Содержание к диссертации
Введение
1. Обзорно-аналитическая информация по культуре риса в Поволжье 10
1.1. История и основные этапы развития рисосеяния в Поволжье. Роль отрасли рисоводства в аграрном производстве и народнохозяйственное значение риса. Перспективы рисосеяния в Нижнем Поволжье 10
1.2. Критический анализ производственного технологического опыта выращивания риса в Нижнем Поволжье 24
1.3. Оценка природных условий Поволжского района с точки зрения адаптивно-ландшафтного рисосеяния 57
1.3.1. Климат 57
1.3.2. Земельные и водные ресурсы 71
1.3.3. Гидрологические особенности территории Нижнего Поволжья . 76
2. Объекты исследований, методика и условия проведения опытов 79
2.1. Схема и методика проведения опытов 79
2.2. Агротехника риса на опытных участках 89
2.3. Почвенно-мелиоративная характеристика опытных участков 91
2.4. Погодные условия в период проведения опытов 96
3. Рост и развитие, продуктивность районированных и перспективных сортов риса в агроэкологических условиях Поволжья 104
3.1. Положение риса в агроэкологических структурах 104
3.2. Отношение риса к климатическим факторам и почвам, зависимость продолжительности фенофаз и вегетационного периода от температурных условий 106
3.3. Динамика формирования продуктивности риса в зависимости от сроков посева, орошения, удобрений 148
3.4. Влияние температурного режима вегетационного периода на урожайность риса в Нижнем Поволжье 161
4. Теоретические предпосылки и экспериментальное подтверждение технологических приемов возделывания риса в Нижнем Поволжья 198
4.1. Современные требования к сортам риса и агроэкологическая оценка сортов, выращиваемых в Поволжье 198
4.2. Основные принципы разработки рисовых севооборотов и обоснование выбора предшественников риса 207
4.3. Перспективные направления совершенствования системы обработки почвы под рис 219
4.4. Технология посевных работ 226
4.5. Удобрения риса и рисового севооборота 238
4.6. Режим орошения риса 256
5. Изучение основных факторов, влияющих на качество риса в Нижнем Поволжье и пути его повышения 278
6. Агроклиматическое районирование Нижнего Поволжья для целей рисосеяния 287
6.1 .Основные принципы агроклиматического районирования территории 287
6.2. Агроклиматическое районирование Нижнего Поволжья для целей рисосеяния 288
6.3. Теоретические предпосылки и агроклиматические возможности продвижения риса в новые северные районы Нижнего Поволжья 292
7. Биоэнергетическая эффективность и экономическая оценка выращивания риса в Нижнем Поволжье 298
Выводы 308
Предложения производству 311
Библиографический список 312
Приложения 332
- Критический анализ производственного технологического опыта выращивания риса в Нижнем Поволжье
- Почвенно-мелиоративная характеристика опытных участков
- Отношение риса к климатическим факторам и почвам, зависимость продолжительности фенофаз и вегетационного периода от температурных условий
- Основные принципы разработки рисовых севооборотов и обоснование выбора предшественников риса
Введение к работе
Актуальность проблемы. Производство зерна в нашей стране является основой продовольственного комплекса. Это связано с тем, что зерно и продукты его переработки занимают ведущее место в питании населения. С развитием зернового хозяйства тесно связаны и другие отрасли аграрного производства, а также отдельные отрасли пищевой индустрии.
Поволжье традиционно является производителем высококачественного зерна. Однако зерновое хозяйство на данном этапе развития требует повышения эффективности по многим показателям. Ежегодные валовые сборы зерна в Поволжье за последнее десятилетие уменьшились на 5 - 6 млн. т. Увеличение и стабилизация производства зерна в Поволжье в значительной степени могут быть достигнуты расширением биологического разнообразия выращиваемых видов и оптимизацией структуры посевных площадей зерновых культур. Весомый вклад в производство диетического зерна в Нижнем Поволжье, в районах с достаточными тепловыми ресурсами и солнечной инсоляцией, обеспеченных оросительной водой, может внести рисосеяние. В середине 70-х, начале 80-х годов прошлого века только в Астраханской области было построено около 100 тыс. гектаров рисовых чеков. Занимая, в 1978 году, 44,8 тыс. гектаров или 21%, от общей площади зерновых, валовой сбор зерна риса в Астраханской области был равен 308,2 тыс. т или 41,2% от валового сбора зерновых. Эти достаточно высокие сборы зерна достигались в основном за счет техногенной интенсификации рисосеяния с широким применением гербицидов и высоких доз минеральных удобрений.
