Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности вопроса по возделыванию риса 8
1.1. История введения риса в культуру и его народнохозяйственное значение 8
1.2. Морфологические особенности культуры 10
1.3. Агробиологические свойства риса 14
1.4. Рисовая оросительная система 19
1.5. Дозы и виды удобрений, защита посевов от сорной растительности 28
1.6. Особенности технологии возделывания риса 34
2. Условия, место и методика исследований 38
2.1. Климатические особенности юга Амурской области 38
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований 40
2.3. Характеристика почвенных условий 44
2.4. Физико-химические свойства почвы опытного участка 46
2.5. Агротехника выращивания риса в опыте 49
2.6. Методика проведения исследований 51
3. Сочетание факторов для получения высокой урожайности зерна риса 58
3.1. Рост и развитие риса при различных сочетаниях факторов внешней среды 58
3.2. Динамика накопления биомассы посевами риса при периодическом дождевании 62
3.3. Фотосинтетические показатели, обеспечивающие формирование запланированных урожаев 64
3.4. Влияние засоренности на урожайность риса 74
4. Водопотребление периодически поливаемого риса 74
4.1. Характеристика поливных режимов для поддержания различных уровней влажности почвы 74
4.2. Анализ суммарного водопотребления риса при различных режимах орошения 85
4.3. Среднесуточное водопотребление при периодическом орошении риса 89
4.4. Коэффициенты водопотребления и затраты оросительной воды периодически поливаемого риса 93
5. Структура урожайности риса при различных сочетаниях факторов внешней среды и оценка качества 96
5.1. Структура урожайности 96
5.2. Урожайность риса 101
5.3. Оценка качества зерна риса 105
6. Экономическая и энергетическая эффективность периодически поливаемого риса
Выводы 113
Предложения производству 115
Список литературы 116
Приложения 133
- Морфологические особенности культуры
- Метеорологические условия в годы проведения исследований
- Динамика накопления биомассы посевами риса при периодическом дождевании
- Анализ суммарного водопотребления риса при различных режимах орошения
Введение к работе
Актуальность работы. Рис является основным продуктом питания 2/3 населения земного шара. Мировое производство зерна риса составляет 90 кг на душу населения. Рисовая крупа, имеющая высокую калорийность и усвояемость, является ценным диетическим продуктом. В нашей стране потребность населения в рисовой крупе собственного производства полностью не удовлетворяется, так как ограничено регионами его возделывания.
В рисоводческих хозяйствах России эту культуру возделывают по технологии продолжительном затоплении его посевов слоем воды. При этом фактические затраты воды на выращивание риса намного превосходят биологическую потребность растений в ней, так как значительная часть теряется на фильтрацию и подпитование грунтовых вод. Орошение риса затоплением связано со строительством специализированных капиталоемких рисовых оросительных систем, эксплуатация которых в значительной мере осложняет экологическую обстановку в районах рисосеяния.
В этой связи возникает необходимость разработки мероприятий по сокращению оросительных норм риса при традиционной технологии орошения за счет сокращения продолжительности затопления поля, устранения проточносте, уменьшения глубины затопления, повторного использования для орошения сбросных вод.
И здесь на помощь может прийти технология выращивания риса без затопления поля. Потребность риса в воде в этом случае удовлетворяется за счет периодических поливов. В результате затраты оросительной воды снижаются в 3-5 раз, а суммарное водопотребление предельно приближается к биологическому водопотреблению растений. Почвенно-климатические условия Амурской области соответствуют биологическим особенностям риса и его можно возделывать в широких производственных масштабах, но для этого требуется разработка новых водосберегающих, высокоэффективных и экологически безопасных технологий орошения риса с использованием пе-
5 риодических поливов. Решение этих вопросов позволит возделывать рис в Амурской области и получать более 4 т/га зерна.
Цель исследований: обоснование параметров оптимизации водного режима почвы в посевах периодически поливаемого риса, обеспечивающих получение высокой урожайности зерна при сохранении почвенного плодородия и экономии оросительной воды.
Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:
определить закономерности формирования урожая риса при сочетании различных водных, минеральных режимов почвы и норм высева семян;
выявить оптимальные режимы орошения риса для поддержания выбранного водного режима почвы в разные по степени увлажнения годы, обеспечивающие получение высокой урожайности зерна;
определить объемы и закономерности потребления воды растениями риса по межфазным периодам и за период вегетации в целом с установлением взаимосвязи водопотребления и температурного режима воздуха;
обосновать дозы удобрений и нормы высева семян, при которых формируется максимальный урожай зерна;
определить показатели фотосинтетической деятельности посевов риса и установить параметры, обеспечивающие наибольшую продуктивность растений;
изучить структуру урожая и качество зерна риса в зависимости от условий выращивания;
- дать оценку биоэнергетической и экономической эффективности
применения режимов орошения, доз удобрений и норм высева семян.
Научная новизна. Для условий Дальнего Востока разработана технология орошения риса с помощью периодических поливов, включающая обоснование водных и питательных режимов почвы. Для всех рекомендуемых водных режимов почвы обоснованы нормы полива, согласованные с биологическими особенностями риса и динамикой суточного водопотребления, что
позволяет в 3-5 раз сократить потребление воды на его возделывание. Изучены дозы удобрений и нормы высева семян, влияющие на развитие фотосинтетического аппарата растений риса и эффективное развитие продукционного процесса, обеспечивающего сбор зерна с гектара более 4 тонн в почвенно-климатических условиях юга Амурской области.
Практическая значимость работы. Доказана возможность возделывания риса на основе эффективного использования оросительной воды за счет оптимизации водного режима почвы. Установлены оптимальные дозы удобрений, нормы высева семян и режим орошения, обеспечивающие получение урожайности зерна риса не менее 4 т/га. Разработанная технология возделывания риса на основе дождевания позволит хозяйствам Амурской области получать высокие урожаи зерна с экономией водных и энергетических ресурсов.
Апробация работы и публикация результатов исследований. Исследования проводились в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО ДальГАУ по теме №15 «Мелиорация и водное хозяйство», номер государственной регистрации 01.2.007 03120. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ДальГАУ (г. Благовещенск, 2005-2007 гг.), на региональной научно-практической конференции «Молодые ученые агропромышленному комплексу Дальневосточного федерального округа» (г. Благовещенск, 2005 г.), на региональной межвузовской научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2007-2008 гг.), на II научно-практической конференции «Роль молодых ученых в развитии науки» (г. Великие Луки, 2007 г.), на научно-практической конференции «Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК» (г. Волгоград, 2008). Результаты исследований вошли в отчеты НИР ДальГАУ за 2005-2007 года. По теме диссертационной работы опубликовано 6 печатных работ, в том числе одна статья в рекомендованном ВАК РФ журнале «Вестник КрасГАУ» №6 (г. Красноярск, 2008 г.).
7 Основные положения, выносимые на защиту
Обоснование водного режима почвы и других урожаеобразующих факторов, обеспечивающих получение высокой урожайности зерна.
Среднесуточное и суммарное водопотребление растений риса при дождевании.
Оптимальное сочетание режимов орошения, доз удобрений и норм высева семян, позволяющих формировать высокие урожаи зерна риса.
Обоснование экономической и энергетической эффективности возделывания риса в условиях юга Амурской области.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста, состоит введения, 6 глав, выводов и предложений производству. В работе имеется 20 таблиц, 13 рисунков, 29 приложений, акт внедрения в производство. Список использованных источников включает 205 наименований, в том числе 22 иностранных автора.
Морфологические особенности культуры
Рис относится к семейству злаков (Gramineae), группе рисовых (Огу-zeae), роду Oryza L. Представители этой группы имеют одноцветковые колоски, зерновка у них свободная, с маленьким зародышем, крахмальные зерна сложные. Хромосомы маленькие, число их кратно 12. Первый зеленый лист без пластинки [133].
