ВЛИЯНИЕ УКРЫВНЫХ И МУЛЬЧИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА СОХРАННОСТЬ ПОЧВЕННОЙ ВЛАГИ ПРЕДКАВКАЗСКИХ ЧЕРНОЗЕМОВ Ревенко В.Ю.,Зайцев Р.Н.

Армавирская опытная станция Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур


Номер: 12-1
Год: 2016
Страницы: 159-162
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

полевой опыт, нетканые материалы, полиэтиленовая пленка, полимерный абсорбент влаги, влажность почвы, field experiment, nonwoven fabrics, polyethylene film, polymeric absorbent of moisture, humidity of the soil

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В полевых условиях проведена оценка различных способов сохранения запасов продуктивной влаги в почве с помощью мульчирующих материалов и полимерных гидрогелей.

Текст научной статьи

Введение. В условиях засушливого климата Южного федерального округа черноземы обычно сильно иссушаются в течение вегетационного периода. В малоснежные зимы и сухие весны они получают недостаточную влагозарядку, что является одним из основных факторов снижения урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому, в зонах недостаточного увлажнения вопросам накопления и сохранения влаги в почве всегда уделяется повышенное внимание. При этом применяются разнообразные комплексы агротехнических приемов, которые должны обеспечивать качественное поглощение влаги верхним слоем, перераспределение её в нижние горизонты почвы и снижение интенсивности физического испарения. Предварительная оценка эффективности различных способов снижения испаряемости и сохранения продуктивной влаги в почве была проведена в лабораторных условиях Армавирской опытной станции ВНИИМК [1]. В серии опытов с поверхностным мульчированием почв наибольшую влагосберегающую эффективность показала черная полиэтиленовая пленка толщиной 100 мкм. Менее эффективными оказались буковые древесные опилки, постеленные слоем 1,5 - 2 см. На третьем месте - вариант с нетканым материалом «Агроспан». Цель исследований. В полевых условиях дать оценку различным способам сохранения запасов почвенной влаги путем снижения её физического испарения и уменьшения гравитационного стока влаги из корнеобитаемого слоя. Материалы и методы. Лабораторные исследования подтвердили известный тезис о том, что черная светонепроницаемая полиэтиленовая пленка значительно подавляет рост сорняков благодаря ограниченному доступу света, ускоряет прогревание почвы солнечными лучами, создает благоприятные условия для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Немаловажное значение имеет процесс экранирования и защиты почвы от ночного охлаждения. Более ровные температуры почвы способствуют благоприятному формированию корневой системы растений. Вода, поднимающаяся по тонким земляным капиллярам, не испаряется в поверхностном слое, а конденсируется на оборотной поверхности пленки. Однако, у данной влагосберегающей технологии есть и недостатки. Во-первых, пленка не пропускает влагу, поступающую в почву в виде атмосферных осадков, во-вторых - в летнюю жаркую погоду температура воздуха и почвы под таким укрывным материалом резко повышается, что может отрицательно сказываться на процессе вегетации растений. Наконец воздухонепроницаемость полиэтиленовой пленки определенно влияет на динамику внутрипочвенных процессов, приводя к росту количества патогенных бактерий, возникновению корневых гнилей, ухудшению протекания процесса образования азотфиксирующих бактерий у сои и т.д. Нивелировать указанные недостатки растениеводы обычно пытаются путем мульчирования поверхности с помощью сыпучих или нетканых материалов. Последние, в отличие от полиэтиленовой пленки, хорошо пропускают воздух, задерживая при этом влагу в земле. Нетканые материалы способствуют быстрому прогреву почвы и задержке тепла в её поверхностном слое. Они эффективны в борьбе с сорной растительностью, не получающей нужного для фотосинтеза количества света. Обладают хорошей пропускной способностью - пропускают воду, жидкие комплексные удобрения, углекислый газ. В числе других преимуществ: сокращение объема испарений с поверхности почвы, препятствие