Черноземные почвы, распространенные в двух смежных природных зонах – лесостепи и степи, существенно различаются по характеру естественной увлажненности: на северной их границе норма атмосферных осадков достигает 500-600 мм, на южной снижается до 350-400 мм. В этом же направлении возрастает и неустойчивость атмосферного увлажнения агроландшафтов, повышается частота и продолжительность атмосферных засух. Если в северных районах черноземной полосы губительные засухи отмечаются 2-3 раза в течение каждых 10 лет, то в южных районах 5-6 раз за такие же отрезки времени, представляя собой уже регулярную климатическую характеристику. При нарастании общей засушливости климата усиливается и пространственное варьирование атмосферных осадков, при котором два соседних участка могут довольно существенно отличаться по увлажнению, выпадение осадков во времени и пространстве становится крайне неравномерным, случайным. Особенно малой обеспеченностью атмосферными осадками характеризуется теплый вегетационный сезон, когда не только меньше выпадает осадков, но и резко возрастает испарение в атмосферу как результат транспирации интенсивно вегетирующей растительности, так и путем прямого физического испарения с поверхности почвы. Эти климатические особенности характерны для всех черноземных областей.
Так, несмотря на сравнительно высокую густоту речной сети, Воронежская область относится к регионам с низкой влаго- и водообеспеченостью и характеризуется как зона недостаточного увлажнения. В среднем по климатическим показателям в год выпадает 27,7 км3/год атмосферных осадков, но при этом испаряется с земной и водной поверхности и возвращаются обратно в атмосферу 24,1 км3/год. Показатель удельной водообеспечености региона в 3,7 раза меньше среднего показателя в стране. Примерно 55% водных ресурсов образуется во время весеннего половодья. Это 2-3 месяца, а в остальное время отмечается низкая водность.
Климатическая неустойчивость и недостаточная обеспеченность культурных растений атмосферными осадками для получения стабильно высоких урожаев сельскохозяйственных культур привели к развитию орошаемого земледелия на черноземах для решения как зерновой проблемы страны, так и для создания кормовой базы животноводства, развития овощеводства и садоводства. Следует отметить также, что на черноземах, по сравнению с другими почвами, культурные растения страдают от недостатка влаги гораздо чаще, так как чернозем, обладая малой водопроницаемостью и большой максимальной гигроскопичностью, удерживает в виде «мертвого запаса» большое количество влаги, заставляя растения страдать от её недостатка.
Многочисленные исследования показывают, что влажность активного слоя почвы , особенно в периоды повышенной чувствительности растений к воде, не должна быть менее 70-80% от предельной полевой влагоемкости, которая характеризуется максимальным количеством воды, удерживаемой в полевых условиях в том или ином слое почвы. Снижение влажности ниже указанного предела вызывает резкое уменьшение подвижности влаги и доступности её растениям, а также увеличение концентрации растворов питательных веществ в черноземной почве.
Потребность в орошении актуализируется с каждым годом. Наблюдения показывают, что если интенсивность потепления за 1948-2005 годы каждые 10 лет составляла 0,1ºС, то за 1976-2020 годы она стала выше в 2 раза за десятилетие. Уменьшился годовой и весенний сток рек. Нарастают засушливость и аридизация. Последние десятилетия стали самыми тёплыми за всю историю метеонаблюдений. Впервые за 130-летний период наблюдений за уровнем грунтовых вод в «Докучаевском колодце», расположенном в Каменной Степи, в последние 2 года за вегетационный период при глубине 8 м и среднемноголетнем уровне 3,8 м в колодце нет воды. В таких условиях растет необходимость расширения орошаемых земель. Необходимо отметить, что в недалёком прошлом орошаемому земледелию уделяли большое внимание, считая его ключом высоких урожаев. Его эффективность была доказана многолетними исследованиями и практическими опытами. Тридцать пять лет назад в областях Центрального Черноземья было 270 тыс. га поливных земель, из которых многолетние культурные пастбища занимали около 100 тыс. га – 37 % орошаемой площади. В структуре посевных площадей орошаемых земель значительное место отводилось кормовым культурам: многолетние и однолетние травы, кукуруза на силос, кормовая свёкла, овощные. Были планы довести орошаемый клин до полумиллиона гектаров. Однако этим планам не суждено было сбыться. В Воронежской области орошение проводилось на площади около 112 тыс. га.
