Режим почвенной влаги

В условиях Бурятии на основных пахотных землях на богаре грунтовые воды залегают (если они имеются) на такой глубине, что не оказывают никакого существенного влияния на сезонный продуктивный баланс влаги в почве.
Здесь главной приходной статьей баланса воды в почве являются атмосферные осадки, основная часть которых выпадает во второй половине лета. Количество их в отдельные годы и месяцы, как правило, бывает разным и никогда не совпадает со средними многолетними значениями. Ho более устойчивой является вероятность выпадения осадков в том или ином количестве по месяцам и сезонам года.
Отсюда в основу разработки систем использования пашни должны быть положены мероприятия, позволяющие наиболее эффективно использовать почвенную влагу путем накопления и сохранения ее от физического испарения, а также производительного ее использования.
Водный режим почв в Бурятии на богарных участках характеризуется как непромывной тип. В зависимости от частоты и количества осадков влагооборот происходит в толще почвогрунта 0,5-0,7 мм, реже - 1,0 м. Величина испаряемости всегда выше суммы осадков, и в почве постоянно сохраняется дефицит влажности, то есть влажность почвы всегда ниже ее наименьшей полевой влагоемкости (НВ), за исключением короткого периода выпадения обильных дождей.
Основная часть осадков (60-70%) здесь выпадает во второй половине вегетационного периода (июль-август), и поэтому продуктивность сельскохозяйственных растений целиком и полностью зависит от эффективного их использования.
Эти задачи решаются, во-первых, накоплением влаги в почве в период летних осадков на парах и приемами по снижению скорости физического испарения воды из почвы - выравниванием и уплотнением поверхности почвы после обработки и посева. Во-вторых, возделыванием растений, у которых основные фазы роста и развития происходят во второй половине лета, когда наступает дождливый период. Это в основном зернофуражные культуры - овес, ячмень, кормовая редька и другие на корм при посеве их под летние дожди.
Так, в условиях Бурятии многолетней практикой и наукой установлено, что только на парах здесь возможно получение гарантированных и устойчивых урожаев зерновых культур во всех почвенно-климатических зонах. Этот факт многие авторы объясняют, прежде всего, накоплением запасов влаги в почве на пару за счет летних осадков.
Основная роль пара как накопителя влаги в почве отмечается в работах К.М. Крама, А.Д. Николаева, В.Е. Максимова, Д.Д. Егниновой.
Впервые в Бурятии оценку пара как накопителя влаги в почве дает К.М. Крам в книге «Культура земледелия», где, обобщив 18-летнее наблюдение (с 1938 по 1956 год) за режимом влажности почвы в пару на супесчаных каштановых почвах бывшей Бурятской селекционной опытной станции (с. Тодохта), приходит к выводу, что накопление влаги в почве на пару происходит только за счет летних осадков, и в зависимости от суммы осадков запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы к осени составляют от 54,5 до 97,6 мм. При этом он отмечает, что повышение почвенной влаги за счет парования на маловлагоемких почвах очень незначительное, и при сравнении запасов влаги в почве весной в начале парования и весной в год посева оказалось, что в слое 0-50 см они остались без изменения, а в слое 0-100 см увеличение было лишь на 9,3 мм.
Анализируя урожайность яровой пшеницы за 25 лет и озимой ржи за 14 лет, К.М. Крам отмечает, что «одна паровая обработка в годы с раннелетней засухой (обычные года) не может обеспечить минимальной потребности посевов во влаге и что накопленной в пару влаги не хватает для нормального получения всходов...».
В Бурятии влияние различных предшественников на влажность почвы рассмотрено в исследованиях В.Е. Максимова, Д.Д. Егниновой, А.Д. Николаева, В.Б. Бохиева, К.М. Митюкова и др. По данным А. Д. Николаева, на каштановой легкосуглинистой почве в полуметровом слое почвы по различным предшественникам отмечено следующее количество влаги: по чистым парам-9,2 %, после пара, занятого яровой рожью - 9,0, кукурузы - 8,7, подсолнечника - 8,2, картофеля - 6,4, пшеницы - 7,0 % от абсолютно сухой почвы. В работе В.Е. Максимова доказано, что влажность почвы в занятом пару к моменту ее основной обработки заметно ниже, чем в чистом пару, а перед уходом в зиму разница значительно сокращалась, но не выравнивалась.