Почвенный покров Нижнего Поволжья в значительной части (около 20 - 25%) представлен засоленными почвами, что ограничивает их эффективное использование. Возделывание затопляемого риса на таких землях - одно из важнейших направлений вовлечения в интенсивный сельскохозяйственный оборот малопродуктивных земель.
На мелиорированных с помощью риса землях открывается возможность возделывания других ценных культур, в том числе новых теплолюбивых - хлопчатника, табака, сои, арахиса. Поэтому выращивание риса в Нижнем Поволжье, в совершенно новом для рисосеяния регионе может стать важным, стабилизирующим аграрное производство фактором. Однако за период социально-экономических преобразований урожайность риса в Нижнем Поволжье снизилась до 2,0 - 2,6 т/га. Такие урожаи не соответствуют высокому потенциалу по продуктивности орошаемого риса, а технологии возделывания его не сориентированы на стратегию адаптивного природопользования. На данном этапе развития аграрного комплекса необходимо ориентироваться на стратегию адаптивного природопользования.
Уникальность же в природном и ценность в рыбопромысловом отношении хрупкого к экологически не сбалансированным антропогенным воздействиям бассейна Каспийского моря актуализируют проблему поиска научно-обоснованных путей повышения урожайности риса в рамках экологически безопасных технологий возделывания. Решению этой проблемы и посвящена диссертационная работа. В современной научной литературе отсутствуют организационные и технологические решения задач подъема урожайности риса в рамках экологически безопасных технологий, с учетом почвенных, климатических, ландшафтных особенностей различных регионов Нижнего Поволжья.
Цель и задачи исследований сводились к агроклиматической оценке природных ресурсов Нижнего Поволжья с последующим районированием территории для целей рисосеяния, экспериментальное обоснование возможности возделывания риса в северной части Прикаспийской низменности (южное Заволжье Саратовского области), разработке экологически безопасных, водосберегающих технологий, обеспечивающих рентабельное возделывание риса в Нижнем Поволжье.
Наряду с этим в исследованиях решались следующие задачи.
Анализ и оценка природных и хозяйственных условий Нижнего Поволжья по показателям их соответствия их требованиям рисосеяния.
Изучение динамики биологических особенностей и формирования высокопродуктивных агроценозов риса в агроэкологических условиях Нижнего Поволжья.
Разработка и обоснование агромелиоративных режимов на рисовых оросительных системах в комплексе с мероприятиями, обеспечивающими оптимальную продуктивность риса и экологическую стабильность агро-ландшафтов.
Изучение и обоснование выбора предшественников риса для хозяйств с различной специализацией.
Разработка системы удобрения с учетом особенностей регионов выращивания, агротехнических и сортовых особенностей риса.
Изучение водопотребления риса и водного баланса рисовых оросительных систем в разных агроландшафтных условиях.
Выявление особенностей системы обработки почвы под рис и технологии посевных работ, в зависимости от почвенно-климатических условий.
Биоэнергетическая и экономическая оценка рекомендуемых приемов возделывания риса в Нижнем Поволжье.
Научная новизна работы заключается в выявлении основных закономерностей формирования урожая риса и обоснования соответствия их агро-экологическим условиям Нижнего Поволжья. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность рентабельного выращивания сортов риса в Саратовском Заволжье, созданных для северных районов отечественного рисосеяния и разработан комплекс агротехнических мероприятий для получения урожайности зерна 5,5 - 6,0 т/га. Установлены динамика водопотребления риса и водный баланс опытной рисовой оросительной системы в новых агроэкологических условиях рисосеяния.
