Водные режимы почв рисовых полей

Рис - уникальная культура в отношении способности развиваться и давать высокие урожаи в условиях сильного насыщения почвы водой и даже при создании слоя воды.

При наличии слоя воды выравнивается суточный ход температур, снижается температура приземного слоя воздуха и повышается относительная влажность его, что является весьма положительным фактором в засушливых районах с суховеями. С помощью слоя воды можно регулировать температурный режим рисового ноля. Чем глубже слой воды, тем ниже температура воды и почвы и наоборот, чем он меньше, тем температура выше. Такое регулирование необходимо при похолодании после посева риса, особенно в северных районах рисосеяния, а также в период высоких температур, когда вода в чеках нагревается более чем на 32 - 34°.

В практике рисосеяния применяемые водные режимы почв рисовых полей весьма разнообразны, но их можно свести к четырем основным типам:

1. Постоянное затопление - слой воды на поле поддерживается от посева до начала уборки.

2. Укороченное затопление - в период прорастания семян почва поддерживается во влажном состоянии, а слой воды создается с момента получения полных всходов и сохраняется до начала восковой спелости риса.

3. Прерывистое затопление - слой воды в отдельные периоды отсутствует, а почва поддерживается между поливами во влажном состоянии.

4. Периодическое увлажнение - слой воды отсутствует на протяжении всего срока вегетации риса, оптимальное увлажнение почвы создается за счет периодических поливов. Большей частью применяется постоянное и укороченное затопление. Наиболее перспективным является водный режим при укороченном затоплении. В зависимости от способа посева, засоренности рисового поля просянками и засоления почвы существуют различные варианты этого режима. Рисовое растение, как и любое другое, предъявляет неодинаковые требования к воде в различные фазы вегетации. Наилучшей средой для риса в период прорастания и в фазу всходов является увлажненная почва. При наличии слоя воды семена хуже прорастают, что является одной из причин изреживания посевов, особенно в условиях возвратного похолодания при раннем севе. Подобное явление наблюдалось например в 1969 году в Ростовской области и других районах Северного Кавказа, когда в период всходов риса температура воздуха была от 4,4 до 6°.

Подсушка засоленные почв во время всходов риса резко увеличивает содержание солей в верхнем горизонте и является причиной гибели посевов риса. Особенно этот процесс усугубляется, когда близко (≤1 м) расположены высокоминерализованные грунтовые воды. Так, на 6-м рисовом севообороте в совхозе "Буденновский", Ростовской области, уровень грунтовых вод залегает на глубине 1 - 1,3 метра при минерализации 50 - 80 г/л, и вполне естественно, что в этих условиях малейшая пересушка поверхности почвы быстро приводит к вторичному засолению и гибели всходов риса.

Одновременно с отмиранием первичной корневой системы начинают подсыхать верхушки листьев. Если к этому времени еще не успела образоваться вторичная корневая система, то растения погибают. Вторичная корневая система (от 3 листьев до конца кущения) более вынослива к избытку солей, и растения, успевшие хорошо развить ее, в большинстве случаев сохраняются при прогрессивном засолении, в условиях определенного водного режима. Первичная корневая система от избытка солей в почве полностью отмирает.

Для получения всходов на, сильно засоленных почвах с близким уровнем минерализованных грунтовых вод наиболее благоприятен небольшой слой воды, периодически сменяемый.

Особенно необходимо данный режим соблюдать при поливе минерализованными водами. При орошении пресной водой (0,2 - 0,4 г/л) вынос солей преобладает над их накоплением в почве. При поливе минерализованной водой может произойти аккумуляция солей в зоне аэрации.

Исследования, проведенные аспирантом И. Нагабедьяном на Манычской рисовой системе в совхозе "Южный", Ростовской области, на комплексных солонцовых почвах с близко расположенными (1,7 - 2 м) высокоминерализованными (12 - 20 г/л) грунтовыми водами, хорошо подтверждают это. При орошении минерализованной водой (2 - 3 г/л) при значительном (содержании натрия и ионов СО₃ увеличивается концентрация солей в воде до 5 г/л и более за счет поверхностного испарения в пониженных местах чека. В связи с этим увеличивается концентрация почвенного раствора в зоне распространения корней риса. При аккумуляции ионов до опасной концентрации начинается гибель риса. Так, до орошения общий запас солей в слое 0 - 30 сантиметров составлял от 3,5 до 4,2 т/га, после первоначального затопления и последующей просушки их оказалось от 8,7 до 13,4 т. Высокое содержание натрия в оросительной воде вызвало осолонцевание почв. Содержание поглощенного натрия увеличилось от 8,5 - 14,9 до 9,1 - 20,4 процента от суммы поглощенных оснований. При орошении соленой водой урожай риса получен 22,6 центнера с гектара, в то время как при орошении более пресной водой 38 центнеров.

