Водосберегающее орошение для Ростовской области: экономия без ущерба урожаю

27.04.2021
Технологии
1403
Николай Михеев
Фото:Николай Михеев

В рамках проведения 22 апреля 2021 г. на базе НИМИ Международной научно-практической конференции «Мелиорация как драйвер модернизации АПК в условиях изменения климата», директор научно-исследовательского института мелиорации, кандидат сельскохозяйственных наук Николай Михеев рассказал о результатах трехлетнего исследования водосберегающих режимов орошения основных сельскохозяйственных культур именно в условиях Ростовской области. К каким выводам пришли ученые, можно ли сокращать объемы полива картофеля, кукурузы на зерно, лука, моркови без ущерба урожайности и насколько сокращение оросительного режима будет полностью оправданным, — в материале «ГлавАгроном».

Практически повсеместно применяемые в Ростовской области технологии полива не могут обеспечить необходимый для полноценного роста, развития и получения проектной урожайности сельскохозяйственных культур режим влажности почвы. Данная ситуация объясняется множеством причин. Регулярное орошение каштановых почв и их обработка существующей сельскохозяйственной техникой провоцирует процессы уплотнения и слитизации корнеобитаемых горизонтов почвы, усиливающие капиллярное соленакопление в пахотном слое, ухудшение водно-физических свойств, снижение эффективности использования оросительной воды.

Пример прошлого года оказался для донских аграриев показательным: природа с ее отсутствующей зимой, снежного покрова и слишком рано наступившей весны с высокими температурами окружающей среды в буквальном смысле ставила сельхозпроизводителей перед выбором: либо сокращать клин орошаемых культур, либо рисковать. Приток воды в Цимлянском водохранилище был рекордно низким, и беспокойство специалистов было вполне объяснимым.

Для южных регионов развитие мелиорации ставится на первое место в списке приоритетных направлений АПК сферы, так как именно от того как будет организован полив выращиваемых сельскохозяйственных культур, во многом зависит будущая урожайность. Государство активно поддерживает хозяйства, которые решились на инвестиции в орошение. К примеру, в 2019 г. по федеральному проекту «Экспорт продукции АПК» на развитие оросительных систем аграриям было выделено 220 млн руб., по ведомственной программе — ещё 190,6 млн руб. За счёт этих средств хозяйства Ростовской области приобрели 54 дождевальные машины и увеличили площадь орошаемых земель на 4,6 тыс. га.

В качестве дополнительной меры областной бюджет выделяет деньги на оплату услуг по подаче воды и возмещает часть затрат на ремонт и расчистку оросительных систем. К примеру, на 2020 г. был установлен лимит 50 и 30 млн руб. соответственно. С одной стороны то, что государство принимает активное участие в модернизации оросительных систем и заинтересовано в развитии этого направления на Дону — похвально, но с другой стороны эксперты понимают, что потребуется еще не один год, чтобы довести объемы орошаемых земель до уровня, существовавшего во времена СССР.

К примеру, в Ростовской области в 2020 г. числилось 231,4 тыс. га орошаемых земель, но при этом в плане водопользования включили только 74,8 тыс. га, что даже не дотягивает до 1/3.

В связи с этим исследования, направленные на разработку приемов улучшения технологий полива и повышения эффективности орошения в неблагоприятных почвенно-климатических условиях Ростовской области являются на сегодняшний день актуальными.

В современном орошаемом земледелии России отмечается острый дефицит оросительной воды, что объясняется как сложившимися климатическими условиями, так и состоянием эксплуатируемых мелиоративных систем, многие из которых нуждаются в проведении комплексной реконструкции. Огромной проблемой для засушливых территорий нашей страны является экономное расходование воды, но при этом получение максимально возможной урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур.

В связи с этим возникла такая необходимость в нашей мелиоративной науке на современном этапе, как разработка, внедрение, производство водосберегающих технологий, направленных на повышение эффективности использования оросительной воды и законов земледелия.

Основная цель, которая стояла перед учеными, — разработка и научное обоснование водосберегающих режимов орошения основных сельскохозяйственных культур, обеспечивающих получение устойчивой урожайности, независимо от сложившихся погодных условий при снижении расхода оросительной воды на создание одной тонны продукции, сохранение и восстановление плодородия мелиоративных земель.

Специалистами был выполнен анализ современного состояния сельскохозяйственного производства, объектов проведения исследований, почв, климатических условий. Определены водно-физические и агрохимические свойства на опытно-производственных участках, определено качество оросительной воды.

Николай Михеев
Фото:Николай Михеев
Полив посевов лука дождевальной машиной Valley на опытно-производственном участке, ООО «Исток-1», 2019 год

Какие исследования были проведены в условиях Ростовской области?