Практическая значимость. Разработанная и рекомендованная технология возделывания риса в низовьях Волги соответствуют требованиям получения устойчивых урожаев зерна без применения гербицидов и других химических средств защиты растений. Учет экологических ограничений в указанных технологиях способствует рациональному природопользованию и эффективному сочетанию различных отраслей хозяйства в северном Прикас-пии. Рекомендованные режимы орошения, сроки и способы посева, система удобрений применительно к раннеспелым сортам, выведенных для северных районов отечественного рисосеяния, позволяют расширить ареал возделывания риса в Нижнем Поволжье. Выявленные и уточненные величины приходных и расходных статей водного баланса рисовых оросительных систем в новых агроэкологических условиях могут быть использованы как проектными, так и водохозяйственными организациями. Внедрение результатов исследований способствует формированию в Нижнем Поволжье экологически устойчивой системы рисосеяния. Основные положения диссертации используются в процессе преподавания агрономических и мелиоративных дисциплин в сельскохозяйственных вузах (СГАУ им. Н.И. Вавилова и на факультете экономики АПК СГСЭУ).
Реализация результатов исследований. Изложенные в диссертации материалы использовались для составления научно-обоснованных систем земледелия на орошаемых землях Астраханской области (Астрахань, 2002), систем кормопроизводства на рисовых оросительных системах (Астрахань, 2001). Рекомендации по возделыванию риса в Астраханской области (Саратов, 2001), разработанные под руководством автора диссертации, рассмотрены и одобрены на областном семинаре-совещании «Технология возделывания риса в условиях Астраханской области» для внедрения в рисосеющих хозяйствах Нижнего Поволжья. Производственная проверка результатов исследований проведена в хозяйстве Новоузенского района (1977, 1978), Алексан-дровогайского (1978) района Саратовской области, в рисосеющих хозяйствах
Приволжского (2000 - 2002), Камызякского (2002 - 2003) районов Астраханской области. Результаты исследований использованы институтом «При-волжгипроводхоз» для проектирования опытно-производственной рисовой оросительной системы в АО «Радищевское» Новоузенского района Саратовской области.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научно-производственных конференциях Саратовского СХИ им. Н.И. Вавилова (1976, 1977, 1978), Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского (1977), экспонировались на Всесоюзной ВДНХ и были отмечены знаком лауреата (1978), также демонстрировались на областных сельскохозяйственных выставках (Саратов, 1978, 1979).
Материалы диссертации доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях СГСЭУ и СГАУ (1987 - 2003), на Международной научной конференции «Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова» (Саратов, 1977), межрегиональной научной конференции Приволжского Федерального округа (Саратов, 2003), Международной научно-практической конференции «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата» (Саратов, 2004), Международной научно-практической конференции «Стратегия и тактика социально-экономического развития общества» (Астрахань, 2004).
На защиту выносятся следующие положения:
Обоснование соответствия агроэкологических условий Нижнего Поволжья и юга Саратовского Заволжья биологическим особенностям и возможностям возделывания в этой зоне раннеспелых сортов риса;
Оценка влияния природных условий высоких широт на особенности роста и развития транспирации, режима орошения и удобрения риса;
Обоснование отвечающих экологическим требованиям адаптированных к абиотическим факторам внешней среды особенностей агротехники возделывания и режимов орошения риса.
4. Использование балансовых исследований для рационализации
структуры приходных статей водного баланса;
5. Агроклиматическое районирование, биоэнергетическая и экономиче
ская оценка эффективности рисосеяния в Нижнем Поволжье.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 330 страницах, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающей в себя 236 наименований. Содержит 111 таблиц, 75 рисунков и 54 приложения.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 42 работах, включая две монографии. Представленная диссертация является составной частью плана научно-исследовательских работ Саратовского государственного социально-экономического университета и Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова по федеральным целевым комплексным научно-техническим программам.
Личный вклад автора состоит в постановке научной проблемы, в выработке научной гипотезы и ее решения, в проведении полевых опытных работ в качестве исполнителя и руководителя темы с участием студентов. Изучение солевого режима почвогрунтов в Саратовском Заволжье выполнялось совместно с научным сотрудником В.И. Матвеевым, а определение сроков посева и норм высева семян риса в Саратовском Заволжье - с научным сотрудником Д.В. Морастом.
Автор благодарен академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ И.П. Кружилину за ценные советы и научные консультации по выполнению настоящей работы.
