МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
«РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АПК»
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2007


УДК 633.1

Особенности водопотребления гречихи при орошении
в условиях Волго-Донского междуречья

С.М. Григоров – д.т.н., проф., Ю.В. Иванова –  аспирант
ФГОУ ВПО  «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»
г. Волгоград, Россия

Наличие в Волго-Донском междуречье плодородных каштановых почв позволяет возделывать зерновые, кормовые и овощные культуры, но рост и развитие их сдерживается недостаточным количеством осадков в течение всего вегетационного периода, что характерно для данной климатической зоны.
Одним из путей улучшения использования земли при орошении является рациональное использование водных ресурсов, которое предполагает их наиболее эффективное использование на каждом орошаемом поле. В связи с этим возникает задача оптимизации режима орошения в отношении оросительной нормы, сроков и продолжительности поливов сельскохозяйственных культур, выращиваемых в тех или иных почвенно-климати-ческих условиях.
Учет особенностей физиологии сельскохозяйственных культур, свойств почв, пищевого режима, погодных условий, ограниченности ресурсов и др. является необходимым условием разработки и обоснования режимов орошения, отвечающих современным требованиям аграрной науки. Неполный учет комплекса природных, технологических и экономических факторов приводит к недобору урожая, избыточным затратам, снижению плодородия почв и ухудшению мелиоративного состояния земель.
В условиях растущего диспаритета цен, отсутствия государственной финансовой поддержки сельскохозяйственного производства, удорожания кредитных ресурсов, сокращения поставок на село удобрений, запчастей, горючего, комбикормов –  это весьма не простая задача. Все это требует поиска нестандартных решений, совершенствования приемов выращивания кормовых растений по ресурсосберегающим технологиям.
Происходящие в настоящее время перемены в экономике, приведшие к сокращению финансирования мелиоративных работ, росту цен на энергоносители, а также современное понимание роли и значения экологических факторов в сельскохозяйственном производстве, требуют корректировки целей и сущности мелиорации земель. На первое место выдвигаются вопросы экономического и экологического обоснования проводимых мелиоративных мероприятий. В этой связи разработка ресурсосберегающих и экологически безопасных режимов орошения сельскохозяйственных культур является актуальной задачей.
Среди однолетних кормовых культур, выращиваемых в Волго-Донском междуречье, также есть и гречиха. На орошаемых землях при правильной агротехнике урожайность этих культур может достигать очень высоких показателей. Однако фактические урожайности этих культур в хозяйствах области далеки от потенциальных возможностей. Объясняется это несовершенностью технологий возделывания и управления водными и пищевыми режимами почв. Отсутствует точный учет потребности культур в воде в течение вегетации, которая меняется в зависимости от фенологических фаз развития.
Несмотря на то, что культура гречихи имеет огромный ареал распространения в нашей стране, ее нужно отнести к числу сельскохозяйственных культур, водопотребление которых очень слабо освещено в литературе. Имеющиеся сведения относятся к исследованиям прошлых лет и отражают в основном транспирационный коэффициент, изученный в условиях вегетационных опытов.
По многолетним исследованиям К.Х. Популиди, суммарное водопотребление гречихи за вегетационный период изменяется в зависимости от метеорологических условий, режима орошения, сроков и способов посева и колеблется в пределах 2430-3450 м3/га.
Как отмечает автор, в зависимости от роста и развития растений, расход воды на транспирацию и испарение почвой за вегетацию гречихи имеет различные количественные выражения. В начале вегетации обычно преобладает испарение влаги с поверхности почвы, затем, по мере образования сомкнутого покрова растений потери воды на испарение почвой и транспирацию оказываются равными и в дальнейшем транспирация преобладает над испарением влаги из почвы. В среднем, за период вегетации испарение почвой составляло 42% суммарного водопотребления. Коэффициент водопотребления в зависимости от агротехники  изменялся от 1350 до 2500 м3/т.
Нашими наблюдениями установлено, что высокие и гарантированные урожаи пожнивной гречихи возможны только при условии обеспечения растений необходимым количеством влаги в течение всего периода вегетации от посева до полного созревания.
В течение вегетации суммарный расход воды полем гречихи имеет различные количественные выражения в зависимости от роста и развития растений и складывающихся метеорологических факторов. Суммарное водопотребление гречихи среднесуточное и за межфазные периоды приведено в табл. 1.

