Приемы оптимизации эдафических условий выращивания сахарного сорго на лугово-каштановой среднезасоленной почве предгорной зоны Дагестана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.01, кандидат наук Сайпуллаев Арслан Магомедзапирович

• Сайпуллаев Арслан Магомедзапирович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сайпуллаев Арслан Магомедзапирович

ДАГЕСТАНА...............................................................................26

3. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ

ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ............................................................ 30

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................39

4. РОЛЬ ПОЧВОУГЛУБЛЕНИЯ, СРОКОВ ВСПАШКИ И ВЛАГОЗАРЯДКОВОГО ПОЛИВА В ОПТИМИЗАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ САХАРНОГО СОРГО.. .40

4.1. Роль почвоуглубления, сроков проведения вспашки, влагозарядкового полива в оптимизации показателей плодородия почвы.......................................................................................40

4.1.1.Влияние сроков проведения почвоуглубления, осенних и весенних вспашки и влагозарядкового полива на качество обработки почвы......40

4.1.2 Структура почвы............................................................43

4.1.3. Плотность почвы и ее пористость....................................45

4.1.4. Содержание ЫРК в пахотном слое почвы.........................47

4.2. Почвоуглубление, сроки вспашки и допосевного полива как факторы регулирования засоренности посевов сорго сахарного...52

4.3. Роль почвоуглубления, сроков вспашки и влагозарядкового полива в повышении продуктивности сахарного сорго.......................58

4.3.1. Сроки проведения технологических операций............................58

4.3.2. Календарные сроки наступления фаз роста и развития

сорго...........................................................................................58

4.3.3 Густота посевов и высота растений.................................... 61

4.3.4 Показатели фотосинтетической деятельности растений.....63

4.3.5. Влияние почвоуглубления, срока проведения вспашки

и допосевного полива на урожайность сахарного сорго................... 70

4. ПОЛИВНОЙ РЕЖИМ СОРГО САХАРНОГО........................73

5.1. Влияние различных режимов орошения и глубин увлажнения на влажность почвы...............................................................................74

5.2. Количество поливов, поливные и оросительные нормы........79

5.3. Суммарное водопотребление ........................................82

5.4. Продуктивность сорго сахарного при различных

порогах предполивной влажности почвы и глубинах ее увлажнения

................................................................................................88

5.4.1. Календарные сроки наступления и продолжительность фаз роста и развития.......................................................................88

5.4.2. Густота посевов и высота растений..............................89

5.4.3. Показатели фотосинтетической деятельности..............91

5.4.4. Влияние режимов орошения и глубины увлажнения почвы на урожайность сахарного сорго .................................................... 97

5.4.5.Влияние режима орошения и глубины увлажнения на содержание водорастворимых солей в почве ..........................................................100

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ................................................................................104

7. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ИСПЫТАНИЯ......... 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................122

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.......................................124

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ............125

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................126

ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................145

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Приемы оптимизации эдафических условий выращивания сахарного сорго на лугово-каштановой среднезасоленной почве предгорной зоны Дагестана»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Площадь засоленных земель на равнинных и предгорных территориях Дагестана в настоящее время превышает 1,5 млн. га, из этой площади на засоленную пашню приходится 68,3 %, сенокосы - 58,9 %, пастбища - 50,7 %. Около 10% засоленных земель сосредоточено в Предгорной зоне Дагестана. Наличие таких земель является одной из главных причин низкой урожайности всех возделываемых культур и ухудшения экологической обстановки в регионе. Снижение процента проективного покрытия поверхности засоленных почв растительностью является основным фактором усиления дефляции и ухудшения их плодородия. При этом к обычному пылевому загрязнению воздуха прибавляется загрязнение его солевыми взвесями, что способствует созданию дискомфортных условий для жизнедеятельности населения, проживающего здесь.

Особенностью ведения аграрного производства в рассматриваемой зоне является неблагоприятные водно-физические свойства засоленных лугово-каштановых почв глинистого гранулометрического состава: высокая плотность, плохая водопроницаемость, низкая пористость и водоотдача. Следствием перечисленных факторов является низкая урожайность зерновых и кормовых культур и низкая эффективность ведения аграрного производства на пахотных и других землях рассматриваемой зоны.

Повышение продуктивности этих земель с использованием фитомелиоранта - сахарного сорго, способного улучшить их биологическим способом, и разработка приемов повышения адаптивного потенциала его к эдафическим условиям имеет актуальное значение для науки и аграрного производства Предгорной зоны Дагестана.

Степень разработанности темы. Исследования по срокам и способам основной обработки светло-каштановой, лугово - каштановой тяжелосуглинистых почв под яровые культуры (в основном кукурузу) в

Дагестане до начала наших исследований были проведены Гасановым Г.Н.(1998), Аджиевым А.М., Гасановым Г.Н.(1999), в Предгорной зоне -Абдурагимовым П.А. (1960,1969). Но в этих исследованиях не рассматривались вопросы глубокого рыхления, перенесения части основной обработки почвы на весну, сочетания ее с орошением. Совершенно не затронутыми остаются до сих пор вопросы оптимизации глубины увлажнения и режима орошения сорго сахарного в условиях предгорий, а также вопросы обработки почвы глинистого гранулометрического состава.

Целью проведенной работы является изучение фитомелиорирующей роли сорго сахарного на среднезасоленной лугово-каштановой почве легкоглинистого гранулометрического состава и разработка приемов повышения потенциала продуктивности этой культуры на базе совершенствования приемов и сроков основной обработки почвы и режима орошения.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

1. Исследование влияния почвоуглубления, сроков вспашки и допосевного полива на:

• качество обработки почвы, ее структуру, плотность, пористость и содержание №К в пахотном слое;

• засоренность посевов сахарного сорго;

• сроки наступления фаз развития растений, их продолжительность, высота растений, густота посевов, фотосинтетическая деятельность и продуктивность сорго.

2. Разработка режима орошения сахарного сорго и оптимизация увлажнения почвы по глубинам при вегетационных поливах с выявлением:

• влажности почвы в динамике;

• числа и норм поливов, оросительных норм;

• суммарного водопотребления сорго, коэффициента водопотребления;

• основных показателей роста, развития и фотосинтетической деятельности растений и урожайности сорго.

3. Установление экономической, энергетической и экологической эффективности исследованных технологических приемов.

Научная новизна. Впервые в условиях Предгорной зоны Дагестана исследован и выявлен адаптивный потенциал сахарного сорго к среднезасоленной лугово-каштановой почве легкоглинистого минералогического состава; установлена роль глубокого рыхления таких почв чизельными плугами, сроков проведения вспашки и влагозарядкового (предпосевного) полива в повышении плодородия почвы и продуктивности растений; разработаны оптимальные пороги предполивной влажности и глубина увлажнения исследуемых почв; дана экономическая, энергетическая и экологическая оценка разработанным приемам выращивания сорго сахарного.

Теоретическая и практическая значимость выполненных исследований состоит в том, что дано научное обоснование глубокому рыхлению легкоглинистой лугово-каштановой почвы, перенесению срока вспашки и влагозарядкового (допосевного) полива с осени на весну, оптимизации глубины увлажнения порога предполивной влажности почвы при выращивании сорго в условиях предгорий. Результаты исследований прошли производственную проверку в СПК «Халимбекаулский» Буйнакского района Республики Дагестан в 2004г. на площади 6 га, в 20152017 гг.- на 3га. Полученные результаты полностью подтверждают обоснованность основных выводов, сделанных по результатам экспериментальных исследований. Они могут служит основой технологии выращивания сахарного сорго на засоленных лугово-каштановых почвах предгорной и отчасти равнинной зон Дагестана. Могут быть использованы также в научно - исследовательской и учебнойдеятельности при чтении лекций по курсу «Земледелие» и «Мелиорация, рекультивация и охрана земель».

Методология и методы. Лабораторно - полевые и физико-химические исследования проведены опираясь на методики: Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971); ВАСХНИЛ по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве (1982); ВНИИК по проведению полевых опытов с кормовыми культурами (1987); Аринушкиной (1970; Доспехова (1985); Доспехова и др.(1987); ГОСТ 2620591.

Основные положения, выносимые на защиту. Для достижения высокой продуктивности сахарного сорго на лугово-каштановой легкоглинистой почве основная и предпосевная обработка почвы базируется на:

- глубоком (до 0,4 м) рыхлении почвы чизельным плугом, весенней вспашке и допосевном поливе, проводимым по существующим рекомендациям;

- двух - трех кратной обработке почвы тяжелыми зубовыми боронами перед посевом, исключив использование для этой цели культиваторных или дисковых орудий, это позволяет обходиться без гербицидных и междурядных обработок почвы;

Вегетационные поливы сахарного сорго следует проводить при нижнем пороге влажности почвы 70-75 % НВ с увлажнением слоя почвы 0-0,4 м.

Степень достоверности и апробации результатов. Результаты экспериментальных исследований, выводы и предложения производству подтверждаются использованием современных методик, трехлетним сроком многофакторных экспериментальных исследований и производственным испытанием полученных результатов в течение такого же периода времени; анализом теоретических и прикладных достижений российских и зарубежных ученых, выявленных ими закономерностей в рассматриваемой нами и смежных областях знаний; апробацией основных положений

диссертации и практических рекомендаций в опубликованных работах и материалах научно - практических конференциях. Они апрбированы на международной и региональной конференциях (Ставрополь, 2008) и ежегодных отчетных научных конференциях профессорско -преподавательского состава Дагестанской госсельхозакадемии за 2004.2006 гг.

Личный вклад автора в выполнении работы: выбор темы исследований, ее обоснование, формулирование целей и задач, разработка методик исследований, выполнение полевых и лабораторных исследований, камеральная обработка результатов экспериментов, производственная проверка и внедрение результатов исследований в производство и оформление диссертации.

Исследования являлись частью тематического плана НИР кафедры мелиорации и агрохимии Дагестанской государственной

сельскохозяйственной академии по федеральному заданию «Разработать биологическую систему повышения продуктивности агроландшафтов Западного Прикаспия на базе сидерации почв и бобово-ризобиального синтеза азота», подраздел 1.1.6 «Усовершенствовать способы фитомелиорации засоленных почв» за 2002-2006 гг.

Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в шести научных статьях, четыре из которых входят в журналы из перечня ВАК Минобрнауки Российской Федерации.

