The research purpose is to determine the regularities of melt water runoff and soil erosion on the chernozems of the Rostov region for a long-term observation period of 1970–2021. Field experiments were carried out on slopes on compacted arable land (perennial and winter crops) and loose arable land (autumn ploughing). Measuring of melt water runoff and precipitation during the period of snow melting and soil washout was carried out on the water balance site of the village of Stepnoy in the Rostov region. According to the practical standard, the main physical and water-physical properties of soil during the snow melting period (freezing depth, moisture content of the upper soil layer 0.3 cm, water permeability) were studied. An analysis of the data resulting from the field observations for the period from 1970 to 2021 was carried out for the parameter "snow water reserves before melting + precipitation during the snow melting period". The indicator averaged 47.8 mm over 52 years on compacted arable land and 43.15 mm on loose arable land. The runoff coefficient was higher on compacted arable land and amounted to 0.25 and 0.10, respectively. The land loss over 21 years of observations (2000-2021) reached an average of 4.3 t/ha on compacted arable land, and 10.6 t/ha over the years with surface runoff it was 10.6 t/ha, this indicator increased to 5.9 and 20.7 t/ha on loose arable land, respectively. Long-term studies (52 years) have found that there is a greater accumulation of water in snow on compacted arable land than on loose arable land, while the runoff coefficient was 2.5 times higher on compacted arable land, but the plants retain soil particles on compacted arable land, and land loss on average over the surface runoff years was 10.6 t/ha, while on loose arable land this figure increased to 20.7 t/ha. The mathematical analysis has found a relationship between runoff rate, land loss and water reserves in snow, the depth of soil freezing and water permeability during the runoff has been determined. | Цель исследования - установить закономерности стока талых вод и эрозии почвы на черноземах Ростовской области за многолетний период наблюдений 1970–2021 гг. Были заложены полевые опыты на склонах на уплотненной пашне (посевы многолетних и озимых с.-х. культур) и рыхлой пашне (осенняя вспашка зяби). Учет стока талых вод и осадков в период таяния снега и смыва почвы проводился на водобалансовой площадке п. Степной Ростовской области. По общепринятым методикам изучены основные физические и водно-физические свойства почвы в период таяния снега (глубина промерзания, влажность верхнего слоя почвы 0,30 см, водопроницаемость). Проведен анализ данных, полученных в результате натурных наблюдений за период с 1970 по 2021 г. за параметром "запасы воды в снеге перед таянием + осадки в период таяния снега". В среднем за 52 года показатель составил 47,8 мм на уплотненной пашне и 43,15 мм на рыхлой пашне. Коэффициент стока был выше на уплотненной пашне и составил, соответственно, 0,25 и 0,10; смыв почвы за 21 год наблюдений (2000–2021 гг.) достиг на уплотненной пашне в среднем 4,3 т/га, а за годы с проявлением поверхностного стока 10,6 т/га; на рыхлой пашне этот показатель увеличился до 5,9 и 20,7 т/га соответственно. Многолетними исследованиями (52 года) установлено, что на уплотненной пашне наблюдается большее накопление воды в снеге, чем на рыхлой пашне, при этом коэффициент стока был в 2,5 раза выше на уплотненной пашне, но на уплотненной пашне растения удерживают частицы почвы и смыв почвы в среднем за годы с проявлением поверхностного стока составил 10,6 т/га, а на рыхлой пашне этот показатель увеличился до 20,7 т/га. Методами математического анализа установлена взаимосвязь между величиной стока, смыва почвы и запасами воды в снеге, глубиной промерзания и водопроницаемостью почвы в период стока.