В условиях Центрально-Чернозёмной зоны орошение рассматривают как дополнение к атмосферным осадкам, поэтому поливные режимы осуществляются по «подвижным» схемам. Нормы полива устанавливаются с учетом влажности почвы, глубины распространения корневой системы возделываемой культуры, фазы ее роста, а сроки и количество поливов определяются запасами воды в корнеобитаемом слое почвы, биологическими особенностями и состоянием растений, погодными условиями и потребностями той или иной культуры в воде. Для условий Центрального Черноземья поливные нормы колеблются от 300 до 600 м3/га. Во влажные годы количество поливов сокращается, в сухие – увеличивается. На основании многолетних опытов НИИ Центрального Черноземья, а также проведенных в ФАНЦ им. В.В. Докучаева составлена наиболее рациональная схема сроков и норм полива основных сельскохозяйственных культур для среднего по увлажнению года.
Поливную норму в виде слоя воды (мм) очень удобно сопоставлять с количеством выпавших осадков (дождя). Например, по данным метеорологической станции, на поля выпало 15 мм дождя. Осадки в 15-20 мм и более обычно учитывают при поливе и уменьшают поливную норму или переносят полив на 4-5 дней. При выпадении дождя в 10 мм и меньше поливы проводят в назначенные сроки. Поливы должны обеспечивать хорошее промачивание корнеобитаемого слоя почвы. Лишь тогда растения получают достаточно влаги, питание их активизируется, интенсивнее идут микробиологические процессы в почве и, как следствие, – повышается урожай культур.
Мощность промачиваемого (активного) слоя почвы для различных культур разная: для овощей и картофеля в начале вегетации – 0,25-0,3 метра, в конце вегетации – 0,5-0,6 метра, для зерновых в начале вегетации – 0,4-0,5 и в конце вегетации – 0,7-0,8, для многолетних трав соответственно 0,5-0,6 и 0,8-0,9, для сахарной свеклы – 0,3-0,4 и 0,7-0,8 метра.
В молодых плодовых садах поливами следует промачивать слой почвы в 0,5-0,6 метра, в плодоносящих садах – 0,8-1,0 метра.
В засушливой зоне степной и примыкающей к ней южной части центральной лесостепи оросительные нормы колеблются для зерновых культур от 600 до 1500, для сахарной свеклы, многолетних трав и овощных культур – от 1000 до 1800 м3/га.
Для озимой пшеницы требуется от одного полива во влажный год до трёх поливов в засушливый год. Первый полив проводится перед посевом (влагозарядковый полив) нормой 600-800 м3/га в средний год и 1000-1200 м3/га в засушливый год. В средний год проводят 1 полив в период трубкования, а в сухой – 2 полива нормой 600 м3 воды на 1 га в период трубкования и начала колошения.
Многолетним травам (на сено) в средний год требуется 2-3 полива, а в засушливый год до четырех поливов нормой 500-600 м3 воды на 1 га. Первый раз поливают в период первого отрастания трав, а в последующем – после каждого укоса. Многолетние травы на семена надо поливать умеренно. При обильных поливах урожай семян сильно снижается. Травы на семена в средний год поливают 1 раз в период весеннего отрастания нормой 400 м3 воды на 1 га. В засушливый год в конце мая проводят второй полив той же нормой.
Сахарную свеклу в средний год поливают 2, а в засушливый 3 раза нормой 600 м3 воды на 1 га: первый полив в середине июня, второй – в первой декаде июля и третий – не позже 5-10 августа. В поздние сроки сахарную свеклу поливать не следует, так как обилие влаги в почве перед уборкой может привести к снижению сахаристости. Поливы, проведенные до 10 августа, т.е. за 3-4 недели до уборки, при хорошей агротехнике, внесении удобрений повышают сахаристость корней на 1-1,5 % в сравнении с сахаристостью свеклы без орошения.
Для картофеля во влажный год требуется 1 полив, в средний – 2 и засушливый – 3, нормой 400-500 м3 воды на 1 га. Первый полив – в период бутонизации или в начале цветения, а в последующие – в период формирования клубней, последний – не позднее 5-10 августа.
