Режим орошения и дозы внесения удобрений на посевах риса с периодическими поливами в Сарпинской низменности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат сельскохозяйственных наук Любушкин, Сергей Николаевич

• Любушкин, Сергей Николаевич
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Любушкин, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ ОРОШЕНИЯ РИСА, ОЦЕНКА ПРИРОДНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗОНЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ (обзор литературы).

1.1. Краткая характеристика орошения и обводнения Сардинской низменности.

1.2. Биологические особенности риса и основные зоны его возделывания.

1.3. Способы и режимы орошения риса, удобрения и защита посевов от сорной растительности.

1.4. Производственно-технические показатели Райгородской (Светло-ярской) оросительно-обводнительной системы и оценка возможности использования её для рисосеяния.

1.5. Обоснование направления исследований.

2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Целевая направленность и вопросы, поставленные к изучению, схема опытов.

2.2. Характеристика места и погодных условий в годы проведения исследований.

2.3. Водно-физические и агрохимические свойства почв опытного участка.

2.4. Агротехника на опытных посевах риса.

2.5. Методика проведения исследований.

3. ОЦЕНКА АДАПТИВНОСТИ СОРТОВ РИСА ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В УСЛОВИЯХ САРПИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПОЛИВАХ.

3.1. Краткая характеристика сортов и обоснование выбора их для включения в схему опытов.

3.2. Оценка сортов по продолжительности вегетационного периода и гарантия их вызревания.

3.3. Отзывчивость на удобрения.

3.4. Сравнительная оценка сортов риса по продуктивности, устойчивости к сорнякам, болезням и вредителям.

4. ОБОСНОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ И ДОЗ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАНИРУЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ РИСА.

4.1. Динамика влажности и потребность в проведении поливов по вариантам водного режима почвы.

4.2. Влияние водного режима почвы и доз внесения удобрений на урожайность риса.

4.3. Сочетание управляемых факторов роста и развития для получения планируемой урожайности риса.

4.4. Рост и развитие риса при различных уровнях урожайности.

4.5. Динамика фотосинтетических показателей в связи с формируемым уровнем урожайности риса.

5. ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОЛИВАЕМОГО

РИСА.

5.1. Суммарное водопотребление при разной урожайности риса.

5.2. Влияние урожайности на динамику среднесуточного водопотреб-ления.

5.3. Коэффициенты водопотребления и удельные затраты оросительной воды на формирования урожая риса.

6. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОЛИВАЕМОГО РИСА.

6.1. Экологические преимущества орошения риса дождеванием по сравнению с традиционным.

6.2. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания риса при периодических поливах.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Режим орошения и дозы внесения удобрений на посевах риса с периодическими поливами в Сарпинской низменности»

Актуальность исследований. Рис является одним из древнейших окультуренных человеком злаком и основным продуктом питания более половины населения мира.

Потребление риса зависит от особенности национальной кухни и составляет от 5 (в странах Европы) до 200 кг (Юго-Восточная Азия) на душу населения в год. По оценке ФАО, в настоящее время в мире производится более 600 млн. тонн риса, а к 2030 году в связи с ростом населения планеты потребуется более 800 млн. тонн. В России рис занимает одно из лидирующее мест среди круп, потребляемых населением страны.

В рисоводческих хозяйствах России принят способ возделывания риса, основанный на продолжительном затоплении поверхности поля слоем воды. При техническом уровне современных рисовых оросительных систем фактические затраты воды на выращивание риса по такой технологии орошения значительно превосходят биологическую потребность растений в ней и достигают 20 - 25 тыс. м3 на 1 га. В тоже время за период вегетации в зависимости от почвенно-климатических условий и уровня урожайности с 1 га рисового поля на суммарное водопотребление расходуется 6-8 тыс. м воды. Остальная часть её (13-16 тыс. м3 и более) расходуется на создание и поддержание слоя воды в чеках, фильтрацию, проточность и сброс. В связи с этим образующиеся большие объемы коллекторно-сбросных вод, отвод которых загрязняет водоприёмники, создают напряженнуюЗкологическуюобстанов-ку в районах традиционного рисосеяния.