Лучшим предшественником для яровой пшеницы в отношении накопления влаги в почве в условиях Бурятии считается чистый пар. В наших исследованиях количество влаги в почве, накопленное за период парования, различалось по видам пара и зависело от условий года.
Данные, полученные В.Б. Бохиевым и К.М. Митюковым еще в 1971-1973 гг. и наши более поздние исследования, показали, что в осенний период чистые и занятые пары содержат больше продуктивной влаги, чем все остальные предшественники (табл. 40). Чистые пары содержали на 21,2% влаги больше, чем после кукурузы и на 31,8 % гороха. Менее других увлажнена почва на поздней зяби после картофеля и пшеницы: в два с лишним раза меньше, чем по чистому пару.
Под действием осенних осадков запасы влаги в почве на чистых, и занятых парах почти выравниваются, а разница в увлажнении между рано- и поздноубираемыми предшественниками еще более увеличивается в пользу первых. Этот факт указывает на значение ранних сроков уборки сельскохозяйственных культур и обработки почвы в засушливых условиях республики.
В среднем за восемь лет наблюдений (1982-1989 гг.) на чистом пару накапливалось влаги на 28,3 мм больше, чем на посевах бессменной пшеницы. Занятый и сидеральный донниковые пары по запасам влаги перед уходом в зиму уступали чистому пару соответственно на 3,8 и 2,0 мм, или на 5,0 и 2,6%.
Режимные наблюдения за влажностью почвы на парах показали, что в начале лета на чистых парах, как правило, происходит иссушение почвы, то есть расход влаги на физическое испарение превышает ее поступление в почву. Заметное пополнение влагозапасов в почве происходит за счет осадков второй половины лета и начала осени. Так, осенний запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в среднем за 1986-1992 годы (табл. 41) увеличивается по сравнению с майским на 29,4 мм, или на 69,8 %. На занятом пару эти запасы повышались на 21,4 мм, или на 50,6 %, на сидеральном, соответственно, на 22,1 мм, или 49,7 %. На пшенице влагосодержание почвы оставалось практически без изменения.

Динамика продуктивной влаги в паровых полях в течение вегетационного периода имеет свои особенности (табл. 41). На чистом пару в среднем по фонам с весны до уборки парозанимающей культуры (донник) запасы влаги в слое почвы 0-100 см заметно выше, чем на донниковых парах. При этом к этому сроку влагозапасы на чистом пару увеличились в среднем на 20,4 %, а на донниковых уменьшились: на занятом пару на 26,9 и на сидеральном на 27,0 %. Следует отметить, что и на чистых парах в начале лета влажность почвы снижается, и накопление влаги начинается с началом летних осадков. В период от уборки парозанимающей культуры до ухода в зиму на чистом пару содержание влаги повысилось на 41,0%, а на донниковых парах в среднем на 106,0%. Ho несмотря на столь значительное накопление влаги донниковые пары в условиях каштановых почв не обеспечивают к осени равный с чистым паром влагозапасы. И в среднем за эти года в занятом пару влаги содержалось меньше на 9,7 %, в сидеральном - на 7,4%, чем в чистом пару.
Анализ динамики накопления продуктивной влаги в 1986-1992 годы показывает, что влагозапасы в почве под донниковыми парами максимально приближаются и практически достигают уровня чистого пара в четырех случаях из семи. Они отмечаются в годы, когда суммарное количество осадков за август-сентябрь составляет не менее 100 мм. В эти месяцы в годы наблюдений выпадало 104,5 мм осадков при среднемноголетней норме 82,1 мм, то есть донниковые пары при полном соблюдении технологии возделывания парозанимающей культуры могут обеспечить влагонакопление в почве незначительно уступающие, а в отдельные годы и обеспечивающие уровень чистого пара. Так, например, за август-сентябрь 1993-1996 годов осадков выпало соответственно 102,7, 137,0, 140,0 и 35,7 мм (зато в июле 1996 года выпало 151,3 мм при многолетней норме 64,9 мм). В среднем за эти годы по чистому пару перед посевом первой культуры после пара в метровом слое почвы содержалось 123 мм влаги, а по донниковым парам - 111 мм. В целом, из 16 лет исследований только в пяти случаях (1982, 1983, 1986, 1988 и 1989 гг.) за август-сентябрь осадков выпало менее 100 мм. Следовательно, в сухостепной зоне Бурятии в 5 случаях из 16 донниковые пары по накоплению влаги в метровом слое почвы незначительно уступают чистому пару, что составляет 31,3 %.