  1. Изучена динамика влажности почвы.
  2. Установлено влияние водного режима на факторы жизнедеятельности растений.
  3. Разработаны водосберегающих режимов орошения.
  4. Определены водопотребление таких культур, как кукуруза на зерно, картофель (весенняя, летняя посадка), лук и морковь.
  5. Изучено влияние водосберегающих режимов на плодородие почв.
  6. Определены технико-экономические показатели возделывания сельскохозяйственных культур при водосберегающих режимах орошения.

На протяжении трех лет исследований разработаны и предложены сельскохозяйственному производству рекомендации по водосберегающим режимам орошения вышеперечисленных культур, возделываемых в условиях дефицита водных ресурсов. 

Исследования по разработке водосберегающих режимов орошения проводились сразу в нескольких хозяйствах ООО «Исток-1» и ООО «Золотовское» Семикаракорского района.

Николай Михеев
Фото:Николай Михеев
Посевы кукурузы на зерно на опытно-производственном участке ООО «Исток-1», 2019 год
Сельскохозяйственные предприятия специализируются на возделывании сельскохозяйственных культур с привлечением систем орошения, получают хорошие урожаи даже в условиях дефицита водных ресурсов. Показательные хозяйства в области.

Данные по исследованию будут приводиться за 2019 г.

В ООО «Исток-1» посевы сельскохозяйственных культур выглядели следующим образом:

  • кукуруза на зерно сеялась на площади 78 га;
  • лук высаживался на площади в 55 га;
  • летние посевы моркови занимали более 50 га;
  • под картофель отводилась площадь в 60 га.
Николай Михеев
Фото:Николай Михеев
Полив моркови весенней посадки дождевальной машиной Valley на опытно-производственном участке, ООО «Исток-1», 2019 год
Для орошения в хозяйстве применялась дождевальная техника Valley кругового действия. Также присутствовало и капельное орошение, однако акцент делался именно на дождевальной машине.

В ООО «Золотовское» размещался картофель летней посадки, поливы проводились дождевальной машиной Reinke кругового действия.

Николай Михеев
Фото:Николай Михеев
Полив картофеля весенней посадки дождевальной машиной Valley на опытно-производственном участке, ООО «Исток-1», 2019 год

Опытно-производственное полевые исследования предусматривали варианты на опыт на производственных участках со снижением поливных норм на 15% и 30% соответственно в критические фазы вегетации сельхозкультур. В производственных посевах использовался разработанный раннее оптимальный режим орошения.

Николай Михеев
Фото:Николай Михеев
Отбор почвы на влажность на посевах лука и картофеля ООО «Исток-1» и ООО «Золотовское», 2019 год
Полевые исследования проводились в соответствии с общепринятыми методиками.

Опыты на кукурузе по снижению поливных норм

Динамика влажности почвы на посевах кукурузы на зерно, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

На посевах кукурузы на зерно изучалась динамика влажности почвы, начиная от всходов 24 апреля до полной спелости 24 сентября 2019 года. Водный режим предусматривал проведение десяти поливов с оросительной нормой 3900 кубических метров на 1 га площади.

Режимы орошения кукурузы на зерно, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

На вариантах со снижением 15% и 30% поливной нормы также было выдано под 10 поливов. Величина оросительных норм составила по сравнению с оптимальными при снижении на 15% — 3600 м³/га, со снижением на 30% — 3300 м³/га.

Опыты с картофелем весенней посадки

Динамика влажности почвы на посевах картофеля, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

На картофеле весенней посадки в ООО «Исток-1» исследования проводились с 23 апреля до момента уборки урожая — 22 июля. Было проведено 18 поливов.

Режимы орошения картофеля весенней посадки, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Поливная норма на оптимальном режиме составила 5320 м³/га, со снижением на 15% — 4720 м³/га, со снижением на 30% — 4120 м³/га. Полив проводился дифференцированно.

Опыты с луком весенней посадки

Динамика влажности почвы на посевах лука, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

На луке изучалась динамика влажности в течение периода с 23 апреля по 8 августа. Было проведено 30 поливов. Поливная норма на оптимальном режиме орошении составляла 6120 м³/га, со снижением на 15% — 5590 м³/га, на 30% снижение составляло 5060 м³/га.

Снижение поливных норм на 15% и 30% проводилась в фазу развития лука 5-6 листьев. И так до конца вегетации. При этом, при снижении поливных норм на 15% величины оросительных норм уменьшались на 9%, при уменьшении поливных норм на 30% — снижались показатели на 17%.