Однако возможна и принципиально иная технология- возделывания риса, когда занятое им поле не затапливается слоем воды. Дефицит потребности риса в воде при такой технологии орошения восполняется за счет периодических поливов. В результате этого затраты оросительной воды на возделывание риса снижаются в 3 - 5 раз по сравнению с традиционной технологией, а суммарное водопотребление приближается к биологическому водопотреблению растений. Этим и определилось избранное нами направление исследований, связанное с разработкой принципиально новой водосберегаю-щей, высокоэффективной и экологически безопасной технологии орошения риса проведением периодических поливов.

Исследования проводились в рамках выполнения научно-технической программы НИР Россельхозакадемии «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» и Волгоградской областной целевой программы: «Разработка технологии выращивания риса с периодическими поливами на орошаемых землях Волгоградской области».

Целью научно-производственных исследований являлось обоснование параметров водного режима почвы в посевах периодически поливаемого риса, обеспечивающих получение планируемой урожайности на уровне 4 и 5 т/га зерна при сохранении почвенного плодородия и экономии оросительной воды. Достижение поставленной цели предусматривало поэтапное решение следующих задач:

•S установить закономерности формирования урожайности раннеспелых и среднеспелого сортов риса на уровне 4 и 5 т/га зерна при разных водных и пищевых режимах почвы.

•S выявить степень адаптации к жёстким природным условиям и периодическим поливам сорта риса, способных в условиях Сарпинской низменности формировать запланированную урожайность;

•S установить закономерности изменения влажности активного слоя почвы и обосновать допустимые пределы снижения её с учетом выхода на планируемую урожайность;

S рекомендовать режимы орошения риса для поддержания рекомендованного водного режима почвы в разные по степени увлажнения осадками годы;

S обосновать дозы внесения удобрений, обеспечивающие получение планируемых урожаев без снижения плодородия почвы;

S установить объемы и закономерности потребления воды растениями по межфазным периодам и за период вегетации;

•S определить параметры характеристики фотосинтетической деятельности риса при разных уровнях планируемой урожайности;

S дать эколого-экономическое и энергетическое обоснование сочетания факторов, обеспечивающих получение различных уровней урожайности риса.

Научная новизна полученных результатов исследований характеризуется обоснованием адаптивных к природным условиям Сарпинской низменности и периодическим поливам сортов риса разных групп спелости, способных формировать урожайность до 5 т/га зерна. Впервые для этой зоны и сортов разработана технология орошения риса без создания слоя воды, включающая обоснование водных и питательных режимов почвы, обеспечивающих получение 4 и 5 т/га зерна. Для каждого из рекомендуемых на получение различной урожайности водных режимов почвы обоснованы режимы орошения, согласованные с условиями увлажнения осадками и биологическими особенностями риса, динамикой суточного и интегрального водопотребле-ния, определены параметры фотосинтетической деятельности растений.

Практическая значимость результатов исследований состоит в том, что освоение рекомендуемой технологии орошения риса периодическими поливами на оросительных системах общего назначения обеспечивает экономию оросительной воды в 3 - 5 раз и более по сравнению с существующей. В связи с этим исключается необходимость повсеместного строительства интенсивного дренажа, улучшается общая экологическая обстановка на рисовых оросительных системах, отпадает необходимость строительства капиталоёмких специализированных рисовых оросительных систем.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований использовались при возделывании риса с периодическими поливами на Райгород-ской (Светлоярской) оросительно-обводнительной системе (2003-2005 гг.), полях крестьянско-фермерского хозяйства Булатова А.А., с. Нариман, Свет-лоярского района (2004-2005 г.), полях крестьянского хозяйства «Пионер» Городищенского района (2005 г.), СПК «Светлоярский» (2006 г.), агрофирмы «Инженер» (2006 г.) на общей площади более 36,0 га, разработке рекомендаций по адаптивной технологии возделывания маловодотребовательного риса при орошении дождеванием в Нижнем Поволжье (Волгоград - 2005 г.). Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на ежегодных годовых отчётах по НИР во ВНИИОЗ (2003-2005 гг.), Международной конференции ВНИИ риса «Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы» (Краснодар, сентябрь 2006 г.), заседании научно технического совета при Комитете сельского хозяйства Администрации Волгоградской области по целевой программы «Разработка технологии выращивания риса с периодическими поливами на орошаемых землях Волгоградской области» (2004-2005 гг.), заседании круглого стола ВНИИОЗ по областной целевой программе «Разработка технологии выращивания риса с периодическими поливами на орошаемых землях Волгоградской области» (Волгоград, март 2006 г.), опубликованы в 5 научных работах, в том числе одна статья в рекомендованном ВАК РФ журнале «Мелиорация и водное хозяйство».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Возможность возделывания риса без затопления слоем воды на оросительных системах общего назначения при орошении периодическими поливами (на примере Райгородской оросительно-обводнительной системы);