Вышеприведенные данные по влажности почвы (табл. 41) свидетельствуют о том, что на паровых полях, где почвы легкого механического состава, большое количество влаги теряется преимущественно в результате физического испарения. Особенно велики потери почвенной влаги в середине лета, когда температура воздуха и почвы достигает максимальных значений. При этом, чем больше выпадает осадков в этот период, тем сильнее идет испарение влаги из почвы.
В наших опытах непродуктивная потеря влаги на испарение составила на чистых парах 161-224 мм, или 67-84 % от общего ее количества. На занятых парах, когда уборка донника проводится в третьей декаде июня, она составила 66-73 мм, а на посевах пшеницы 5-14 мм. Отсюда видно, что при наличии растительного покрова и благодаря ее защитному действию во много раз снижается интенсивность физического испарения, хотя суммарное водопотребление возрастает.
На накопление влаги в паровых полях значительное влияние оказывает характер выпадения осадков в летне-осенний период. Опытные данные показывают, что более эффективны в этом случае осадки, выпадающие в августе и сентябре. Эффективность последних объясняется не столько количеством, а сколько ослаблением в это время испарения и конденсацией водяных паров в поверхностных слоях почвы. Haпример, за август-сентябрь в 1983 году выпало 82 мм (в сентябре 29,1 мм), 1984 -110 мм (в сентябре 48,1 мм), в 1985 -104,4 (в сентябре 21,6мм), 1986 - 69,7 мм (в сентябре 64,8 мм), в 1987 - 100,5 мм (в сентябре 74,9 мм). На чистом пару в эти годы содержание продуктивной влаги в метровом слое почвы соответственно 102, 110, 96, 88 и 98 мм. Положительный баланс почвенной влаги в условиях каштановых почв Забайкалья на чистых парах удается получить именно за счет этих осадков.
Между тем отличительной особенностью водного режима паровых полей является большой разрыв между запасами продуктивной влаги в метровом слое почвы и величиной наименьшей влагоемкости, достигающей в отдельные годы на паровых полях 50%. Так, в среднем за 1983-1987гг. запасы продуктивной влаги в чистых парах составили 57,7% от наименьшей полевой влагоемкости при варьировании от 50,4 до 68,2 %.
В условиях Бурятии осадки холодного периода (октябрь-апрель) в сухой степи республики практически выпадают из водного баланса ввиду своеобразия погодных условий этого сезона года. Влажность почвы к моменту посева по непаровому предшественнику полностью определяется переходящими запасами влаги за счет позднелетних и осенних атмосферных осадков, выпадающих здесь в течение основного влагонакопительного сезона (август-октябрь) и колеблется в широких пределах - от 58,8 мм (1989 г.) до 154,7 мм (1992 г.), или от 70,1 до 188,4% от нормы (табл. 42), и их сумма оказывает решающее значение на запасы продуктивной влаги. Так, при выпадении в этот срок 154,7 мм осадков (1992 г.) перед посевом второй культуры после пара в 1993 году запасы влаги в севооборотах колебались в пределах 99,6-124,6 мм. При выпадении в этот период менее 70 мм перед посевом второй культуры продуктивной влаги в активном слое почвы (0-40 см) практически может и не быть или обнаруживается ее минимальное количество.
В целом за годы наблюдений, проведенных в 1986-1992 гг., на чистых парах, как показано выше, за лето накапливалось 29,4 мм продуктивной влаги, на донниковых в среднем 22,1 мм. Продуктивное усвоение суммы летних осадков (май-октябрь) на чистом пару в сухостепной зоне республики в среднем за эти годы составило лишь 12,8%. На донниковых же парах продуктивное усвоение осадков второй половины лета (август-сентябрь) составило 34,2%. Увеличение усвояемости послеуборочных осадков донниковыми парами объясняется резким снижением физического испарения в конце лета - начале осени.

