Почва для початка. При капельном орошении урожайность кукурузы повышается

При капельном орошении урожайность кукурузы повышается

Мелиоративные мероприятия, проводимые с целью повышения плодородия почвы при выращивании сельскохозяйственных культур, особенно актуальны для орошаемых земель юга Казахстана. При этом оптимальным решением для развития орошаемого земледелия в этом регионе является применение водосберегающих технологий. Вопрос внедрения технологии капельного орошения при возделывании кукурузы на сероземных почвах в настоящее время ограничивается общепринятыми стандартами. Поэтому научно обоснованные рекомендации по выращиванию кукурузы на зерно посредством капельных систем орошения помогут добиться прогресса и обеспечить высокую урожайность.

Выгодная культура

На юге страны капельное орошение используется преимущественно при выращивании интенсивных садов, виноградников, овощей, бахчевых культур. Кукуруза в смысле применения капельного полива - относительно новая сельскохозяйственная культура, и водосберегающий метод ее орошения еще не получил широкого распространения. Между тем данный подход к возделыванию «королевы полей» позволяет экономно расходовать воду и равномерно распределять влагу на посевных площадях. В этой связи задача нашего исследования заключается в определении режима и технологии капельного орошения кукурузы. Кукуруза относится к зерновым кормовым культурам, объемы выращивания которой напрямую и косвенно определяют уровень развития, эффективности и, соответственно, рентабельности сельскохозяйственных предприятий, таких, как животноводческие фермы, зерноперерабатывающие производства. Из отходов этой культуры также производят биотопливо. Кукуруза имеет высокое агротехническое значение. Как пропашная культура, она оставляет после себя свободные от сорняков поля с большим запасом питательных веществ в виде корней и стеблевых остатков. Поэтому ее считают хорошим предшественником для других культур. Условия юга Казахстана весьма благоприятны для выращивания кукурузы, поскольку здесь отмечаются оптимальные дневные и ночные температуры воздуха. Например, средняя многолетняя совокупность активных температур воздуха идеально подходит для полноценного формирования початков и высокой урожайности этой культуры.

Трудности перехода

Большинство ирригационных систем на юге Казахстана были построены в 1965-1985 годах и уже исчерпали свой ресурс, требуют капитального ремонта и реконструкции. Коэффициент полезного действия (КПД) магистральных и межхозяйственных каналов варьировал в пределах диапазона 0,52-0,80. Установленные расхождения в показателях эффективности магистральных и внутрихозяйственных каналов обусловлены степенью повреждения их обделки и достоверностью определения расходов воды на водовыпусках в хозяйство. В засушливых условиях Южного Казахстана рациональное использование водных ресурсов и внедрение эффективных методов орошения, обеспечивающих устойчивый и высокий урожай при сохранении плодородия почвы, становятся особенно актуальными. Многообещающий метод для оптимизации условий развития растений - ресурсосберегающие технологии, такие, как капельное орошение. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что значение нижнего порога оптимальной влажности почвы при поливе колеблется в довольно широком диапазоне - от 60 до 85 процентов. Этот диапазон колебаний зависит от многих факторов: почвенно-климатических, метеорологических условий, уровня грунтовых вод и степени их минерализации, размеров расчетного слоя почвы (глубина увлажнения при поливе), норм внесения удоб­рений, биологических характеристик сортов (гибридов) и размера урожая. Выбор технических средств и технологических операций по улучшению системы орошения должен осуществляться на основе экономически обоснованных пределов увеличения коэффициента эффективности оросительной сети и технологии орошения. Почвы, на которых возделывается кукуруза, должны содержать определенный запас влаги, быть хорошо аэрированы (содержать питательные вещества, которые доступны для растений). Такими свойствами обладают почвы среднего механического состава (средние и легкие суглинки), богатые органическим веществом (чернозем, каштан и их аналоги). Многие исследователи отмечают, что кукуруза хорошо реагирует на глубокую вспашку, что способствует лучшему увлажнению почвы после полива и использованию влаги растениями. При неглубокой вспашке уплотненный подпахотный слой препятствует попаданию воды в нижние слои, а в неполивной период влага легко теряется на таких территориях, что резко снижает эффективность орошения. В то же время при глубокой вспашке повышенная водопроницаемость почвы сохраняется от года до трех лет. Следовательно, наиболее подходящей глубиной вспашки для кукурузы следует считать не менее 30 сантиметров, и если верхний слой почвы меньше - 20 сантиметров с углублением подпочвенного слоя до 30 сантиметров. То есть кукуруза хорошо реагирует на глубину вспашки при внесении удобрений. Кукурузу можно выращивать без снижения урожайности в качестве монокультуры в течение трех-четырех лет подряд только на участках с достаточным увлажнением или при наличии орошения, а также при условии ежегодного внесения средней нормы минеральных и органических удобрений один раз за ротацию в течение первого и второго года выращивания. Из пропашных культур наиболее неудачными предшественниками для кукурузы являются сахарная свекла и подсолнечник, так как они иссушают почву, а сахарная свекла еще и выводит из земли много питательных веществ, в том числе цинк, который необходим для формирования кукурузы.

