УДК 631.4 : 631.6 : 634.2 (470.44)
Проездов П.Н., Маштаков Д.А.
Саратовский
государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова
г. Саратов, Российская Федерация
ПОЛИМЕРНАЯ И ОРОСИТЕЛЬНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ – СТОК, ЭРОЗИЯ, ПЛОДОРОДИЕ
В связи с возрастающим
дефицитом водных ресурсов и увеличением энергетических затрат на орошение
необходимо дальнейшее совершенствование экологически безопасных технологий
возделывания культур севооборотов.
В этом отношении особое
место принадлежит таким пропашным культурам как кукуруза. На длительном
протяжении выращивания этой культуры, степень проективного покрытия почвы
растительностью остается низкой, что приводит к увеличению вероятности образования
поверхностного стока в процессе ее орошения и выносу за пределы питания
растений почвы, и гумуса.
Применение мелиоративных
приемов в различном сочетании, позволяет решить многие проблемы, связанные с непродуктивным
расходом орошаемой воды, поверхностным стоком и смывом почвы.
Исследования проводились в колхозе им.
Ленина Балашовского района Саратовской
области.
Почвы в колхозе им. Ленина – чернозем обыкновенный средне- и тяжелосуглинистый на суглинках. Мощность почвенных горизонтов А+В – 56–58 см с содержанием гумуса в гор. А –5,2–5,7%. Техника полива – дождевальная машина ДФ - 120 «Днепр». Орошаемая культура – кукуруза. В зависимости от влагообеспеченности в вегетационный период орошаемая норма составила 1800 - 2800 м3/га. Варианты опытов и результаты исследований приведены в табл.1.
В качестве полимера-структурообразователя
применялся полиакриламидный полимерный гидрогель, который содержит в амидной
группе до 30 % азота, способного использоваться растениями в течение 5-6 лет
после внесения в почву. Один грамм такого препарата способен поглощать и
удерживать в доступной для растений форме до 300 г воды.
Нашими исследованиями установлено, что
доза полиакриламида для обработки верхнего 0–5 см слоя почвы достаточна в
количестве 40–60 кг
д. в./га , что
составляет до 0,01 % от сухой массы почвы. В целях повышения эффективности
щелевания и защиты щелей от заиления, проводилась обработка стенок щелей и
прищелевого валика полимером в дозой 80 г на 1 м щели, или 60 кг д.в./га при межщелевых расстояниях
1,4 м. В качестве растительных
остатков для горизонтального и вертикального мульчирования применялась в
основном сечка соломы дозой до 5 т/га.
Таблица 1. Эрозия и потери гумуса за
вегетационный период при орошении кукурузы на
обыкновенном черноземе
|
Варианты опытов |
Сток, м3/га |
Коэффициент стока |
Эрозия, т/га |
|
1. Контроль (Фон удобрений N60 P60 ) 2. Щелевание ( Щ ) 3. МЧГ5 – мульча горизонтально, 5 т/га 4. Щ МЧВ–5 + МЧГ 5 5. ПМГ 10 Полимеры (полиакриламид) горизонтально, 10 кг д. в. /га 6. ПМГ 40 7. ПМГ 60. 8. Щ ПМВ-60. Щели + полимеры ( полиакриламид ) вертикально, 60 кг д.в./га 9. Щ ПМВ–60 + ПМГ60 10. Щ МЧВ–5 + МЧГ2 + ПМГ20 НСР05 |
199 135 106 77 81 71 49 108 39 79 1,0–1,1 |
0,33 0,22 0,18 0,13 0,13 0,12 0,08 0,18 0,065 0,13 – |
2,33 1,52 0,50 0,37 0,42 0,32 0,17 1,21 0,15 0,39 0,04–0,05 |
Щелевание
уменьшает сток на 64 м3/га, эрозию – на 0,81 т/га,
за счет поглощения щелями части поверхностного стока во время полива. Совместное
применение щелевания с вертикальным (заполнение щели соломенной резкой) и
горизонтальным мульчированием сокращает сток на 122 м3/га, а эрозию почвы – на 1, 96 т/га.
Применение
полиакриламида в минимальной и максимальной дозах сокращает поверхностный сток
соответственно на 118 и 150 м3/га. Эрозия почвы сокращается на 1,91 т/га и 2,16
т/га соответственно (табл.1).
Зависимость
величины поверхностного стока от дозы полиакриламида описывается полиноминальным
уравнением третьего порядка:
Y = 199,000 - 16,680х + 0,538х2 – 0,005х3, (1)
где Y - сток, м3/га; х – доза полиакриламида, кг д.в./га
Высокий коэффициент детерминации R2 = 0,98
позволяет использовать данную модель для оценки изменения поверхностного стока
от дозы полимера.
Рис. 1. Зависимость величины поверхностного стока при орошении
кукурузы от дозы полиакриламида
Совместное применение
мелиоративных приемов и полимерной мелиорации способствует значительному
снижению величины поверхностного стока и эрозии почвы при орошении.
Урожайность
кукурузы во многом зависит от количества продуктивной влаги в почве. Применяемые мелиоративные приемы совместно с
орошением способны значительно
увеличить количество продуктивной влаги в почве и повысить урожайность кукурузы
на силос.
Исследование
водопотребления орошаемой кукурузы
проводились в тех же условиях, с применением аналогичных мелиоративных
приемов, что и при изучении стока и эрозии. Результаты исследований
приведены в таблице 2.
В результате применения мелиоративных
приемов значительно снизилось водопотребление и затраты оросительной воды на 1
т урожая кукурузы.
На вариантах опыта с применением
горизонтального мульчирования и полимеров суммарное водопотребление кукурузы
снизилось на 26% ( табл. 2). Доля участия оросительной воды уменьшилась с 54 до
47%.
Применение полиакриламида в дозах 60 кг/га
и 20 кг/га совместно с горизонтальным мульчированием снизило затраты
оросительной воды по сравнению с контролем
на 42 %. Коэффициент водопотребления при применении полимеров снизился
на 33 м3 на 1 т силосной массы кукурузы.
Наименьшие значения коэффициентов
водопотребления наблюдались при применении щелевания с обработкой щелей
полимером и с одновременным внесением
полимера в дозе 60 кг/га, а также при щелевании с вертикальным мульчированием
соломой с одновременным внесением полимера в дозе 20 кг/га и горизонтальным
мульчированием соломой в дозе 2 т/га. Здесь величины коэффициентов
водопотребления составляли соответственно 69 и 73 м3/т, что показывают
наименьшее количество используемой растениями влаги в этих вариантах.
Урожайность кукурузы здесь наибольшая и
составляет 54,6 т/га и 53,2 т/га.