Капусту как влаголюбивую культуру поливают во влажный год 2-3, в средний – 3-4 и засушливый – 4-5 раз. Первый полив – небольшой поливной нормой 250-300 м3 воды на 1 га в период посадки; 2 и 3 полива нормой 300-350 м3 воды на 1 га – в период нарастания листьев и последующие – в период формирования и роста кочана. Поливать капусту надо равномерно в течение всего вегетационного периода. Поливы первого периода вегетации создают благоприятные условия для завязывания крупного кочана, а поливы второго периода вегетации способствуют образованию плотного кочана. При таком поливном режиме вырастают крупные и плотные кочаны капусты с высокими товарными качествами. Если поливы проводятся только в первой половине вегетации, а затем прекращаются, то кочаны вырастают крупные, но рыхлые. Если же, наоборот, поливать начали только во второй половине вегетации, то кочаны образуются мелкие, а при поливах интенсивно растут и растрескиваются. Товарные качества капусты резко снижаются.
Помидоры в средний год требуют 2, а в засушливый – 3-4 полива: первый – в период посадки нормой 250-300, второй – в период бутонизации и цветения нормой 350-400 м3 воды на 1 га, последующие поливы в период формирования плодов нормой 400-500 м3 воды на 1 га. Лучшие результаты дает полив помидоров по бороздам, чем полив дождеванием.
Огурцы так же, как и помидоры, лучше поливать по бороздам, когда увлажняется почва, а листья остаются сухими. Огурцы очень требовательны к влаге, особенно в период интенсивного нарастания листьев, стеблей и образования плодов. Количество поливов в условиях степной зоны в средний год может колебаться от 3 до 4, а в засушливый год от 5 до 7; поливные нормы в первые поливы от 300 до 350, в последующие – 400-500 м3 воды на 1 га.
Морковь в средний год следует поливать 1-2 раза, а в засушливый – 3-4, поливные нормы в первые поливы – от 250 до 300, в последующие — от 350 до 500 м3 воды на 1 га. Поливать можно дождеванием и по бороздам.
Лук очень хорошо отзывается на полив, урожаи при орошении бывают в 2-2,5 раза выше, чем без орошения. В степной зоне лук поливают 3-4 раза. Корневая система лука распространяется неглубоко, в основном на глубине 10-15 см, поэтому поливные нормы должны быть небольшие. Первые поливы проводят после всходов и в период интенсивного нарастания пера (вторая половина мая – первая половина июня). Поливные нормы первых поливов должны быть 200-300, а последующих до 400 м3 воды на 1 га. Последний раз лук поливают не позже 5-10 июля, т.е. за 30-40 дней до уборки.
Сады в степной зоне надо поливать 3-4 раза за сезон поливной нормой 600-800 м3 воды на 1 га. Первый раз – в конце мая или начале июня, второй и третий раз – в начале и конце июля, четвертый полив (влагозарядковый) осенью в первой половине октября. Хорошее осеннее промачивание почвы в саду улучшает условия перезимовки сада и его плодоношение на будущий год. В засушливые годы количество и нормы полива могут быть увеличены, а во влажные годы – уменьшены. Во многих хозяйствах Центрального Черноземья применяют 2 способа полива: поверхностный и полив дождеванием.
В то же время получает все более широкое распространение капельное орошение, сущность которого заключается в подаче воды под напором по сети трубопроводов под каждое растение или ряд растений. Из трубопроводов вода поступает в почву через специальные водовыпуски – капельницы. Одновременно с водой в почву подаётся питательный раствор удобрений.
Оросительные нормы при капельном орошении в среднем снижаются на 20-50 % по сравнению с другими способами полива, а в некоторых случаях экономия воды доходит до 75-90 %. При таком орошении коэффициент использования воды составляет 85-95 % и в почве поддерживаются наиболее благоприятные водно-воздушный и питательный режимы растений, благодаря этому урожайность всех культур даже по сравнению с обычным дождеванием повышается на 20-60% и более. Особенно значительный прирост урожайности наблюдается при орошении плодовых, овощных и бахчевых культур.
Виктор Турусов, зав. лабораторией эколого-ландшафтных севооборотов, д-р сельскохозяйственных наук, академик РАН,
Роман Сальников, научный сотрудник ФГБНУ «Воронежский ФАНЦ им. В.В. Докучаева»
Зерновой портал Центрального Черноземья
|
RSS канал