Критический анализ производственного технологического опыта выращивания риса в Нижнем Поволжье
В мировой практике рисосеяния известны разнообразные способы возделывания и режимы орошения риса. Учитывая это, а также большое разнообразие условий внешней среды, профессор В.Б. Зайцев считает целесообразным выделить тип культуры риса. Согласно классификации типов культуры риса в зависимости от способов орошения и обеспеченности осадками рисосеяние Нижнего Поволжья относится к четвертому типу рисовой культуры (В.Б. Зайцев, 1975). Этот тип культуры занимает основные площади риса в засушливых и сухих районах. Рис возделывается с искусственным орошением при создании слоя затопления с помощью оросительных систем. Такой тип культуры риса применяется в основных районах рисосеяния в Российской Федерации, в том числе и в Нижнем Поволжье. В Нижнем Поволжье определенное место занимает культура риса с периодическим орошением. Длительное время периодическое орошение риса изучали на Астраханской опытно-мелиоративной станции. В настоящее время опытно-производственные работы с культурой риса при периодическом орошении в Нижнем Поволжье успешно ведутся под руководством академика И.П. Кружилина в Волгоградской области, которые дают положительные результаты.
Рисосеяние в Нижнем Поволжье базируется на оросительных системах инженерного типа. До 1968 года все существующие рисовые оросительные системы были представлены картами краснодарского типа (ККТ) площадью чеков 2 - 5 га. В последующие годы наряду с картами краснодарского типа строились и карты-чеки с широким фронтом затопления и сброса воды (КЧШФ) площадью 18 - 30 га.
По данным Астраханской опытно-мелиоративной станции урожайность зерна риса в картах-чеках в Харабалинском районе Астраханской области на 2,9 - 4,7 ц/га выше, чем на картах краснодарского типа. Кроме того, использование карт-чеков повышает коэффициент земельного использования на 3 - 7%. Наблюдения Астраханской опытно-мелиоративной станции показали, что производительность сельскохозяйственных машин на основных работах при работе на картах-чеках выше, чем на картах краснодарского типа (табл. 5).
В конечном счете, затраты денежно-материальных средств и затраты труда на 1 ц продукции на картах-чеках были на 17 и 12 процентов соответственно меньше, чем на картах краснодарского типа. Однако необходимо учитывать, что в ряде случаев на засоленных почвах карты краснодарского типа в большей степени способствуют созданию благоприятного солевого режима почвогрунтов по сравнению с картами-чеками за счет лучшего вымывания токсических солей из почвогрунтов в период вегетации риса. Однако на картах-чеках широкого фронта подачи и сброса с устройством дополнительных глубоких дрен для выноса солей из почвы создаются условия даже более благоприятные, чем на обычных ККТ. Например, за 2 года эксплуатации оросительной системы с КЧШФ в колхозе им. Жданова Наримановского района Астраханской области 76% территории (212 га) перешли в разряд почв слабозасоленных или незаселенных. За вегетационный период вынос солей из почвы составил 112 - 183 т/га (Зайцев В.Б., 1975). Исследования СИ. Кошкарова (1996) в низовьях р. Сыр-Дарьи показали, что в целом карты-чеки широкого фронта затопления и сброса имеют ряд экологических преимуществ перед картами краснодарского типа (табл. 6).
Гидромелиоративные системы нового поколения в каждой почвенно-климатической зоне, кроме этих требований, должны обеспечить ряд условий социальной и экологической устойчивости с высокой экономической эффективностью (Бородычев В.В., Майер А.В., 1999).
В Нижнем Поволжье и на Северном Кавказе основным севооборотом рекомендованным для рисосеющих хозяйств был восьмипольный севооборот со следующим чередованием культур: 1) люцерна; 2) люцерна; 3) рис; 4) рис; 5) рис; 6) пропашные культуры (агромелиоративное поле); 7) рис; 8) рис. Доля риса в этом севообороте составляет 62,5%. В условиях преимущественно техногенной интенсификации земледелия этот севооборот позволял получить достаточно высокие урожаи зерна риса. Однако большая насыщенность севооборота рисом усложнял внедрение экологически безопасных технологий. Поэтому для выращивания риса по экологически безопасным технологиям необходимы проектирование и внедрение принципиально новых севооборотов, с меньшей долей риса в севообороте, чтобы повторные посевы риса по рису имели продолжительность не более двух лет. В последние годы в Астраханской области сокращается доля повторных посевов риса по рису. Например, в АО ПЗ «Юбилейный» Камызякского района в 2004 году из 6 рисоводческих бригад 3 бригады высевают рис не по рису, а по лучшим предшественникам: люцерне, овощным или по другим пропашным культурам.