В связи с этим следует отметить, что климатические особенности сухой степи Бурятии не позволяют применить такие общепризнанные приемы накопления влаги в почве в послеуборочный период, как посев кулис и снегозадержание. Они не нашли применения по следующим причинам: незначительное выпадение осадков в холодный период года (ноябрь-апрель), всего около 14 % годовой суммы осадков, к тому же испаряющихся с поверхности почвы уже в начале марта ввиду высокой солнечной инсоляции и малого количества снега, а иногда и бесснежья на кулисах, почва местами иссушается настолько, что всходы пшеницы по следу кулис появляются только после выпадения летних осадков. В относительно снежные зимы влажность к весне несколько повышается, и урожайность пшеницы здесь выше на 1,0-2,2 ц/га.
Состояние водного режима каштановых почв в зимний и ранневесенний периоды в отличие от других регионов страны имеет особенности. Как показали наблюдения, эти почвы Бурятии находятся в мерзлом состоянии в среднем 170-180 дней в году и промерзают до глубины более 300 см. При этом продвижение влаги к фронту промерзания продолжает иссушение почвы, начавшееся уже осенью.
Процесс накопления влагозапасов в почве завершается в октябре или совпадает с периодом устойчивого наступления отрицательных температур. В последующем в результате сухости воздуха, частых ветров, резкого колебания температуры на поверхности почвы и глубине, малого количества снега, а иногда и полного его отсутствия, почвенный профиль, особенно верхний корнеобитаемый слой (0-50 см), подвергается дальнейшему иссушению. В отдельные годы потери составляют к моменту посева до 10-15 % от осенних запасов влаги в метровом слое почвы.
Отмеченная особенность водного режима на парах позволяет сформулировать заключение, что в условиях богарного земледелия Бурятии период с октября по май, т.е. с момента резкого сокращения выпадения атмосферных осадков до момента посева в большинстве лет влагозапасы почвы остаются без заметного изменения, лишь в отдельные бесснежные зимы и ранние весны с жестким ветровым режимом наблюдается существенное ее снижение.
А сравнение запасов почвенной влаги на зяби и весновспашке показывает, что на легких по гранулометрическому составу почвах с малым содержанием гумуса зябь обычно уступает по содержанию влаги весновспашке. Такое явление объясняется тем, что при ничтожном количестве осенних и зимних осадков (10-20% от годовой нормы) накопление запасов влаги в почве за счет их не происходит. Наоборот, за этот период и особенно ранней весной под воздействием сильных ветров происходит интенсивная потеря влаги из почвы, и чем, рыхлее пахотный слой, тем испарение ее больше. И часто после сухой осени и весны по зяби трудно получить всходы растений до выпадения весенних и летних дождей. Например, в 1972 и 1973 годах всходы зерновых культур по зяби появились лишь после выпадения первых дождей (4 июня 1972 г. и 14 июня 1973 г.), а по чистому пару и весенней обработке жнивья всходы появились значительно раньше и почти одновременно.
Известно, что одним из положительных факторов плоскорезной обработки почвы является то, что оставшаяся на поверхности почвы стерня задерживает снег от выдувания зимними ветрами и способствует большему накоплению его на полях, и в результате весной происходит значительное пополнение почвенной влаги. Так, в Северном Казахстане за счет снега после плоскорезной обработки дополнительно накапливается влаги в слое 0-150 см до 30-50 мм, в Западной Сибири - 22,9 мм.
В условиях же Бурятии из-за малой величины снежного покрова и длительного периода физического испарения влаги из почвы (50-60 дней после схода снега до начала вегетации ранних зерновых культур) не обнаруживается существенной разницы в запасах влаги в почве по отвальным и плоскорезным осенним обработкам, то есть стерня зерновых культур как фактор накопления влаги здесь не имеет практического значения, о чем более подробно будет сказано ниже.
Многолетняя практика и специальные опыты показывают, что на парах в течение года в весенний период в момент посева запасы влаги бывают часто достаточными для получения более или менее удовлетворительных всходов ранних зерновых культур. Хотя в некоторые годы, как показано выше, на легких почвах разница в запасах влаги в пахотном слое почвы на разных видах обработки ее статистически несущественны. Однако нужно отметить, что здесь, то есть на пару, влага распределена по профилю почвы более равномерно, и в посевном слое ее значительно больше, чем на других видах обработки. Ho в дальнейшем на легких почвах в силу их малой водоудерживающей способности она быстро иссушается и в критическую фазу развития пшеницы (кущение) отмечается в ней острый дефицит в воде.
Таким образом, парование почв с малой водоудерживающей способностью не всегда гарантирует накопление к весне существенных запасов воды в ней.