Режимы орошения лука весенней посадки, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Влажность почвы колебалась в пределах от 70% до 91% на оптимальном режиме орошения, при снижении объема орошения на 15% показатели влажности почвы колебались в пределах 68%-86%, при снижении на 30% показатели варьировались от 64% до 79% от наименьшей влагоемкости.

Опыты на моркови летнего посева

Динамика влажности почвы на посевах моркови, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Морковь летнего посева возделывалась в ООО «Исток-1». Посевы моркови осуществлялись в конце мая. Поливы, начиная с посевного, проводились с 29 мая по 24 сентября. Для того, чтобы всходы

Оросительная норма составляла 5740 м³/га, при снижении на 15% — 5380 м³/га, на 30% — 5020 м³/га.

Режимы орошения моркови весенней посадки, ООО «Исток-1», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Снижение поливных норм осуществлялась с 12 августа, когда морковь была в фазе образовании корнеплода. Здесь величины оросительных норм также снижались, что при снижении поливных норм на 15%, снижение орошения осуществлялось на 9%, при снижении на 30% снизилось до 13%. Влажность почвы колебалась в пределах от 70% до 88% на оптимальном режиме орошения, при снижении объема орошения на 15% показатели влажности почвы колебались в пределах 73%-84%, при снижении на 30% показатели варьировались от 72%-81% от наименьшей влагоемкости.

Опыты на картофеле в ООО «Золотовское»

Динамика влажности почвы на посевах картофеля, ООО «Золотовское», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Специализируется картофелем летней посадки (чипсовый картофель). Изучали динамику влажности с 4 июня и по 10 сентября.

Режимы орошения картофеля, ООО «Золотовское», 2019 год. Фото: Николай Михеев

Поливная норма на оптимальном режиме составила 4650 м³/га, со снижением на 15% — 4134 м³/га, со снижением на 30% — 3615 м³/га. Полив проводился дифференцированно. В целом снижение оросительных норм было в среднем на 11,2%.

Биологическая урожайность сельхозкультур при различных режимах орошения

В результате проведенных трехлетних исследований установлено, что урожайность при водосберегающем режиме орошения выглядит следующим образом.

Фото: Николай Михеев

Схемы орошения при оптимальном водосберегающем режиме (снижение от нормы на 15%)

Примечание. Все нормы полива приведены при условии снижения на 15%.

Водосберегающий режим орошения кукурузы на зерно

Фото: Николай Михеев

При снижении величин поливных норм на 15% предусмотрено девять поливов, начиная с 300 м³/га, с увеличением до 400 м³/га и 425 м³/га соответственно. Общая оросительная норма составляет 3550 м³/га.

Водосберегающий режим орошения для картофеля весенней посадки

Фото: Николай Михеев

Для картофеля весенней посадки требуется в среднем 18 поливов за сезон. Поливы начинаются с 200 м³/га. Далее идут удобрительные поливы 100 м³/га, и далее 340 м³/га — это первая поливная норма со снижением на 15%. Такой нормы придерживаются до конца вегетации, то есть фактически до середины июля. Оросительная норма составляет 4700 м³/га.

Водосберегающий режим орошения лука

Фото: Николай Михеев

Лук требует 28 поливов. Для того чтобы получить всходы в засушливом мае и поддерживать их поливы проводятся через каждые двое суток, по 100 м³/га. И, начиная с 26 июня, когда фаза развития лука составлялась 5-6 листьев, поливные нормы снижались.

Водосберегающий режим орошения моркови в летнем посеве

Фото: Николай Михеев

В общей сложности морковь летнего посева при водосберегающем режиме поливалась 30 раз. Поливы выполнялись ежедневно. При выращивании моркови с учетом ее длительного периода всходов, было важно поддерживать влажность почвы в верхнем горизонте во избежание иссушения.

Водосберегающий режим орошения картофеля в летнем посеве

Фото: Николай Михеев

В общей сложности были проведено 18 поливов. Оросительная норма составила 4140 м³/га.

К каким выводам пришли ученые?

Применение водосбережения при возделывании сельскохозяйственных культур обеспечило экономию оросительной воды до 14,8%. Возделывание кукурузы, картофеля, лука, моркови на орошаемых землях даже в условиях дефицита водных ресурсов является экономически выгодным.

Эффективное использование влаги, по сравнению с оптимальным орошением, наблюдается при снижении оросительной нормы на 15%, что позволяет использовать такие условия при дефиците водных ресурсов. При этом продуктивность изучаемых сельхозкультур снижается незначительно, в среднем от 7,1% до 12,5%.

Узнавайте первыми актуальные агрономические новости России и мира на наших страницах

Больше о Технологиях

Всё о Технологиях
© 2019 - 2022, ООО «ГлавАграр»
Правила использования GlavAgrar
Разработка сайтаFast&Curious
fncdev