Культурный рис (Oryza sativa L.) подразделяют на три подвида: индийский (indica) с длинными и тонкими зерновками (отношение длины к ширине 3...3,5:1); китайско-японский (sino-japonica) с короткими и широкими зерновками (2:1) и яванский (javanica), возделываемый главным образом в Индонезии. В России преобладает китайско-японский подвид риса. В последнее время выращивают сорта индийского подвида.
Корневая система риса мочковатая и поверхностная (основная масса корней проникает на глубину до 25 см), имеет развитую воздухоносную ткань (аэренхиму). Аэренхима находится также в листьях и стеблях, поэтому в растении риса поддерживается необходимая концентрация кислорода. Корни многочисленные (до 300 на одно растение). При периодическом орошении рис образует большое число корневых волосков [119].
Стебель - полая соломина высотой 80-120 см, как и у многих других злаков, разделенный утолщениями на междоузлия. Стебель сильно кустится и нередко ветвится. В среднем на растении образуется 3-5 продуктивных стеблей. К узлам стебля прикрепляются листья. Узлы окрашены в тот же цвет, что и соломина.
Количество междоузлий является сортовой особенностью, раннеспелые сорта имеют меньше междоузлий, чем среднеспелые. Количество междоузлий тождественно количеству листьев. Некоторые позднеспелые среднеазиатские и закавказские сорта имеют до 15—18 междоузлий. Прочность стебля зависит от толщины стенок соломины. Сорта риса с прочной соломиной и с невысоким стеблем обычно устойчивее против полегания, чем высокорослые и с длинным стеблем.
Листья риса - узкие, длинные, линейные, ширина пластинки 1-2 см, длина 30-35 см. Верхний лист-флаг несколько отличается от средних листьев. Пластинка его шире и короче, чем у всех других листьев нормально развитого растения. Лист риса имеет пластинку, влагалище, язычок и ушки. Влагалище, открытое полностью или частично, охватывает междоузлие стебля. У нижних листьев влагалища длиннее междоузлий, а у средних и верхних - короче их [58, 133].
У места перехода влагалища в пластинку листа на его внутренней стороне находится язычок - бесцветная удлиненная чешуйка, которая по мере роста расщепляется. Ушки, серповидной формы, с обеих сторон охватывают стебель. Окраска их такого же цвета, как и окраска узла стебля.
Соцветие - метелка, бывает с остями, длиной 20-30 см, с большим числом ветвей. Колоски одноцветковые, в метелке их 80—200. Рис — самоопыляющееся растение. Цветки имеют 6 тычинок и продолговатую завязь. В зависимости от сорта метелки бывают рыхлые или плотные-компактные, пониклые или прямостоячие [133, 134].
Озерненность метелки зависит от биологических особенностей сорта и условий его возделывания. У остистых форм внешняя цветковая чешуя несет ость. Колосковые чешуи и ости бывают самой разнообразной окраски - соломенно-желтой, черной или темно-фиолетовой. Зерно пленчатое, при обмолоте выпадает целыми колосками с цветковыми и колосковыми чешуями. Масса 1000 зерен 27-38 г. Зародыш составляет 2-5% массы зерновки, плетенки - 17-22%. При неблагоприятной погоде пленчатость может достигать 35%.
В отличие от других хлебных злаков рис имеет 6 тычинок и пестиков с двумя перистыми рыльцами. Каждый пыльник содержит несколько сот пыльцевых зерен. Хотя рис - самоопылитель, однако, возможно и перекрестное опыление. Оно происходит в большей или меньшей степени в основном под действием погодных условий и в результате сортовых особенностей. Завязь у риса несколько вытянутая, с одной семяпочкой [134].
По П.С. Еригину [57; 58] у риса отмечают следующие фенологические фазы вегетации: прорастание, всходы, кущение, трубкование, цветение и созревание. Каждая из фаз отличается морфологическими признаками и физиологическими особенностями, поэтому на протяжении вегетации растение относится к одному и тому же фактору внешней среды неодинаково.