Вышесказанное подтверждается результатами многолетних исследований за изменением влажности почвы на парах в наших опытах и по наблюдениям Иволгинской агрометеостанции, проведенных на наших полях (рис. 1). Как видно из рисунка 1 за период парования (к осени) на каштановых почвах запасы влаги в метровом слое почвы повышаются на 30 и более процентов по сравнению с исходным количеством, но ниже наименьшей влагоемкости ее на 21-23 процента. К весне они снижаются в поверхностном десятисантиметровом слое на 24-40 процентов, двадцатисантиметровом - на 15-27 процентов и пятидесятисантиметровом слое на 9-6 процентов, хотя общие запасы в метровом слое почвы изменяются незначительно.

Эти данные еще раз говорят о том, что в наиболее активном слое почвы и особенно в гумусовом горизонте к моменту прорастания ранних зерновых культур (пшеницы, яровой ржи, и др.) даже на парах на маловлагоемких почвах остается малоподвижная почвенная влага в пределах 35-43 процентов от наименьшей полевой влагоемкости, но достаточная для прорастания семян зерновых культур.
Таким образом, на пашне Бурятии в осенний и весенний периоды количество воды в почве постоянно находится ниже ее наименьшей влагоемкости (НВ). И, как известно, при содержании влаги в почве ниже этой константы подвижность ее резко ограничивается, но передвижение и испарение ее продолжаются, и в зависимости от сил, обуславливающих эти процессы, интенсивность их и направление в почвенном профиле могут быть различными.
Необходимо отметить, что в большинстве земледельческих регионов России в осенние, зимние и весенние (невегетационные) периоды выпадают достаточно эффективные осадки и особенно в виде снега. Поэтому накопление снега и создание условий сохранения почвенной влаги к весне путем улучшения водопроницаемости почв и регулирования испарения из нее почвенной влаги являются главными приемами в земледелии этих зон. Это достигается зяблевой (осенней) основной обработкой почвы. В этих регионах значение паров как накопителя влаги менее существенно.
В отличие от указанных регионов в Бурятии осень засушлива, и из-за сухости и высокой твердости почв в течение лет невозможно качественно провести зяблевую обработку, а в зимний период выпадает ничтожное количество осадков, которые при глубоком замерзании почвы (до 3-3,5 м) и раннем снеготаянии (март-апрель) на зяби практически не могут обеспечить дополнительных запасов влаги в почве.
Напротив, практика показывает, что при поддержании почвы в уплотненном состоянии в осенне-зимние периоды и ее обработке весной отмечаются сравнительно лучший режим увлажнения в ней и более дружное прорастание семян и всходов яровых культур.
Учитывая все сказанное, в 1962 г. нами были заложены полевые опыты, в которых изучалось влияние различных видов основной обработки почвы на содержание в ней влаги на маловлагоемких почвах Бурятии.
Здесь, прежде всего, при паровой, зяблевой и весенней основных обработках почв изучались как средства регулирования водного режима почв, так и сравнительная оценка весенних запасов влаги в почве на продуктивность пшеницы. Опыт проводился с перерывом в течение 6 лет.
Известно, что в пару не только накапливаются влага в почве, но и запасы питательных веществ, особенно азотных, поэтому в опытах на весенних и зяблевых обработках жнивья были варианты с внесением азотно-фосфорных минеральных удобрений в дозе по 60 кг д.в. на 1 гектар и без применения удобрений. Предшественником в опытах была яровая пшеница, почва опытного участка характеризуется как легкосуглинистая каштановая с содержанием гумуса 1,2%, наименьшая влагоемкость (HB) 0-20 см составляет 35,1 мм, 0-50 см - 84,1 и 0-100 см -178,5 мм.
Определение запасов влаги в почве в период посева и всходов пшеницы представлены в таблице 43, и, как видно из этих данных, общие запасы ее в большинстве случаев к этому периоду значительно меньше величины наименьшей влагоемкости почвы, т.е. ее способности длительно удержать воду после насыщения. В среднем количество воды в почве на парах составляет в слое 0-100 см 70,8%, на весновспашке -68,5% и зяби - 61,5% от HB. Это говорит о том, что в этот период в почве обнаруживается количество воды в пределах и ниже максимальной молекулярной влагоемкости (по А. А. Лебедеву) или разрыва капилляров (по А.А. Роде). По нашим определениям максимальная молекулярная влагоемкость почвы опытного участка, по А.Ф. Лебедеву, составляет 77,1% от HB, а влажность разрыва капилляров, по А.А. Роде, около 70% от HB. Следовательно, в почве находится связанная вода, скорость передвижения которой значительно ниже по сравнению с гравитационной и капиллярной водой.
