Введение. В последние годы в России постепенно возрождается старинная культура рыжика посевного (Сamelina sativa Crantz). Это связано с его широким практическим применением и переработкой семян рыжика в качестве альтернативы традиционным масличным – подсолнечнику и рапсу. Рыжиковое масло обладает многими ценными свойствами. Оно имеет высокий коэффициент усвояемости для человека. В его составе отмечается высокое содержание каротиноидов (0,5–2,0 мг%), витамина Е (40–120 мг%) и фосфолипидов (0,8 %), а также наличие полиненасыщенных жирных кислот – линоленовой (омега-3) и линолевой (омега-6) [1]. Рыжиковый жмых является важнейшим источником биологически активных и высокопротеиновых веществ [2–4]. Эта культура отличается высокой адаптивностью к различным почвенно-климатическим условиям [5]. Он созревает раньше озимых и яровых зерновых культур, что разгружает напряженность в проведении уборочных работ [6, 7], и после его уборки удается качественно и своевременно подготовить почву под посев последующих культур. Агрономическая ценность рыжика посевного состоит в том, что он нетребователен к почвам, хорошо переносит почвенную и воздушную засуху, является хорошим предшественником для других сельскохозяйственных культур [8]. По мнению Н.Л. Кураченко с соавт. [9], при возделывании масличных капустных культур необходимы технологии, адаптированные к конкретным почвенно-климатическим условиям. Отсутствие объективных данных, позволяющих оценить влияние рыжика посевного на водный режим агрочерноземов земледельческой зоны Красноярского края, является нерешенной научной задачей, что и определило необходимость проведения исследований.
Цель исследования – оценить водный режим агрочерноземов Канской лесостепи Красноярского края при возделывании рыжика посевного на маслосемена.
Объекты и методы. Исследование по изучению водного режима агрочерноземов выполнено в 2019–2021 гг. на территории ООО «ОПХ Солянское», расположенного в Канской лесостепи Красноярского края. Для этой территории характерно 360–450 мм осадков в год. Среднегодовая температура воздуха в регионе изменяется от минус 0,3 до минус 1,7 °С. Продолжительность периода биологической активности изменяется в пределах 84–115 сут. Сумма активных температур составляет 1561–1818 °С, почвы промерзают на глубину 1,5–3,0 м.
Объектами исследования явились агрочерноземы глинисто-иллювиальные типичные среднемощные тяжелосуглинистого гранулометрического состава и рыжик посевной сорта Ужурский (Camelina sativa (L.) Crantz). Почва опытных участков характеризовалась в слое 0–20 см высоким содержанием гумуса (7–8 %), очень высокой суммой обменных оснований (45–54 ммоль/100 г), нейтральной реакцией почвенного раствора (рНн2о 6,6–6,8), высокой и очень высокой обеспеченностью Р2О5 (279–307 мг/кг) и средней и повышенной К2О (73–95 мг/кг).
В 2019 г. рыжик посевной возделывали по занятому пару (горохо-овсяная смесь), в 2020 г. – по чистому пару. Обработка почвы под культуру состояла из осенней вспашки плугом ПСКУ-8, весной – ранневесеннего боронования и предпосевной культивации. Норма высева рыжика посевного – 4–5 млн шт/га. В технологии возделывания культуры применялись следующие препараты: «Табу», ВСК (6 л/т) – «Миура» (0,8 л/га) + «Гуминатрин масличный» (2,2 л/га) – «Брейк», МЭ (0,06 л/га) + «Магниевая селитра» (3 кг/га).
Гидротермический режим агрочерноземов исследовали на 4 пробных площадях (100 м2), выделенных в пределах каждого поля с интервалом 12–20 дней. Влажность почвы определяли в слое 0–100 см через каждые 10 см буром Burkle Mole. Результаты аналитических определений обрабатывали методом описательной статистики [10].
Результаты и их обсуждение. Для получения высоких урожаев необходимо обеспечить жизненную потребность культурных растений в воде, поэтому одной из основных задач земледелия является создание водного режима почв, соответствующего потребности культур [11]. Вегетационные сезоны 2019–2020 гг. характеризовались как достаточно влажные, об этом свидетельствует гидротермический коэффициент 1,4–1,5 по годам исследования. Наряду с типичными показателями для этой зоны наблюдались отклонения от среднемноголетних значений в отдельные месяцы по количеству выпавших осадков и температуре воздуха, что
неизбежно оказывало влияние на водный режим агрочерноземов.