Как использовать

Для рационального использования воды в условиях дефицита водных ресурсов разработана технология выращивания кормовых культур методом капельного орошения. Плюсов при капельном орошении много. Это минимум потерь удобрений благодаря их локализованной подаче и снижению выщелачивания почвы. Также не требуется выравнивания поля, а поле неправильной формы легко корректируется. Влажность в корневой зоне можно поддерживать на уровне полевых возможностей. При этом тип почвы играет не менее важную роль в частоте полива. Следует отметить, что капельное орошение снижает риск эрозии почвы, не способствует росту сорняков и требует меньше затрат на рабочую силу. Из недостатков - высокая первоначальная стоимость систем капельного орошения, короткий срок службы трубок и возможное загрязнение окружающей среды, если пластик выделяет химические вещества. Капельное орошение может быть неудовлетворительным, если для активации требуется спринклерное орошение. Использование капельной ленты приводит к дополнительным затратам на очистку после сбора урожая. Кроме того, на более легких почвах капельное орошение может не обеспечить смачивание поверхности почвы для прорастания. Но как бы там ни было, технология капельного орошения обеспечивает оптимальное снабжение растений водой и питанием с учетом фаз развития растений и предусматривает увеличение урожайности в полтора-два раза. Данная технология выращивания кукурузы на зерно предусматривает соблюдение всех агротехнических приемов выращивания сельскохозяйственных культур под оптимальный режим орошения, установленный для данного способа орошения.