В эти сроки разница в запасах влаги в почве на различных видах основной обработки ее незначительная, и в среднем на паровом поле в пахотном слое больше на 18,7-7,4%, в полуметровом на 11,2-4,4% и в метровом на 19,3-6,4%, чем на зяби и весновспашке.
Из практики и результатов исследований в других регионах страны известно, что большее накопление запасов влаги в почве на пару происходит при обильном выпадении осадков в период парования и особенно во второй половине лета. В годы проведения опытов в период парования выпало осадков: в 1962 г. - 268,1 мм, 1964 - 151,4 мм, 1971 - 268,9 мм, 1972 - 163,7 мм и 1973 г-295,9 мм при среднемноголетней норме за этот период 202 мм, и запасы влаги в почве на пару к весне в некоторые годы приблизительно соответствуют выпавшим осадкам.

Ho в отдельные годы количество летне-осенних осадков во время парования не оказывает существенного положительного действия на запасы почвенной влаги к весне. Например, в 1963 г., когда в период парования выпало в 1,5 раза больше дождя, чем в 1972 г., запасы влаги в почве весной в эти годы почти одинаковы - в слое 0-50 см соответственно 64,0 и 64,5 мм. Это, по-видимому, связано с тем, что август и сентябрь в 1962 г. были засушливыми, и осадков выпало на 30% меньше нормы. В то же время, несмотря на то, что и в 1972 г. за эти месяцы выпало еще меньше осадков (29,2 мм при средней норме 80,8 мм), однако прошедший в апреле 1973 г. дождь в количестве 20,6 мм при норме 6,4 мм снивелировал запасы воды в почве к моменту посева (I декада мая).
За период парования в 1973 году и особенно за август-сентябрь выпало наибольшее количество осадков (134,7 мм), но к весне 1974 г. запасы влаги в почве на пару оказались наименьшими за все годы наблюдений. Эти факты говорят о том, что на маловлагоемких почвах от накопившейся влаги на пару от летних и осенних дождей значительная часть их к весне может быть потеряна, особенно из верхнего полуметрового слоя почвы, так как с сентября по май практически не происходит накопления воды в почве за счет атмосферных осадков, и при неблагоприятном температурном и ветровом режимах за этот период усиливаются передвижение и испарение почвенной влаги. Например, по данным Иволгинской агрометеостанции, которая проводила наблюдения на стационаре Бурятского НИИСХ, в апреле в 66 процентах случаев испаряемость выше, чем поступление влаги от атмосферных осадков, в мае - 77 проц., в сентябре - 81 проц. и в октябре - 78 процентов. В этот период происходит только физическое испарение воды из почвы, так как вегетация растений (появление всходов) ранних зерновых начинается лишь с 15-20 мая. И если учесть, что со второй декады марта в дневные часы поверхностные слои почвы оттаивают и происходит уже испарение воды из нее: 110-120 дней (осенью и весной), почва непродуктивно (физически) теряет запасы воды.
Отсюда, при сильной засухе осенью (август, сентябрь) и весной в год посева в почве на парах остаются очень малые запасы влаги, и в этом случае на разных видах основной обработки почвы ее запасы в верхнем полуметровом слое в какой-то степени выравниваются (1973, 1979 гг.). Такое же выравнивание запасов влаги в почве на разных видах основной обработки почвы обнаруживается при лучшем увлажнении в конце вегетации растений и весной в год посева (1963 и 1964 гг.). Это явление связано с низкой влагоемкостью и высокой водопроницаемостью каштановых почв, когда относительно небольшие дожди, прошедшие перед посевом, выравнивают запасы влаги на всех полях.
Таким образом, за годы наблюдений лишь в двух случаях (1965 и 1972 гг.) к началу вегетации пшеницы запасы влаги в почвенном слое 0-100 см на парах были существенно больше, чем на зяби и весновспашке (после зерновых).
