CC BY
43
УДК 631.67
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИ СБАЛАНСИРОВАННЫЕ РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ КУКУРУЗЫ И СУДАНСКОЙ ТРАВЫ В УСЛОВИЯХ
САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ
Кравчук А. В., - к.т.н., доцент
Саратовский государственный аграрный университет
им. Н.И. Вавилова
В статье при различных режимах орошения кукурузы и суданской травы определены инфильтрационные потери поливной воды и получены зависимости по перегону воды через слой активной работы корневой системы этих культур.
In this article the author determines the loss by infiltration at the different irrigated regimes of corn and sudan grass. Also the author deduces dependences of the water movement through the layer of the active work of these crops root system.
Ключевые слова: АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИ СБАЛАНСИРОВАННЫЕ РЕЖИМЫ
ОРОШЕНИЕ КУКУРУЗА СУДАНСКАЯ ТРАВА УСЛОВИЯ САРАТОВСКОЕ ЗАВОЛЖЬЕ
В Саратовском Заволжье, как и во многих регионах страны, ощущается дефицит водных ресурсов, и проявляются негативные последствия интенсивного орошения.
Вопросы эффективного использования ресурсов оросительной воды и сохранение почвенного плодородия являются одними из важнейших в мелиоративном земледелии.
Достижению этой цели служат так называемые агроэкологически сбалансированные режимы орошения, исключающие переувлажнение, эрозию, поверхностный и внутрипочвенный сток из расчетного слоя (слоя регулирования почвенных влагозапасов), а также гарантирующие заданный водный режим почвы и создающие условия для воспроизводства почвенного плодородия по всей орошаемой площади.
Решая эти задачи вместе с созданием гарантированной кормовой базы, нами проводились исследования по режиму орошения посевов кукурузы и суданской травы в ОАО «Генеральское» Энгельсского района Саратовской области. Почвы данного участка темно-каштановые среднесугли-
нистые, грунтовые воды залегают на глубине 15-18 метров, полив проводился ДМ «Фрегат».
Первый вариант опытов по режиму увлажнения культур проводился по региональным рекомендациям ВолжНИИГ иМа с постоянным слоем увлажнения и порогами влажности, второй - по дифференцированному режиму с переменным увлажнением расчетного слоя в зависимости от развития корневой системы культур и изменением нижнего и верхнего порога влажности в зависимости от биологических особенностей культур и их подекадного водопотребления.
На первом варианте влажность для двух культур постоянно поддерживалась в слое 0,6 метров от 70 до 100% НВ в течение всего периода вегетации растений.
На втором варианте для кукурузы в фазу сев-полные всходы-выметывание метелки увлажнялся слой 0,4 метра и влажность поддерживалась от 60 до 90%НВ, в фазу выметывание метелки-молочная спелость в слое 0,6 метров - влажность 70-100%НВ, в фазу молочная спелость-молочно-восковая спелость в слое 0,6 метров влажность 60-90%НВ; для суданской травы при формировании трех укосов в фазу сев-полные всходы-трубкование увлажнялся слой 0,4 метра и влажность поддерживалась от 60 до 90%НВ, в фазы трубкование- выбрасывание метелки, 1-й укос-трубкование-выбрасывание метелки слой увлажнялся 0,6 метров - влажность 70-100%НВ, после 2-го до 3-го укоса - слой 0,6 метров, влажность 60-90%НВ.
При вегетационных поливах потери на инфильтрацию за пределы расчетного слоя являются непроизводительными потерями, и снижают коэффициент полезного использования оросительной воды на полях, ухудшают мелиоративное состояние сельскохозяйственных полей, выносят питательные элементы из корнеобитаемой зоны.
Учитывая особую важность влагопереноса зоны аэрации в процессе изменения мелиоративного состояния почв орошаемых полей, мы исполь-
зовали термодинамический метод, согласно которому дается количественная оценка энергетического состояния влаги в почве. Движение влаги в ненасыщенных грунтах подчиняется закону Дарси, который предусматривает, что объем перетекаемой воды прямо пропорционален градиенту потенциала почвенной влаги.
Для определения этих величин в работе использовался тензиометри-ческий метод и методические разработки теории влагосолепереноса.
В наших исследованиях объем инфильтрационных потерь воды определялся через слой 0,8 метра - слой распространения корневой системы. Потенциал почвенной влаги мы определяли по установленным тензиомет-рическим датчикам на глубинах 0,7 м и 0,9 метра.