Однако для выращивания риса в рамках экологически безопасных систем земледелия необходимо внедрение севооборотов, отвечающих требованиям этих систем.
Общепринятый рисовый севооборот обычно включает травяное звено и звено с агромелиоративным полем. Роль агромелиоративного выполняет поле, занятое однолетними культурами рисового севооборота - овощами, бахчевыми, соей, кормовыми силосными и другими культурами, орошаемые дождеванием или напуском по чекам. В агромелиоративном поле часть теплого периода остается свободным от вегетации культурных растений. Важнейшей задачей агромелиоративного поля в составе рисового севооборота является капитальная (восстановительная) планировка поверхностных чеков под горизонтальную поверхность, ремонт гидротехнических сооружений оросительной системы, улучшения плодородия почвы. Однако капитальная планировка орошаемых площадей в настоящее время практически не проводится. Ремонт оросительной системы с капитальной планировкой в 2002 году проводился на части орошаемых земель в АО ПЗ «Юбилейный» Камызякского района. В целом, объемы выполнения капитальной планировки в Нижнем Поволжье значительно отстают от необходимых объемов. Это существенно осложняет технологию возделывания риса, особенно внедрение экологически безопасных технологий. Повышение мелиоративного состояния, ремонт оросительной системы и выращивание культур ценных как предшественников риса - важная задача агромелиоративного поля. Все это должно в целом существенно увеличить продуктивность рисового севооборота, т.е. урожая овощей и кормов и урожая зерна риса после этих культур.
Почвенно-мелиоративная характеристика опытных участков
Опытный участок в АО «Радищевское» Новоузенского района расположен на первой надпойменной террасе р. Б. Узень, на землях, которые были отчуждены от полевых севооборотов и отнесены в разряд малопродуктивных пастбищ. Одной из целей исследований было установление возможности вовлечения малопродуктивных земель южного Заволжья Саратовской области в интенсивный сельскохозяйственный оборот в результате их мелиорации (опреснения) культурой затопляемого риса. Почвенный покров представлен светло-каштановыми маломощными почвами. Мощность гумусового горизонта - 20 см. Гранулометрический состав почвы - тяжелый и средний суглинок. Плотность почвы в пахотном слое 1,32 г/см3, а на глубине 160 - 200 см - 1,62 г/см3 (приложение 2). Результаты наблюдений по определению водопроницаемости приведены в приложении 1. Объем воды, впитавшийся в первый час наблюдений, составляет 54 мм, что по классификации Н.А. Качинского соответствует удовлетворительной водопроницаемости почвы. Количество растворимых солей в пахотном слое составляет 0,12 процента от массы абсолютно сухой почвы (изучение солевого режима опытного участка в Саратовском Заволжье проводилось В.И. Матвеевым). Глубже него содержание солей увеличивается и на глубине 110 - 140 см оно достигает 1,5 процента от массы абсолютно сухой почвы (рис. 2.2). Таким образом, почвы по засоленности относятся к глубокосолончаковатым (Базилевич Н.И. и Панкова Е.И.). Состав ионов в пахотном слое смешанный, с небольшим преобладанием СГ и Na+ (рис. 2.3). С глубиной содержание СГ и S02 4 возрастает с некоторым преобладанием СГ и Na+. В горизонте ПО - 140 см преобладают ионы сульфата и кальция.