Таблица 1
Водопотребление гречихи по фазам развития (среднее за 2004-2006 гг.)

Фазы

Продолжительность фазы

Суммарное водопотребление м3/га

календарные сроки

дни

80% НВ

70% НВ

за сутки

за фазу

за сутки

за фазу

Посев-всходы

5.07-9.07

4

15

60

15

60

Всходы – бутонизация

10.07-27.07

18

27

494

20

359

Бутонизация – цветение

28.07-6.08

10

36

360

35

350

Цветение – образование завязи

7.08-16.08

9

41

369

37

337

Образование завязи – созревание первых зерен

17.08-5.09

21

44

921

39

821

Созревание первых зерен – полное созревание

6.09-26.09

21

37

777

33

697

Посев – созревание

5.07-26.09

83

35,9

2981

31,6

2624

Из приведенных данных видно, что в период от посева до всходов, независимо от режима орошения, суточный расход почвенной влаги составляет 15 м3/га, а за период        60 м3/га.
От всходов до бутонизации на варианте 80 % НВ, по мере роста растений, расход влаги с поля возрастает и составляет 27 м3/га, а за фазу около 500 м 3/га. В это время влага расходуется в основном на испарение почвой, так как растениями сформирована еще незначительная масса.
В период бутонизация – цветение, когда отмечается усиленное ветвление и образование листьев, среднесуточный расход влаги с гектара достигает 36 м3/га, а за период    360 м3/га. Наибольшее суточное водопотребление достигает в фазы цветения и образования завязи – 41-44 м3/га. Продолжительность этих фаз в среднем составляет 30 дней, а расход воды за это время 1290 м3/га. С этим периодом роста гречихи при ленточном посеве связано смыкание междурядий. Это обусловливает образование в среде растений фитоклимата, способствующему снижению потерь влаги на испарение почвой.
Со времени созревания первых зерен и до уборки, суточное водопотребление гречихи несколько снижается и составляет 37 м3/га, а за фазу, которая в среднем длится          21 день, 777 м3/га.
Таким образом, за период вегетации, составляющий для среднеспелых сортов гречихи в среднем 83 дня, среднесуточное водопотребление составляет 35,9 м3/га, а расход воды – 2981 м3/га. Как это видно из табл. 1, на варианте с предполивным порогом влажности 70 % НВ наибольшая потребность растений во влаге была отмечена также в фазы цветения и образования завязи. Среднесуточное водопотребление за период вегетации на этом варианте составило 31,6 м3/га, а за фазу – 2624 м3/га.
Таким образом, суточное водопотребление гречихи от посева до цветения изменяется в пределах 15-36 м3/га и от 36 до 44 м3/га в сутки в период от цветения до созревания.
Такой характер суммарного расхода воды полем гречихи, кроме внешних факторов, можно объяснить особенностями ее развития и, в частности, характером накопления вегетативной массы, оказывающей количественное влияние на величину транспирации и испарение почвой.
С целью количественного сравнения потребления влаги и накопления массы полем гречихи, нами вычислено водопотребление от посева и до цветения и от цветения до полного созревания, табл.2.