Прорастание характеризуется поглощением семенами воды 23-28% их массы. Происходит разрастание зародыша с превращением его в молодое растение. Появляется конус нарастания (0,06 мм), колеоптиль и первый настоящий лист. При температуре 16-20С эта фаза длится 10-12 дней, а при ранних сроках посева (12-14С) - 14-16 дней [8, 134].
Фаза всходов продолжается до появления 1 -3 листьев у скороспелых и 1-4 листьев у среднеспелых сортов. На протяжении этой фазы образуются корни и в пазухах листьев закладываются почки будущих боковых побегов, а стебель удлиняется до 3 см. В этой фазе слой воды в чеках не должен покрывать листья риса. В условиях открытого листа происходит нормальное накопление питательных веществ в растениях в процессе фотосинтеза и оптимальное поступление из почвы минеральных элементов. Освещенность имеет большое значение в фазе всходов. Чем больше света получают молодые растения, тем мощнее всходы, тем сильнее разрастаются почки, тем больше образуется корней [48; 133]. Фаза кущения начинается с третьего листа у скороспелых и четвертого у среднеспелых сортов. Заканчивается она при появлении соответственно восьмого или девятого листьев. Эта фаза длится 25-30 дней. В период кущения на формирование урожая риса оказывают влияние три фактора: температура, режим орошения и режим минерального питания. Рис обладает большой способностью к кущению. При благоприятных условиях боковые побеги образуются из нижних междоузлий. При образовании таких побегов лучше развивается корневая система, образуются больше листьев, что приводит к дружному созреванию метелок в пределах одного растения. Приостанавливается кущение, когда конус нарастания побега начинает дифференцироваться. От интенсивности и продолжительности кущения зависит окончательная густота стеблестоя. Подкормка азотом в середине фазы кущения способствует формированию крупных метелок на боковых побегах [58; 133].
Фаза трубкования начинается дифференциацией конуса нарастания, что бывает при появлении 8—9 листьев. Внешний признак выхода в трубку — появление флагового (последнего) листа, расположенного перпендикулярно к соломине растения. На озерненность метелки риса большое влияние оказывают водный и температурный режимы в этой фазе. Заканчивается она через неделю после выхода последнего листа. На протяжении этой фазы интенсивно разрастаются метелки и верхние междоузлия соломины, одновременно с этим выносятся из узла кущения верхние 3 4 листа [48, 133].
Фаза цветения у риса начинается одновременно с выметыванием в момент выхода верхних колосков метелки из влагалища последнего листа. Рис — самоопылитель, цветки опыляются при закрытых цветковых чешуях. При влажности ниже 40% рис не цветет. Заканчивается фаза цветением в нижней части метелки. К этому времени в верхних колосках наступает период молочной спелости зерна [134].
Метеорологические условия в годы проведения исследований
Метеорологические условия в годы проведения опытов существенно различались. Весна в 2005 году наступила рано, но была затяжной, с медленным нарастанием тепла и с большим количеством осадков, особенно в апреле. Средняя температура воздуха за апрель-май составила 6-7С, что близко к норме. Осадков за этот период выпало 120-160 мм, что в 1,5—2,5 раза больше нормы. Большое количество осадков вызвало сильное увлажнение почвы и в связи с этим, задержку проведения полевых работ. Накопление тепла шло медленно. Сумма эффективных температур выше +5С составила 50-90С, что меньше нормы на 20 ЮС [3].
Летний период характеризовался жаркой погодой, неравномерным распределением осадков и резким понижением температур в конце третьей декады августа. Период цветения совпал с повышенными дневными температурами и сухостью воздуха. Дневные температуры в июле достигали 30—33С. Это ухудшило условия опыления растений риса.