2. Обоснование выбора маловодотребовательных, толерантных к отсутствию слоя воды сортов риса;

3. Отзывчивость периодически поливаемого риса на улучшение водного и питательного режимов почвы, сочетание регулируемых факторов для получения урожайности 4 и 5 т/га зерна

4. Режимы орошения риса для поддержания водного режима почвы, обеспечивающего получение планируемой урожайности в пределах 4-5 т/га зерна;

5. Суммарное и среднесуточное водопотребление при разных уровнях урожайности периодически поливаемого риса;

6. Экономическая и энергетическая эффективность возделывания риса при орошении периодическими поливами;

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Она изложена на 222 страницах компьютерного текста и включает 18 рисунков, 40 таблиц, 29 приложений. Список использованной литературы содержит 238 наименований, в том числе 14 иностранных авторов.

Заключение диссертации по теме «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», Любушкин, Сергей Николаевич

всходы

80% НВ (h = 0,4 и 0,6 м) кущение трубкование вымётывание молочная восковая полная спелость спелость спелость для формирования различных уровней урожайности. В период наибольшей водотребовательности, от фазы кущения до восковой спелости зерна, влажность почвы не должна опускаться ниже 80% НВ в слое 0,6 м. В начальной стадии периода вегетации, от посева до кущения, поддержание влажности почвы в слое 0,4 м способствует улучшению водообеспеченности растений и следовательно, стимулирует накопление вегетативной массы.

Увеличение продуктивности риса устойчиво с показателями среднесуточного водопотребления. Так, например, получение урожайности 4 т/га зерна обеспечивается при потреблении растениями в среднем за вегетационный период 54,8 м3/га воды в сутки. Увеличение среднесуточного расхода воды за о период вегетации растений до 56,3 - 56,6 м /га способствует повышению урожайности риса до 5 т зерна с гектара.

Знание закономерностей изменения среднесуточного водопотребления периодически поливаемого риса по периодам его роста и развития дает возможность прогнозировать сроки проведения поливов и рационально распределить их во времени.

5.3. Коэффициенты водопотребления и удельные затраты оросительной воды на формирования урожая риса

В определении эффективности использования растениями воды на поле одним из основных показателей служат её затраты на формирование единицы товарной продукции, т.е. коэффициент водопотребления. Численные значения его показателей непостоянны и зависят от многих факторов, таких как погодные условия вегетационного периода, условия влагообеспеченности, уровень плодородия почв, агротехника культуры, способы и техника полива. Определяющее влияние на величину коэффициента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая [25, 26, 116, 134, 141, 142, 143, 212].

Рис, возделываемый со слоем воды, по величине коэффициента водопотребления резко отличается от других орошаемых зерновых культур. При затопление посевов риса величины коэффициентов водопотребления измео няются в пределах 3600 - 5560 м /т зерна [43].

Возделывание риса при периодическом орошении, в отличие от затопляемого, приводит к резкому снижению коэффициентов водопотребления, до 999,3- 1333,5 м3/т [178].

Анализ наших данных показывает, что на посевах сорта Волгоградский при внесении дозы минеральных удобрений, рассчитанной на получение 5 т/га, в варианте с более высоким предполивным порогом влажности почвы растения риса при дождевании наиболее эффективно использовали объем потребляемой воды на формирование товарной части урожая (таблица 38).