационные поливы – 60 мм. Это объясняется неравномерностью выпадения осадков – в 1992 году в августе выпало 207 мм, тогда как за весь период вегетации многолетних трав выпало всего 299 мм. В полузасушливые годы, в зависимости от распределения осадков норма водопотребности составила от 30 до 140 мм. 1993 год характеризовался как очень засушливый год, осадков за период вегетации выпало всего 182 мм. Для поддержания оптимального увлажнения почв на фоне с осенним влагозарядковым поливом потребовалось два вегетационных полива нормами по 30 мм, а на варианте «вегетационные поливы» – три полива нормами по 30 мм. В остросухие годы оросительные нормы составили 120 и 200 мм. Во все годы исследований на неорошаемых вариантах, кроме влажных лет, влажность почвы была ниже оптимальных значений. Установлено, что исходные запасы влаги в корнеобитаемом слое почвы, где не были проведены осенние влагозарядковые поливы, ниже оптимальных значений. Осенние влагозарядковые поливы, проведенные в конце сентября, позволяют отодвинуть сроки начала вегетационных поливов на две-три декады.

Суммарное водопотребление и коэффициенты водопотребления многолетних трав. Суммарное водопотребление многолетних трав зависело от режима орошения и погодных условий, складывающихся в вегетационные периоды. При этом водопотребление определялось изучаемыми режимами орошения, а его структура зависела от количества осадков, выпадающих в период вегетации культур. В расчетном слое почвы во влажные годы самое низкое водопотребление наблюдалось на фоне без орошения – от 218 до 318 мм, а самое высокое на варианте с осенним влагозарядковым поливом в сочетании с вегетационным и – 380-403 мм. В остросухие годы самые высокие значения водопотребления были определены на вариантах с осенней влагозарядкой – от 365 до 371 мм. Коэффициент водопотребления можно рассматривать как критерий эффективного использования воды. В наших исследованиях расход воды на единицу продукции резко отличался по годам. Во влажные годы расходы воды на неорошаемых вариантах были высокими от 80 до 99 мм/т. Наименьшие значения коэффициента водопотребления были определены в остросухие годы по всем вариантам опыта (табл. 9).

По данным фактического водопотребления при оптимальных условиях увлажнения и сумме дефицитов влажности воздуха рассчитаны биологические коэффициенты испарения многолетних трав по декадам вегетационного периода. Биологические коэффициенты суммарного испарения изменяются по периодам роста и развития культур. В первой половине вегетации идет постепенное увеличение абсолютных значений коэффициентов и достигает максимума в третьей декаде июня – 0,56. Первая декада июля характеризуется высокой воздушной засухой и биологические коэффициенты суммарного испарения составляют 0,34. Со второй декады июля наблюдается тенденция увеличения коэффициента и достигает максимума в третьей декаде августа – 1,18.

Таблица 9 - Суммарное водопотребление, продуктивность и коэффициент водопотребления многолетних трав

Годы	Вариант	Приход влаги (мм) от:	Суммарное водопотребление, мм	Урожайность, т/га	Коэфф. водопотребления, мм/т
осадков,	поливов	запасов почвы
1990 влаж-ный	Контроль (без орошения)	324* 96	-	12 4	336	4,2	80
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	324 85	80 21	+24 +6	380	9,7	39
70% НВ	324 94	30 9	+10 +3	344	9,6	36
1991 полуза-суш.	Контроль (без орошения)	248 90	-	27 10	275	2,9	95
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	248 71	80 23	20 6	348	9,8	35
70% НВ	248 82	30 10	25 8	303	10,5	29
1992 влаж-ный	Контроль (без орошения)	299 94	-	19 6	318	3,2	99
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	299 74	140 35	+36 +9	403	10,1	40
70% НВ	299 87	60 18	+17 +5	342	9,7	35
1993 очень за-сушливый	Контроль (без орошения)	182 75	-	62 25	244	3,4	72
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	182 49	140 38	47 13	369	10,2	36
70% НВ	182 56	90 28	52 16	324	11	29
1994 полузасуш-ливый	Контроль (без орошения)	251 90	-	29 10	280	3,4	82
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	251 66	140 37	+11 +3	380	9,1	42
70% НВ	251 78	60 18	12 4	323	9,8	33
1995 ост-росухой	Контроль (без орошения)	131 66	-	66 34	197	2,9	68
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	131 36	200 55	34 9	365	10,8	34
70% НВ	131 45	120 41	41 14	295	11,2	26
1996 ост-росухой	Контроль (без орошения)	134 69	-	61 31	195	3,1	63
Осенний влагозарядковый полив+вегета-ционный полив	134 36	200 54	37 10	371	11,2	33
70% НВ	134 44	120 39	51 17	305	11,7	26

* - в числителе – мм.