Май 2006 года характеризовался теплой, сухой, ветреной погодой. В конце месяца было зарегистрировано опасное агрометеорологическое явление «суховей». Количество осадков в мае было в 2 раза ниже нормы. Время прорастания семян и появление всходов совпало с засухой [3].
В связи с преобладанием теплой погоды обеспеченность теплом летнего периода была достаточной. Сумма осадков за летний период составила 460-490 мм, что на 130-145% больше нормы. Резкие колебания ночных и дневных температур отрицательно влияли на рост и развитие растений риса.
В 2007 году наблюдалось раннее наступление весенних процессов — установление среднесуточной температуры выше 0, +5, +10, +15С раньше среднемноголетних сроков. Лето было сухим и жарким. Сумма положительных температур за период с температурами выше +15С составила 2060—2280С, что на 585С больше нормы. Сумма осадков за летний период составила 190-300 мм (50-80% нормы). Жаркая погода, отсутствие осадков отрицательно сказалась на образовании колоса риса. Влагообеспеченность растений была недостаточной.
В течение вегетационного периода риса отклонения температурного режима воздуха от среднемесячных значений наблюдались во все годы исследований (рис. 1, приложение 1). Так, в период вегетации температура воздуха в 2005 году отклонялась от среднемноголетних данных в большую сторону на +3С и в сторону уменьшения на 0,7С. Среднемесячная температура воздуха в 2006 и 2007 годах отклонялась от среднемноголетних показателей в пределах от 0,1 до 5С и от 1,6 до 2,5С соответственно [3].
Количество выпавших осадков в среднем по месяцам вегетационного периода 2005 года от 4 до 105 мм меньше среднемноголетних значений. В 2006 году осадки в мае отклонялись от среднемноголетнего значения и составили в этом месяце -35 мм. В июне и июле 2006 года среднемесячная сумма осадков превышала среднемноголетние значения на 54 и 149 мм соответственно. В 2007 году количество выпавших осадков в период с мая по сентябрь по отношению к среднемноголетнему показателю за это время изменялось в большом интервале от -119 до +63 мм. Самым влажным месяцем в 2007 году был май с суммой выпавших осадков на 63 мм выше по отношению среднемноголетних значений. Самым засушливым сложился июль, когда за месяц выпало всего 8 мм осадков при среднемноголетнем значении — 127 мм [3].
Среднее за период 68 565 1,20 засушливый Таким образом, годы исследований существенно различались по величине и распределению атмосферных осадков, что позволяет сделать оценку эффективности орошения риса и определить влияние периодических поливов на урожайность зерна риса при различном уровне увлажнения.
Для получения устойчивых урожаев на лугово-бурых почвах юга Амурской области необходимо проводить комплекс агротехнических мероприятий, направленных на накопление и сохранение влаги в почве весной и в первой половине лета. Этот процесс невозможен без пополнения запасов продуктивной влаги в почве путем проведения оросительной мелиорации.
По почвенно-географическому районированию юг Амурской области отнесен к бореальному (умеренно холодному) и суббореальному (умеренному) почвенно-климатическим поясам Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной и Восточной буроземнолесной почвенно-биоклиматическим областям.
В Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной области выделена южнотаежная подзона дерновомерзлотно-таежных оподзоленных почв с равнинной Верхне-Зейской почвенной провинцией и лиственная зона лесных мерзлотных почв с горной Верхне-Амурского-Буреинской провинцией [1,4, 112]. Во второй почвенно-биоклиматической области выделена хвойно-широколиственная лесная зона бурых лесных почв с равнинной Зейско-Буреинской почвенной провинцией [4, 37, 155]. Почвенный покров опытного участка представлен в основном лугово-бурым подвидом. Они формируются на тяжелых древнеаллювиальных и делювиальных глинах, а также на тяжелых суглинках. Они сочетают в себе признаки, как почв лугового ряда, так и бурых лесных. Характерной особенностью лугово-бурых почв является наличие хорошо развитого дернового горизонта, мощностью от 10-15 до 25—30 см. Профиль лугово-бурых почв сложен различными суглинками. Мощность почвенных профилей колеблется от 60-80 см до 120-150 см [37, 155]. Важной особенностью лугово-бурых почв является неглубокое залегание почвенно-грунтовых вод, но почвы переувлажняются только в периоды затяжных дождей. Дерновые и гумусо-аккумулятивные горизонты сформировались под воздействием лугового разнотравья. Степень гумификации обычно высокая. Содержание гумуса в дерновом горизонте довольно высокое и составляет обычно 3,6-5%, но с глубиной по профилю количество его резко уменьшается [37]. Несмотря на это, при вовлечении лугово-бурых почв в пашню, на них создаются мощные (от 20 до 30 см) пахотные горизонты с высоким содержанием гумуса. При этом подвижных элементов питания растений отмечается немного и поэтому практически всегда требуется внесение минеральных удобрений [4, 118]. Лугово-бурые почвы содержат много валового фосфора (0,3-0,5%), но мало доступного для растений. Фосфаты представлены в основном органическими формами, а среди минеральных преобладают труднорастворимые, недоступные для питания растений. Подвижных форм калия в лугово-бурых почвах отмечается достаточное количество. Содержание его обычно превышает 30—35 мг/кг почвы. Валового азота в этих почвах содержится относительно большое количество (0,2-0,4%), однако доступного, легкогидролизуемого азота: в большинстве лугово-бурых почв отмечается мало [4, 37]. Использование лугово-бурых почв в пашне приводит к быстрому уменьшению содержания гумуса, азота и других элементов питания растений. Почвы становятся бесструктурными, а водно-воздушные свойства ухудшаются [118].
Динамика накопления биомассы посевами риса при периодическом дождевании
Фотосинтез является основной функцией и главным процессом питания растений как автотрофных организмов. Посевы должны обладать высокой общей и оптической плотностью, большими поверхностями контакта с внешней средой (площадь листьев) и большой протяженностью корней. Это условие удовлетворяется, прежде всего, оптимизацией норм высева, густотой посевов. При этом, в посевах с уменьшенными нормами высевов, может быть чрезмерно растянутым время формирования оптимальной площади листьев. В то же время посевы с повышенной, но оптимальной плотностью, позволяют быстро достигать в них большой суммарной начальной поверхности ассимилирующих органов, которые могут обеспечить быстрый рост, как самого фотосинтетического аппарата, так и всех его структур и частей [12, 116].
Известно, что урожай - результат ряда физиологических процессов и одним из основных факторов является накопление сухого вещества растениями. Прирост растительной биомассы является внешним выражением и определенным количественным признаком суммарного итога синтетических процессов.
В фазе цветения с максимальной дозой удобрения (М оРзоКзо) и нормой высева 4 млн. всхояшх семян данный покшатель составлял 53,3 ц/га. А при повышении нормы высева до 5 и 6 млн, всхожих семян на фоне той же дозы минерального удобрения, надземная масса АСВ увеличилась в 1,3 и 1,2 раза соответственно. минерального удобрения, надземная масса АСВ увеличилась в 1,3 и 1,2 раза соответственно.
Таким образом, соотношение нарастания сухого вещества до фазы цветения и от цветения до молочной спелости, а также убыль органического вещества из вегетативных органов в период налива свидетельствует о лучшей реутилизации энергетического материала генеративными органами в варианте с поддержанием режима орошения на уровне 80% НВ по сравнению с другими вариантами орошения.
Фотосинтез является важнейшим биохимическим процессом, происходящим в растениях. В этом процессе световая энергия превращается, в химическую, которая с избытком покрывает расходы на дыхание и создает материальную базу для роста и отложения запасов питательных веществ у риса в виде зерна [163].