The research purpose is to develop the methodology for calculating irrigation rate for drip irrigation of tree-fruit crops. The rate must ensure the formation of moistened soil contours with the required geometric and moisture parameters in soil space. An empirical basis for the methodology development was drawn up with the materials of the author's research aimed to determining the geometric dimensions (parameters) of soil moistening contours. The working hypothesis of the study involved determining the water supply rate per one emitter, one fruit tree and one tree row in the plantation. It assumed further setting a drip watering rate per an area unit of drip-irrigated agricultural land considering the number of micro-drip emitters located there. The main soil and technological parameters of drip irrigation and contour formation, such as physical clay content in the soil, lowest moisture capacity and bulk density of it, levels of pre-irrigation and after-irrigation soil moisture, pre-determined soil profile moistening depth and emitter consumption) were considered as factors influencing the geometric parameters of moisture contours and water supply rate. The resulted dependencies make it possible to determine the linear, areal, and volumetric dimensions of local moisture contours and water supply rate, which, under appropriate conditions of drip irrigation, ensures the formation of a local, initially formed moisture contour with the required soil wetting depth in the soil layer. A study of the suggested methodology showed a deviation of the predicted parameters from the experimental soil moisture contours within ±10.0%. A methodology allowing determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural land as a sum of water supply rates of all water drip emitters irrigating 1 ha of agricultural land with practical accuracy has been developed. | Цель исследований: разработка методики расчета поливной нормы при капельном орошении древесно-плодовых культур, обеспечивающей формирование в почвенном пространстве контуров увлажненной почвы с требуемыми геометрическими и влажностными параметрами. Эмпирическую базу для разработки методики составили материалы авторских исследований, посвященных определению геометрических размеров (параметров) контуров увлажнения почвы. Рабочая гипотеза исследования предусматривала определение нормы водоподачи на одну капельницу, одно древесно-плодовое растение и ряд культур в насаждении с последующим установлением нормы капельного полива на единицу площади капельно-орошаемого с.-х. угодья, учитывающей количество расположенных на нем капельных микроводовыпусков. При определении геометрических параметров контуров влажности и нормы водоподачи в качестве факторов влияния рассмотрены основные почвенные и технологические параметры капельного полива и контурообразования: содержание в почве физической глины, ее наименьшая влагоемкость и плотность сложения, уровни дополивной и постполивной влажности почвы, заданная глубина увлажнения почвенного профиля и расход капельницы. Полученные зависимости позволяют определить линейные, площадные и объемные размеры локальных контуров влажности и норму водоподачи, обеспечивающую в соответствующих условиях капельного полива образование в почвенной толще локального, первично формирующегося контура увлажнения с требуемой глубиной промачивания почвенного слоя. Исследование предложенной методики показало отклонение прогнозируемых параметров от опытных контуров увлажнения почвы в пределах ±10,0%. Разработана методика, позволяющая с приемлемой для практики точностью определять поливную норму для капельного орошения с.-х. угодий как сумму норм водоподачи всех капельных водовыпусков, орошающих 1 га с.-х. угодий.

The research purpose is to substantiate scientifically the use of agro-reclamation tillage practices of light chestnut heavy loamy soils in rice cultivation with periodic irrigation by sprinkling. The research was conducted at the experimental site of the All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture in 2022–2023 involving 'Stalingrad 1' rice crops. It was two-factor experiment: factor A (soil water regime) – two variants and factor B (tillage) – three variants. The conventional practices of laying and conducting field research were used. Immediately after rice sowing, the soil density in the layer of 0.0–0.6 m varied in the range of 1.19–1.41 t/cub. m depending on the tillage technique. The minimum value of soil density in the layer of 0.0–0.6 m was formed in the A2B3 variant and amounted to 1.23 t/cub. m. The maximum soil compaction in this layer of 1.34 t/cub. m was observed in variant A1B1. During the period of full grain ripeness, soil compaction occurred in all tillage variants. The minimum soil compaction (1.34 t/cub. m), compared with the control (fall plowing), was noted with a combination of fall plowing and spring chiseling. The minimum values of the consumptive use factor and irrigation water amount used were obtained in the A2B3 variant, and their numerical values were 851.7 and 703.6 cub. m/t, respectively. As found fall plowing to a depth of 0.25–0.27 m in combination with spring chiseling to a depth of 0.4 m, in comparison with traditional fall plowing in one application, provides a decrease in soil density in a layer of 0.0–0.4 m by 0.1 (after sowing) and 0.12 t/cub. m (during the period of full grain ripeness), which contributes to a yield increase to 6.95 t/ha and a reduction in irrigation water amount used by 112.4 cub. m for the formation of 1 t of grain. | Цель работы: научное обоснование применения агромелиоративных приемов обработки светло-каштановых тяжелосуглинистых почв при возделывании риса с периодическими поливами дождеванием. Исследования проводились на опытном полигоне Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого земледелия в 2022–2023 гг. на посевах риса сорта Сталинград 1 в двух-факторном эксперименте: фактор А (водный режим почвы) – два варианта и фактор В (обработка почвы) – три варианта. Применяли общепринятые методики закладки и проведения полевых исследований. Сразу после посева риса плотность почвы в слое 0,0–0,6 м в зависимости от способа ее обработки изменялась в интервале 1,19–1,41 т/куб. м. Минимальное значение плотности почвы в слое 0,0–0,6 м сложилось в варианте А2В3 и составило 1,23 т/куб. м. Максимальное уплотнение почвы в этом слое 1,34 т/куб. м наблюдалось в варианте А1В1. В период полной спелости зерна уплотнение почвы произошло во всех вариантах обработки. Минимальное ее уплотнение (1,34 т/куб. м), по сравнению с контролем (зяблевая вспашка), отмечалось при сочетании зяблевой вспашки и весеннего глубокого рыхления. Минимальные значения коэффициента водопотребления и затраты оросительной воды получены в варианте А2В3, и их численные значения составили соответственно 851,7 и 703,6 куб. м/т. Установлено, что зяблевая вспашка на глубину 0,25–0,27 м в сочетании с весенним глубоким рыхлением на глубину до 0,40 м, в сравнении с традиционной зяблевой вспашкой в один прием, обеспечивает снижение плотности почвы в слое 0,0–0,4 м на 0,10 (после посева) и 0,12 т/куб. м (в период полной спелости зерна), это способствует повышению урожайности до 6,95 т/га и уменьшению затрат оросительной воды на 112,4 куб. м на образование 1 т зерна.