На солонцовых почвах с залеганием легкорастворимых солей более чем на 30 сантиметров от поверхности и уровнем минерализованных грунтовых вод на глубине 1,8 - 2,5 метра всходы риса можно получать без слоя воды с предварительным затоплением.

Весьма сложно регулировать водным режимом в условиях плохой спланированности поверхности чеков. После первоначального затопления и сброса, вода остается в пониженных местах на длительный период, в то время как на отдельных участках почва пересыхает.

Всходы риса развиваются под слоем воды неодинаково и не все из них преодолевают его, особенно если он большой и температура воды высокая. На засоленных почвах пересохшие бугорки являются фитилем для подтягивания солей, в результате молодые всходы риса на этих участках полностью гибнут.

Правильно выбранный водный режим в период получения и укоренения всходов риса является самым главным фактором получения высокого урожая. Особенно важно выбрать правильный водный режим с учетом засоленности почв и дренированности участка.

Как известно, рисовые участки в большинстве своем расположены на слабоводопроницаемых почвах. Вследствие низкой водопроницаемости и неоднородности почвогрунтов фильтрационные воды не всегда способствуют быстрой промывке солей вглубь, особенно в средней части междренья. По степени исходного и вторичного засоления рисовые участки весьма различны (от 0,1 - 0,4 до 0,8 - 3% и более легкорастворимых солей в верхнем слое почвы). Кроме того, на различном уровне залегают минерализованные грунтовые воды. Поэтому водный режим должен применяться дифференцированно.

В условиях незаселенных почвогрунтов после посева риса производится увлажнительный полив. Двух-трех таких поливов вполне достаточно для получения полноценных всходов (рис. 9).

На комплексных солонцовых почвах, подвергшихся слабому вторичному засолению (0,2 - 0,4 процента), при залегании солевого горизонта более чем на 30 сантиметров от поверхности после посева создается слой воды в 8 - 10 сантиметров, который держат в течение 3 - 5 дней, а затем сбрасывают. До получения всходов почва поддерживается в сильно увлажненном состоянии (путем попусков воды).

Если концентрация солей в поверхностном слое почвы или по всему профилю очень большая (>1,5%), в том числе ион хлора > 0,3 процента, рекомендуется перед посевом провести промывку. В противном случае сразу после посева на поле создается небольшой слой воды (5 - 8 см), который поддерживается до получения полных всходов, причем полный обмен воды в чеках производится не менее двух раз.

Когда у растений наступает фаза 2 - 3 листьев, воду с чеков полностью удаляют и поле обрабатывают гербицидами.

При обработке посевов гербицидами надо точно установить цикличность в соответствии со сроками сева риса и не допускать пересушки чеков. На вторые сутки после обработки рис затапливают слоем воды 12 - 15 сантиметров, который постепенно к фазе кущения снижают до 4 - 5 сантиметров. По окончании кущения на чеках создается слой воды в 10 - 12 сантиметров, который поддерживается до фазы полной молочной - начала восковой спелости риса.

Для повышения интенсивности кущения необходимо на чеки подавать воду в течение 7 - 10 дней с температурой не ниже 25°. При оптимальной густоте стояния (не менее 250 - 300 растений на каждом квадратном метре) слой воды в период кущения можно не понижать. Однако при изреженных всходах понижение слоя воды до 3 - 5 сантиметров в фазу кущения обязательно.

Рис. 9. Графическое изображение различных водных режимов

По данным П. С. Ерыгина, для создания метелки более высокой продуктивности необходимо снижать температуру воды до 20 - 21° в период появления 7 - 9-то листа. Достигнуть этого можно путем создания усиленной проточности или повышения слоя воды в чеке.

В фазу выхода в трубку, выбрасывания метелок и цветения растение усиленно расходует воду, и перебои в снабжении водой в этот период ослабляют рост растений, что недолустимо.

При возделывании риса на слабо-дренированных тяжелых почвогрунтах подачу воды прекращают в фазу полной молочной спелости, и вода постепенно впитывается в почву. Если данный процесс идет медленно, то через 3 - 5 дней остаток воды сбрасывают. Более поздние сбросы воды с рисовых чеков на таких почвах себя не оправдали, так как по метеорологическим условиям осени просушить чеки вовремя не всегда удается, и в результате при уборке получаются большие потери. В условиях Краснодарского края и дельты Терека подачу воды в чеки рекомендуется полностью прекращать к началу восковой спелости риса.