Основным фотосинтезирующим органом растений являются листья. А.А.Лизандр и В.Л.Бровцына отмечают, что за счет листьев образуется 78% урожая зерна риса [94]. Остальная часть урожая формируется за счет других зеленых частей - стебля, метелки, чашелистиков. Поэтому большое значение для формирования урожая имеет площадь листовой поверхности и продуктивность работы листьев. Лист - это основной орган фотосинтеза в растении. Рост листьев является одним из главных показателей условий развития растений риса
Многолетними исследованиями В.А. Кумакова [85, 86] установлено, что существует тесная связь между фотосинтетическим потенциалом листьев и урожайностью. Коэффициент корреляции этой связи, по данным автора, равняется 0,79. Однако конечной характеристикой фотосинтетических про 65 цессов растений, как отмечает академик Л.Н. Петрова [124], служит чистая продуктивность фотосинтеза.
А.А.Ничипоровичем [115] установлено, что для получения наивысших урожаев необходимо иметь в посевах площадь листьев, развивающуюся по оптимальным графикам. При этом на 50-60-й день после всходов площадь листьев зерновых культур должна достигать 40-50 тыс. м /га. Желательно, чтобы при созревании уменьшение площади листьев происходило с максимальной отдачей пластических веществ в запасающие органы. P. Schwarze [192] считает идеальным такой тип растений риса, который в минимально короткий срок уже на ранних этапах развития образует большую листовую поверхность и долго сохраняет ее на этом уровне. Величина оптимальной листовой поверхности в значительной мере зависит от климатических условий и, особенно, от интенсивности солнечной радиации. В конкретных климатических и погодных, а также агротехнических условиях возможно сформировать определенную площадь, близкую к 40 тыс. м7га. Поэтому в целях получения высокого урожая риса большое значение имеют создание благоприятных условий для формирования оптимальной площади листьев и контроль за процессом образования листовой поверхности. Этот контроль позволяет в случае необходимости регулировать в нужном направлении процесс листообразования.
Изучение формирования листовой поверхности риса в зависимости от обеспеченности его влагой показала, что на формирование листовой поверхности большое влияние оказывают режимы орошения (рис. 4, приложение 7). В варианте, где поливы проводили на обеспечение влажности почвы не ниже 80% НВ, отмечалось максимальное значение площади листьев по всем фазам вегетации риса. В период кущения в вариантах с данным предполивным порогом влажности площадь листьев была больше в 1,5 и 1,4 раза по сравнению с вариантами при режимах орошения 70% и 90% НВ.
Анализ суммарного водопотребления риса при различных режимах орошения
Урожайность сельскохозяйственных культур тесно связана с влагоза-пасами в почве, осадками и рядом других метеорологических факторов. Этот вопрос изучался многими исследователями в России и за рубежом (М.Н. Багровым [17], И.П. Кружилиным [80] и другие). Были установлены количественные связи между суммарными расходами влаги и урожаями сельскохозяйственных культур, исследованы связи между урожаями озимой и яровой пшеницы, кукурузы, люцерны, овощных и бахчевых культур, риса и их во-допотреблением при различных способах орошения.
Суммарное водопотребление растений риса - величина непостоянная и в значительной степени зависит от почвенно-климатических условий, длины вегетационного периода, сорта или гибрида и ряда других факторов.
Выпадающие в течение вегетационного периода осадки играют существенную роль в структуре суммарного водопотребления (рис. 10, приложение 16). В переувлажненный 2006 год на их долю по вариантам опытов приходилось 55,5-58,9%, очень засушливый 2005 и засушливый 2007 годы соответственно 25,8-27,0 и 34,5—35,6% от общего водопотребления.
Величина использования запасов почвенной влаги в структуре суммарного водопотребления риса зависит в основном от принятого режима орошения и имеет обратные показатели изменения численных значений по сравнению с оросительной нормой. В вариантах с различными предполивными порогами влажности почвы среднее значение коэффициента использования почвенной влаги было одинаковым 1,1-1,2%.
Значение водопотребления растений риса также изменялось в зависимости от вегетационного периода (табл. 12).