В двухметровом слое почвогрунта содержится в целом 214,5 т/га солей, в том числе хлора 69,3 т/га. Грунтовые воды залегают на глубине 6,5 - 7,0 м от дневной поверхности. Их минерализация - 32,3 - 36,1 г/л. минерализация воды в р. Б. Узень, который служил источником орошения, составляла 0,361 - 0,657 г/л, т.е. оросительная вода является пресной, рН оросительной воды 8,1 - 8,3. Основные показатели агрохимической характеристики почвы в южном Заволжье Саратовской области приведены в табл. 28. Почвы характеризуются невысоким содержанием гумуса. Количество его изменяется от 2,51% в верхнем десятисантиметровом слое почвы и до 1,4% на глубине пятидесяти сантиметров. Количество гидролизуемого азота составляет 64 - 106 мг на 1 кг почвы. Почвы имеют среднюю обеспеченность подвижным фосфором - 14-30 мг и высокую обеспеченность обменным калием 235 - 445 на 1 кг почвы. Почвы опытного рисового участка в дельте Волги в АО «Килинчикский» аллювиально-луговые, по гранулометрическому составу верхний слой поч-вогрунтов до глубины 40 см выражен средними и тяжелыми суглинками. Воднофизические свойства почвы представлены следующими показателями (табл. 29). Гранулометрический состав почвы пахотного слоя почвы от суглинка среднего до суглинка легкого. Содержание гумуса 2,48%, легкогидролизуе-мого азота 37,8 мг, подвижного фосфора 45,4. обменного калия 236 мг на 1 кг почвы. Почвенный покров в АО ПЗ «Юбилейный» Камызякского района разнообразен, преобладающим являются пойменные болотные почвы. По грану- лометрическому составу суглинистые и глинистые. По содержанию токсических солей они относятся к незасоленным почвам. Грунтовые воды находятся на глубине 1,1 - 2,0 м с разной степенью засоления.
Агрохимические показатели почвы существенно отличаются в зависимости от их типа на различных элементах агроландшафта (табл. 30). Пахотный слой (0-30 см) почв содержит невысокое количество гумуса. Его количество изменяется достаточно в широких пределах - от 0,57 до 2,98 процентов в зависимости от почвенно-ландшафтных условий. В среднем, почвы имеют низкую обеспеченность легкогидролизуемым азотом -55,4 мг/кг почвы. Обеспеченность фосфором для зерновых культур выше средней и составляет в среднем 72,3 мг на 1 кг почвы. Среднее содержание обменного калия составляет 152,6 мг/кг почвы с колебаниями от 60 мг на супесчаных почвах до 243 мг/кг почвы на суглинистых почвах. В период проведения полевых исследований отмечались годы, охватывающие основные типы погодных явлений в южном Заволжье Саратовской области и в дельте Волги - в Астраханской области. Из четырех лет (1974 - 1977) наших исследований в Саратовском Заволжье среднесуточные температуры вегетационного периода двух лет (1974 и 1976) были значительно ниже среднемноголетней (табл. 31). Так, в 1974 году среднемесячные температуры весенне-летнего периода по сравнению с нормой были ниже в мае - на 0,3С, июне - 1,3С, в июле - 1,8С и в августе на 2,2С. Недостаток тепла в эти месяцы лишь отчасти компенсировался более высокой среднемесячной температурой сентября, что обеспечило хорошие условия для созревания и уборки риса.
Отношение риса к климатическим факторам и почвам, зависимость продолжительности фенофаз и вегетационного периода от температурных условий
Температурный режим оказывает многостороннее влияние на жизненный цикл растений, обусловливает темпы роста и развития растений, формирование уровня урожайности. Характеризуется он такими количественными показателями, как суточные, декадные и месячные температуры воздуха и сумма среднесуточных температур за вегетационный период, амплитуды колебания суточных температур в разные фазы вегетации риса.
Общее количество тепла, необходимое для завершения жизненного цикла растений, определяет продолжительность вегетационного периода. Сорта риса, имеющие длинный вегетационный период, требуют большего количества тепла. На основании многолетних исследований И.И. Соколова (1975) для условий Краснодарского края выделила следующие группы сортов риса по длине вегетационного периода (табл. 35).
Однако продолжительность вегетационного периода и сумма температур, необходимых для завершения жизненного цикла риса, изменяются по годам в зависимости от метеорологических условий и агротехники выращивания. Еще более значительно указанные величины могут изменяться при продвижении сортов риса в другие районы. Это связано с тем, что в новых районах изменяются среднесуточные температуры по фазам вегетации, суточный ход температуры воздуха. Это положение подтверждается нашими исследованиями, проведенными в новом для риса районе, севернее существующих районов рисосеяния, в Саратовском Заволжье (табл. 36).