Результаты по годам исследований приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1 - Объем инфильтрационных потерь из расчетного слоя почвы на
различных вариантах увлажнения кукурузы по годам исследований
Г оды Вари- ант Суммарное во-допотребление, м3/га Оросительная норма, м3/га Объем инфильтрации Ц
а (-1 3 м % от Е % от М
2003 1 3259 1670 272 8,3 16,3
2 3001 1120 98,3 3,3 8,8
2004 1 3549 2790 361 10,2 12,9
2 3319 2480 139 4,2 5,6
2005 1 3790 3340 462 12,2 13,8
2 3493 2610 182 5,2 7,0
Таблица 2 - Объем инфильтрационных потерь из расчетного слоя почвы на различных вариантах увлажнения суданской травы по годам исследований
Г оды Вариант Суммарное во-допотребление, м3/га Оросительная норма, м3/га Объем инфильтрации, Я
м3/га % от Е % от М
2003 1 4242 2210 328 7,7 14,9
2 4031 1630 133 3,3 8,2
2004 1 5135 4450 532 10,3 12,0
2 4824 3740 285 5,9 7,6
2005 1 5237 4978 690 13,2 14,0
2 5070 4282 340 6,7 7,9
Анализ данных таблиц показывает, что объем инфильтрационных потерь зависит от слоя увлажнения, порогов влажности почвы. Причем величина инфильтрации в значительной степени определяется влажностью на границе рассматриваемого слоя и на более влажном варианте, имеющем более высокую влажность, создаются более благоприятные условия для возникновения перетока влаги в менее увлажненные горизонты. Чем выше влажность почвы, тем больше величина инфильтрации.
Систематические наблюдения за влажностью почвы расчетного слоя, а также за потенциалами почвенной влаги, дали возможность получить значения величин суммарного водопотребления исследуемых культур, фактических влагозапасов почвы по декадам, объемов инфильтрации за границу расчетного слоя.
Полученные данные позволили построить графическую зависимость
отношения инфильтрации к осадкам и оросительной норме —-------------м— от
+ М и1
относительной влажности расчетного слоя почвы к влажности наименьшей влагоемкости (рисунок 1).
Р + М
кукуруза
суданская трава
Рис 1. Зависимость
Я
о , л ж от относительной влажности расчетно-
ре/ + мпі
го слоя почвы
Данная зависимость может быть описана уравнением следующего ви-
да:
Я
Ре/ + ММ
аю2 + Ью + с
(1)
р
где Я - объем инфильтрации, мм, е/ - продуктивные осадки, мм;
мш - оросительная норма нетто, мм; а , Ь , с - эмпирические коэффициенты
Я
Аппроксимация этой зависимости позволила определить эмпирические коэффициенты а , Ь , с .
Для наших условий они равны: кукуруза:
а = 0,0002; Ь = 0,01; с = 0,1; суданская трава:
а = 0,0001; Ь = 0,004; с = 0,19.
Из рисунка видно, что отток влаги из активного слоя в нижележащие горизонты возрастает с увеличением влажности расчетного слоя. Чем выше влажность, тем большая часть суммарной водоподачи (продуктивных осадков и оросительных норм) уходит в ниже расположенные горизонты.
При значении влажности около 58 % от НВ на втором варианте увлажнения кукурузы и суданской травы наблюдается равенство сброса и подпитывания из нижележащих слоев. В этом случае водообмен на глубине 0,7 - 0,9 м в целом равен нулю. При влажности меньше 58% от НВ соответственно происходит подпитывание из нижних слоев почвы. Эти экспериментальные данные показывают, что на втором (дефференцирован-ном) варианте поливного режима, где в течение вегетации в активном слое влажность была меньше, чем на первом варианте, относительная инфильтрация имеет меньшее значение, и более часто происходило подпитывание из нижних горизонтов.
Это говорит о том, что для осуществления агроэкологически сбалансированных режимов орошения необходимо увлажнять слой по мере нарастания корневой системы и регулировать верхний и нижний предел почвенных влагозапасов в зависимости от фазы развития сельскохозяйственной культуры.
Литература
1. Григоров М.С., Григоров С.М., Полицимако А.Н. Влияние качества, объемов и интенсивности подачи воды на степень экологической безопасности орошения: Международная конференция Российского отделения Международного общества экологической экономики (КЕЕ) / Природа и общество на рубеже нового тысячелетия: Глобализация и региональные эколого-экономические проблемы. Саратов, 1999. - С. 39-41
2. Григоров М.С., Лобойко В.Ф. Охрана природных ресурсов при проведении гидротехнических мелиораций. - М.: Изд-во МСХА, 1992. - 94 с.
3. Кружилин И.П. Водосбережение - Показатель рациональной эксплуатации оросительных систем. // Актуальные проблемы эксплуатации гидромелиоративных систем. -Новочеркасск, 1998. - С. 13 - 21.
4. Ольгаренко Г.В., Ольгаренко В.И. Водосберегающие почвозащитные технологии орошения. / Мелиорация антропогенных ландшафтов. / Водосберегающие почвоза-
щитные технологии орошения на Нижнем Дону. - Новочеркасск, 2000. - С. 20-24.
5. Хохлов А.И., Чумакова Л.Н. Термодинамические исследования влагопереноса на темно-каштановых почвах Заволжья. / Интенсивное использование мелиорируемых земель в Поволжье. - Саратов, 1988. - С. 18-20.
6. Судницин И.И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. -М.: Изд-во МГУ,1979.-255 с.