Оценка по этому показателю вариантов опыта с различными предполивными порогами влажности свидетельствуют о том, что наименьшие значения водопотребления риса наблюдаются в период посев—всходы и состав-ляют значения от 235,1 до 285,2 м /га. Водопотребление достигает максиму-ма (3132,6-3799,2 м /га) в межфазный период трубкование-выметывание.
В вариантах с режимами влажности 80 и 90% НВ в период кущение-трубкование средние значения по годам исследований водопотребления со-ставляют 1053,4 и 1070,1 м7га соответственно. Наибольшие значения водопотребления отмечались в периоды трубкование-выметывание и выметыва-ние-цветение и составляли 3508,4 и 1129,8 м /га, 3564,2 и 1147,8 м /га соответственно.
Таким образом, с уменьшением количества выпавших осадков происходит увеличение оросительной нормы. Кроме этого, с увеличением режима орошения наблюдается уменьшение использование почвенной влаги. Это говорит о том, что с уменьшением легкодоступной влаги в почве растения вынуждены интенсивнее использовать этот запас воды.
Важным аргументом при обосновании режима орошения периодически поливаемого риса является установление динамики среднесуточного расхода воды по межфазным периодам. Это позволяет более полно характеризовать закономерности изменения потребности растений в воде и точнее обосновать сроки проведения поливов, способствующих получению программируемых урожаев зерна риса. Среднесуточное водопотребление сельскохозяйственных культур по периодам роста и развития неодинаковы. По мере роста растений риса расход воды увеличивается, а к концу вегетации - снижается [139].
Анализируя результаты наших опытов, можно отметить, что среднесуточное водопотребление растениями риса изменяется по межфазным периодам. В период посев-всходы среднесуточное водопотребление во всех вариантах режимов орошения было примерно одинаковым и в среднем за три го-да исследований составило 16,4 м /га (рис. 11, приложение 17). В связи с нарастанием вегетативной массы, развитием корневой системы и повышением среднесуточных температур воздуха в последующий период расход воды растениями риса за сутки увеличился. В среднем за годы исследований в варианте с предполивными порогами влажности почвы 70, 80 и 90% НВ расход воды растениями в период всходы-кущение составил 28,2-29,4 м /га. Объем потребляемой растениями в течение суток влаги повышался соответственно нарастанию вегетативной массы.
К периоду выметывание-цветение среднесуточное водопотребление на всех режимах орошения было максимальным. В вариантах с режимами орошения 70, 80 и 90% НВ среднесуточное потребление воды растениями в данный период (выметывание-цветение) в среднем за три года исследований достигало 184,1, 207,2 и 181,6 м /га соответственно. Затем происходит снижение среднесуточного водопотребления в вариантах с различными режимами влажности почвы (70, 80 и 90% НВ) и в межфазный период молочная-восковая спелость этот показатель равен 57,8, 57,4 и 58,3 м /га соответственно.
В процессе исследований также установлено, что на величину среднесуточного водопотребления периодически поливаемого риса влияют атмосферные осадки. Во влажный 2006 год среднесуточный расход воды растениями был больше, чем в другие годы исследований. Подтверждается это тем, что в переувлажненном 2006 году максимальное среднесуточное водо-потребление в варианте с влажностью почвы 80% НВ составило 254,8 м /га, а в очень засушливом 2005 и засушливом 2007 годах - 214,8 и 181,6 м3/га соответственно. За период вегетации в варианте назначения поливов при влаж-ности 80% НВ в 2006 году растения в сутки потребляли 78,8 м /га, в 2005 и 2007 годах 73,7 и 76,1 м /га соответственно. Снижение среднесуточного водопотребления растениями в вариантах с более низким предполивным порогом влажности почвы объясняется тем, что по мере иссушения почвы ниже 80%НВ снижается подвижность и степень доступности почвенной влаги растениями, поэтому ограничивается водопотребление посевами риса.
Похожие диссертации на Агробиологические особенности выращивания риса при дождевании в условиях юга Амурской области