Структура диссертации: введение, 7 глав по результатам исследований, заключение, предложения для производства, перспективы дальнейшего развития темы и приложение. Объем диссертации 145 страниц компьютерного набора, включая 7 рисунков, 54 таблицы и 12 приложений. Использовано 177 первоисточников, в том числе шесть иностранных авторов.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Возможности использования сахарного сорго как фитомелиоранта

Орошаемые земли в своем большинстве засолены в разной степени. Причин засоления много, но в большинстве своем они сформировались на исходно засоленных породах, имели место и процессы вторичного засоления и перераспределение солей по почвенным горизонтам под влиянием меняющегося уровня грунтовых вод (Зимовец,1994).

З.Ш, Шамсутдинов и И.Л. Трифонов (2002) указывают, что в мире, вследствие вторичного засоления, из сельскохозяйственного оборота ежегодно отчуждается 10 тыс. км2 орошаемых земель. В последние годы этот процесс усиливается, 50...60 млн. га подвержены этому процессу. Он не обошел стороной и Россию. В зоне Поволжья засолено 350 тыс. га, с солонцовыми комплексами насчитываются 390 тыс. га земель. А всего по Российской Федерации засолены около 70% орошаемых земель (Зимовец, 1994).

Орошаемых земель в Дагестане в 1965 г. насчитывалось 414,1 тыс. га. За последующие 12-13 лет почти четвертая часть их была переведена в богарную из- за увеличения степени их засоленности (Путято, 1990).

Основным способом рассоления засоленных почв было и до сих пор остается промывка большим током воды, расходуя на это 25.30 тыс. м3 ее на 1га. Но на подготовку и проведение промывок расходуется огромные финансовые и материальные средства, что в нынешних экономических условиях функционирования АПК крайне трудно осуществить.

Однако по мнению В.П. Зволинского ( 1999, 2001), З.Ш. Шамсутдинова (1988, 1995), М.С. Григорова и В.Ш. Цымбалова (1996), В.Ф. Мамина (2001) и других исследователей «коренная мелиорация» с использованием промывок не приводит к радикальному улучшению плодородия почв, во многих случаях она приводит к нежелательным последствиям. В этом

отношении биологическая мелиорация, где используются солеустойчивые растения - галофиты, мезогалофиты, является более эффективным, поскольку в первом случае водорастворимые соли только

перераспределяются в геологическом круговороте (Шамсутдинов, Савченко, Шамсутдинов, 2001). Для коренного и длительного улучшения засоленных земель, повышения их плодородия, считают они, соли необходимо выносить из почвы, что достигается путем биомелиорации.

A.М. Шульгин (1980) считает фитомелиорацию уникальным способом улучшения климатических, почвенных, гидрологических и растительных условий территории, обеспечивающим вовлечение в хозяйственный оборот неудобных земель, повышение продуктивности агроценозов, создание благоприятных условий для местообитания человека. Она не требует больших капитальных вложений, материальных и энергетических затрат. М.С. Григоров и С.М. Григорова (1999) считают, что фитомелиорация по своей экологичности находится на уровне естественных процессов.

B.Ф. Мамин (2001) придает большое значение (наряду с средообразованием) способности фитомелиорантов создавать биологический дренаж в почвах. Он способствует увеличению расхода воды, например, солодкой голой за вегетационный период до 740...920 мм, снижению уровня грунтовых вод на 1.1,2 м. При этом капиллярная кайма отрывается от поверхности почвы, следствием чего является предотвращение накопления токсичных солей в верхних ее горизонтах.

Сорго способно использовать влагу глубоких слоев почвы благодаря наличию мощно развитой и проникающей в глубокие горизонты корневую систему. В засушливые периоды года оно способно впадать в анабиоз, в то время как кукуруза, зерновые культуры погибает, после наступления благоприятных условий увлажнения возобновляет жизнедеятельность и может обеспечить получение удовлетворительных урожаев (Вахопский, 2002). Т.В. Волошина, В.И. Дудаков, Б.А. Гольдварг (2000) объясняют такую

способность растений переносить жесткие условия среды, включая и засоление, принадлежностью их к С4 - растениям.

На высокую солевыносливость сорго в условиях Поволжья, в два раза превышающую солевыносливость кукурузы, указывают Н.А. Матвеев (1995), А.В. Алабушев (2000); Северном Кавказе - П.М. Шорин (2001), на Северном Кавказе, в ЦЧО и Поволжье - А.П. Царев и др. (2001). Аналогичные данные на сероземах Ферганы получены Н. Пулатовым (1973), на сероземах Узбекистана - И.С. Рабочевым (Шерипов Д.Ш., Гафуров В.К., 1983).

Вопросы выноса водорастворимых солей из почвы культурами -фитомелиорантами является наиболее актуальным в фитомелиорации почв засушливых регионов России и других регионов мира. М.С. Григоров и В.И. Цымбалов (1996) подсчитали, что из почвы Ахтубинской поймы в Астраханской области, используя фитомелиоранты, можно вынести 41,3 -64,7 т/га солей. В учхозе "Горная поляна" Волгоградской ГСХА) по данным М.С.Григорова и С.М.Григорова (1999) вынос солей из почвы этой культурой был несколько ниже - 28 - 65 т/га.

В слое 0.100 см лугово-сероземной слабозасоленной почвы Азербайджана за год выращивания сахарного сорго содержание солей с 0,466% снизилось до 0,402% (Гаджиев ,1978).

Эффект рассоления почв при использовании галофитов вызван следующими причинами (Шамсутдинов, Савченко, Шамсутдинов,2001):

перемещением 2 т/га солей вглубь почвы до 1м в течение холодного периода за счет атмосферных осадков;

недопущением подъема из глубоких слоев к верхнему горизонту почвы 2,5 т/га солей в связи с затенением ее поверхности;

выносом 8.10 т/га водорастворимых солей из почвы с фитомассой самих растений - фитомелиорантов.

Из метровой толщи среднесуглинистой сильнозасоленной почвы Калмыкии, при урожае 18.20 т/га надземной фитомассы было вынесено 10.12,5 т/га в год из 48 т/га их, которые содержались на 1 га.

Принципы и методы биологической мелиорации деградированных земель для повышения их плодородия при одновременном увеличении производства сельскохозяйственной продукции с широким использованием средообразующих функций фитомелиорантов, как считает З.Ш. Шамсутдинов (1993, 2001, 2002) у нас в стране и за рубежом находит широкое распространение.

Растения из группы галофитов относятся к С4 - типу фотосинтеза. Это значит, что в условиях доминирования экстремальных факторов: высокая температура воздуха, сухость климата и засоленность почвы, процессы синтеза органических веществ в растениях протекают с положительным балансом. В.И. Мухортов и Э.Т. Сузаева (1999) указывают на приспособленность растений такого типа фотосинтеза поглощать и накапливать в своих клетках в экстремальных условиях минеральные элементы. Азот, например, на засоленном почве они накапливают в безвредной для растений формах: аминодикарбоновых кислотах и их амидах.

З.Ш. Шамсутдинов, И.В. Савченко и Н.З. Шамсутдинов (2001) Механизм адаптации галофитов к засоленной среде объясняют, наряду с принадлежностью к растениям C4 - типом фотосинтеза, высоким показателями осмотического давления- 70.90 атм., и выше (до 110 атм.) Это оказывается возможным в связи с увеличением содержания пролинов и низкомолекулярных органических соединений - бетаинов в растениях. Другой причиной высоких адаптивных возможностей галофитов, по их мнению, является низкая проницаемость клеточных мембран, а также наличие протонного насоса и независимого №+ насоса. Они являются №+ транспортирующими системами, обеспечивающими невысокую

концентрацию ионов в цитоплазме, а также сосредоточению их в вакуолях при высокой концентрации солей в почве.

Несмотря на столь важную средообразующую роль фитомелиорантов,в том числе и сахарного сорго, научные исследования по использованию этой культуры в данном качестве в Дагестане до последних лет было проведено очень мало, хотя достаточно обстоятельно разработана технология ее возделывания (Масандилов, Нафталиев, 1978; Гасанов, Орусханов, 1982; Масандилов, Абдурахманов,1982; Нафталиев, Гимбатов,1986).

До 2000 годов исследования по использованию сорго на засоленных почвах в биомелиоративных целях проведено только двумя авторами: К.К. Мамедбековым (1977): исследовал режим орошения и удобрение зернового сорго, Н.Р. Магомедовым (1985) - способ посева, срок влагозарядкового полива, эффективности прикатывания и боронований почвы (повсходового и довсходового).

Новым импульсом проведения научных исследований по фитомелиорации явилось расширение площади засоленных почв, вызванное подъемом уровня Каспийского моря, негативными

последствиями его на аграрное производство республики в условиях резкого сокращения финансовых и материально - технических возможностей для их рассоления по обычным технологиям с использованием промывок.

Г.Н. Гасановым, М.Р. Мусаевым, М.М. Абасовым (2004) Г.Н. Гасановым, М.Р. Мусаевым, М.М. Абасовым и др. (2004) исследован адаптивный потенциал сахарного и зернового сорго, люцерны, пырея удлиненного и житняка гребневидного к слабо - и сильнозасоленной почве Теско-Сулакской подпровинции разработаны основные приемы технологии выращивания этих культур: режим орошения, способы обработки почвы и удобрения. Ими же исследована сравнительная солевыносливость указанных культур в Терско-Сулакской и Терско-Кумской подпровинциях Дагестана в богарных и орошаемых условиях. В последующие годы Г.Н. Гасановым, М.Р. Мусаевым, А.О. Мамалаевой (2006, 2007) разработаны технологии

обработки почвы под культуры ярового срока посева, включая и сорго. Этими же авторами совместно с Ш.Ш. Омариевым (2007) исследована продуктивность сортов зернового сорго при различных режимах орошения.

Перечисленные исследования были проведены на равнине, где эрозионные процессы выражены слабо, а климатические условия для выращивания сорго - культуры с продолжительным вегетационным периодом - достаточно благоприятные. Между тем в предгорной подпровинции республики насчитывается около 40 тыс.га засоленных и сильно эродированных почв. Использование сахарного сорго как мелиоранта этих земель следует сочетать с приемами технологии его выращивания, в первую очередь по режиму орошения и способами повышения водопроницаемости сильно уплотненных эродированных почв этой подпровинции.

1.2. Водный режима почвы при выращивании сорго Решение проблемы оптимизации водного режима растений Г.Н. Гасанов, М.Р. Мусаев и др. (2004) сводят к решению двух проблем: установлению показателя до поливной влажности и глубины увлажнения почвы при вегетационных поливах, при которых достигается наибольшая урожайность агроценозов.

