vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2024-18-4-49-54MYAXCJvimjour-625Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTСуммарное водопотребление люцерны в зависимости от активной поверхности почвы и биоклиматических коэффициентовTotal Water Consumption of Alfalfa as a Function of Active Soil Surface and Bioclimatic CoefficientsПанковаТ. А.PankovaT. A.

Панкова Татьяна Анатольевна - кандидат технических наук, доцент.

Саратов

Tatyana A. Pankova - Ph.D.(Eng.), associate professor.

Saratov

vtanja@mail.ruКравчукА. В.KravchukA. V.

Кравчук Алексей Владимирович - доктор технических наук, профессор.

Саратов

Alexey V. Kravchuk - Dr.Sc.(Eng.), professor.

Saratov

aleks100sgau@yandex.ruОрловаС. С.OrlovaS. S.

Орлова Светлана Сергеевна - кандидат технических наук, доцент.

Саратов

Svetlana S. Orlova - Ph.D.(Eng.), associate professor.

Saratov

orlovass77@mail.ruМихееваО. В.MikheevaO. V.

Михеева Ольга Валентиновна - кандидат технических наук, доцент.

Саратов

Olga V. Mikheeva - Ph.D.(Eng.), associate professor.

Saratov

omuk@inbox.ruМиркинаЕ. Н.MirkinaE. N.

Миркина Елена Николаевна - кандидат технических наук, доцент.

Саратов

Elena N. Mirkina - Ph.D.(Eng.), associate professor.

Saratov

docentmirkina@rambler.ruСаратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. ВавиловаРоссияSaratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N.I. VavilovRussian Federation2024171220241844954Copyright © Панкова Т.А., Кравчук А.В., Орлова С.С., Михеева О.В., Миркина Е.Н., 20242024Панкова Т.А., Кравчук А.В., Орлова С.С., Михеева О.В., Миркина Е.Н.Pankova T.A., Kravchuk A.V., Orlova S.S., Mikheeva O.V., Mirkina E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/625

Орошение оказывает сильное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур, а в сложных климатических условиях сухостепного Заволжья получение стабильно высокого урожая люцерны без орошения невозможно. Орошение имеет как положительные, так и отрицательные последствия и требует крайне грамотного подхода к использованию орошаемых земель и поливной воды. Для расчета суммарного водопотребления люцерны в условиях сухостепного Заволжья предлагается использование биоклиматических коэффициентов и показатели активности поверхностей почвы. (Цель исследования) Определить суммарное водопотребление люцерны с использованием биоклиматических коэффициентов и величины активной поверхности почвы для повышения эффективности поливных режимов. (Материалы и методы) Проанализировали основные приходные элементы, формирующие объем суммарного водопотребления. Изучили изменение общего водопотребления в зависимости от испарения, относительных запасов продуктивной влаги для определенной фазы развития люцерны, используя экспериментальные данные по водопотреблению этой культуры. (Результаты и обсуждение) Определили значения эмпирических коэффициентов состояния активной поверхности на посевах люцерны в зависимости от суммы среднесуточных температур на основании расчета испаряемости с водной поверхности методом Будыко-Зубенка. Установили, что значения коэффициентов состояния активной поверхности существенно изменяются в процессе развития растений от 0,5 в период отрастания-ветвления до 0,78 при ветвлении-бутонизации и до 0,99-1,0 в период бутонизации-цветения. (Выводы) Экспериментально установили криволинейные зависимости отношения общего водопотребления к испаряемости от относительных запасов продуктивной влаги в различные фазы роста и развития люцерны. Получили эмпирические коэффициенты, для расчета суммарного водопотребления за разные периоды вегетации люцерны при возделывании на темно-каштановых почвах сухостепного Заволжья.

