The research purpose is scientific-and-technological basis of the water balance constituents of an irrigated field in a particular case of connecting an aquifer and an aeration zone through a capillary fringe. The research was carried out in one of the farms of the Rostov region, Bagayevsky District, in 2018 and 2019. When organizing the research, an integrated approach involving stationary and experimental sites were used. The climatic conditions of the research objects correspond to the semi-arid steppe zone, the soils are southern chernozems. Processing the field experiment data has found that with infiltration varying from 0.183 to 1.915 mm: the average daily water supply ranged from 0.8 to 7.33 mm/day; relative moisture reserves – from 0.61 to 1.20; average daily air temperature – from 8 to 23 deg. C; average daily air humidity deficit – from 2.1 to 12 mbar; average daily potential evaporation – from 1.3 to 7.34 mm/day. A correlation analysis has determined that, according to the correlation factor, the infiltration value has the greatest correlation – 0.86 and 0.63 with water supply and relative moisture reserves, respectively; the smallest one– 0.28; 0.38 and 0.37 with temperature, air humidity deficit and potential evaporation, respectively. In turn, a multiple correlation analysis has determined that the formation of the infiltration runoff volume in the vertical moisture exchange system of an irrigated field has the greatest connection with a paired change in the values of water supply and relative moisture reserves. The infiltration of irrigation water and atmospheric precipitation beyond the root layer of soil is determined by the obtained empirical dependence, is observed when the moisture reserves of this layer exceed the moisture reserves corresponding to the minimum moisture capacity and water supply, and has the greatest close relationship according to the multiple determination coefficient (R2) 81% (multiple correlation coefficient R = 0.899) with changes in these two factors. | Цель исследований - научно-техническое обоснование составляющих водного баланса орошаемого поля при частном случае соединения водоносного горизонта и зоны аэрации через капиллярную кайму. Исследования проводились в одном из хозяйств Багаевского района Ростовской области в 2018 и 2019 гг. При организации исследований применялся комплексный подход: использовались стационарные и опытные участки. Климатические условия объектов исследований соответствуют полузасушливой степной зоне, почвы – южные черноземы. В результате обработки данных полевого опыта установлено, что при инфильтрации, изменяющейся от 0,183 до 1,915 мм: среднесуточная водоподача составила от 0,8 до 7,33 мм/сут; относительные влагозапасы – от 0,61 до 1,20; среднесуточная температура воздуха – от 8,0 до 23,0 град. C; среднесуточный дефицит влажности воздуха – от 2,1 до 12,0 мбар; среднесуточная испаряемость – от 1,3 до 7,34 мм/сут. Проведенным корреляционным анализом установлено, что по коэффициенту корреляции величина инфильтрации имеет наибольшую связь – 0,86 и 0,63 с водоподачей и относительными влагозапасами соответственно; наименьшую – 0,28; 0,38 и 0,37 с температурой, дефицитом влажности воздуха и испаряемостью соответственно. В свою очередь многофакторный корреляционный анализ установил, что формирование объема инфильтрационного стока в системе вертикального влагообмена орошаемого поля имеет наибольшую связь с парным изменением величин водоподачи и относительных влагозапасов. Инфильтрация оросительных вод и атмосферных осадков за пределы корнеобитаемого слоя почвы определяется по полученной эмпирической зависимости, наблюдается при превышении влагозапасов этого слоя над влагозапасами, соответствующими наименьшей влагоемкости и водоподаче, и имеет наибольшую тесноту связи по коэффициенту множественной детерминации (R2) 81% (коэффициент множественной корреляции R = 0,899) с изменением этих двух факторов.

The purpose of the research is to determine the influence of tillage methods on the value of soil water storage, water balance and water consumption deficit of spring barley on an erosion-hazardous slope on ordinary chernozems. During the research, the methodological approaches by S. A. Vorobyev, A. N. Kostyakov, S. I. Kharchenko, A. N. Postnikov were used. The experiment was carried out in 2020-2022. The experimental design provides for three tillage variants: moldboard plowing, non-moldboard (chiseling) and combined (para-ploughing) plowing. As a result the research has revealed the advantage of chisel primary tillage in terms of moisture reserves accumulation in snow: in autumn plowing it allowed accumulating on average by 16.6% more water than with moldboard tillage. The main flow component of water balance is the total water consumption of spring barley, which varied during the growing season depending on the phase of crop growth and development and on the method of tillage; differences in the productive moisture reserves with the advantage of non-moldboard tillage methods were noted. The greatest differences were observed as on the date of barley sowing; at this time, the excess in water storage in a meter layer was 9.9% for combined tillage and it was 10.6% for chiseling, relative to the same indicator for moldboard tillage. It was found that the intensity of the decrease in water storage rose, starting from the earing phase, especially during moldboard tillage. In the longest period from sowing to booting (97–110 days), an average of approximately 50% of the total moisture is consumed, from the booting phase to the earing one and from the earing phase to milky-wax ripeness by 20%, and in the last period from milky-wax ripeness to the complete ripeness of corn is only 10% moisture. In general, during the growing season, non-moldboard tillage allowed reducing the water consumption deficit of spring barley to 4.7–5.4% compared to the control, which is very significant under the conditions of a moisture deficit amounting to 276 mm during this period. | Цель работы - установить влияния способов обработки почвы на величину почвенных влагозапасов, водный баланс и дефицит водопотребления ячменя ярового на эрозионно опасном склоне на черноземах обыкновенных. В процессе исследований использованы методические подходы С. А. Воробьева, А. Н. Костякова, С. И. Харченко, А. Н. Постникова. Опыт проводили в 2020-2022 г. в Ростовской области. Схемой опыта предусмотрено три варианта обработки почвы: отвальная вспашка, безотвальная (чизельная) и комбинированная (щелевание). В результате исследований выявлено преимущество чизельной основной обработки почвы в части накопления влагозапасов в снеге: на зяби она позволила в среднем аккумулировать на 16,6% больше воды, чем при отвальной обработке. Главный расходный компонент водного баланса – суммарное водопотребление ячменя ярового, которое варьировало в процессе вегетации в зависимости от фазы роста и развития культуры и от способа обработки почвы, отмечены различия в запасах продуктивной влаги с преимуществом безотвальных способов обработки почвы. Наибольшие различия наблюдались на дату посева ячменя, в это время превышение по влагозапасам в метровом слое при комбинированной обработке составило 9,9%, а при чизельной 10,6% относительно того же показателя при отвальной обработке. Выявлено, что интенсивность снижения влагозапасов возросла, начиная с фазы колошения, особенно при отвальной обработке. В наиболее продолжительный период от посева до выхода в трубку (97–110 дней) расходуется в среднем примерно 50% суммарной влаги, от фазы выхода в трубку до колошения и от фазы колошения до молочно-восковой спелости по 20%, а в последний период от молочно-восковой до наступления полной спелости зерна всего 10% влаги. В целом за вегетационный период безотвальные обработки позволили снизить дефицит водопотребления ячменя ярового до 4,7–5,4% по сравнению с контролем, что весьма существенно в условиях дефицита влагообеспеченности, составившего 276 мм за этот период.