Таких исследований в нашей стране проведено много (Гаврилов, Филин, 1988, 1999; Жуков, Хмелевская, 1989; Дронова, Белякова (1997). В исследованиях Агеева В.В. (1984); Адиньяева Э.Д. (1988); Гребенникова В.Г., Манина А.И. (1982) оптимальным оказалось назначение поливов при нижнем ее пороге 80% НВ.

Но проблема экономии поливной воды остается актуальной в аграрном производстве во все времена. Особенно острой она стала в связи с необходимостью увязки расхода оросительной воды с

программированием урожайности сельскохозяйственных культур.

Всероссийский НИИ орошаемого земледелия и Волгоградская сельскохозяйственная академия предлагают решить данную проблему

улучшая питательный режим почвы, что позволяет снизить порог предполивной влажности почвы до уровня 70% НВ (Кружилин, Плешаков, 1980).

В условиях Волго-Ахтубинской поймы высокая урожайность сорго достигалась при частых и небольших нормах поливов (Григоров, Цымбалов, 1996; Григоров, Пименов,2001).

В последние годы все большее распространение у нас в стране начало получать метод дифференцированного орошения полевых культур. Суть его заключалось в том, чтобы в первых фазах роста растений поливы проводятся при относительно низких показателях влажности почвы, а в более поздних фазах при более высоких ее значениях.

Исследователи выделяют в онтогенезе сорго критические периоды, в течение которого при недостаточной обеспеченности водой, вследствие прохождения в организме растений необратимых процессов, наблюдается резкое падение урожайности. Этим периодом по Я.И. Исакову (1982) является от выхода в трубку до выметывания, по С.Д. Лысогорову и В.Д. Ушкоренко (1981) - выметывание - цветение. В условиях Северного Кавказа, по их мнению поливать сорго надо в период от всходов до образования 6.8 листьев при при снижении влажности почвы до 70% НВ, от выметывания до цветения - при 80% НВ, в фазе молочно-восковой спелости зерна - при 70 % НВ.

Оптимальная предполивная влажности почвы под сахарным сорго для Волгоградской области поМ.С. Григорову и В.И. Цымбалову (1989) до выметывания растений не ниже 70%, в последующих фазах - 80% НВ.

Большинство ученых, ведущих исследования по орошению кормовых культур, ориентируются на увлажнение слоя почвы 0,7. 0,8. 1,0м. В связи с переходом на орошение дождеванием увлажнять почву на такую глубину стало немыслимым, не оправданным как с агрономической, так и экономической позиций. При неглубоком (0,4.0,5 м) увлажнении с малыми межполивными периодами иссушаются нижние слои почвы. В случае же

глубокого увлажнения (0,7.1,0 м) с большими межполивными периодами, следовательно, большой поливной нормой, из-за увеличения межполивного периода пересушиваются верхние слои почвы, где сосредотачивается мелкие наиболее активные корни.

И.Г. Бондаренков и Е.М. Баринов (1993) предлагают альтернативный выход из данного положения. Они предлагают чередовать поливы с разными глубинами увлажнения. Это позволило им получить 93,8 т зеленой массы сахарного сорго, в то время как при постоянном увлажнении на 0,4 и 0,8 м соответственно по 75,2 и 78,2 т/га.

Оправданность такой дифференциации поливов по глубинам увлажнения светло-каштановой почвы подтверждается в исследованиях М.Н. Багрова (1979; 1991; 1993), С.В. Зюба (2001). Наряду с повышением урожайности зеленой массы на 15%, при этом достигается экономия оросительной нормы на 20%.

В Дагестане исследования поливного режима сахарного сорго на лугово-каштановой солончаковатой почве проведены М.Г. Муслимовым (2003) и С.А. Курбановым (2000, 2003), согласно которым максимальные урожаи зеленой массы сорго можно получить при назначении поливов при влажности почвы 80% НВ. С.А. Курбановым (2000, 2003) установлено также, что из двух глубин увлажнения - 0,6 и 0,8 м - более эффективной , обеспечивающей получение наибольшей урожайности(38,7 т/га) является 0,8 м.

Однако в аграрной литературе появляется информация, будто недостаточное обеспечение растений водой в некоторых фазах может оказать положительно воздействие на их урожайность. Такие случаи наблюдались на полупустынных ландшафтах Калмыкии. Снижение влажности до 60% НВ в период формирования 2 и 3 укосов люцерны, отмечает Л.В. Руднева (2000), не только не снижает урожайность фитомассы, но и оказывает стимулирующий эффект по сравнению с поддержанием влажности почвы не ниже 80% НВ.

Такого же мнения придерживается К.Б. Шумакова (2000). Она считает, что недостаток влаги в некритические фазы роста может сказаться положительно на урожайности сельскохозяйственной культуры,

улучшении качества продукции, не говоря об экономии поливной воды. Обосновывает данный факт автор тем, что корневая система их лучше развивается, проникая в более глубокие слои в поисках влаги.

Однако к такого рода рекомендациям применительно к засоленным почвам надо относиться очень осторожно, так как эти почвы обладают высоким осмотическим давлением почвенного раствора, соответственно, и высокой водоудерживающей силой - более высокой, чем незасоленные почвы. На засоленной почве увеличиваются водоудерживающие силы. Этим объясняется факт угнетения растений из-за нехватки влаги даже в тех случаях, когда почва имеет достаточные запасы воды, а также снижение испарения влаги из нее более чем на 25% (Владычевский С.А., 1964).

М.Р. Мусаев (1988), исследуя поливной режим зернового сорго на среднезасоленной почве такого же типа в колхозе «Заветы Ильича» Хасавюртовского района, установил, что снижение предполивного порога влажности почвы во второй половине вегетации (после выметывания) до 70% НВ не приводит к снижению урожайности сорго.

По данным Г.Н. Гасанова, М.Р. Мусаева (2004) на сильнозасоленной лугово-каштановой почве (тип засоления хлоридно-сульфатный) оптимальным для выращивания сорго является увлажнение почвы не глубже 0,4 м и проведение вегетационных поливов при 80.85 % НВ. Надо полагать, что улучшение водоснабжения растений на засоленных почвах должно быть увязано с приемами снижения водоудерживающей силы почвы. Этого можно добиться за счет снижения концентрации солей в почвенном растворе с помощью дополнительного увлажнения почвы поливами.

Поэтому программа исследований по разработке режима орошения сахарного сорго на засоленных почвах должна предусматривать назначение

поливов при сравнительно высоких показателях предполивной влажности почвы и увлажнения неглубокого ее слоя.

1.3. Осенняя и весенняя обработка почвы под сорго

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сайпуллаев Арслан Магомедзапирович, 2019 год

использования

В % к контролю 100,0 137,8 157,1 214,0

Максимальное значение коэффициента использования ФАР достигается при весеннем сроке проведения вспашки и влагозарядки на фоне чизелевания. По сравнению с осенним сроком их проведения без чизельной обработки его величина увеличивается в 2,1 раза, что

свидетельствует о бесспорном преимуществе этого варианта обработки почвы и орошения по сравнению со всеми остальными.

4.3.5. Влияние почвоуглубления, срока проведения вспашки и допосевного полива на урожайность сахарного сорго Всеобъемлющим показателем эффективности разработанных агротехнологий является достигаемая при этом продуктивность культурных растений.

Г.Н. Гасанов и Д.У. Магомедов (2005) установили, что срок проведения вспашки в сочетании с влагозарядкой в условиях Терско-Сулакской низменности, прилегающей к Предгорной зоне Дагестана, не играет той роли, которую он играет в богарных условиях. В обоих случаях они получили одинаковый урожай зерна кукурузы: 9,31 и 9,36т/га.

Поскольку эта проблема в условиях орошения решается с помощью предпосевного (влагозарядкового) полива, то осенний срок основной обработки почвы, считают они, не имеет преимущества перед весенним. Но, как справедливо указывают они, необходимым условием высокой эффективности весенней вспашки является проведение этого агроприема при наступлении физической спелости почвы.

Срок проведения вспашки нами не изучался независимо от срока влагозарядкового полива. Оба эти технологических приема проводились в один и тот же срок - или осенью, или весной. Полученные данные показывают высокую эффективность весеннего срока их проведения. По сравнению с осенним сроком проведения этих работ урожайность зеленой массы сорго повышается на фоне чизелевания на 30,0%, без чизелевания - на 31,1% (табл.4.21).

Таблица 4.21 - Влияние фона почвоуглубления, срока вспашки и влагозарядкового полива на урожайность сахарного сорго, т/га зеленой

массы,2004-2006 гг.

Фон почвоуглу бления Срок вспашки и влагозарядки 2004г. 2005г. 2006г Сред няя В % к конт ролю

Без чизе левания осень 22,5 23,0 21,3 22,2 100,0

весна 29,8 30,1 27,9 29,1 131,1

Чизелева ние осень 35,1 35,2 33,6 34,6 155,9

весна 45,4 46,2 43,5 45,0 203,0

НСР05 2,6 3,6 2,6

Роль фактора А в формировании урожая фитомассы составила по годам 28,1-68,6 %,

фактора В - 26,4- 64,0% (приложения 9-12)

Основной причиной повышения урожайности сорго на этих вариантах является резкое снижение засоренности посевов. Она находилась на уровне экологического порога вредоносности, при которой сорняки не могут повлиять отрицательно на продуктивность культурного растения, поскольку не оказывают конкуренции в борьбе за почвенные или космические факторы жизни. Поэтому растения сорго имели более высокую кустистость (в среднем 1,94) , массу каждого растения (0, 452г) и лучшую облиственность (26,0%), превышающие аналогичные показатели на вариантах с осенней вспашкой и влагозарядковым поливом на 0,19; 0,99г и 0,7% соответственно (табл. 4.22).

Таблица 4.22 - Влияние фона почвоуглубления, срока вспашки и влагозарядкового полива на структуру урожая зеленой массы сорго, 2004.2006 гг.

Фон почвоуглуб ления Срок вспашки и влагозарядкового полива Облиствен ность, % Масса 1 растения, г Коэффиц иент кус тистости

Без чизе осенью 25,0 0,275 1,14

льной обработки -контроль весной 26,3 0,354 1,34

С чизельной обработкой осенью 25,5 0,432 2,34

весной 27,6 0,550 2,57

Важнейшим приемом повышения продуктивности сорго на среднезасоленной лугово-каштановой легкоглинистой почве является глубокое рыхление почвы чизельным плугом. Рыхление подпахотного слоя этой почвы позволяет повысить урожайность зеленой массы ее на 55,5% благодаря лучшей кустистости (2,46), облиственности (26,4%), массе одного растения 0,490г) превышающим варианты без рыхления соответственно на 0,22; 0,6% и 174г.

