Целью наших исследований было изучение методов управления плодородием орошаемых земель аридной зоны Поволжья и их оптимизация. Разработка направлена на создание алгоритма проведения мероприятий на основе эффективного использования природных ресурсов и сохранения плодородия орошаемых земель — это рациональные севообороты, разноглубинная обработка почвы, дифференцирование поливных норм и т. д.
В зернотраво-пропашном севообороте
Исследования проходили на экспериментальных участках опытно-производственного хозяйства ВолжНИИГиМ в типовом зернотравопропашном севообороте общей площадью 350 га. Объектом исследований стала темно-каштановая среднесуглинистая почва с содержанием гумуса 2,67 %, с высокой и средней обеспеченностью доступным фосфором и обменным калием. Предполивную влажность поддерживали на уровне 70, 80 и 90 % НВ. Полив осуществляли дождевальной машиной «Волга-СМ». Изучались расчетные дозы минеральных удобрений на уровень планируемой урожайности. Контролем был вариант без удобрений.
Водосбережение и повышение эффективности водопользования должно предусматривать контроль режимов орошения, оперативную корректировку поливных и оросительных норм с учетом предполивной влажности почвы в конкретных условиях агроландшафта, установку приборов учета, уменьшение подпитывания участков орошения грунтовыми водами путем направленной реконструкции оросительных систем, строительство аккумулирующих прудов и водохранилищ на местном стоке.
В комплекс мер, обеспечивающих сохранение плодородия, входят высокопродуктивные и эрозионно-безопасные севообороты с подбором высокоурожайных и устойчивых к болезням сортов и гибридов, формирование рациональной структуры посевов, почвозащитные энергосберегающие приемы обработки почвы, включая щелевание и послеполивное рыхление. Разработанные агромероприятия по обработке почвы должны быть направлены на обеспечение экологической устойчивости орошаемых агроценозов. В системе севооборотов, кроме того, их необходимо связывать с конкретными условиями территории, оценивать оптимальную нагрузку орошения на площадь при сочетании экономии водных ресурсов с экологической безопасностью конструкций сооружений.
Главные задачи
Требования к почвозащитной организации территории связаны с поддержанием оптимального гидрохимического баланса почв при внесении удобрений и использовании средств защиты растений. Регулирование водного режима почв при максимальном использовании естественных осадков поможет сохранить плодородие. Применение ресурсо- и энергосберегающих технологий обеспечит рациональный подход к использованию водоемов и водостоков. Технология восстановления деградированных экологически неблагополучных земель должна учитывать буферные свойства почвы и биологические особенности культур.
Комплекс этих мер повысит достоверность мониторинга и позволит дать серьезные прогнозы о состоянии орошаемых земель.
Вот какие задачи нужно решить для оптимизации методов управления плодородием орошаемых земель аридной зоны Поволжья:
- оптимизировать структуру посевов с учетом региональных потребностей и рыночной конъюнктуры;
- внедрить ресурсо- и влагосберегающие приемы и технологии;
- применить орошение с учетом изменения климата и технологий;
- внедрить новые продуктивные культуры и сорта;
- повышать урожайность за счет оптимального внесения удобрений и рационального водного режима.
Где выгода
Орошаемое земледелие нужно сделать рентабельным, и это возможно за счет высоких урожаев, а значит, соблюдения научно обоснованных и проверенных практикой технологий. Полив будет эффективным при таких урожаях: зерновые — 3,2 т/га, в т. ч. озимая пшеница — 3,5 т/га; кукуруза на зерно — 4,5 т/га; соя — 2,8 т/га, а урожайность многолетних трав должна быть не ниже 7,5 т/га сена и 35–40 т/га зеленой массы, кукурузы на силос — более 40 т/га, овощей — 30 т/га. С учетом региональных потребностей и рыночной конъюнктуры необходимо в структуре орошаемых посевов довести долю кормовых культур до 70 %, картофеля и овощей — до 13 %, зерновых — до 8 %, сои — до 9 %. Обоснование объемов выращивания овощей и картофеля должно базироваться на уровне потребности населения, а также близости предприятий хранения и переработки. В группе зерновых культур должны преобладать озимые и кукуруза на зерно. Стратегическим направлением в аридной зоне Поволжья остается производство кормов для восстановления поголовья скота. В условиях рискованного земледелия высокие и стабильные урожаи этих культур можно получать только при орошении. В составе орошаемых кормовых культур приоритетными должны стать многолетние травы — люцерна, кострец, овсяница, козлятник и другие — в связи с их высокой продуктивностью и небольшими затратами на выращивание. В кормовой группе многолетние травы должны занимать более 50 %, кукуруза на силос — 20–25 %, однолетние травы — 15–20 %, корнеплоды — 10 %. Для получения качественного корма на орошаемых землях необходимо расширение посевов травосмесей из бобовых и злаковых трав длительного использования и смешанных посевов кукурузы, сорго и сои, а также многокомпонентных травосмесей с соей в составе. Внедрение ресурсосберегающей технологии производства высокобелковых кормов на мелиорированных землях на основе создания агроценоза бобово-злаковых трав длительного пользования поможет решить проблему растительного белка за счет увеличения в структуре орошаемых площадей посевов сои. Полномасштабное использование потенциала региона для поддержки высокого уровня плодородия почв и его расширенного воспроизводства возможно только на основе разработки и внедрения зональных орошаемых севооборотов. Для орошаемых условий аридной зоны Поволжья в зависимости от специализации хозяйств рекомендуются различные виды типовых севооборотов. В хозяйствах овощемолочной специализации преимущество имеют овоще-кормовые и кормовые. Для хозяйств скотоводческого направления можно рекомендовать специальные высокоэффективные кукурузосодержащие севообороты.
