РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОРОСИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПАШНИ В СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СЕВООБОРОТАХ

Изучено влияние севооборотов и бессменных посевов на продуктивность севооборотной пашни и расходование оросительной воды. Показана зависимость величины оросительной нормы и коэффициента водопотребления от состава культур и их предшественников. Введение в чередование промежуточных культур севооборотов способствует не только повышению продуктивности пашни, а также эффективному использованию поливной воды в течение вегетационного периода.

Ключевые слова: оросительная вода, севообороты, суммарное водопотребление, коэффициент водопотребления, продуктивность

Influence of crop rotation and monocrops to arable productivity and spending of irrigation water are explored. Dependence of size irrigation rate and coefficient of water-consumption from composition of crops and theirs predecessors are exhibited. Introduction in interchange of intermediate crops assisted of increasing to arable productivity and effective made use of irrigation water at vegetation period.

В современных условиях, когда природные ресурсы наряду с техногенными имеют свою стоимость, проблема повышения их эффективности использования приобретает первостепенное значение. В орошаемом земледелии такое требование относится прежде всего к рациональному использованию водных ресурсов [3,4, 5].

Значительную роль в этом играет правильный подбор сельскохозяйственных культур для возделывания на орошаемых землях, из числа которых по хозяйственно-экономическим показателям и агротехническим требованиям формируется структура посевов, рекомендуются экономически эффективные и экологически обоснованные севообороты, способствующие  повышению продуктивности орошаемой пашни и являющиеся наиболее доступным, малоэнергозатратным элементом в системе земледелия [1,2].

Для решения поставленной задачи в течение 1996-2012 гг. проводились полевые опыты по изучению оптимального сочетания адаптированных к аридным и субаридным условиям Нижнего Поволжья сельскохозяйственных культур в системе специализированных семипольных севооборотов, с целью обеспечения высокой эффективности орошаемой пашни, стабилизации плодородия почвы, улучшения фитосанитарной ситуации, рационального использования ресурсов. Почвы опытного участка светло-каштановые, тяжелосуглинистые, с низким содержанием гумуса в пахотном горизонте (1,8-2,3 %), средней обеспеченностью подвижными формами фосфора (15-30 мг/100 г почвы) и повышенным – обменным калием (300-400 мг/100 г почвы). Изучались четыре севооборота и две культуры бессменно: кукуруза на зерно и озимая пшеница. В семипольных севооборотах с различным соотношением зерновых и кормовых культур, выращиваемых в основных и пожнивных посевах, определялось влияние насыщенности структуры севооборота приоритетными культурами на продуктивность орошаемой пашни, суммарное водопотребление, расход воды на единицу продукции и величину остаточной почвенной влаги в зависимости от предшественников и места в севообороте. В основных посевах в качестве кормовых культур высевались люцерна, кукуруза на зеленую массу и силос, вико- овсяная смесь, в пожнивных посевах, высеваемых после уборки рано освобождающих поле культур – кукурузо- соевая, подсолнечно-гороховая, кукурузо-суданковая смеси. В качестве зерновых культур в основных посевах – кукуруза на зерно, озимая пшеница, ячмень, соя. Режим орошения культур севооборотов дифференцировался в зависимости от рекомендованных оптимальных поливных норм для условий региона. Сроки полива устанавливались при снижении предполивной влажности для люцерны и кукурузы в пределах 75-80 % НВ, злаково-бобовых смесей и зерновых культур – 70-75 % НВ. Полив осуществлялся дождевальной установкой «Кубань» ФШ.

В первом севообороте зерновым культурам отводилось 71,4 % севооборотной площади (5 полей), кормовым – 28,6 % (2 поля люцерны), промежуточные посевы выращивались в двух севооборотных полях после озимой пшеницы и ячменя. Во втором севообороте – соответственно 57,2 % (4 поля), 42,8 % (3 поля) с двумя полями промежуточных культур. В третьем севообороте зерновые занимали 71,4 % (5 полей), кормовые однолетние культуры (кукуруза на силос, подсолнечно-гороховая смесь) – 28,6 % (2 поля), пожнивные культуры размещались в четырех полях. В четвертом севообороте выращивались только зерновые культуры (100 %, 7 полей), пожнивные культуры высевались в трех севооборотных полях. Продуктивность севооборотной пашни, определяемая по эффективности чередующихся культур, сравнивалась с продуктивностью пашни при бессменном выращивании культур.

Исследованиями установлено, что суммарное водопотребление в исследуемых севооборотах различается несущественно (табл.1) и значительно снижается при бессменном выращивании зерновых культур. Рост суммарного водопотребления в севооборотах № 3 без люцерны и зерновом севообороте № 4 до уровня севооборота с люцерной № 1 и № 2 происходил вследствие насыщения структуры севооборотов кормовыми культурами, выращиваемыми в промежуточных посевах.

Очень важным показателем при решении проблемы водосбережения является расход воды на единицу продукции. Чем ниже этот показатель (коэффициент водопотребления), тем продуктивнее расходуется влага. Менее продуктивно влага расходуется по нашим данным при бессменном выращивании зерновых культур (692,5- 634,4), в зерновом севообороте с высоким насыщением промежуточными культурами эффективность водопотребления повышается на 11,6-10,6 %, в севообороте с люцерной 3-х лет жизни и выращиванием промежуточных культур в двух севооборотных полях – на 13,5-12,4 %, с люцерной 2-х лет жизни и 2-х полях промежуточных - на 12,4-11,3, в безлюцерновом севообороте с четырьмя полями промежуточных – на 13,0-12,0 %.