Данные о содержании продуктивной влаги под культурами севооборотов и на бессменных посевах в начале и конце вегетации приведены в таблице 44. В общем баланс почвенной влаги в севооборотах складывается отрицательный, причем на первых же культурах - ржи и пшенице. Близкий уровень увлажненности при весеннем и осеннем сроках определения на посевах второй культуры после пара (овес) можно объяснить (как уже указывалось выше) выпадением существенных осадков в августе-сентябре в большинстве этих лет.

Перед посевом третьей культуры после пара (овес летнего срока посева), где почва готовится по типу полупара, увлажненность почвы в среднем за 1994-1997 гг. (четвертая ротация) имеет близкие величины (табл. 45).

За исключением севооборота с включением донника, подсеянного под пшеницу по чистому пару. Здесь влагозапасы почвы существенно ниже по сравнению с другими севооборотами, что связано с большим иссушением профиля почвы под донником второго года жизни, убираемого на семена по сравнению с посевами овса на зерно. Эффективность включения донника в севооборот в качестве травяного поля в части влагонакопления для последующей культуры полностью зависит от выпадения осадков во второй половине лета и от того, на какие цели идут его посевы - на корма или семена, чем определяется длительность влагонакопления после уборки урожая. При этом, если донник убран на семена и в послеуборочный период выпало мало осадков, то на следующий год по этому предшественнику следует проводить посев овса на зеленую массу под летние дожди (15-20 июня), когда увлажненность почвы перед посевом не имеет столь важного значения как при посеве в более ранние сроки. Посевы зернофуражных на зерно можно проводить только при обильном выпадении осадков осенью предыдущего года или уборке донника на корм как парозанимающую культуру.
Следует отметить, что по запасам почвенной влаги в зависимости от возделываемых культур (ржи и пшеницы) какой-либо заметной разницы не обнаружено. Общий уровень увлажненности почвы в севооборотах с чистым паром несколько выше, чем с донниковыми парами.
На бессменных посевах пшеницы и овса баланс влаги в почве в целом положительный, несмотря на меньшую их продуктивность. Это связано с более высоким суммарным водопотреблением пшеницы и овса в бессменных посевах по сравнению с севооборотами.
Такие невысокие запасы продуктивной влаги в почве весной и осенью объясняются низкой водоудерживающей способностью каштановых почв. Однако различие в увлажненности почвы по предшественникам сохраняется до весны в год посева сельскохозяйственных культур.
Необходимо подчеркнуть, что весенние запасы почвенной влаги по различным предшественникам оказались близкими к осеннему ее содержанию. Отсюда следует, что за счет осадков зимнего периода пополнения запасов влаги в почве практически не происходит. Наблюдения за режимом влажности почвы показали, что по запасам почвенной влаги удобренные и неудобренные варианты существенно не различаются, то есть увлажненность почвы на чистых парах перед уходом в зиму оказалась близкой на вариантах с внесением как органических и минеральных удобрений, так и без их внесения.
Вместе с тем, на неудобренных посевах по чистому пару, благодаря мобилизации усвояемого азота с помощью паровой обработки, в значительной мере улучшается питание растений, что, в свою очередь, снижает коэффициент водопотребления (КВП). Он может служить результирующим показателем использования влаги, отображающим суммарное водопотребление сельскохозяйственных культур на создание единицы урожая. Изменение запасов влаги и ее расход на единицу продукции зависят как от метеорологических условий года, так и от предшественников и фона удобренности.
В наших опытах в зависимости от предшественников и фона удобренности расход влаги на образование 1 центнера зерна составил на яровой ржи по чистому пару 8,8-11,2 мм, на пшенице по этому же предшественнику - 8,7-10,8, по занятому пару - 8,9-11,7 и по сидеральному -9,9-13,0 мм (табл. 46.) На бессменных посевах пшеницы и овса КВП составили соответственно 16,2-25,9 и 12,6-15,8.

Вместе с тем, на неудобренных посевах по чистому пару, благодаря мобилизации усвояемого азота с помощью паровой обработки, в значительной мере улучшается питание растений, что, в свою очередь, снижает коэффициент водопотребления (КВП). Он может служить результирующим показателем использования влаги, отображающим суммарное водопотребление сельскохозяйственных культур на создание единицы урожая. Изменение запасов влаги и ее расход на единицу продукции зависят как от метеорологических условий года, так и от предшественников и фона удобренности.