Структуры орошаемых севооборотов должны постоянно совершенствоваться и адаптироваться к изменяющимся почвенно-климатическим условиям, технологиям возделывания, а еще должны быть направлены на внедрение высокопродуктивных сортов. Многолетние исследования позволяют улучшать севообороты в таких направлениях: сочетание основных, пожнивных и поукосных культур, чтобы поле постоянно находилось под покровом растений; введение в севообороты достаточных площадей зернобобовых, крестоцветных и других культур для создания биоразнообразия; подбор культур с учетом их фитомелиоративной способности для улучшения условий произрастания последующих культур и воспроизводства плодородия почвы.
На почвах с естественным дренажным режимом при разумном водопользовании, где нет опасности ухудшения мелиоративного состояния земель, можно использовать севообороты с короткой ротацией без многолетних трав с одним полем пропашных культур.
В связи с расширением площадей под сою и ее концентрацией в структуре посевов рекомендуется четырехпольный севооборот с таким набором культур: 1 — озимая пшеница, 2 — соя, 3 — кукуруза на силос, 4 — злаково-бобовая травосмесь.
Предложения современности
Повысить эффективность орошаемого земледелия можно внедрением ресурсо- и влагосберегающих приемов и технологий, таких как биоземледелие, минимизация обработки почвы, дозированное внесение микроудобрений, использование гербицидов в минимальных дозах, инновационные технологии (антистрессовые, пинцировка ростовой точки, декапитация и т. п.). Применение современных методов и биологизированных технологий управления продукционным потенциалом агросистем с использованием современных средств аэрокосмического и позиционного зондирования (технологии «точного земледелия») обеспечит контроль выполнения агротехнологических операций.
При возделывании сельхозкультур на орошении ведущее место должно отводиться азотным удобрениям. В темно-каштановых почвах Поволжья отмечается недостаток азота и достаточное содержание фосфора, так что дозы внесения азотных и фосфорных удобрений будут зависеть от степени обеспеченности почв этими элементами. Калия в таких почвах достаточно, на уровне обеспеченности растений этим элементом, потому калийные удобрения выгодно вносить только под овощные, зернобобовые и кормовые культуры. Для достижения запланированных уровней урожайности фосфорные и калийные удобрения нужно вносить под обработку почвы с обязательной их заделкой, а азотные — с разбивкой (до посева и в виде подкормки).
Высокой продуктивности при сохранении эффективного плодородия можно достичь широким использованием сидеральных культур, применением высокоэффективных органоминеральных удобрений для предпосевной обработки семян и опрыскивания растений баковыми смесями с пестицидами по вегетации.
Изменяющиеся мелиоративные условия аридной зоны Поволжья, требования воспроизводства плодородия и охраны агроландшафтов говорят о необходимости дифференцированных режимов орошения. Речь также идет о предпосевных и вегетационных поливах. Анализ говорит, что предпосевные поливы целесообразны при влажности почвы в пахотном слое до посева не более 75 % НВ на тяжелых суглинках, 70 % НВ — на средних и 65 % НВ — на легких суглинках. Такие поливы хороши под озимые и поздние яровые культуры. Нормы под поздние яровые культуры — 300–350 м3/га, под озимые — 400–450 м3/га.
По результатам исследований установлено, что нормы вегетационных поливов на основных почвенных разностях аридной зоны Поволжья при существующей технике полива должны быть не выше 500 м3/га в середине вегетации, когда необходимость растений во влаге максимальная, а в остальные периоды должны находиться в пределах 350–400 м3/га. Завышение поливных норм приводит к инфильтрации и образованию стока. Во влажные годы оросительные нормы необходимо уменьшить на 15 %, в острозасушливые — увеличивать до 20 %.
Вера Кижаева
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела комплексной мелиорации и экологии Волжского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации, Саратовская область
Фото с сайта ВНИИГиМ