Исследованием установлено, что профили влажности агрочернозема, отражающие распределение влаги в почве за период май – сентябрь (для одного числа каждого месяца) в вегетационный сезон 2019 г. при возделывании рыжика посевного по занятому пару показывали иссушение 0–10 и 10–20 см слоя в период от начала роста стеблей (18 июля) до начала созревания (29 августа) (рис.). Влажность 0–40 см слоя профиля агрочернозема в 2020 г. в посевах рыжика, возделываемого по чистому пару, изменялась в пределах 20–30 % от объема почвы. Во втором полуметре количество влаги увеличивалось, достигая диапазона 23–35 %. В пахотном слое почв происходил наиболее интенсивный тепло-, влагообмен, что зачастую приводило к его иссушению. Обильные осадки до фазы образования розетки листьев рыжика не способствовали накоплению влаги в 0–20 см слое почвы. Повышенный температурный фон и физическое испарение влаги являлись этому причиной. Количество влаги, поступающее в почву, не адекватно сумме атмосферных осадков, особенно в период снеготаяния. В областях с накоплением снега и промерзанием почв количество впитавшейся в почву влаги зависит от влажности почвы, ее водопроницаемости, глубины и степени промерзания и оттаивания почв, наличия оттепелей в течение зимы, запаса воды в снеге, «дружности» снеготаяния, рельефа, характера растительности.
|
|
|
|
А |
Б |
Профили влажности агрочернозема под посевами рыжика посевного:
А – 2019 г. (по занятому пару); Б – 2020 г. (по чистому пару), %
Летние осадки также не полностью поступают в почву, так как это зависит от продолжительности и интенсивности дождя, степени иссушения почвы и ее водопроницаемости, растительности, рельефа [12]. Перед посевом рыжика в вегетационный сезон 2019 г. в метровом слое почвы накапливалось 101 мм продуктивной влаги, что соответствовало удовлетворительной влагообеспеченности (табл. 1). Запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое в этот период составляли 31 мм. Начало вегетации культуры сопровождалось удовлетворительными запасами влаги в метровой толще (120–121 мм). В период цветения рыжика посевного отмечалась хорошая обеспеченность влагой агрочерноземов в слое 0–100 см (151 мм) и удовлетворительная в слое 0–20 см (23 мм). Удовлетворительная влагообеспеченность сохранялась до конца вегетации культуры (84–98 мм).
Динамика запасов продуктивной влаги в посевах рыжика посевного в 2020 г. имела схожую направленность, но меньшую количественную оценку. Плохие запасы продуктивной влаги перед посевом рыжика посевного (91 мм) сменялись на удовлетворительные в течение вегетации культуры (107–127 мм).
Таблица 1
Динамика запасов продуктивной влаги в агрочерноземе под рыжиком посевным, мм
|
Слой почвы, см |
Запасы продуктивной влаги, мм |
|||||||
|
21.05 |
08.06 |
23.06 |
14.07 |
29.07 |
13.08 |
27.08 |
10.09 |
|
|
2019 г. |
||||||||
|
0–20 |
30,7 |
22,4 |
20,2 |
22,9 |
16,5 |
14,4 |
24,4 |
26,0 |
|
0–50 |
51,5 |
66,2 |
57,5 |
61,7 |
42,7 |
24,9 |
40,3 |
65,3 |
|
50–100 |
49,6 |
55,2 |
62,9 |
89,3 |
56,1 |
43,1 |
44,6 |
49,6 |
|
0–100 |
101,1 |
121,4 |
120,4 |
151,0 |
98,8 |
68,0 |
84,9 |
121,7 |
|
Осадки, выпавшие между сроками, мм |
– |
16 |
24 |
84 |
38 |
27 |
48 |
26 |
|
2020 г. |
||||||||
|
0–20 |
13,8 |
13,6 |
12,6 |
17,4 |
19,9 |
21,2 |
17,3 |
18,7 |
|
0–50 |
34,2 |
58,6 |
44,4 |
53,3 |
54,8 |
47,0 |
43,4 |
34,2 |
|
50–100 |
56,8 |
62,0 |
82,1 |
68,4 |
59,4 |
59,8 |
60,2 |
41,7 |
|
0–100 |
91,0 |
120,6 |
126,5 |
121,7 |
114,2 |
106,8 |
103,6 |
75,9 |
|
Осадки, выпавшие между сроками, мм |
– |
60 |
35 |
99 |
36 |
8 |
22 |
37 |
До фазы образования розетки листьев запасы продуктивной влаги в 0–20 см слое почвы характеризовались как плохие (14 мм). Интенсивное развитие культуры, сопровождающееся образованием вегетативной зеленой массы, формированием стручков и созреванием семян, проходило на фоне удовлетворительных запасов продуктивной влаги в поверхностном слое почвы (17–20 мм). Подобная закономерность обусловлена небольшим требованием рыжика посевного к условиям влагообеспеченности. Главное агрономическое значение рыжика посевного заключается в его пластичности к природным условиям, он способен произрастать в широком диапазоне гидротермических условий и отличается засухоустойчивостью [13].