The paper highlights the significant impact of irrigation on crop yields, emphasizing that in the challenging climatic conditions of the dry-steppe Trans-Volga region, it is impossible to obtain a consistently high alfalfa yield without irrigation. Since irrigation presents both substantial benefits and potential drawbacks, it requires a highly skilled approach to managing irrigated lands and water resources. To estimate the total water consumption of alfalfa in the dry-steppe Trans-Volga region, it is proposed to use bioclimatic coefficients and soil surface activity indicators. (Research purpose) The study aims to determine the total water consumption of alfalfa by using bioclimatic coefficients and active soil surface values to improve the efficiency of irrigation regimes. (Materials and methods) The primary input factors influencing the total water consumption volume were analyzed. Changes in total water consumption during specific phases of alfalfa development were assessed based on evapotranspiration and the relative reserves of productive moisture, using experimental data on the crop's water consumption. (Results and discussion) The empirical coefficients representing the active surface state of alfalfa crops were determined based on the sum of average daily temperatures, calculated using Budyko-Zubenko method for estimating evaporation from the water surface. It was found that the coefficients of active surface state change significantly during plant development, increasing from 0.5 during the growth-branching period to 0.78 during branching-budding and reaching 0.99-1.0 during the budding-flowering period. (Conclusions) Curvilinear relationships between the ratio of total water consumption to evaporation and the relative reserves of productive moisture during different phases of alfalfa growth and development were experimentally established. Empirical coefficients were derived for calculating total water consumption during different periods of alfalfa vegetation grown on dark chestnut soils in the dry steppe Trans-Volga region.