Предуборочный сброс воды следует проводить не сразу, постепенно, снижая ежедневно слой затопления на 1 сантиметр. Быстрое удаление воды с чеков приводит к перегрузке дренажно-сбросной сети и всегда сопровождается полеганием риса.

При возделывании риса на незасоленных почвах или глубоко промытых, где нет опасения процессов вторичного засоления, проточность не нужна. Требуется лишь периодически подавать воду для поддержания необходимого горизонта.

В условиях же засоленных почвогрунтов нужно установить регулярное наблюдение за минерализацией воды в чеке.

При повышении ее до 2,5 - 3 г/л, в том числе иона хлора более 0,15 г/л, на почвах тяжелого механического состава с близким залеганием высокоминерализованных грунтовых вод необходимо произвести полный обмен воды в чеках.

В случае отсутствия солемера устанавливается периодическая проточность до начала выхода растений в трубку через каждые 5 - 7 суток с полной сменой воды за 4 - 5 суток. Проточность или полный обмен воды в чеках, особенно на солончаках тяжелого механического состава сульфатно-натриевого типа засоления, крайне необходимы, так как длительное стояние воды может привести к образованию соды, вызывающей гибель растений.

Как показали многочисленные наблюдения в различных районах рисосеяния, постоянная проточность не способствует в значительных размерах опреснению почвы и в большинстве случаев не приводит к повышению урожая. Поэтому применять ее следует лишь в исключительных случаях на сильно засоленных, слабо поддающихся промывке почвогрунтах и только в начале освоения (1 - 2 года).

Так, на слабодренированных почвогрунтах дельты Терека и низовий Дона при исходном засолении их от 1,5 до 3 процентов по сухому остатку, а также при орошении минерализованной водой в первые 1 - 2 года освоения проточность или неоднократный полный обмен воды в чеках являются необходимым агротехническим приемом. Это требуется в целях создания благоприятных условий для развития риса, особенно в начальный период, когда молодые растения очень чувствительны к повышенной концентрации почвенного раствора.

Проведенные наблюдения за минерализацией оросительной воды в чеках показывают, что минерализация ее за оросительный сезон непостоянна. Максимальная минерализация воды в чеке наблюдается во время первоначального затопления риса и в период наивысших температур, высокого испарения воды, примерно с середины июля и до начала августа.

В пределах чека минерализация воды резко изменяется в зависимости от исходного засоления почвы и принятого водного режима. Как правило, на беспроточных вариантах, в условиях засоленных почвогрунтов, минерализация воды наивысшая.

Расход воды на проточность или полный обмен в чеке следует устанавливать исходя из условий дренированности и засоления почвогрунта.

Промывка засоленных почв происходит в основном за счет фильтрационного расхода воды, который является для каждой почвенной разности величиной постоянной (табл. 18). Поэтому как ни велика была бы оросительная норма, промывной эффект от этого не улучшится.

В то же время постоянная большая проточность ведет к огромным перерасходам воды, переполнению водоотводной сети и в некоторых случаях к ухудшению мелиоративного состояния системы и прилегающих неорошаемых земель.

Во многих благоприятных районах рисосеяния Советского Союза далеко не все земли можно обеспечить водой, поэтому вопрос экономии ее является весьма актуальным.

Таблица 18. Расход воды на фильтрацию в различных почвенно-гидрогеологических условиях Северного Кавказа, тыс. м³/га (по данным ЮжНИИГиМа)

Учитывая, что на инженерных рисовых системах с большими чеками площадью 3 - 4 гектара при создании проточности обмена воды по всему чеку не происходит, о чем свидетельствуют данные температуры и минерализации воды в разных точках чека, целесообразно взамен ее производить полный сброс минерализованной воды с чеков и заполнение их свежей водой из каналов и так в случае необходимости проделать 3 - 4 раза за сезон. Суммарные затраты воды в этом случае оказываются намного меньше, чем при постоянной проточности (табл. 19).

Таблица 19. Затраты воды на 1 ц урожая риса при различных водных режимах, м³

Из таблицы видно, что самый низкий урожай риса получен на беспроточном варианте. При постоянной проточности и трехразовой смене воды за сезон расхождения в урожае незначительные, за исключением низовьев Дона. Однако эконом и я воды в опыте с 3 - 4-кратной сменой воды по отношению к постоянной проточности составила значительную величину - от 6,0 тыс. м³/га до 7,7 тыс. м³/га. За счет экономии воды без значительного снижения урожая можно дополнительно оросить от 10 до 20 процентов первоначальной площади посевов риса и культур рисового севооборота.