Наиболее благоприятные условия для формирования высокого урожая сорго складываются при сочетании чизелевания, весенней вспашки и влагозарядки. Зеленой массы его по сравнению с контролем в этом случае было получено в два с лишним раза больше. Именно этот вариант

подготовки почвы к посеву может быть поставлен в основу интенсификации технологических процессов выращивания сорго на среднезасоленных почвах Предгорной подпровинции Дагестана.

5. ПОЛИВНОЙ РЕЖИМ СОРГО САХАРНОГО

Роль воды в жизни растений общеизвестна. Прорастание семени, нормальный рост и развитие растений, нормальное минеральное и воздушное питание растений и формирование высоких урожаев невозможно при недостаточном снабжении растений водой. На равнинных территориях и в значительной части предгорий Дагестана решающим условием получения стабильных и высоких урожаев сахарного сорго, как установлено Я.И. Исаковым (1982), Н.Р. Магомедовым (1985), М.Р. Мусаевым (1988) и другими исследователями, является применение орошения.

Особенно важно улучшение условий водообеспеченности растений на засоленных почвах, поскольку в этом случае из-за повышения осмотического давления почвенного раствора, наступает физиологическая засуха, когда при наличии достаточного количества влаги в почве растение не может использовать ее в достаточной мере. Происходит это потому,что осмотическое давление почвенного раствора превышает концентрацию клеточного сока корневой системы (Лархер,1978). При высокой степени увлажненности сильнозасоленная почва удерживает воду, отмечает В.С. Шардаковский (по Строганову, 1962), силой 17 атм. , а слабозасоленная почва при таком же увлажнении - 11 атм. дальнейшее снижение влажности почвы на сильнозасоленной почве может вызвать увеличение концентрации до 143 атм. К.Е Овчаров (1973) отмечает, что возрастание

водоудерживающей силы почвенного раствора на засоленной почве легко переносят галофиты или мезогалофиты, поскольку высокая концентрация солей в клетках этих растений, достигающая 100.200 атм., способствует повышению осмотического давления клеточного сока, намного

превышающее его показатель в почвенном растворе.

Основным способом улучшения режима потребления влаги растениями на засоленных почвах является орошение, которое вызывает снижение концентрации солей в почвенном растворе и его осмотического давления.

5.1. Влияние различных режимов орошения и глубин увлажнения на динамику влажности почвы

Водный режим сахарного сорго по вариантам опыта и по годам исследований менялся в зависимости от складывающихся климатических условий и принятой схемы полива.

Вегетационные периоды 2004.2005 гг. по количеству выпавших осадков были более благоприятными для сахарного сорго, чем 2006г. Так, в 2004г. их выпало 242 мм, в 2005г. - 2690, в 2006 г. - 211мм. Поэтому в 2004г. на вариантах, где поливы проводились при влажности почвы 80.85 % НВ, ее величина поддерживалась выше 80,7% (при глубине увлажнения почвы 0,4 м).82, 4 % (увлажнение до 0,6 м) до конца первой декады июня. Динамика влажности почвы по годам исследований приведена в рисунках 5.1-5.5.3 и в приложениях 3.5.

После проведенного полива, вплоть до 21 июля, влажность почвы при том же пороге ее предполивного показателя колебалась от 100 % до 82,3.84,0% НВ, причем нижний предел ее относится к варианту с увлажнением почвы до 0,4 м, верхний - к увлажнению до 0,6 м. В первом из этих случаев срок очередного полива наступил спустя 20 дней - 11 августа, во втором - через 30 дней - 21 августа. После этого до уборки сорго при увлажнении почвы до 0,4 м влажность почвы колебалась в пределах 100.85 %, при увлажнении до 0,6 м - 100. 90,7 % НВ.

На вариантах с назначением поливов при влажности почвы 70 .75 % НВ указанный предел в зависимости от принятой глубины увлажнения почвы был отмечен в разные сроки - при увлажнении до 0,4 м - 11 июля (74,9 %), а в случае увлажнения ее до 0,6 м - 21 июля (75 %). Соответственно на одну

Рисунок 5.1- Динамика влажности почвы по слоям 0,4 и 0,6 м в зависимости от режимов орошения сахарного сорго, %НВ, 2004г.

Рисунок 5.2- Динамика влажности почвы по слоям 0,4 и 0,6 м в зависимости от режимов орошения сахарного сорго, %НВ, 2005г.

Рисунок 5.3 - Динамика влажности почвы по слоям 0,4 и 0,6 м в зависимости от режимов орошения сахарного сорго, %НВ, 2006г.

декаду переместились сроки наступления очередной предполивной влажности почвы -на 21 августа - 72,4 % и на 1 сентября - 75 % НВ.

В 2005 г. предполивная влажность почвы по всем вариантам орошения наступила на декаду раньше - в случае назначения поливов при достижении 80.85 % НВ - 11 июня, показатель влажности слоя почвы 0,4м составил 80,1 %, слоя 0,6 м - 82,7 %. Очередные сроки поливов наступили ровно через месяц - с показателями влажности почвы соответственно 81,1% и 84,8%. После этой даты и проведенного на следующий же день полива показатель ее снижался и к 1 августа достиг предполивного порога - 83,3 % -на варианте с увлажнением почвы до 0,4 м. А в случае увлажнения почвы на сравнительно большую величину - до 0,6 м - этот порог наступил на декаду позже - 21 августа с показателем влажности 81,3 %. В последующем - до уборки урожая - она поддерживалась выше 81,1 % на обоих вариантах опыта.

На вариантах с предполивной влажностью почвы 70.75 % НВ срок первого вегетационного полива при глубине увлажнения почвы 0,4 м наступил 21 июня (75,0 %), а при глубине увлажнения 0,6 м - через декаду -1 июля (влажность почвы 75,1 %). Последующие поливы позволили поддержать важность почвы выше 70,7 % (увлажнение до 0,4 м) - 73,6 % (увлажнение до 0,6 м).

Вегетационный период 2006 года был более засушливым, чем два предшествовавшие. Тем не менее, на вариантах с влажностью почвы перед поливом 80.85 % НВ до 10 июня влажность почвы в слое 0.0,4 м удалось поддержать выше 83,9 %, а в слое 0.0,6 м - выше 81,7 %. Благодаря выпавшим в первой (52,3 мм) и в начале второй декады (10,2 мм) осадкам, после 22 июня и до 21 июля она поддерживалась по указанным выше вариантам в пределах от 100 % соответственно до 82,0 и 84,7 % НВ.

Август этого года выдался крайне засушливым. За третью декаду июля и в течение всего августа выпало 3,2 мм осадков. Поэтому на варианте с тем же порогом предполивной влажности почвы (80.85% НВ) и глубиной увлажнении 0,4 м и 0,6 м в течение этого месяца влажность дважды

снижалась до намеченных методикой уровней: при первой глубине 1 и 21 числа соответственно до 80,4 % и 81,4 %, а при второй - в те же даты до 84,9 % и 85,0 %.

На вариантах с предполивной влажностью почвы 70.75% НВ указанный предел наступил первого июля до выпадения тех осадков в количестве 62,5 мм осадков, о которых упоминалось ранее. В слое почвы 0,4 показатель влажности составил 72,0 %, а в слое 0,6 м - 75,0%. Созданный запас влаги за счет осадков и полива сорго позволил поддержать предполивной порог влажности до 21 сентября до 72,7 % в случае увлажнения почвы до 0,4 м до 74,7 % - при увлажнении ее до 0,6 м.

Таким образом, за все годы исследований влажность почвы на исследуемых вариантах опыта поддерживалась не ниже предусмотренных методикой пределов, что достигалось проведением соответствующего количества осадков.

5.2.Количество поливов, поливные и оросительные нормы

Исследования по разработке оптимального поливного режима сахарного сорго нами проводились на фоне лучшего варианта опыта по изучению эффективности почвоуглубления, срока вспашки и влагозарядкового полива. Влагозарядковым допосевной полив мы называем условно, потому что поливная норма рассчитывалась на 0,4м, а не на более глубокие слои- 1-1,5 м. В таком случае нам пришлось бы растянуть срок посева сорго еще на 20.30 дней. Поэтому данный полив, который проводился нормой 300 м воды на 1га, следует рассматривать как предпосевной, рассчитанный на получение гарантированных всходов сорго, а так же для провокации прорастания сорняков.

В связи с проведением предпосевного полива встает вопрос - надо ли учитывать его при расчетах оросительных норм или суммарного водопотребления сорго?

На наш взгляд предпосевной полив следует учитывать при расчетах оросительных норм сорго или других культур в сельскохозяйственных предприятиях или при проведении водохозяйственных расчетов управлениями оросительных систем.

Однако при исследовании суммарного водопотребления сорго методика предусматривает учет не того количества воды, которое было подано в поле до посева конкретной культуры, а то количество ее, которое содержалось в почве при посеве. А в оросительную норму включается количество воды, которое было подано в почву за период от посева до уборки урожая. Поэтому в своих расчетах по определению оросительных норм и суммарного водопотребления сорго нами не учитывалось количество воды, которое было подано в почву при предпосевном поливе.

Количество поливов сахарного сорго за годы наших исследований зависели от принятого порога предполивной влажности почвы. За все годы исследований на вариантах с нижним порогом увлажнения почвы 80.85% НВ было проведено по три вегетационных полива, а при назначении их при 70.75 % НВ - по два (табл. 5.1). Следовательно, глубина увлажнения почвы в пределах от 0,4 до 0,6 м не влияет на количество поливов этой культуры.

Таблица 5.1 - Число и нормы поливов сахарного сорго при различных

Л -5

режимах орошения, м /га, 2014-2016гг.,м /га

Порог предпо ливной влажнос ти почвы, % НВ Глубина увлажнения почвы, м Количество поливов Оросительная норма

1 2 3 4

2004г.

80.85 0,4 350 320 320 990

0,6 470 420 490 1380

70.75 0,4 450 490 940

0,6 670 670 1340

2005г.

80.85 0,4 360 340 350 1050

0,6 460 410 500 1370

70.75 0,4 450 530 980

0,6 660 710 1370

2006г.