Не совсем благодатная почва

На юге Казахстана чаще встречаются сероземы и светло-каштановые почвы, которые также требуют соответствующей системы обработки, а в некоторых случаях и орошения. Следует помнить, что плодородие земель полностью зависит от системы земледелия. ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства» провело ряд опытов по выращиванию кукурузы на зерно с использованием капельного орошения. Исследования проводились в полевых и лабораторных условиях в сухой, предгорной полупустынной зоне на сероземных поч­вах юга Казахстана. В зависимости от типов земель в орошаемых сельскохозяйственных ландшафтах особое внимание уделено таким качественным показателям, как содержание гумуса, гранулометрический состав, pH, солонцеватость и засоленность, эрозия, заболоченность, каменистость, крутизна и уровень склона, степень увлажненности отдельных массивов. Выбор опытно-производственных площадок для изучения технологических приемов возделывания кукурузы на зерно проводился с учетом природных и экономических условий участка, агрохимического и гранулометрического состава почвы опытного участка, конфигурации орошаемых земель и особенности размещения ирригационного оборудования. Для орошения посевов в крестьянских хозяйствах были установлены системы капельного орошения. Почвы района исследований - сероземы обыкновенные. Толщина гумуса - 35-50 сантиметров. Содержание гумуса в слое 0,3 метра находится на уровне 1,5-1,9 процента. Количество валового азота составляет 0,120-0,134 процента. Поглотительная способность низкая (8-10 мг/экв на 100 г почвы), а реакция почвенного раствора щелочная. По механическому составу почвы легкие, средние и тяжелосуглинистые, незасоленные. Проведен химический анализ, механический и минеральный состав почвы в лаборатории Казахского научно-исследовательского института воды ТОО «Экономик», Тараз. Результаты химического анализа почв показывают, что содержание гумуса в пашне находится в пределах 0,42-1,25 процента. Эксперимент показывает, что по всем характеристикам содержание питательных веществ в целом соответствует данному типу почвы, однако есть тенденция к снижению плодородия. Поэтому при постановке полевых опытов необходимо применять как органические, так и минеральные удобрения в дозах, рекомендованных научными учреждениями региона. Опытные участки расположены на старых орошаемых сероземах с глубокозалегающим песком, а галечные отложения и грунтовые воды находятся на глубине трех и более метров. По мнению ученых, получить максимальный урожай зерна кукурузы можно только за счет поддержания нижнего предела влажности почвы на уровне 70-75 процентов. Уменьшение влажности почвы до 60 процентов от наименьшей влагоемкости в любой фазе снижает урожайность зерна. Особенно низкие урожаи возникают при снижении предполивного порога влажности почвы в период цветения. Неаккуратное установление увлажненного активного слоя приводит к нерациональному использованию поливной воды, повышению уровня грунтовых вод и снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Переувлажнение деятельного слоя поч­вы приводит к потерям воды за счет инфильтрации и ухудшению эколого-мелиоративного состояния орошаемого поля. Недостаточная влажность почвы сокращает интервалы полива, увеличивает их частоту, влечет к удорожанию урожая и снижает продуктивность сельскохозяйственной продукции. Дифференциация установления глубины увлажнения путем изменения расчетного слоя почвы приводит не только к увеличению абсолютной величины массы корней, но и к более равномерному распределению их по отдельным горизонтам толщи почвы, обеспечивая сохранение почвенной влаги и улучшая условия мелиорации земель. Орошение на участке выращивания сельскохозяйственных культур осуществлялось капельным методом при условии поддержания влажности почвы на оптимальном уровне с учетом преобладающих климатических условий в течение вегетационного периода развития растений. Учет подачи воды на участки выращивания кормовых культур осуществлялся с устройств систем капельного орошения. Водопотребление сельскохозяйственного поля при оптимальном водоснабжении растений подчиняется физическим законам испарения. Растение потребляет большое количество воды посредством транспирации, которая необходима не только для питания и развития листьев, но и для охлаждения температуры наземной части растения. Изменяя условия окружающей среды, внося минеральные удобрения, увеличивая влажность и снижая температуру в прикорневой зоне, можно существенно сократить расход воды растениями. Общее водопотребление исследуемой культуры является основным показателем, характеризующим расход воды на создание урожая сельскохозяйственных культур. Грунтовые воды на опытном участке залегают ниже трех метров и не доступны для корней растений. При формировании общего водопотребления кукурузы на зерно при капельном орошении участие запасов почвенной влаги невелико и составляет семь процентов. По данным исследования, среднегодовое потребление влаги сельскохозяйственными культурами компенсировалось в среднем на 14 процентов из осадков. Распределение атмосферных осадков в период выращивания кукурузы оказывает существенное влияние на режим орошения. Кроме того, он существенно зависит от уровня предполивной влажности почвы. Наибольшая доля влаги в эксперименте восполнялась за счет подачи поливной воды. В исследуемые годы доля оросительной воды в общем потреблении влаги сельскохозяйственными культурами составила в среднем 78-79 процентов. Анализируя состояние водного баланса, можно говорить о прямой зависимости между общим водопотреблением и режимом орошения. Установлено, что режим орошения, складывающийся при сохранении влажности почвы на уровне 85 процентов от наименьшей влагоемкости, обеспечивает максимальную урожайность. Урожайность кукурузы при оптимальном режиме орошения 85 процентов от наименьшей влагоемкости и внекорневой подкормке за годы исследований составила в среднем 12,7 тонны с гектара с колебаниями по годам от 12,43 до 12,9 тонны с гектара. Технология выращивания кукурузы на зерно при капельном орошении требует соб­людения всех агротехнических приемов выращивания сельскохозяйственных культур при обеспечении оптимального режима орошения. Поскольку режим орошения является одним из основных агротехнических приемов, входящих в технологию возделывания сельскохозяйственных культур, необходимо устанавливать сроки и нормы орошения для обеспечения оптимальных значений влажности почвы и глубины увлажнения. Таким образом, выращивание кукурузы на зерно с помощью капельного орошения на сегодняшний день является самой инновационной и наиболее перспективной технологией в растениеводстве. Увеличение урожайности в полтора-два раза, технологичность производства, возможность продления срока сева - все это быстрыми темпами приводит к увеличению области его применения. Все известные гибриды кукурузы экономно используют воду, что связано не только со сниженным коэффициентом транспирации, но и с повышенной отзывчивостью к орошению и ее продуктивностью. Разработка водосберегающей системы капельного орошения направлена на агротехническое внед­рение методов возделывания кукурузы на зерно и режимы его орошения, которые бы могли обеспечить высокую урожайность сельскохозяйственных культур при условии минимизации непроизводительных потерь поливной воды от проектного слоя почвы и поддержание благосклонного мелиоративного состояния сельскохозяйственного поля.

Индира КУДАЙБЕРГЕНОВА, магистр сельскохозяйственных наук, главный ученый секретарь,

Нурлан БАЛГАБАЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор по научно-исследовательской работе ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства», фото из открытых источников

[gallery size="publisher-md" ids="69963,69962,69961"]