развитию гнили или плесени под материалом, длительный срок службы, легкость и прочность. К недостаткам данного способа мульчирования можно отнести следующие: нетканые материалы сдерживают рост далеко не всех видов сорняков (например - вьюнковых, корнеотпрысковых); их воздухопроницаемость снижает влагосберегающую эффективность при ветровой нагрузке. Следующий, исследуемый нами в лабораторных условиях способ сохранения продуктивной влаги в почве - это использование полимерных абсорбентов (гидрогелей). Они представляет собой гранулы полимера, которые при замачивании водой разбухают и доходят до гелеобразного состояния. 1 грамм гидрогеля впитывает до 300 мл воды, имеет нейтральный РН и безопасен для растений. По заявлению производителей - гидрогель не теряет своих свойств после замерзания и полного высушивания и работает в земле 3-5 лет. На основании полученных предварительных результатов нами были заложены полевые опыты с использованием в качестве мульчирующих материалов: черной полиэтиленовой пленки, нетканого материала и тонкого слоя мелкодисперсного порошка мела. На второй части вариантов проводили оценку влияния гидрогеля, заделанного в почву на сохранение продуктивной влаги и её доступность корневой системе. Исследования проводили на полях Армавирской опытной станции. Почвы опытного участка - чернозем обыкновенный мощный тяжелосуглинистый, сформированный на лессовидном тяжелом суглинке. Предшественник в опытах - озимая пшеница. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов - рендомизированное. Посев механизированный, проводился модифицированной сеялкой СУПН-8 (с междурядьями 70 см), с нормой высева семян 400 тысяч шт. на 1 гектар. Сорт сои - «Славия». Длина делянки - 15 м, ширина - 3,5 м. Полимерный абсорбент влаги вносили на глубину 9-10 см перед посевом, сеялкой СУПН-8, в дозе 400 кг/га. После получения всходов укрывные материалы («Агроспан 60», черная полиэтиленовая пленка толщиной 100 мкм) укладывались в междурядья. Следует особо отметить, что с целью сбора атмосферных осадков с поверхности пленки, междурядья имели дугообразный профиль, позволяющей воде стекать в рядки с растениями сои. Расстояние от края пленки до рядка составляло 4…6 см. Контрольные делянки возделывались по традиционной технологии. С учетом того, что слоем активного влагооборота и влагообеспеченности сои является корнеобитаемый слой 0 - 100 см, влажность почвы определяли именно в этом диапазоне глубин. Отбор проб производился методом конверта, в 5-ти кратной повторности. Сроки отбора проб: после появления всходов, в фазе интенсивного роста, в фазе образования бобов, в фазе полного налива бобов, перед уборкой - в соответствии с методикой [2]. Результаты и обсуждение. Обильные дожди в ранневесенний период значительно пополнили запасы влаги по всей глубине исследуемого профиля. В период появления всходов, влажность почвы в метровом слое варьировалась от 23,3 до 26,7% (в зависимости от варианта опыта), что свидетельствует о достаточных запасах продуктивной влаги для данного типа почв, накопленных за осенне-зимний период. Отметим, что явление большого содержания остаточных запасов влаги в почвенно-грунтовой толще - типичная особенность водного режима обыкновенных предкавказских черноземов. Относительно интенсивные осадки, выпавшие в мае - июне (167,3 мм ) не привели к росту содержания влаги в почве. По результатам замера её влажности в конце июня, данный показатель существенно снизился в слое почвы 0 - 40 см: в 1,26 - 1,67 раза, в зависимости от типа укрывного материала. Это произошло, в первую очередь, вследствие расходования влаги на эвапотранспирацию (расход воды интенсивно растущими растениями сои и физическое испарение с поверхности почвы). В нижележащих слоях почвы (50 - 100 см) запасы влаги снизились незначительно - на 5 -7%. Совершенно иная картина наблюдалась в начале августа. К этому времени произошло иссушение всей метровой толщи почвы в результате активного использования влаги растениями сои, испарения влаги с листовой и почвенной поверхности под воздействием солнечной радиации и суховеев. При