Воскресенье, 19.08.2018, 06:59
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ВОДНЫЙ БАЛАНС И СТРУКТУРА СУММАРНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ГОРЧИЦЫ САРЕПТСКОЙ ПРИ ПОЛИВЕ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОКАМИ

А.С. Овчинников, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.В. Пустовалов, старший преподаватель
Волгоградский государственный аграрный университет

ВОДНЫЙ БАЛАНС И СТРУКТУРА СУММАРНОГО ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ГОРЧИЦЫ САРЕПТСКОЙ ПРИ ПОЛИВЕ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОКАМИ

Представлена технология возделывания горчицы сарептской с применением орошения животноводческими стоками КРС. Исходя из экономических соображений и санитарно-гигиенических требований к орошению животноводческими стоками был назначен поверхностный полив по тупым затопляемым бороздам. Результаты исследований доказывают рациональность использования животноводческих стоков для орошения горчицы. В структуре суммарного водопотребления на долю оросительной воды приходится от 43,3 % до 66,3 %, когда как в условиях естественного орошения основным источником влаги являются почвенные влагозапасы. На формирование одной тонны продукции при орошении требуется 1953,7-2360,7 м3 воды. Наиболее оптимальным следует считать вариант с поддержанием заданного предполив- ного порога влажности на уровне 70 % НВ и разбавлением стоков водой в соотношении 1 : 1, поскольку данному варианту соответствует максимальная урожайность (1,77 т/га) с минимальным значением коэффициента водопотребления (1953,7 м3/т).

Ключевые слова: горчица сарептская, животноводческие стоки, режим орошения горчицы, водопотребление горчицы, коэффициент водопотребления горчицы.

 

Введение. В стратегии развития сельского хозяйства Волгоградской области большую роль отводят развитию масличной отрасли. Особое внимание уделяется производству и переработке масла семян горчицы [5, 6]. Неприхотливость и высокие адаптивные свойства горчицы к изменению условий окружающей среды во многом определили ее как культуру, возделываемую на богаре. Эти свойства привели к тому, что при вводе новых орошаемых территорий наибольшее предпочтение сельхозпроизводители отдают овощным и кормовым культурам [4].

В условиях Волгоградской области одним из ключевых факторов получения стабильных урожаев является орошение [2, 9, 10, 8]. Все чаще аграрии обращают свое внимание на использование сточных вод животноводческих комплексов для повышения плодородия сельскохозяйственных угодий [1, 3, 7].

Основная цель наших исследований - разработка оптимального водного режима почвы и технологии орошения горчицы сарептской животноводческими стоками КРС.

Материалы и методы. Исследования по изучению режимов орошения горчицы животноводческими стоками проводились с 2013 по 2015 гг. на базе сельскохозяйственного предприятия ООО «СП «Донское» Калачевского района Волгоградской области. Полевой опыт проводили по двухфакторной схеме. Фактор А (водный режим почвы) включал в себя следующий набор вариантов: А1 - 70 % НВ; А2 - 60-70 % НВ (60 % НВ - в период всходы-цветение, 70 % НВ в период цветение-созревание); А3 - 60 % НВ. Фактор В был представлен тремя вариантами разбавления стоков чистой водой: В1 - 1 : 1; В1 - 1 : 2; В3 - 1 : 3. За контроль был принят вариант с естественным увлажнением (без орошения).

Почвы опытного участка светло-каштановые, по своему механическому составу тяжелосуглинистые. Поверхностный уклон составляет 0,003 - 0,008. Грунтовые воды залегают на глубине 6,8-7,4 м.

Орошение на опытном участке проводили поверхностным способом по тупым затопляемым бороздам. На наш взгляд, данный способ полива экономически целесообразен и наиболее отвечает санитарно-гигиеническим и агромелиоративным требованиям. Внесение стоков происходит непосредственно на поверхность земли, что исключает контакт с растениями. Борозды нарезались шириной 0,2 м и глубиной 0,12 м с интервалом 0,9 м. Вода к бороздам подавалась по системе гибких трубопроводов. Удельный расход воды на 1 п.м. составил 0,5 л/с.

Глубина промачивания определялась в соответствии с глубиной залегания основной массы корней. Согласно периодам развития эта величина составила 0,3 м в фазу всходов - розетки листьев, 0,5 м в фазу ветвления и 0,8 м в фазы цветения - созревания. Соответственно, при водно-физических свойствах почвы поливные нормы составляли 300-950 м3/га.

Результаты и обсуждение. Метеорологические условия в 2013-2014 гг. были максимально схожи и характеризуются как засушливые (ГТК=0,34). Условия сухого 2015 года оказались более благоприятными для роста и развития горчицы (ГТК=0,63). За вегетационный период в 2013 году выпало 76,5 мм осадков, в 2014 году - 62,1 мм, в 2015 году - 145,1 мм.