В структуре суммарного водопотребления превалируют оросительные нормы, которые изменяются в зависимости от места культуры в севообороте и предшественника. Так, оросительная норма озимой пшеницы, высеваемой после кукурузы, в среднем за годы исследований составляла 1550-2100 м3/га, по ячменю – 2500-2750, по подсолнечно-гороховой смеси – 2900 м3/га. На величину оросительной нормы оказывает влияние и состав чередующихся культур севооборота. В безлюцерновом севообороте оросительная норма озимой пшеницы составляла 2740 м3/га, привключение в чередование культур люцерны – снижалась до 2200 в связи с положительным влиянием ее на структурное состояние и улучшение водопроницаемости почвы.

Оросительная норма кукурузы на силос, идущей по ячменю с пожнивной кукурузо-соевой смесью, составляла 2350 м3/га, по озимой пшенице с пожнивной подсолнечно-гороховой смесью – 1550-2000 м3/га, по кукурузе на зерно – 2600 м3/га.

Оросительные нормы люцерны зависели от ее возраста и объема формируемой зеленой массы. В первый год выращивания под покровом овса на монокорм она составляла 2250 м3/га, во второй год при трехразовом скашивании на зеленую массу - возрастала до 3500 м3/га, в третьем, наиболее продуктивном году пребывания ее на поле, оросительная норма была максимальной и составляла 4600 м3/га.

В промежуточных посевах, выращиваемых во второй половине лета, когда уменьшается потребность в поливах основных культур, оросительная вода используется более эффективно. Оросительная норма кукурузо- соевой смеси после озимой пшеницы составляла 1000-1200 м3/га, коэффициент водопотребления – 310- 370,подсолнечно-гороховой смеси, выращиваемой после уборки ячменя, – соответственно 800 и 403м3/га.

Таблица 1 Суммарное водопотребление и коэффициент водопотребления в изучаемых севооборотах и бессменных посевах

Примечание: в числителе – показатели за ротацию; в знаменателе – процентное соотношение, Мор.– оросительная норма,

Wпочв. – запасы почвенной влаги,

Р – сумма осадков,

Е – суммарное водопотребление.

Различные предшественники после их уборки оставляют в почве различное количество влаги, которая в большинстве случаев не учитывается при установлении поливного режима чередующихся культур, что приводит к завышению оросительных норм и необоснованному перерасходу воды. Наши определения этого вида почвенной влаги показали, что остаточное ее количество колеблется в значительных пределах. Меньше всего влаги в метровом слое почвы остается после распашки люцерны – 45-58,4 %НВ, после яровых зерновых – 55- 61,5 %НВ, после озимой пшеницы – 60-74,8 % НВ, больше всего влаги остается после кукурузы на силос – 77,6- 82,7%НВ, после пожнивных посевов – 82,0 %НВ. Учитывая эти запасы влаги перед посевом промежуточных культур и озимых зерновых можно экономить до 600-800 м3/га, что является одним из резервом рационального использования водных ресурсов.

Продуктивность культур является результирующим показателем сочетания урожаеобразующих факторов – биологических возможностей культур; обеспеченности доступными элементами питания, влагой, светом, теплом и применения качественных и совершенных агроприемов. Продуктивность севооборотов напрямую зависит от состава культур и уровня урожайности каждой культуры. Самую низкую продуктивность обеспечивал зерновой севооборот № 4, которая составляла 9300 к.ед., причем 3858 к.ед. получены за счет кормовых культур, выращиваемых в промежуточных посевах. Однако при замене яровых зерновых на зерновую кукурузу продуктивность зернового севооборота может увеличиваться до 10048 к.ед. с гектара.

Введение в севооборот наряду с зерновыми культурами двух полей с однолетними кормовыми культурами в основных посевах и 4х полей с промежуточными посевами (№3) так же способствовало росту продуктивности севооборота на 1600 к.ед.

В севооборотах с многолетними травами (люцерна) и двумя полями кормовых культур в пожнивных посевах (№1,2) продуктивность севооборотов увеличивалась на 600-1500 к.ед.

Таким образом, изменяя состав чередующихся культур, можно регулировать продуктивность севооборотной пашни путем влияния на факторы жизни растений, в частности водный режим выращиваемых растений. Насыщение структуры севооборота зерновыми культурами снижает эффективность использования как оросительной воды, так и суммарного водопотребления. Включение в состав зернового севооборота кормовых культур в промежуточных посевах несколько увеличивает эффективность использования воды. Более эффективно влаги расходуется в севооборотах с высоким насыщением кормовыми культурами в основных и промежуточных посевах.

Список литературы

1.      Дудкин, В.М. Севообороты в современном земледелии России / В.М. Дудкин. – Курск: Изд-во КГСХА, 1997. – 155 с.

2.      Каштанов, А.Н. Место и роль севооборотов в адаптивно-ландшафтном земледелии / А.Н. Каштанов // Севооборот в современном земледелии. – М.: МСХА, 2004.

3.      Коринец, В.В. Солнечная радиация и плодородие почвы / В.В. Коринец. – С.-Петербург, 1992. – 172 с.

4.      Кружилин, И.П. Экологические проблемы в орошаемом земледелии и пути их решения / И.П. Кружилин // Сб. науч. трудов: Научные основы технологического обеспечения орошаемого земледелия в современных агроэкологических условиях. – Волгоград: ВНИИОЗ, 2002. – С. 25-33.

5.      Мелихов, В.В. Пути повышения эффективности использования орошаемых земель в субаридной и аридной зонах России / В.В. Мелихов, П.И. Кузнецов // Вестник РАСХН. – 2006. - №1. – С. 25-27.