Таким образом, продолжительность вегетации при продвижении риса в более северные районы (5028 с.ш.) увеличивается по сравнению с Краснодарским краем на 10-23 дня, а сумма необходимых для созревания температур - на 360 - 450. Такая закономерность отмечается как для раннеспелого сорта Союзный 244, так и для среднеспелого сорта Кубань 3. Это связано с тем, что каждый экотип риса, как правило, приспособлен к определенному сезонному ходу температур, к распределению температуры воздуха в дневной и ночной части суток, к особенностям динамики других метеорологических параметров.
При продвижении культуры в другие районы также изменяется соотношение между продолжительностью дня и ночи. Рис - растение короткого южного дня, и на большинство сортов его влияет продолжительность дня и ночи. С увеличением длины дня продолжительность вегетации обычно возрастает. Однако выведенные в последние годы сорта отличаются меньшей чувствительностью к длине дня и ночи, а некоторые из них являются фото-периодически нейтральными. Эти сорта можно использовать для посева в северных районах рисосеяния, где продолжительность светлой части суток увеличивается.
В зоне умеренного климата отчетливо проявляются годовой и сезонный ходы температуры. В северных районах рисосеяния, в том числе и в Поволжском, в период вегетации отмечаются и более высокие суточные колебания температуры. В этих условиях для теории и практики рисосеяния важное значение имеет уточнение изменяющихся потребностей риса в тепле в разные периоды вегетации, в определенной агроэкологической обстановке.
Температурный режим в период прорастания в значительной мере определяет темпы появления всходов, густоту их стояния на единицу площади, жизнеспособность всходов, что, в конечном счете, оказывает существенное влияние на урожай. При среднесуточной температуре ниже 10С семена многих производственных сортов риса не прорастают. В мировой коллекции есть сорта риса, способные прорастать при температурах 0 - 5С (Yoshida S., 1974) Однако процесс прорастания в этом случае длится месяц и более, и многие сорта в этом случае не образуют полноценных всходов. В целом, сорта японского подвида риса при пониженном уровне температур прорастают интенсивнее, чем сорта индийского подвида. Влияние температур на прорастание начинает проявляться уже в темпах поглощения воды семенами риса. При температуре 10С для полного насыщения водой требуется 10 дней, а при повышении температуры до 20 С этот период сокращается до четырех дней (Matsuo Т., 1954).
По потребности к теплу период от посева до появления всходов J.M. Та-kahashi (1954) подразделил на две фазы. В первой фазе поглощается основная часть воды, а температурный коэффициент поглощения (Q10) небольшой (1,1 - 1,6). Во второй фазе поглощается меньшая часть воды, причем интенсивность поглощения в большей степени зависит от температуры, и температурный коэффициент поглощения воды увеличивается до 2,5 - 3,5. В этой фазе прорастания начинают преобладать процессы метаболизма над физическими (диффузией), вследствие чего значительно увеличивается температурный коэффициент поглощения воды, т.е. зависимость интенсивности поглощения воды от температуры среды.
Основные принципы разработки рисовых севооборотов и обоснование выбора предшественников риса
Минеральные вещества составляют менее одного процента органического вещества, синтезируемого высшими растениями. Однако они играют важную роль в определении величины и качества получаемой продукции. Эффективность поглощения минеральных веществ зависит от почвенных условий. Поэтому почвенные условия являются важнейшим фактором роста и развития растений. При культуре затопляемого риса одним из основных показателей активности почвенных процессов является уровень окислительно-восстановительного потенциала. Избыточное содержание в затопленной почве восстановленных веществ затрудняет дыхание корней риса и, следовательно, поглощение ими питательных веществ. Поэтому при культуре затопляемого риса величина урожая риса на две трети определяется почвенными факторами (Matshushima S., 1980), среди которых важное место занимает уровень окислительно-восстановительного потенциала в почве. В исследованиях отечественных ученых выявлено влияние различных, в том числе агротехнических факторов, на состояние окислительно-восстановительного потенциала в почве рисовых полей. Установлено, что интенсивность окислительно-восстановительных процессов в почвах рисовых полей существенно зависит также от характера чередования культур. В почве при повторном в течение ряда лет выращивании риса происходит более интенсивное накопление закисных соединений, которые в определенных количествах оказывают отрицательное влияние на рис.