Таблица 2
Водопотребление гречихи по периодам развития

Вариант

Год

Посев – цветение

Цветение – созревание

м3/га

в % от суммарного водопотребления

м3/га

в % от суммарного водопотребления

Предполивной порог 80 % НВ

2004

1015

29,6

2416

70,4

2005

1198

33,7

2369

66,3

2006

868

44,6

1078

55,4

Среднее

1027

24,5

1954

65,5

Предполивной порог 70 % НВ

2004

724

21,4

2657

78,6

2005

1175

34,8

2201

65,2

2006

773

51,2

737

48,8

Среднее

890

32,3

1865

67,7

   При изучении водопотребления гречихи, как основы для составления ее поливного режима, важно установить за счет каких статей водного баланса удовлетворяется потребность растений во влаге и ее численное выражение.
Результаты исследований, приведенные в табл. 2, показывают, что на варианте режима орошения с предполивным порогом влажности 80 % НВ в среднем за 3 года суммарное водопотребление составило 2981 м3/га, изменяясь в зависимости от обеспеченности периода вегетации осадками, примерно от 3500 м3/га в сухие годы до 1900 м3/га во влажные. На варианте 70 % НВ в среднем за 3 года оно составило 2756 м3/га, колеблясь, примерно от 3400 м3/га в сухие годы до 1500 м3/га во влажные.
Водопотребление гречихи в условиях орошения складывается из почвенной влаги, накопленной в слое 0-60 см, в основном за счет предпосевного полива, эффективных осадков за период вегетации и вегетационных поливов.
Основную приходную статью водного баланса гречишного поля составляет влага за счет вегетационных поливов, которая в суммарном водопотреблении, в зависимости от количества выпадающих осадков и равномерности их распределения в течение вегетации, имеет значительные колебания: от 27,7 до 86,8 %.
Доля почвенной влаги в суммарном водопотреблении, создаваемая в основном за счет вегетационного полива, в среднем за 3 года изменялась от 9,0 % при предполивном пороге 80 % НВ до 16,1% при пороге 70% НВ. На варианте только с предпосевным поливом суммарное водопотребление гречихи складывалось из запасов почвенной влаги, созданных поливов и осадками. При этом доля почвенной влаги, создаваемая предпосевным поливом  составила 60,4 % (620 м3/га), а осадков 39,6 % (408 м3/га).

Таблица 3
Расчет суммарного водопотребления гречихи


Вариант

Год

Дата посева

Расход влаги за счет:

Суммарное водопотребление, м3/га

запасов почвенной влаги

осадков

вегетационных поливов

м3/га

в % от общего

м3/га

в % от общего

м3/га

в % от обще-
го

Предполивной порог 80 %  НВ

2004

9.07

110

3,2

441

12,8

2880

84,0

3431

2005

7.07

354

9,9

153

4,3

3060

86,8

3567

2006

30.06

346

17,8

1060

54,5

540

27,7

1946

среднее

 

270

9,0

551

18,5

2160

72,4

2981

Предполивной порог 70 % НВ

2004

9.07

300

8,9

441

13,0

2640

78,1

3381

2005

7.07

583

17,3

153

4,5

2640

78,2

3376

2006

30.06

450

29,8

1060

70,2

-

-

1510

среднее

 

444

16,1

551

20,0

2640

95,8

2756

Предпосевной полив без вегетационных

 

9.07

645

59,4

441

40,6

-

-

1086

 

7.07

647

80,8

153

19,2

-

-

800

 

30.06

567

47,5

630

52,5

-

-

1197

среднее

 

620

60,4

408

39,6

-

-

1028

   Результаты наблюдений позволяют заключить, что влияние подпитывания в суммарном водопотреблении гречихи было исключено. Основанием для такого утверждения явилось глубокое (ниже 5 м) расположение статического уровня грунтовых вод за годы исследований.
На варианте только с предпосевным поливом, растения использовали влагу более глубоких горизонтов, о чем свидетельствует изменение кривых влажности почвы в разные фазы развития гречихи.

Таблица 4
Влажность почвы по горизонтам в зависимости от режима орошения, 2005 г.

Горизонты

80 % НВ

Контроль

посев

бутонизация

цветение

созревание

посев

бутони-зация

цветение

созревание

уборка урожая

0-10

20,7

13,3

16,9

14,7

12,1

20,7

8,8

6,3

6,7

10-20

19,9

14,9

20,1

14,9

12,3

19,9

15,6

10,9

9,9

20-40

19,5

15,8

19,1

15,5

14,1

19,5

15,7

12,7

11,3

40-60

17,7

17,2

17,4

17,3

16,8

19,1

16,4

15,9

12,7

60-80

18,0

18,2

17,9

17,8

18,1

18,7

16,4

15,9

14,0

80-100

17,5

18,0

17,7

17,7

17,5

17,7

17,6

15,2

14,4

   На основании вышеизложенного следует, что для поддержания влажности активного слоя почвы на уровне 70-80 % НВ и выше в течение вегетации поливами должно подаваться на гектар в сухие годы 2600-3000 м3 воды, снижаясь в средние по увлажнению годы до 1200-1500, а во влажные до 540 м3/га, что указывает на их ведущее значение в водопотреблении гречихи.