Водосберегающее орошение для Ростовской области: экономия без ущерба урожаю

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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

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.

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%.

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.

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.

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.

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

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%.

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

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.

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.

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.

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.

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

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%.