Исследования профессора Е.Б. Величко, академика Б.Б. Шумакова (1984) показали количественную взаимосвязь содержания восстановленных продуктов в почве и густоты всходов риса (табл. 61). Уменьшение густоты стояния всходов и ухудшение условий роста и развития риса вызывают уменьшение урожайности риса на повторных посевах. Это уменьшение на 4 - 5-й год повторных посевов в условиях Краснодарского края достигает 60 - 70% (Величко Е.Б., Шумаков Б.Б., 1984, 1987).
Интенсивность восстановительных процессов, связанная с биологической активностью почвы, в свою очередь находится в значительной зависимости и от температуры. Поэтому содержание закисных соединений в почве рисовых полей Нижнего Поволжья достигает максимума в июле, когда температура воздуха в отдельные дни достигает почти 40 С, а оросительная вода в чеках нагревается до температуры свыше 30 С. Этот период часто совпадает с временем заложения и формирования молодых метелок риса. Поэтому повторные посевы затопляемого риса в условиях континентального с высокими летними температурами климата Нижнего Поволжья и связанное с ним повышенное содержание закисных соединений, часто токсичных для корней риса, существенно снижает урожай риса.
Значение выращивания риса в севообороте особенно важно на бедных, засоленных почвах Нижнего Поволжья. Здесь, с одной стороны, рису необходимы предшественники, обеспечивающие хорошие условия минерального, особенно азотного питания, и поля, чистые от влаголюбивых сорных растений. С другой стороны, рис является мелиорирующей культурой и создает благоприятные почвенные условия (в отношении солевого режима, весенних запасов влаги в почве) для последующих за ним культур рисового севооборота. Таким образом, открывается перспектива для возделывания в рисовых чеках традиционных для Поволжья культур - овощей, бахчевых и кормовых культур, а также новых культур - табака, арахиса, сои и хлопчатника. Водный режим сопутствующих культур рисового севооборота регулируется периодическими поливами - затоплением чеков или дождеванием. Особенно эффективны современные способы орошения. Например, применение капельного орошения в ГП «Бузанское» Красноярского района Астраханской области позволило в производственных масштабах поднять урожайность томатов до 75 - 80 т/га. Улучшение технологии выращивания, применение современных технических средств полива не только повышает урожай сопутствующих культур, но и повышает их ценность как предшественников риса. Таким образом, повышается экономическая эффективность использования ирригированного фонда, севооборотной площади в целом.
Анализируя экспериментальные результаты по возделыванию полевых культур бессменно и в севооборотах академик Д.Н. Прянишников еще в 1944 году выявил и обобщил основные группы причин, в основном биологических и агротехнических, более высокой продуктивности в севообороте. Однако севооборот имеет не только агротехнические, но и большое организационное значение. Затопляемый рис, как и ряд других культур, возможно выращивать в сочетании с другими культурами и в повторных в течении ряда лет, а также в бессменных посевах. Однако высокие и устойчивые урожаи с меньшими затратами труда получают при правильном чередовании культур, т. е. при выращивании риса в севообороте. Севооборот имеет не только агротехническое, но и большое организационное значение. По меткому определению академика A.M. Гаврилова, «севооборот позволяет навести четкий порядок в использовании пашни, так как представляет перспективный план не только чередования культур, но и многих других агротехнических мероприятий в системе обработки почвы, борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений, системе применения удобрений, гербицидов, лесомелиорации, организации орошения и т.д.». Рис выращивается в специализированных севооборотах. В крупных рисосеющих хозяйствах Нижнего Поволжья наиболее широкое распространение получил восьмипольный севооборот с чередованием культур: 1,2 — люцерна; 3,4,5 - рис; 6 - пропашное поле с функцией агромелиоративного поля; 7,8 - рис. В этом севообороте рис занимает 62,5% севооборотной площади.
Похожие диссертации на Агромелиоративные особенности формирования высокопродуктивных агроценозов риса в Нижнем Поволжье