80.85 0,4 330 320 270 920

0,6 430 410 530 1370

70.75 0,4 500 280 780

0,6 670 670 1340

Но поливные нормы меняются в значительной степени в зависимости не только от порога предполивной влажности почвы, но и от глубины ее увлажнения. Так, при назначении поливов при 80.85 % средняя величина

-5

поливной нормы составляет 400 м /га, а при назначении их при более низком

-5

пороге НВ - 70.75 % - на 180 м /га больше. В связи с увеличением глубины увлажнения почвы с 0,4 м до 0,6 м увеличились и поливные нормы сорго

-5

на варианте с поливами при 80.85 % НВ на 90 м /га (табл. 5.2), а при

-5

предполивной влажности 70.75 % НВ - на 200 м /га.

Таблица 5.2 - Число, норма поливов и оросительная норма сахарного

-5

сорго зависимости от поливного режима в среднем за 2004.2006 гг., м /га

Предполивная влажность почвы в % НВ Глубина увлажнения почвы в м Число поливов Норма поливная Норма оросительная

80.85 0,4 3 350 1050

0,6 3 460 1380

средняя 3 400 1220

70.75 0,4 2 480 950

0,6 2 680 1360

средняя 2 580 1160

Оросительная норма сахарного сорго, как и следовало ожидать, исходя из данных и других исследователей, занимавшихся данной проблемой (Мусаев, 1988; Магомедов, 1985; Муслимов,2003), имеет более высокие значения на вариантах с более высокими значениями предполивной влажности почвы и глубиной ее увлажнения. Увеличение показателя НВ с 70.75 % до 80.85 % и снижение глубины увлажнения с 0,6 м 0,4м

-5

способствует снижению оросительной нормы сорго в среднем на 100 м /га, при увлажнении на 0,6м показатель снижения невелик - составляет всего 20м3/га. Но надо отметить, что величина оросительных норм полностью не отражает картину по водопотреблению растений, поскольку не все поданное на определенном варианте при поливе вода может быть использовано растениями - часть ее могла остаться в почве после уборки урожая. На отдельных вариантах опыта доля воды, использованной из почвы, может больше, чем на других. Поэтому полную картину водопотребления растений по вариантам орошения можно иметь только при определении суммарного водопотребления сорго.

5.3. Суммарное водопотребление

При разработке режима орошения растений важно знать общее водопотребление и коэффициент водопотребления растений не только для экономического обоснования различных режимов орошения, но и для того, чтобы заранее запланировать потребное количество воды для получения урожаев определенного уровня.

Для изучения водопотребления нами был составлен водный баланс соргового поля с учетом следующих приходных статей:

• Запас почвенной влаги. Вычислялся он по разности запасов влаги перед посевом и при уборке урожая (приложение 9);

• Осадки, выпавшие за вегетационный период, по данным Буйнакской гидрометеостанции;

• Поливная вода, учитываемая с помощью трапециидального водослива. В расходной части испарение влаги с поверхности почвы и

транспирации растениями отдельно не учитывались. Грунтовые воды на опытном участке расположены глубже 4 метров, поэтому исключалось подпитывание влаги из грунтовых вод. Исключались также потери воды в нижележащие слои, учитывая отсутствие дренирующей прослойки в в более глубоких (подпахотных) слоях почвы. Уклон поливного участка составлял 0,001, поэтому эрозионные процессы и потери воды, вызванные ими, не отмечались.

Нашими исследованиями установлено, что увеличение уровня влажности почвы перед поливом от 70.75% до 80.85 % НВ на вариантах с глубиной увлажнения почвы до 0,4 м не оказывает влияния на суммарное водопотребление сорго, хотя при этом отмечено некоторое увеличение в

-5

первом случае (на 50 м /га) использования запасов воды из почвы (табл. 5.3).

Таблица 5.3 - Водопотребление сахарного сорго по вариантам опыта,

-5

м3/га

Порог Глуби Приход Остат

влаж на ув осад ороси исполь всего ок Суммар

ности лажне Годы ки тельная зовано воды ный

(предпо ния норма из в расход

ливной), поч почвы почве

% НВ вы, м

2004 2420 990 170 3580 1520 2060

0,4 2005 2690 1050 240 3980 1470 2510

2006 1220 1100 110 2430 1580 850

80.85 средн 2110 1050 170 3330 1520 1810

2004 2420 1380 260 4060 1470 2590

0,6 2005 2690 1370 350 4410 2190 2220

2006 1220 1380 60 2660 2470 190

средн 2110 1380 220 3710 2040 1670

2004 2420 940 170 3530 1520 1560

0,4 2005 2690 980 240 3910 1470 2440

2006 1220 930 240 2390 1460 930

70.75 средн 2110 950 220 3280 1480 1800

2004 2420 1340 190 3950 2380 1770

0,6 2005 2690 1370 350 4410 2190 2220

2006 1220 1360 350 2830 2280 550

средн 2110 1360 290 3720 2280 1510

Вместе с тем нами установлено, что увеличение глубины увлажнения почвы с 0,4м до 0,6м приводит не к увеличению, как следовало ожидать исходя из результатов исследований многочисленных исследователей (Льгов, 1967, 1969; Адиньяев, 1988), а к снижению суммарного водопотребления сорго. Причем это относится к обоим порогам предполивной влажности

3 3

почвы: снижение на 140 м /га отмечено при 70.75%, на 290 м /га - при назначении поливов при 80. 85% НВ.

Объяснение данному факту, по-видимому, надо искать в увеличении потерь воды на испарение с поверхности почвы при снижении глубины ее увлажнения (Багров, 1991; Курбанов 2003). Возможно также увеличение расхода воды на транспирацию растениями в случае более продуктивной работы фотосинтетического аппарата растений на этих вариантах опыта. К сожалению, мы не имели возможности разграничить потери влаги по этим статьям расхода. Но косвенное представление об увеличении расхода воды на транспирацию можно иметь по развитию фотосинтетического аппарата растений, о чем будет сказано в последующих главах работы.

На вариантах с увлажнением почвы до 0,4 м на долю осадков в приходной части баланса соргового поля приходится 63,4. 64,3%, причем, как видно из этих данных, принятый порог предполивной влажности почвы не имел существенного значения (табл.5.4). При увеличении глубины увлажнения почвы до 0,6 м доля осадков снижается до 56,7.56,9 %. Но одновременно наблюдается и уменьшение доли оросительных норм: в случае назначения поливов при 80.85 % НВ с 31,5% она снижается до 29,0%, при 70.75 % НВ - с 37,2 до 36,5%. Увеличение глубины увлажнения способствует также возрастанию доли используемых из почвы запасов влаги соответственно по порогам предполивной влажности почвы с 5,1 до 5,9% и 6,7 до 7,8 %.

Таблица 5.4 - Доля осадков, оросительной воды и запасов почвенной влаги в приходной части водного баланса соргового поля за 2004.2006 гг.,

Л

м3/га.

80.85 % НВ 70.75 % НВ

Приходные статьи глубина увлажнения почвы, м

0,4 0,6 0,4 0,6

м/га % м/га % м/га % м/га %

2004г.

Суммарный приход, 3580 100,0 4060 100,0 3530 100,0 3950 100,0

в том числе за счет:

запасов почвенной

влаги 170 4,7 260 6,4 170 4,8 190 4,8

осадков 2420 67,6 2420 59,6 2420 68,6 2420 61,3

оросительной нормы 990 27,7 1380 34,0 940 26,6 1340 33,9

2005 г.

Суммарный приход, 3980 100,0 4410 100,0 3910 100,0 4410 100,0

в том числе за счет:

запасов почвенной

влаги 240 6,0 350 7,9 240 6,1 350 7,9

осадков 2690 67,6 2690 61,0 2690 68,8 2690 61,0

оросительной нормы 1050 26,4 1370 31,1 1370 25,1 1370 31,1

2006 г.

Суммарный приход, 2430 100,0 2660 100,0 2200 100,0 2830 100,0

в том числе за счет:

запасов почвенной

влаги 110 4,5 60 2,2 240 10,0 250 8,8

осадков 1220 50,2 1220 45,9 1220 51,0 1220 43,1

оросительной нормы 1100 45,3 1380 51,9 930 39,0 1360 48,1

Среднее за 2004. .206 гг.

Суммарный приход, 3330 100,0 3710 100,0 3280 100,0 3720 100,0

в том числе за счет:

запасов почвенной

влаги 170 5,1 220 6,7 220 6,7 290 7,8

осадков 2110 63,4 2110 64,3 2110 64,3 2110 56,7

оросительной нормы 1050 31,5 1380 29,0 950 29,0 1360 36,5

Уменьшение порога предполивной влажности почвы с 80.85% до 70.75% НВ приводит к увеличению использования запасов почвенной влаги в приходной части водного баланса в среднем по глубинам увлажнения с 5,5 до 7,2 % и при практически одинаковой доле атмосферных осадков -60,1 .60,5% (рис.5.3). В связи с увеличением указанных статей доля оросительных норм в водном балансе соргового поля снижается с 34,4% в среднем по обоим глубинам увлажнения почвы в случае назначения поливов при 80.85 % до 32,8% на вариантах с предполивной влажностью почвы 70.75 % НВ (рис.5.4). Данный факт делает привлекательным последний вариант в связи с экономией поливной воды и, связанных с этим,

3М Графики поверхностей для Пер3 и Пер1 и Пер2 Таблица данных1 Ш*^ Пер3 = 868,7436+0,5998*x-0,6976*y

№ %

□ > 2000 □ < 2000 □ < 1800 □ < 1600

□ < 1400

□ < 1200

Рисунок 5.4 - Приходная (х), расходная (У) часть водного баланса и суммарное водопотребление сорго сахарного в зависимости от порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы.

материальных и денежных затрат, но при условии, если такая экономия не скажется отрицательно на продуктивности растений.

5.4. Продуктивность сорго сахарного при различных порогах предполивной влажности почвы и глубинах ее увлажнения

5.4.1. Календарные сроки наступления и продолжительность фаз

роста и развития Исследования по рассматриваемому вопросу проводились на фоне лучшего варианта основной обработки почвы и проведения влагозарядкового полива, т.е. вспашка проводилась весной при наступлении физической спелости почвы с последующим выравниванием и влагозарядковым поливом. Сроки проведения посева совпадали с соответствующими сроками в опыте по обработке почвы - в 2004 и 2006 гг. 11 мая, в 2005 г. - 10 мая.

Всходы сахарного сорго при посеве в указанные выше сроки были получены в 2004 г. 22 мая, в 2005 г. -20мая, в 2006 г. - 18 мая, т.е. через 7.11 дней после посева. В фазу кущения растения вступили через 28.30 дней (16.22 мая) после всходов. Продолжительность периода всходы -выход в трубку составил 20.21 день (6..16 июля), выход в трубку -выметывание - 25 дней (31 июля.10 августа), выметывание - молочная спелость - 23.24 дня (23 августа - 20 сентября), молочная - молочно-восковая спелость - 14.15 дней (7.17 сентября).