Динамические изменения запасов продуктивной влаги в посевах рыжика посевного в вегетационный период 2019 г. оценивались в метровой толще агрочернозема как средние
(Cv = 23–28 %), в 2020 г. – как небольшие
(Cv = 16–20 %) (табл. 2).
Влагообеспеченность посевов рыжика посевного, оцениваемая по количеству продуктивной влаги в почве ко времени посева в вегетационные периоды 2019–2020 гг., составляла в слое 0–50 см 288–294 мм, в слое 0–100 см – 338–363 мм (табл. 3).
Таблица 2
Статистические показатели сезонной динамики запасов
продуктивной влаги в агрочерноземе в посевах рыжика посевного, мм
|
Статистический показатель |
Слой почвы, см |
|||
|
0–20 |
0–50 |
50–100 |
0–100 |
|
|
2019 г. (n = 8) |
||||
|
Xср |
22,2 |
51,3 |
56,3 |
108,4 |
|
Sx |
5,2 |
14,4 |
14,8 |
25,7 |
|
Min |
14,4 |
24,9 |
43,1 |
68,0 |
|
Max |
30,7 |
66,2 |
89,3 |
151,0 |
|
Сv, % |
23 |
28 |
26 |
24 |
|
2020 г. (n = 8) |
||||
|
Xср |
16,8 |
46,2 |
61,3 |
107,5 |
|
Sx |
3,2 |
9,1 |
11,3 |
17,1 |
|
Min |
12,6 |
34,2 |
41,7 |
75,9 |
|
Max |
21,2 |
58,6 |
82,1 |
126,5 |
|
Сv, % |
19 |
20 |
18 |
16 |
Таблица 3
Баланс влаги в агрочерноземе в посевах рыжика посевного
|
Мощность слоя, см |
Запасы продуктивной влаги в почве, мм |
Сумма осадков за период вегетации, мм |
Суммарный приход влаги, мм |
Эвапотранспирационный расход влаги, мм |
|||
|
в начале вегетации |
в конце вегетации |
за счет запасов в почве |
за счет летних осадков |
Всего |
|||
|
2019 г. |
|||||||
|
0–50 |
51,5 |
40,3 |
237 |
288,5 |
24,2 |
224,0 |
248,2 |
|
50–100 |
49,6 |
44,6 |
49,6 |
5,0 |
0,0 |
5,0 |
|
|
0–100 |
101,1 |
84,9 |
338,1 |
29,2 |
224,0 |
253,2 |
|
|
2020 г. |
|||||||
|
0–50 |
34,2 |
43,4 |
260 |
294,2 |
12,8 |
238,0 |
250,8 |
|
50–100 |
56,8 |
60,2 |
69,4 |
9,2 |
0,0 |
9,2 |
|
|
0–100 |
91,0 |
103,6 |
363,6 |
22 |
238,0 |
260,0 |
|
Наибольшее потребление культурой происходило из верхнего 0–50 см слоя почвы за счет летних осадков (90–95 %). Эвапотранспирационный расход влаги рыжиком находился на уровне 253–260 мм. Средний расход влаги на формирование 1 т семян рыжика при урожайности 0,9–1,5 т/га составлял 281–173 мм. Следует отметить, что низкий расход продуктивной влаги в посевах рыжика (5–9 мм) со второго полуметра агрочерноземов обусловлен биологическими особенностями рыжика, имеющего слабо развитую корневую систему.
Заключение. Агрочерноземы Канской лесостепи, функционирующие в посевах рыжика посевного, характеризовались удовлетворительными запасами продуктивной влаги в метровом слое в течение вегетационных сезонов. В посевах рыжика посевного они изменялись от 151 до 68 мм. Распределение влаги в профиле почвы свидетельствовало об иссушающем действии рыжика в пахотном и подпахотном слое. Максимальное потребление воды культурой происходило из верхнего 0–50 см слоя почвы преимущественно за счет летних осадков (90–95 %). Эвапотранспирационный расход влаги рыжиком из метрового слоя агрочернозема оценивался на уровне 253–260 мм. Отмечен низкий расход продуктивной влаги (3–9 мм) со второго полуметра агрочернозема, обусловленный биологическими особенностями культуры.