Для регулирования влажности в активном слое почвы при пороговом значении 70 % НВ в 2013-2014 годах понадобилось 4 полива оросительной нормой 2400 м3/га. Объем подаваемой воды за один полив колебался от 300 до 800 м3/га в зависимости от фазы развития и глубины промачиваемого слоя. В 2015 году подача оросительной воды сократилась до 2100 м3/га, а регулирование влажности почвы проводилось тремя поливами. Первый полив проводился нормой 500 м3/га, последующие - 800 м3/га. Межполивные периоды были неоднозначными: 15, 16 и 25 дней в 2013 году; 19, 21 и 18 дней в 2014 году; 20 и 19 дней в 2015 году.

Для поддержания влажности почвы на уровне 60-70 % НВ в 2013 и 2014 годах потребовалось провести три полива, оросительной нормой 2100 м3/га, а в 2015 году два полива со снижением оросительной нормы до 1600 м3/га. Поливные нормы по данному варианту составили 500-800 м3/га в 2013-2014 годах и 800 м3/га - в 2015 году. Продолжительность между поливами длилась в 2013 году 18 и 25 дней, в 2014 году - 19 и 23 дня, в 2015 году - 16 дней.

Режим орошения 60 % НВ, по сравнению с другими режимами, поддерживался меньшим количеством поливов (2 полива в 2013-2014 г.г. и 1 полив в 2015 году). Соответственно оросительные нормы составили 1450 м3/га и 950 м3/га. Поливы проводились нормами от 500 до 950 м3/га. В 2013 году от первого до второго полива прошло 23 дня, а в 2014 году - 25 дней.

Суммарное водопотребление, согласно фазам развития горчицы, изменяется по одновершинной кривой, с максимумом в период цветения - зеленого стручка (таблица 1). С начала посева и до всходов водопотребление не столь значительное (89 м3/га). С появлением всходов потребление влаги постепенно возрастает и достигает своего пика в фазу цветения - зеленого стручка. В среднем это значение изменялось с 235 м3/га до 781-1146 м3/га. В дальнейшем, в фазу зеленого стручка - созревания наблюдается снижение водопотребления до 573-997 м3/га.

Таблица 1 - Суммарное водопотребление горчицы  (в среднем за 2013-2015 гг.), м3/га

С повышением оросительной нормы возрастает и потребление влаги. Об этом свидетельствуют среднемноголетние значения водопотребления за период вегетации. На контрольном варианте с естественным увлажнением этот показатель составил 2506 м3/га. На варианте с жестким режимом орошения (60 % НВ), где оросительные нормы были минимальными (950-1450 м3/га), суммарное водопотребление составило 2963 м3/га. Увеличение объема воды, подаваемой в период вегетации, позволило повысить значение суммарного водопотребления в среднем до 3160-3467 м3/га.

В условиях орошения основным источником пополнения почвенной влаги является оросительная норма. На варианте, где формирование урожая проходило в условиях естественного увлажнения, основным источником влаги были почвенные влагозапасы (62,3 %). Остальная доля (37,7 %) приходилась на атмосферные осадки.

С повышением предполивного порога влажности почвы отмечается возрастание доли оросительной воды в структуре суммарного водопотребления. Так, на варианте с режимом 70 % НВ доля оросительной нормы составила 66,3 %, на варианте с режимом 60-70 % НВ - 61,2 %, на варианте с режимом 60 % НВ - 44,3 %. На долю осадков приходится от 27,3 до 31,9 % от общего водопотребления. Самый низкий процент в структуре суммарного водопотребления приходится на потребление воды из почвенных влагозапасов (6,4-24,8 %).
221м1/™ Почвенные влагозапасы

Рисунок 1 - Структура суммарного водопотребления горчицы (в среднем за 2013-2015 гг.)

Рациональность орошения и эффективность потребления влаги, в том числе оросительной воды, выражается коэффициентом водопотребления (таблица 2). В годы исследований значения коэффициентов водопотребления находились в обратной зависимости от водного режима почвы, чего нельзя сказать о затратах оросительной воды на формирование одной тонны продукции, которые возрастали прямо пропорционально повышению предела заданного предполивного порога влажности почвы.

Контрольный вариант в наших исследованиях характеризуется самыми высокими показателями коэффициента водопотребления (3511,3 м3/т). В зависимости от порогового уровня влажности почвы коэффициенты водопотребления были ниже, чем на контрольном варианте на 28,7-37,4 %. Максимальная урожайность горчицы (1,67-1,77 т/га) соответствует режиму 70 % НВ. При этом затраты воды на формирование одной тонны продукции на данном варианте оказались самыми низкими (1953,7-2070,7 м3/т). С точки зрения затрат оросительной воды, данный режим оказался наименее выгодным. Здесь для получения одной тонны урожая потребовалось 1312,4-1391,1 м3 оросительной воды. Самыми высокими показателями коэффициентов водопотребления (2360,7-2213,5 м3/т) и самыми низкими затратами оросительной воды (965,8-1031,5 м3/т) характеризуется режим с предельным снижением влажности почвы не ниже 60 % НВ.