Всего от всходов до наступления уборочной спелости сахарного сорго на силос в условиях Предгорной зоны Дагестана проходит 110 (2004 г.).114 (2005 г.) дней. Календарно это первая.вторая декады сентября - период, вполне благоприятный для проведения уборочных и других полевых работ, поскольку среднесуточная температура воздуха в первой декаде этого месяца составляют 17,4.21,40С, во второй декаде - 15,3 . 20,50С.

Приведенные данные по срокам наступления и фазам прохождения фаз развития растений относятся к годам исследований. Что касается изучаемых вариантов опыта, то никаких отклонений в зависимости от режимов орошения или глубины увлажнения почвы нами не обнаружены. По - видимому, разница в минимальных показателях предполивной влажности

почвы в пределах 70.75 % и 80.85 % НВ не настолько велики, чтобы вызывать существенных изменений в продолжительности прохождения фаз развития растений. Динамика термических факторов, наблюдаемые по годам исследований, в этой части, очевидно, играют большую роль, чем указанный интервал влажности почвы по вариантам нашего опыта.

5.4.2. Густота посевов и высота растений В связи с тем, что влажность и температурный режим почвы в опыте по изучению режима орошения и глубины ее увлажнения были одинаковыми, количество всходов сорго по всем вариантам опыта в наших

Л

исследованиях также было одинаковым - 98,4 тыс. шт./м в среднем за 2004.2006 гг. (табл. 5.5). Из-за механических повреждений, причиняемых растениям в процессе довсходового и повсходового боронований среднее

Л

количество растений сократилось до 86,2 шт./м , т.е. на 12,4%. И в этом случае разница меду исследуемыми вариантами в количестве растений на единице площади нами не отмечена.

Таблица 5.5 - Влияние уровня предполивной влажности почвы и глубины ее увлажнения на густоту стояния растений сорго, 2004.2006гг., тыс.шт./м2

Порог предполи вной влажности почвы, % НВ Глубина увлажнени я почвы,м Сроки определения

в фазе всходов после боронований при уборке урожая в % к контролю

70.75 0,6 98,3 86,5 77,5 100,0

0,4 98,5 85,9 80,6 104,0

80.85 0,6 98,5 86,1 77,8 100,4

0,4 98,4 86,4 80,4 103,7

При нарезке поливных борозд и поливах, а также под влиянием других причин, вызванных конкуренцией между растениями за экологические факторы, повреждением вредителями, поражением болезнями, на вариантах с увлажнением почвы 0,4м посевы сорго изреживаются за

Л

вегетационный период в среднем на 6,7 % (до 80,4 тыс. шт./м ). Но в случае увлажнения почвы до 0,6м количество растений к уборке урожая сокращается на значительно большую величину - на 10,9% (8,7 тыс. штук/м2).

Основной причиной такого снижения количества растений на этих вариантах является неудовлетворительная водопроницаемость среднеглинистой лугово-каштановой почвы территории опытного участка. Такая почва медленно поглощает поданную поливную норму, вода долгое время застаивается на ее поверхности, вызывая вымокание посевов и последующую гибель растений.

Таким образом, из исследуемых вариантов орошения по своему влиянию на изреживаемость посевов сорго оба порога предполивной влажности почвы являются равноценными. Но увлажнение ее до 0,4м более предпочтительно, поскольку при этом сохраняется на 4% растений на 1га больше, чем при увлажнении ее до 0,6м ( 80,5 тыс. против 77,6тыс.).

Линейный рост растений, как отмечалось, характеризует степень благоприятности условий жизни для растений (почвенных и космических). Высокий линейный рост является основой для формирования высокого урожая сахарного сорго (Алабушев, Шишкин, Степенко, 1996; Тохтаров,1995, 2003; Муслимов, Алимирзаева, Халикова, 2003).

В наших исследованиях оба фактора: и порог предполивной влажности почвы, и глубина ее увлажнения оказывают существенное влияние на высоту растений. Так, увеличение предполивной влажности почвы с 70.75 % до более высокого уровня (80.85% НВ) приводит к увеличению линейного роста растений в среднем по обоим глубинам увлажнения на 0,18 м (табл. 5.6). Кроме того, более эффективным является увлажнение почвы до

0,4м, при котором по сравнению с увлажнением на 0,6м растения увеличивают линейный рост в среднем по изучаемым порогам предполивной влажности почвы на 0,20м (2,62м против 2,44м).

Таблица 5.6 - Влияние предполивной влажности почвы и глубины ее увлажнения на высоту растений сорго, 2004... 2006 гг.

Предполивная влажность почвы, % НВ Увлажнение почвы, м Высота растений, м В % к контролю

70.75 0,6 2,24 100,0

0,4 2,44 108,9

80.85 0,6 2,41 107,5

0,4 2,62 117,0

Таким образом, назначение поливов сахарного сорго по достижению влажности почвы в слое 0,4м 80.85 %НВ является оптимальным вариантом орошения этой культуры для достижения максимального линейного роста растений.

5.4.3. Показатели фотосинтетической деятельности

Основная роль в усвоении растениями солнечной энергии, которое является важнейшим показателем продуктивности растений, принадлежит их листовому аппарату (Тимирязев,1948). Для большинства агроценозов, соотношение площадь посева : площадь листового аппарата должно быть 1:3.1:5 (Казакова,1975); Кружилин и др. ,1999), или 1,4:1,5

(Ничипорович, 1961).

В наших исследованиях оба изучаемых приема орошения существенно влияли на формирование площади листьев. В момент

достижения максимального значения ее - в конце фазы выметывания -лучшие показатели достигнуты на варианте с назначением поливов при влажности почвы в слое 0,4 м 80.85 % НВ. Увеличение глубины увлажнения ее до 0,6м при том режиме орошения вызывает уменьшение

Л

площади листового аппарата на 1 га на 3,8 тыс.м /га (12,1%) , что связано с уменьшением количества растений, а также со снижением их облиственности (таб.5.7).

Таблица 5.7 - Влияние порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы на формирование площади листового аппарата сорго,

2004.2006 гг.

Порог предполивной влажности почвы, Увлажняемый слой почвы, Площадь листьев, В % к контролю

% НВ м тыс.м2/га

70.75 0-0,6 31,3 100,0

0-0,4 35,0 111,8

80.85 0-0,6 32,6 104,2

0-0,4 36,5 116,6

Снижение площади ассимилирурующей поверхности растений наблюдается при снижении порога влажности почвы перед поливом до 70.75% НВ и это касается обеих глубин увлажнения почвы. Так, по сравнению с лучшим вариантом орошения ее показатели снижаются: при

Л

глубине увлажнения 0,4м - на 1,4 тыс., на 0,6м - на 5,2 тыс.м /га.

Приведенные данные позволяют делать вывод о том, что применительно к среднезасоленной легкосуглинистой почве Предгорной зоны Дагестана надо внести существенные коррективы в имеющиеся

рекомендации в отношении порогов предполивной влажности и глубин увлажнения почвы при орошении.

Многочисленными исследованиями установлена тесная связь между площадью листьев и формируемым ими фотосинтетическим потенциалом посевов. Его величина у различных культур неодинакова в различных почвенно-климатических условиях и применяемых технологиях. Для засоленных почв Дагестана А.О. Мамалаевой (2007) предложено следующее уравнение регрессии, пользуясь которым можно рассчитать ФПП сахарного сорго (У) по данным площади листового аппарата (х) растений:

У = 0,01516х+0,0489 В приведенной ниже в таблице 5.8 данных, ФП посевов рассматриваемой культуры мало зависит от порога предполивной

влажности почвы. Увеличение этого порога с 70.75% до 80.85% НВ при глубине увлажнения почвы 0,6м повышает его величину всего на 3,8%.

Таблица 5.8 - ФПП сахарного сорго в зависимости от порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы, 2004.2006гг., тыс.м2/га день

Порог влажности почвы (предполивной), % НВ Глубина промачивания почвы при поливах, м Площадь поверхности листьев % к контролю

70.75 0-0,6 0,50 100,0

0-0,4 0,59 118,0

80.85 0-0,6 0,52 104,0

0-0,4 0, 61 122,0

Но, Уменьшение глубины увлажнения почвы (с 0,6м до 0,4м) способствует увеличению ФПП, площади ассимилирующего аппарата ФПП на 18,0 % на варианте, где поливы проводились при влажности почвы 70.75% и на 22,0 % - при 80.85% НВ. Те же факторы, которые привели к снижению площади листьев сахарного сорго, способствовали снижению и ФПП на вариантах с глубиной увлажнения почвы 0,6м - это уменьшение числа растений на 1м2 и облиственности растений.

Сахарное сорго по данным многих исследователей ( Алабушев и др.,1996; Муслимов, 2003; Володин, Жукова,2002; Муслимов и др., 2004) считается одной из наиболее продуктивных полевых культур. На слабозасоленной почве Терско-Сулакской равнины при орошении, отмечает Н.О. Мамалаева (2007), с 1 га можно получить за два укоса более 13 т воздушно - сухой массы. При программированном выращивании на орошаемых незасоленных почвах этой же подпровинции по данным М.Г. Муслимова можно получить до 18,5 т/га сухой массы этой культуры.

В наших исследованиях в фазе восковой спелости зерна сахарное сорго на легкосуглинистой лугово-каштановой почве накопила на 1га, в зависимости от приемов орошения, до 11 т/га сухого вещества (табл. 5.9).

Из приведенных данных следует, что повышение уровня дополивной влажности почвы до 80.85% НВ в среднем по изучаемым глубинам ее увлажнения, способствует росту накапливаемой растениями органической массы всего на 4,0%. Значительно большее влияние на указанный показатель оказывает глубина увлажнения почвы. Средний по порогам предполивной влажности почвы показатель его при увлажнении почвы до 0,4м составил 10,77 т/га, до 0,6м -на 12% меньше.

Таблица 5.9 - Формирование сухой фитомассымассы сахарным сорго по вариантам орошения, т/га, 2004 . 2006гг.

Предполивная Увлажняемый слой Содержание В % к

влажность почвы, % сухого

НВ почвы, м вещества контролю

70.75 0,6 9,42 100,0

0,4 10,56 112,1

80.85 0,6 9,81 104,1

0,4 10,98 116,6

Максимальное количество сухого вещества растения сорго накапливают в случае назначения вегетационных поливов при достижении влажности почвы 80.85% НВ в слое 0,4м. Снижение этого порога до 70.75% и увеличение глубины увлажнения ее до 0,6м приводит к потере 1,56 т/га или 16,6% сухого вещества, собираемого с 1 га.

Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), как функцию накапливаемого растениями в течение суток сухого вещества, мы определяли по предложенному М.Р. Мусаевым (2004) для засоленных почв Западного Прикаспия уравнению регрессии:

У = 0,4503х-1,0885, где У - чистая продуктивность растений, х - сбор сухого вещества с

1 га, т.

Проведенные нами расчеты подтверждают целесообразность уменьшения глубины промачивания почвы при поливах до 0,4 м, поддерживая при этом влажность ее выше 80.85% НВ (таблица 5.10) периодическими поливами для достижения самых высоких показателей чистой продуктивности фотосинтеза посевов сорго.

Снижение уровня дополивной влажности почвы до 70.75% НВ также способствует снижению ЧПФ в среднем по глубинам увлажнения на

Л

0,19 г/м сутки. Но и этом случае при глубине увлажнения почвы 0,6м показатель ее снижается на большую величину (на 18,6 %), чем при увлажнении на 0,4м (на 4,9%).

Таблица 5.10 - Влияние порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы на показатели чистой продуктивности фотосинтеза сорго

л

сахарного, 2004 .2006гг., г/м ■ сутки

Порог предполивной влажности почвы, % НВ Увлажнение почвы, м ЧПФ В % к контролю

70.75 0,6 3,15 100,0

0,4 3,67 116,4

80.85 0,6 3,32 105,6

0,4 3,85 122,4

Высокая продуктивность фотосинтеза на указанных вариантах объясняется более благоприятными водно - физическими показателями почвы, складывающимися при более частых поливах с увлажнением относительно небольшой толщи почвы, исключающим застой воды на поверхности почвы при вегетационных поливах и вымокание посевов.

Кормовые травы отличаются высокой продуктивностью фотосинтеза. Для них практически возможным коэффициентом использования ФАР Н.П. Кружилин, Т.Н.Дронова (1991, 1992, 1993) считают 2,30.2,34%, хотя теоретическим пределом использования является 16.24 %

(Свентицкий,1978).

В годы проведения наших исследований по орошению сахарного сорго продолжительность периода вегетации колебалась по годам от 110 до 114 дней. За этот период на 1 см поступает 25,7 ккал ФАР. Исходя из этого нами рассчитывались коэффициенты использования ФАР (табл.5.11), пользуясь формулой М.К. Каюмова (1977).

Таблица 5.11 - Коэффициенты использования ФАР сахарным сорго при различных порогах дополивной влажности и глубинах увлажнения почвы в среднем за 2004. 2006 гг.

Дополивная влажность почвы, % НВ Увлажнение почвы, м Приход ФАР, ккал/см2 Урожай сухой биомассы, т/га Коэффициент использова ния ФАР В % к контро лю

70.75 0,6 25,7 9,42 1,47 100,0

0,4 25,7 10,56 1,65 112,2

80.85 0,6 25,7 9,81 1,53 104,1

0,4 25,7 10,98 1,71 116,3

Из приведенных в этой таблице данных следует, что основным приемом увеличения коэффициента использования ФАР растениями сорго является снижение глубины увлажнения почвы с 0,6м до0,4м. Это способствует увеличению коэффициента использования ФАР на вариантах с дополивной влажностью почвы 80.85 и 70.75 % соответственно на 0,18 и 0,24 единицы.

Максимальный коэффициент использования ФАР достигается в случае проведения поливов при влажности почвы 80.85 % НВ и увлажнении ее при этом до 0,4м. По сравнению с обычными для рассматриваемых условий режимом орошения его величина увеличивается с 1,47 до 1,71, что свидетельствует о бесспорном преимуществе этого варианта орошения по сравнению с ранее применявшимся и всеми другими, которые исследовались нами.

5.4.4. Влияние режимов орошения и глубин увлажнения почвы на урожайность сахарного сорго

Основным результативным показателем эффективности разработанных приемов орошения сахарного сорго является достигаемая при этом урожайность.

В сельскохозяйственной литературе шестидесятых - восьмидесятых годов указывалось, что максимальные урожаи сельскохозяйственных культур, в том числе и сахарного сорго, достигаются при дифференцированном орошении, когда в первой половине вегетации влажность слоя почвы 0,7.1м поддерживается выше 70 % НВ, а после выметывания - выше 80 % НВ (Льгов, 1967, 1969; Лысогоров, Ушкоренко, 1982; Агеев, 1984; Адиньяев, 1988; Григоров, Цымбалов, 1989; Гаврилов, Филин 1988 и др.). Для зернового сорго, выращиваемого на среднезасоленной лугово - каштановой почве Терско-Сулакской равнины Дагестана такой же режим орошения предложен М.Р. Мусаевым (1988).

С учетом трудностей увлажнения почвы до 0,7.1,0м при орошении дождеванием М.Н. Багровым (1979, 1991,1999), И. Г. Бондаренко, Е.М. Бариновым (1993),С..В. Зюбе (2001) было предложено попеременное увлажнение почвы на небольшую глубину (0,4м) и на относительно большую - до 1,0м - глубину. Такая технология орошения сорго применялась в Терско-Сулакской равнине Дагестана на незасоленной лугово-каштановой тяжелосуглинистой почве С.А. Курбановым (2003) и получена при этом высокая прибавка урожая зеленой массы.

По результатам наших исследований средняя (по глубинам увлажнения) урожайность зеленой массы сахарного сорго на лугово-каштановой среднезасоленной легкоглинистой почве при повышении дополивной влажности почвы с 70.75 до 80.85 % НВ увеличивается с 15,8 до 18,2 т/га или на 22,8 % (табл.39).

Второй особенностью орошения легкоглинистой лугово - каштановой почвы Предгорной подпровинции Дагестана является необходимость ее увлажнения при поливах на глубину, не более чем 0,4 м. Попытки увлажнить такую почву до 0,6м приводит к застою воды на ее поверхности,

вымоканию и гибели почти 4% растений, снижению их линейного роста (табл. 5.12) и фотосинтетической деятельности посевов. По этой причине урожайность сорго при увлажнении почвы на глубину 0,4м повышается по сравнению с увлажнением более глубокого слоя - 0,6м - на 39,1 % или на 5,2т/га.

Таблица 5.12 - Урожайность сахарного сорго в зависимости от порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы, 2004.2006гг., т/га зеленой массы

Предполивная влажность почвы, % НВ Увлажнение почвы,м 2004г. 2005г. 2006г Сред няя В % к онт ролю

70.75 0,6 13,8 13,9 12,6 13,4 100,0

0,4 18,7 18,5 16,8 18,0 134,3

80.85 0,6 16,4 16,6 14,5 15,8 117,9

0,4 22,0 22,5 20,7 21,7 161,9

НСР05 1,56 2,01 1,74

Доля участия фактора А в формировании урожая фитомассы сорго по годам 18,5-

25,3%, фактора В- 61,2-68,5

Максимальная же урожайность сорго достигается при глубине увлажнения почвы при поливах на 0,4м, не допуская при этом снижения ее влажности ниже 80 % НВ. По сравнению с контролем - назначением поливов при 70.75% и увлажнением почвы до 0,6м прибавка урожая составляет 61,9 %. Снижение уровня дополивной влажности ее до 70.75 % НВ приводит к потере 3,7..9,1 т/га зеленой фитомассы (по глубинам увлажнения почвы).

Увеличение урожайности сорго на оптимальном варианте достигается благодаря более высокой кустистости , массе каждого растения и лучшей облиственности растений (табл. 5.13).

Таблица 5.13 - Структура урожая зеленой массы сорго в зависимости от порога предполивной влажности и глубины увлажнения почвы, 2004. 2006гг., т/га зеленой массы

Порог предполи вной влажности почвы, % НВ Глубина увлаж нения почвы, м Облиствен ность, % Масса 1 растения, кг Коэффиц иент кус тистости

70.75 0,4 26,0 0,225 2,0

0,6 25,3 0,168 1,5

80.85 0,4 26,4 0,271 2,3

0,6 25,7 0,198 1,8

На вариантах с большей глубиной увлажнения (0,6м) отмечается увеличение указанных показателей соответственно на 1,5.1,8; 0,103.0,127 кг и 0,7.1,1%, а по сравнению с вариантами с порогом увлажнения 70.75 % НВ - на 0.3. 0,8; 0,046.103 кг и . 0,9 %.

Таким образом, на среднезасоленной лугово-каштановой легкоглинистой почве вегетационные поливы сахарного сорго целесообразно проводить чаще: при влажности ее в слое 0,4м 80.85% НВ.

5.4.5.Влияние режима орошения и глубины увлажнения на содержание

водорастворимых солей в почве Почва опытного участка, как уже отмечалось, относится к среднезасоленной. Сухой остаток составляет 0,486% к массе почвы (табл. 5.14).

Таблица 5.14 - Химический состав водной вытяжки лугово-каштановой легкоглинистой почва, % от абсолютно сухой почвы

Слой почвы, м Сухой остаток НСО3 Б04 СЬ Са Мв Ка+К (по разности)

0..0,25 0,108 0,021 0,020 0,007 0,037 0,009 0,014

0,25.0,50 0,113 0,020 0,024 0,011 0,038 0,007 0,013

0,50.0,75 0,123 0,020 0,025 0,012 0,041 0,009 0,016

0,75.1,00 0,142 0,022 0,028 0,017 0,050 0,020 0,005

0.1,00 0,486 0,083 0,097 0,047 0,166 0,045 0,048

Соотношение ионов СЬ: Б04 равно 0,51, что соответствует хлоридно -сульфатному типу засоления. Судя по сухому остатку в метровой толще почвы, степень засоления характеризуется как средняя (по общесоюзной инструкции по составлению почвенных карт указанная степень засоления -0,4% - 0,6%).

Исследуемые глубины увлажнения и пороги предполивной влажности не оказали существенного влияния на суммарное содержание водорастворимых солей в метровом слое почвы. Но они способствовали значительному перераспределению их в рассматриваемом слое. Согласно полученным нами данным, назначение поливов сахарного сорго при влажности почвы 80.85 % НВ способствует уменьшению токсичных солей в слое 0.0,25 м и 0,25. 0,50 м в среднем по глубинам увлажнения на 0,034 .0,035 %. При снижении этого порога до 70.75 % НВ содержание солей в рассматриваемых слоях снижается соответственно на 0,29 % и 0,031 %. (табл.5. 15). Следовательно, более высокий порог предполивной влажности почвы (80.85 % НВ) способствует лучшему опреснению корнеобитаемого слоя, чем низкий (70. 75 % НВ).