этом, на участках, укрытых пленкой и нетканым материалом, влажность почвы была относительно равномерной по всей глубине исследуемого горизонта, в отличие от открытых участков, в верхних слоях которых влаги было значительно меньше. Например, в слое почвы 10 - 20 см влажность снизилась на делянках с нетканым материалом в 1,65 раза, с черной полиэтиленовой пленкой - в 1,8 раза, на контроле - в 2,7 раза. Таким образом, на укрытых «мульчей» участках наблюдалось достоверное снижение непроизводительных затрат влаги на физическое испарение с поверхности почвы. На рисунке 1 приведено наглядное представление о динамике изменения влажности почвы в метровом слое в зависимости от варианта опытов. Размер серых столбцов характеризует степень уменьшения увлажнения почвы в слое 10 - 20 см, т.е., чем они больше - тем интенсивнее проходит на данном варианте опыта процес эвапотранспирации. При этом, нельзя сбрасывать со счетов хотя и незначительный, но существующий восходящий поток влаги по градиенту всасывающего давления из нижележащих (более 1 м) слоёв почвы. Однако, его влияние на степень увлажнения корнеобитаемых слоев было снивелировано глубокими трещинами (до 50 - 70 см), образовавшимися практически на всех опытных участках к данному периоду времени. Рис. 1 - Динамика изменения влажности в метровом слое почвы в зависимости от типа укрывного материала Таким образом, снижение запасов продуктивной влаги в почве отмечалось по всем фазам развития растений сои. На прикрытых "мульчей" участках имел место процесс экранирования почвы, способствующий снижению обезвоживания её поверхностного слоя. В результате, наиболее мощный растительный покров наблюдался на участках с пленочными укрытиями. Заделка полимерного гидрогеля в почву позволила уменьшить потери влаги на физическое испарение, а также снизить сток гравитационной влаги в нижележащие слои. Рисунок 2 иллюстрирует характер изменения влажности почвы на глубине 0 - 40 см на участках с внесенным полимерным гидрогелем и на участках без него (в том числе и укрытых "мульчей"). Рис. 2 - Изменение влажности почвы в слое 0 - 40 см на участках с полимерным абсорбентом влаги и на участках без него Из графика следует, что на начальной стадии процесс эвапотранспирации на обоих вариантах проходил практически идентично. По истечении 40 дней участки, с внесенным в них полимерным гидрогелем, начинали менее интенсивно терять влагу, в сравнении с остальными и к началу уборки эта разница составляла 15%. Используемый нами вариант гидрогеля был безопасен для растений. Более того, в укрытых пленкой рядках наблюдались такие явления, как сквозное пронизывание и окутывание корнями сои гидрогелевого композита, сохранявшего влагу на протяжении всего вегетационного периода. Особо отметим, что смесь гидрогеля с почвой, случайно попавшая на поверхность мульчирующей пленки также сохранила влажность до начала уборки. По результатам многочисленных исследований, проводимых российским и зарубежными учеными - гидрогель, внесенный в почву наиболее эффективен в засушливые годы. Сложившиеся в 2016-м году метеорологические условия не способствовали раскрытию влагонакопительного потенциала данного полимера. Поэтому исследования будут продолжены. Выводы. На основании проведенных полевых опытов, выявлено: - наилучшие показатели по сохранению запасов продуктивной влаги в почве в течение всего периода вегетации растений сои, получены при укрытии поверхности почвы черной полиэтиленовой пленкой; - положительное влияние на сохранение влаги в слое 0 - 20 см оказывает и укрытие междурядий неткаными материалами; - на участках с нанесенным на поверхность почвы в качестве отражателя солнечного излучения мелкодисперсного мела показатели влажности в пределах исследуемого горизонта были на уровне контроля; - внесение полимерного гидрогеля в почву положительно сказывалось на процессе сохранения продуктивной влаги в верхнем корнеобитаемом слое почвы на протяжении всего периода вегетации сои, причем основная масса корней (90%) была сосредоточена в слое 0 - 30 см;

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.