орошениелюцернаусловия окружающей средысуммарное водопотреблениеиспаряемостьвлажность почвыактивная поверхность почвыбиоклиматические коэффициентыirrigationalfalfaenvironmental conditionstotal water consumptionevaporationevapotranspirationsoil moistureactive soil surfacebioclimatic coefficientsReferencesGrigorov M.S., Chumakova L.N. Maintenance of optimal soil-hydrologic conditions upon irrigation of dark chestnut soils in the Volga Region. Eurasian Soil Science. 2000. Vol. 33. N3. 308-310. EDN: LGHQPT.Grigorov M.S., Chumakova L.N. Maintenance of optimal soil-hydrologic conditions upon irrigation of dark chestnut soils in the Volga Region. Eurasian Soil Science. 2000. Vol. 33. N3. 308-310 (In English). EDN: LGHQPT.Тимошкин О. А. Конкурентная способность люцерны и костреца в смешанных посевах при возделывании в лесостепи Средневолжья //Международный сельскохозяйственный журнал. 2023. N1(391). C. 80-84. DOI: 10.55186/25876740_2023_66_1_80.Timoshkin O.A. Competitive ability of alfalfa and brome in mixed crops when cultivated in the forest-steppe of the Middle Volga. International Agricultural Journal. 2023. N1(391). 80-84 (In Russian). DOI: 10.55186/25876740_2023_66_1_80.Епифанова И.В. Кормовая продуктивность и энергетическая эффективность возделывания люцерны изменчивой в покровных посевах в условиях лесостепи Среднего Поволжья // Кормопроизводство. 2024. N3. С. 9-16. DOI: 10.30906/1562-0417-2024-3-9-16.Epifanova I.V Fodder productivity and energy efficiency of cultivation of alfalfa variegated in cover crops in the conditions of forest-steppe of the middle Volga region. Fodder production. 2024. N3. 9-16 (In Russian). DOI: 10.30906/1562-0417-2024-3-9-16.Калайда Д.Д., Василько В.П. Водно-воздушный режим под люцерной 2-го года жизни в зависимости от агроприемов возделывания // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2022. N96. С. 107-113. DOI: 10.21515/1999-1703-96-107-113.Kalaida D.D., Vasilko V.P. Water-air regime under alfalfa of the 2nd year of life depending on agro-techniques of cultivation. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2022. N96. 107-113 (In Russian). DOI: 10.21515/1999-1703-96-107-113.Пчелкин В.В., Сухарев Ю.И., Кузина О.М., Владимиров С.О. Суммарное водопотребление люцерны на дерново-подзолистых почвах водоразделов Московской области // Природообустройство. 2020. N1. С. 47-53. DOI: 10.34677/1997-6011/2020-1-47-54.Pchelkin V.V., Sukharev Y.I., Kuzina O.M., Vladimirov S.O. Total water consumption of alfalfa on sod-podzolic soils of watersheds of the Moscow region. Environmental management. 2020. N 1. 47-53 (In Russian). DOI: 10.34677/1997-6011/2020-1-47-54.Чумакова Л.Н., Плотников Д.В., Исхаков С.Б. Определение испарения различными методами при возделывании кормовых культур // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2012. N4. С. 36-39. EDN: OXBJPR.Chumakova L.N., Plotnikov D.V., Ishakov S.B. Determination of evaporation of forage crops by different methods. Bulletin of Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov. 2012. N4. 36-39 (In Russian). EDN: OXBJPR.Затинацкий С.В., Панкова Т.А., Шмагина Э.Ю., Кочетков А.В. Модели валидации в техническом нормировании (на примере ресурсосберегающих моделей водопотребления) // Науковедение. 2014. N5(24). С.49. EDN: TKELUPZatinatsky S.V., Pankova T. A., Shmagina E.Yu., Kochetkov A.V. Validation models in technical example of resource-saving models of water consumption). Internet journal Naukovedenie. 2014. N5(24). 49 (In Russian). EDN: TKELUPПанкова Т. А., Кравчук А.В., Орлова С.С. и др. Адаптивное нормирование орошением // Природообустройство. 2023. N2. С. 28-35. DOI: 10.26897/1997-6011-2023-2-28-35.Pankova T. A., Kravchuk A.V., Orlova S. S., Mikheeva O.V., Mirkina E.N. Adaptive irrigation rationing. Environmental management. 2023. N2. 28-35 (In Russian). DOI: 10.26897/1997-6011-2023-2-28-35.Кониева Г.Н., Джиргалова Е.А., Батыров В.А., Оросов С.А. Оптимизация водообеспечения и минерального питания посевов кормовых культур // Орошаемое земледелие. 2023. N2(41). С. 41-44. DOI: 10.35809/2618-8279-2023-2-3.Konieva G.N., Dzhirgalova E.A., Batyrov B.A., Orosov C.A. Optimization of water supply and mineral nutrition forage crops. Irrigated Agriculture. 2023. N2(41). 41-44 (In Russian). DOI: 10.35809/2618-8279-2023-2-3.Ольгаренко В.И., Ольгаренко И.В., Семененко С.Я., Ольгаренко В.И. Формирование структуры влагообмена зоны аэрации орошаемого поля в условиях присутствия капиллярной каймы в толще грунта // Мелиорация и гидротехника. 2023. N3 (13). С. 1-16. DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-3-1-16.Olgarenko V.I., Olgarenko I.V., Semenenko S.Ya., Olgarenko V.I. Structure formation of moisture exchange in the aeration zone of an irrigated field in presence of a capillary fringe in soil thickness. Land Reclamation and Hydraulic Engineering. 2023. N3 (13). 1-16 (In Russian). DOI: 10.31774/2712-9357-2023-13-3-1-16.Затинацкий С.В., Панкова Т.А. Ресурсосберегающая математическая модель нормирования орошения // Научное обозрение. 2013. N11. С. 10-12. EDN: RWISXB.Zatinatsky S.V., Pankova T.A. Resource-saving mathematical model of irrigation rationing. Scientific Review. 2013. N11. 10-12 (In Russian). EDN: RWISXB.Черемисинов А. А., Черемисинов А.Ю. Обзор расчетных методов определения суммарного испарения орошаемых сельскохозяйственных полей // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. N1(21). С. 113-133. EDN: VQUGID.Cheremisinov A.A., Cheremisinov A.Yu. Review of calculating methods for evapotranspiration of irrigated fields. Scientific Journal of the Russian Research Institute of Land Reclamation Problems. 2016. N1 (21). 113-133 (In Russian). EDN: VQUGID.Соловьев Д.А., Камышова Г.Н., Колганов Д. А., Терехова Н.Н. Повышение эффективности орошения на основе внедрения цифровых моделей прогнозирования водопотребления // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2020. N4(60). С. 402-414. DOI: 10.32786/2071-9485-2020-04-38.Solovyev D.A., Kamyshova G.N., Kolganov D.A., Terekhova N.N. Improving irrigation efficiency based on introducing of digital models for forecasting water consumption. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agro-university complex: science and higher professional education. 2020. N4(60). 402-414 (In Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2020-04-38.Cao X., Li H., Zheng H. et al. Effects of subsurface drip irrigation on water consumption and yields of alfalfa under different water and fertilizer conditions. Journal of Sensors. 2021. 6617437. DOI: 10.1155/2021/6617437.Cao X., Li H., Zheng H., Wang J. et al. Effects of subsurface drip irrigation on water consumption and yields of alfalfa under different water and fertilizer conditions. Journal of Sensors. 2021. 6617437 (In English). DOI: 10.1155/2021/6617437.Abdrazakov F.K., Pankova T.A., Zatinatsky S.V. et al. Increasing efficiency of water resources use in forage crops irrigation. International Journal of Advanced Biotechnology and Research. 2017. Vol. 8. N1. 283-293. EDN: ZGTLHB.Abdrazakov F.K., Pankova T.A., Zatinatsky S.V. et al. Increasing efficiency of water resources use in forage crops irrigation. International Journal of Advanced Biotechnology and Research. 2017. Vol.8. N1. 283-293 (In English). EDN: ZGTLHB.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.