В среднем по фонам удобрений по паровым предшественникам коэффициент водопотребления составил на яровой ржи 9,7 мм, пшенице - 9,3, по занятому донниковому пару (пшеница) - 10,4, сидеральному пару (пшеница) - 11,2, а на пшенице бессменной - 19,7 мм. В среднем КВП пшеницы по паровым предшественникам равен 10,3 мм.
На второй культуре после пара (во всех севооборотах - овес) расход влаги на единицу продукции составил по предшественнику рожь по чистому пару 11,5 мм, пшеница по чистому пару - 11,2, по пшенице по занятому пару - 12,1 и пшенице по сидеральному пару - 11,4 мм. На овсе бессменного посева коэффициент составил 13,7 мм.
По водопотреблению отдельных культур севооборота можно отметить несколько экономичное использование почвенной влаги пшеницей по сравнению с яровой рожью при их размещении по чистому пару. Меньше, чем на других предшественниках (занятый и сидеральный пары), коэффициент водопотребления пшеницы при ее возделывании по чистому пару. КВП третьей культуры после пара (летний посев овса на кормовые цели) колеблется в пределах 1,4-1,8 мм. Расход воды на образование единицы продукции на овсе бессменного посева значительно ниже, чем на пшенице, которая хуже выдерживает повторные посевы.
Почвенная влага используется более экономно при применении минеральных и органических удобрений. В рассмотренных четырехпольных севооборотах по первой культуре КВП составил при внесении органических удобрений 9,8 мм, минеральных - 8,9 и без удобрений - 11,4 мм, т.е. при внесении минеральных удобрений имеет место самое экономное потребление влаги на единицу продукции. На второй культуре после пара меньше расходовалось влаги уже на фоне органо-минеральной системы удобрений, что объясняется более сбалансированным режимом питания растений.
В целом зерновые культуры на неудобренном варианте отличаются малопродуктивным использованием почвенной влаги по сравнению с удобренными вариантами. На бессменных посевах пшеницы и овса отмечаются те же закономерности в потреблении влаги в зависимости от применяемых удобрений, что и в севооборотах, однако расход воды на создание одного центнера зерна во всех случаях остается высоким.
Таким образом, основной особенностью земледелия в сухостепной зоне Бурятии является то, что влагообеспечение культур севооборота, а также формирование переходящих ее запасов осуществляется за счет осадков, выпадающих в теплое время года. Осадки других периодов по существу выпадают из водного баланса из-за их ограниченности. Такое распределение осадков делает их регулирование более сложным, чем в тех регионах, где их можно накопить в послеуборочный период.
Поэтому в сухостепной зоне Бурятии, где выпадает до 250 мм осадков в год, вопросы влагонакопления и повышения эффективности их использования культурами севооборотов имеют первостепенное значение. На достаточном для первого периода вегетации сельскохозяйственных культур уровне влагозапасы имеют чистые пары, несколько уступают им в некоторые годы донниковые занятые пары. Введение в полевые севообороты поля, занятого летними посевами овса на кормовые цели, позволяет значительно повысить эффективность использования летнего максимума осадков севооборотом в целом. Учитывая благоприятные условия увлажнения второй половины лета и начала осени, для улучшения накопления органического вещества с высоким содержанием азота целесообразно включение в севооборот донника с подсевом его под пшеницу по чистому пару или под замыкающую культуру. Это позволит на второй год при уборке донника на кормовые цели уже в середине лета освободить поле и тем самым провести последующую обработку по типу полупара и обеспечить неплохое накопление влаги. В рассматриваемых севооборотах, с точки зрения влагообеспечения, в наиболее жестких условиях находится вторая культура после пара. Они часто испытывают дефицит влаги в верхних слоях почвы и, как следствие этого, всходы их получаем лишь после первых эффективных осадков, что снижает урожай не только из-за изреженности и ярусности стеблестоя, но и потерь по причине неравномерного созревания и высокой влажности зерна.
При размещении по чистому пару наиболее экономично почвенную влагу использует пшеница. По донниковым парам пшеница расходует несколько больше влаги, чем по чистому пару. Вторая культура после пара (овес на зерно) во всех севооборотах имеет примерно равный коэффициент водопотребления, независимо от паровых предшественников. Подобная ситуация отмечается и на третьей после пара культуре (овес летнего срока посева на кормовые цели).