Таблица 5.15 - Динамика растворимых солей по слоям почвы в связи с применяемыми режимами орошения (влажность почвы в % НВ)и глубинами увлажнения, .,% от сухой почвы, 2004.2006 гг.

Слой, м Сроки определения 80.85 70.75

увлажняемый слой почвы, м

0,4 0,6 0,4 0,6

0.0,25 перед закладкой опыта 0,108 0,105 0,110 0,103

перед уборкой урожая 0,068 0,076 0,065 0,080

баланс -0,040 -0,029 -0,035 0,023

0,25.0,50 перед закладкой опыта 0,113 0,115 0,119 0,108

перед уборкой урожая 0,078 0,080 0,089 0,076

баланс -0,035 -0,035 -0,030 -0,032

0,50.0,75 перед закладкой опыта 0,123 0,123 0,127 0,124

перед уборкой урожая 0,197 0,186 0,190 0,183

баланс 0,074 0,063 0,063 0,059

0,75.1,00 перед закладкой опыта 0,142 0,148 0,142 0,140

перед уборкой урожая 0,073 0,088 0,082 0,089

баланс -0,069 -0,060 -0,060 -0,051

0.1,00 перед закладкой опыта 0,486 0,491 0,498 0,475

перед уборкой урожая 0,484 0,489 0,498 0,477

баланс -0,002 -0,002 0,000 0,001

Значительное влияние на уменьшение солей в слое 0.0,25 м оказывает и глубина увлажнения почвы при поливах. Средний показатель его при увлажнении почвы до 0,4 м составил 0,038 %, до 0,6 м - 0,026%. В слое почвы 0,25 .,05 м и 0,75 .1,00 м изменения в их содержании не отмечены.

В тоже время в слое 0,50.0,75 м наблюдается накопление солей, вымываемых из верхних горизонтов почвы. Но, по нашим расчетам, суммарное накопление их в этом слое не соответствует тому количеству, которое вымывается из слоев 0.0,25 м и 0,25.0,50 м. Разница эта по вариантам опыта колеблется от 0,006% при назначении поливов при влажности 80.85 % НВ в слое почвы 0,4 м до 0,004.0,005 % по остальным вариантам орошения.

Эта разница, надо полагать, соответствует тому количеству солей, которое выносится сахарным сорго из почвы с созданной этой культурой фитомассой (Григоров, Григоров, 1996; Гриценко, Гриценко, 1999;

Шамсутдинов, Савченко, Шамсутдинов, 2001). Если перевести процентное содержание солей в килограммы, то максимальное количество их выносится с фитомассой сорго в случае проведении поливов при нижнем пороге влажности 80.85 % НВ в слое 0,4 м - 47,8 кг/га. Несколько меньше - 39,8 кг/га выносятся их при назначении поливов при влажности этого же слоя 70.75 % НВ. По двум остальным вариантам получены одинаковые показатели - 31,9 кг/га.

Анализируя полученные данные можно заключить, что при частых поливах сахарного сорго относительно меньшими поливными нормами, увлажняющими почву только на глубину до 0,4м, создаются наиболее благоприятные условия для формирования большой вегетативной массы и выноса с этой массой большего количества вредных солей из почвы.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ, БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ

Затраты на проведение вспашки (1700 руб./га), двух выравниваний почвы до посева (2000 руб./га) двух боронований после посева (2000руб./га), а также на посев сорго 600 руб./га и двух поливов (1600 руб./га) составляли 7100 руб./га, дополнительные расходы на чизельную обработку почвы - 1700 руб./га. На приобретение семян расходуется 400руб./га, уборку урожая силосной массы (в зависимости от урожайности сорго) - 3,0 и 3,5 тыс. руб./га. Стоимость 1т силосной массы сахарного сорго оценена в 3,0 тыс. руб.

Существующая технология орошения сахарного сорго, основанная на увлажнении почвы на 0, 6 м и назначением поливов при 70.75 % среднезасоленной легкоглинистой лугово-каштановой почвы Предгорной подпровинции Дагестана не оправдывает себя по ряду причин.

во-первых, из-за низкой водопроницаемости почвы не удается увлажнить такую толщу, не вызывая застоя воды на ее поверхности, вымокания посевов и гибели определенного количества растений;

во-вторых, все показатели экономической эффективности сорго при указанной технологии имели минимальные значения (табл.6.1).

Таблица 6.1-Экономическая эффективность различных порогов предполивной влажности почвы и глубин ее увлажнения при возделывании сахарного сорго, тыс. руб./га

Предполив Глубина Урожай Стои Затра Чис Рентабе

ная влажн увлажне ность сил мость ты на тый ль

ость почвы, ния поч осной урожая выращив доход ность,%

% НВ вы, м массы, ание

т/га

70.75-контроль 0,6 -контроль 13,4 40,2 20,9 19,3 92,3

0,4 18,0 54,0 25,5 28,5 111,8

80.85 0,6 15,8 47,4 28,9 18,5 64,0

0,4 21,7 65,1 31,0 34,1 110,0

Существенное улучшение экономической эффективности выращивания сорго отмечено при уменьшении глубины увлажнения почвы до 0,4м, где в среднем по обоим режимам орошения чистого дохода было получено на 12,7 тыс. руб./га меньше, чем при увлажнении на 0,6 м (31,3 тыс. против 18,6 тыс. руб./га).

Что касается влияния предполивной влажности почвы на указанные показатели, то чистого дохода при назначении поливов при 80-85 % НВ в среднем по обеим глубинам увлажнения получено больше на 6,4 тыс. руб./га по сравнению с более низким уровнем порога влажности (25,3 на контроле 19,9 тыс. руб./га). Рентабельность при меньшей глубине увлажнения почвы (0,4м) оказалась выше, чем 0,6 м на 23,8% в среднем по режимам орошения. Но показатель ее в случае проведения поливов при 80-85% НВ снижается по отношению к контролю на 15% из-за увеличения затрат на проведения 1 -2 дополнительных поливов, а также на уборку и перевозку дополнительного урожая силосной массы.

Весенний срок вспашки и влагозарядкового полива способствует повышению урожайности фитомассы сорго без почвоуглубления на 4,3 т/га, а в случае его применения (чизельная обработка) - на 8,9 т/га. Приведенные в таблице 6.2 данные показывают, что только благодаря этому можно получить дополнительно на 11,0 тыс. руб./га чистого дохода (в среднем по обоим фонам почвоуглубления).

Таблица 6.2- Экономическая эффективность выращивания сахарного сорго в зависимости от почвоуглубления, сроков вспашки и влагозарядки почвы, тыс. руб./га

Почво Срок Урожа Стои Затраты Получ Рента

угбле вспашки и й мость на ено бель

ние влагозаряд ность продукц произво чистог ность

ки фитом ассы, т/га ии дство о дохода произв одства, %

Без осень 22,2 66,7 34,3 32,4 94,5

чизель

ной весна 29,1 87,5 47,0 40,5 86,2

обрабо

тки

Чизель осень 34,6 103,9 56,6 47,3 83,0

ная весна 45,0 135,2 57,5 61,7 107,3

обрабо

тка

Рыхление почвы с применением чизельных плугов способствует получению с1 га в среднем по срокам вспашки и влагозарядки на 49,7 % больше чистого дохода, по сравнению с вариантом, где оно не применялось (54,5 тыс. руб./га против 36,4тыс. без почвоуглубления). Перенесение осеннего комплекса работ по подготовке почвы под сахарное сорго с осени на весну является важным фактором увеличения экономической эффективности выращивания сорго. В среднем по вариантам весенней обработки чистого дохода получено 51,1 тыс.руб./га, что на 28,4 % больше, чем при осеннем сроке их проведения. И в данном случае отмечено некоторое снижение рентабельности производства силосной массы сорго

(на 4,6 %) в связи с увеличением затрат на уборку ее прибавочной урожайности.

Проведенная нами оценка энергетической эффективности

разработанных технологических приемов показала, что весенний срок вспашки и влагозарядкового полива позволяет получить на 9,4 ГДж/га больше чистого энергетического дохода, чем при традиционном осеннем сроке проведения этих технологических приемов. При этом на 0,3 увеличивается коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент посева, на 0,1 ГДж/т снижается энергетическая себестоимость продукции (табл. 6.3)

Таблица 6.3 - Энергетическая эффективность (ГДж/га) выращивания сахарного сорго на фоне почвоуглубления, различных сроков вспашки и влагозарядкового полива

Показатели эффективности Без чизелевания С чизелеванием

сроки вспашки и влагозарядки

осень весна осень весна

Урожайность, т/га 22,2 29,1 34,6 45,0

Затраты энергии 25,5 28,8 33,1 39,5

Содержание энергии в

продукции 40,8 53,5 63,6 82,8

Чистый доход (энергетический) 15,3 24,7 30,5 43,3

Коэффициент энергетической

эффективности посевов 0,6 0,9 0,9 1,1

КПД (биоэнергетический

коэффициент) посевов 1,6 1,9 1,9 2,1

Дополнительным резервом повышения энергетической эффективности выращивания сорго является чизельная обработка (почвоуглубление) среднезасоленной легкоглинистой лугово-каштановой почвы предгорий

Дагестана на 0,4м. Подтверждением этому являются данные , полученные нами по результатам исследований: чистый энергетический доход по сравнению с контролем увеличивается в 2,8 раза, коэффициент энергетической эффективности - в 1,8 раза, биоэнергетический коэффициент - в 1,3 раза, энергетическая себестоимость снижается в 1,2 раза.

Установлено также, что рекомендуемый для рассматриваемых нами условий режим орошения сорго не соответствует современным требованиям повышения продуктивности земель и ресурсосбережения. Более эффективным в этом отношении следует считать увеличение предполивной влажности почвы до 80.85 % НВ. На фоне обычно принятой при таком режиме орошения глубине увлажнения почвы - 0,6м -это позволяет получить дополнительно в 2,9 раза больше чистого энергетического дохода, в 1,5 раза - коэффициента энергетической эффективности посева, получить более высокие показатели по биоэнергетическому коэффициенту и энергетической себестоимости полученной силосной массы (табл.6. 4).

Таблица 6.4 - Энергетическая эффективность выращивания сорго сахарного в зависимости от порога предполивной влажности почвы и глубины ее увлажнения, ГДж/га

70.75 % НВ 80.85 % НВ

Показатели глубина увлажнения почвы, м