При оценке влияния степени разбавления стоков на водопотребление горчицы можно отметить, что наиболее экономично расходовали влагу растения, которые поливались стоками, разбавленными в соотношении 1 : 1 (Кв=1953,7-2213,5 м3/т). Увеличение степени разбавления с 1 : 1 до 1 : 2 и 1 : 3 приводило к снижению урожайности и, как следствие, к повышению коэффициента водопотребления в среднем на 3,3-6,5 %.

Таблица 2 - Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды  (в среднем за 2013-2015 гг.)

Заключение. Результаты наших исследований доказывают зависимость суммарного водопотребления горчицы от динамики поступления в почву оросительной воды. С началом проведения вегетационных поливов объем потребляемой влаги возрастает с 263 до 292 м3/га, а проведение поливов на более ранних стадиях развития горчицы способствует более интенсивному потреблению влаги в последующие фазы развития.

В условиях естественного увлажнения основным источником влаги являются почвенные влагозапасы (62,3 %). В условиях орошения основным источником влаги является оросительная норма (43,3-63,3 %). При этом доля оросительной воды в структуре суммарного водопотребления возрастает с повышением заданного предполивного порога влажности почвы.

Высокие показатели урожайности (1,25-1,77 т/га) и низкие коэффициенты водопотребления (1953,7-2360,7 м3/т) свидетельствуют о рациональности орошения горчицы животноводческими стоками. Наилучшие показатели (Кв=1953,7 м3/т) соответствуют варианту с поддержанием заданного предполивного порога влажности на уровне 70 % НВ и разбавлением 1 : 1.

Библиографический список

1. Агеенко, О.М. Биоэнергетическая эффективность использования животноводческих сточных вод при выращивании кукурузы [Текст] / О.М. Агеенко, С.Я. Семененко // Аграрный научный журнал. - 2017. - № 3. - С. 42-46.
2. Ахмедов, А. Д. Научно-экспериментальное обоснование техники и технологии внут- рипочвенного орошения кормовых культур в условиях Юга России [Текст] : монография / А.Д. Ахмедов, Е.П.Боровой. - Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2014. - 336 с.
3. Гостищев, Д.П. Экологические проблемы охраны окружающей среды при орошении сточными водами и животноводческими стоками [Текст] / Д.П. Гостищев, Н.В. Хватыш, Д.С. Вали- ев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2016. - № 3 (23). - С. 238-250.
4. Жуйков, А.Г. Влияние орошения на количественно-качественные показатели урожая семян горчицы разных видов [Текст] / А.Г. Жуйков // Вестник Курганской ГСХА. - 2014. - № 3 (11). - С. 27-29.
5. Медведев, Г.А. Эффективность рапса ярового и горчицы сизой в подзоне светло- каштановых почв Волгоградской области [Текст]/ Г.А. Медведев, Д.Е. Михальков, Н.Г. Екатериничева // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. - № 3 (35). - С. 58-62.
6. Михальков, Д.Е. Опыт возделывания масличных культур семейства капустные (Brassicacea) в Волгоградской области [Текст] / Д.Е. Михальков, Е.С. Семенова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2011. - Т. 3. - № 31-1. - С. 65-66.
7. Овчинников, А. С. Экологические основы и эффективность возделывания сельскохозяйственных культур с применением нетрадиционных органических удобрений в условиях орошения [Текст] : монография / А.С. Овчинников. - Волгоград: ФГОУ ВПО ВГСХА, 2009. - 236 с.
8. Семененко, С. Я. Современные эколого-мелиоративные технологии: идеи и разработки [Текст] / С.Я Семененко, С.С. Марченко // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 11: Естественные науки. - 2016. - № 1 (15). - С. 92-102.
9. Современные перспективные водосберегающие способы полива в Нижнем Поволжье [Текст]: монография / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, Е.П. Боровой, А.Д. Ахмедов. - Волгоград: ФГОУ ВПО Волгоградская ГСХА, 2010. - 244 с.
10. Технология выращивания сельскохозяйственных культур при оптимальном водо- сбережении [Текст] / А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова // Проблемы рационального использования природохозяйственных комплексов засушливых территорий: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции. - Волгоград, 2015. - С. 122-123.

"Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса" № 2 (50), 2018

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443 (27.07.2018)
Просмотров: 24 | Теги: орошение, водопотребление | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2018 Обратная связь