WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

На правах рукописи

ДАНИЛЬЧЕНКО АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ПРИРОДООХРАННЫЕ РЕЖИМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ПРИИРТЫШЬЯ

Специальность 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в ФГНУ Всероссийский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга", ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова

Научный руководитель: доктор технических наук

Губер Кирилл Вадимович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Рязанцев Анатолий Иванович

кандидат технических наук

Сильченков Иван Степанович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия»

Защита состоится 17 июня 2008 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 220.045.01 ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, дом 19, аудитория 201/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат диссертации размещен 15 мая 2008 года на официальном сайте ФГОУ ВПО МГУП по адресу: http://www.msuee.ru/html/19_1.html.

Автореферат разослан 14 мая 2008 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук Сурикова Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. За последние 10…15 лет площадь орошаемых земель в Российской Федерации сократилась более чем на 30% (с 6,2 млн. га в 1991 году до 4,3 млн. га в 2006 году) при этом резко снизилась эффективность сельскохозяйственного производства на орошаемых землях. Наиболее существенно роль орошаемых земель снизилась в степной зоне с устойчивым природным дефицитом влаги, где урожайность сократилась более чем в 2…3 раза, а в сухие годы приблизилась к урожайности богарных земель.

К числу таких регионов относится и Прииртышско-Кулундинская равнина, где в конце 1970-х годов началось интенсивное развитие орошения на базе использования подземных вод. Накопленный к настоящему времени опыт показал, что в условиях засушливого климата эффективность орошаемого земледелия зависит главным образом от режима орошения сельскохозяйственных культур. Поэтому проблемы изучения и научного обоснования режимов орошения сельскохозяйственных культур, обеспечивающих получение гарантированных урожаев и сохранение экологического равновесия окружающей среды, а также разработка рекомендаций для проектирования и эксплуатации оросительных систем, остаются крайне актуальными.

Автор на протяжении ряда лет участвовал в работе над реализацией отраслевой программы по теме 0.52.01.И.01Т «Разработать и внедрить оросительные системы и технологический процесс полива широкозахватной дождевальной машиной ЭДМФ «Кубань», и разработке нормативного отраслевого документа «Пособие по проектированию оросительных систем с ЭДМФ «Кубань».

Цель работы. Разработать природоохранные режимы и технологии орошения дождеванием кормовых культур с использованием подземных вод в условиях степной зоны Прииртышско-Кулундинской равнины.

Задачи работы:

  • провести анализ состояния орошения подземными водами и оценить перспективу его развития в регионе;
  • изучить суммарное водопотребление кормовых культур;
  • установить биоклиматически обоснованные оросительные нормы и разработать режимы орошения люцерны на сено и кукурузы на силос;
  • изучить динамику составляющих водного баланса на орошаемых землях с различными глубинами залегания грунтовых вод;
  • изучить эксплутационно-технологические характеристики полива кормовых культур ЭДМФ «Кубань» (потери оросительной воды на испарение при поливе, эрозионно-допустимые поливные нормы, равномерность распределения дождя и т.д.) и разработать адаптированные к местным условиям водосберегающие, природоохранные технологии полива люцерны и кукурузы;
  • разработать рекомендации по технологии полива и определению оптимальных режимов механизированного орошения люцерны и кукурузы в природно-климатических условиях Прииртышско-Кулундинской равнины.

Для решения поставленных задач автором проведены теоретические исследования проблемы, спланирован и реализован многолетний комплекс полевых исследований режимов орошения и технологий полива люцерны и кукурузы в степной зоне Прииртышья. Проведен всесторонний анализ полученных результатов и сделаны обобщения, необходимые для их последующего использования в производстве.

Методология исследований. Основой экспериментальных и теоретических исследований послужили работы А.Н. Костякова, А.М. Алпатьева, С.М. Алпатьева, И.П. Айдарова, А.И. Будаговского, С.Я. Бездниной, Г.В. Воропаева, А.И. Голованова, Н.В. Данильченко, В.Ф. Носенко, Н.С. Ерхова, А.Р. Константинова, В.С. Мезенцева, Б.С. Маслова, Х.Л. Пенмана, Б.Б. Шумакова, Л.М. Рекса, Г.Т. Селянинова, С.И. Харченко, Д.И. Шашко и других известных ученых в области мелиорации сельскохозяйственных земель, растениеводства, климатологии, гидрогеологии, земледелия и почвоведения.

Полевые исследования проводились с применением стандартных и специально разработанных методик, а достоверность полученных результатов оценивалась путем верификации теоретических зависимостей и результатов полевых исследований.

Научная новизна работы:

  • впервые в Прииртышье организованы и проведены масштабные многолетние комплексные исследования приёмов рационального использования подземных вод при орошении дождеванием;
  • получены значения биологических коэффициентов, установлены и обоснованы оросительные нормы, режимы орошения люцерны и кукурузы для лет различной обеспеченности по дефициту влаги;
  • изучена динамика составляющих водного баланса на орошаемых землях при разной глубине грунтовых вод, их влияние на влагообеспеченность растений и режимы орошения кормовых культур;
  • установлены размеры потерь оросительной воды на испарение и равномерность её распределения по площади при поливе ЭДМФ «Кубань»;
  • установлены эрозионно-допустимые поливные нормы при поливе дождеванием в природных условиях Прииртышья;
  • получены количественные и качественные характеристики технологии полива кормовых культур дождеванием в Прииртышье;
  • разработана экологически безопасная и ресурсосберегающая технология полива кормовых культур ЭДМФ «Кубань» на супесчаных каштановых почвах Прииртышья;
  • на основе полевых и теоретических исследований проведено районирование Прииртышско-Кулундинской равнины по природной тепло- и влагообеспеченности, оросительным нормам и режимам орошения люцерны и кукурузы.

На защиту выносятся:

  • величины суммарного водопотребления и оросительных норм кукурузы и люцерны, значения биологических коэффициентов растений, коррелирующие с теплоэнергетическими ресурсами климата Прииртышья;
  • расчётные зависимости для установления влияния динамики грунтовых вод на влагообеспеченность кормовых культур, оросительные нормы и режимы орошения на супесчаных каштановых почвах;
  • расчётные зависимости для определения качества полива и потерь оросительной воды на испарение во время полива, достоковых поливных норм при поливе широкозахватными дождевальными машинами;
  • рациональные технологии полива кормовых культур дождеванием ЭДМФ «Кубань»;
  • результаты районирования Прииртышско-Кулундинской равнины по природной тепло- и влагообеспеченности, оросительным нормам и режимам орошения люцерны и кукурузы.

Практическое значение и реализация работы. Полученные результаты исследований позволяют:

  • принимать научно-обоснованные решения при оценке целесообразности и эффективности орошения с использованием подземных вод в Прииртышье;
  • получать гарантированные урожаи на орошаемых землях с сохранением эрозионной устойчивости почвенного покрова и экологического равновесия в условиях степной и сухостепной зон Прииртышья.

Результаты исследований прошли практическую проверку в хозяйствах Успенского района Павлодарской области и зональных проектных институтах, использованы при разработке рекомендаций «Водосберегающие оросительные нормы и экологически безопасные режимы орошения сельскохозяйственных культур в Уральском регионе» (1999), «Водосберегающие оросительные нормы и природоохранные режимы орошения дождеванием в Западной Сибири» (2000), «Природная тепло,- влагообеспеченность Центрально-Чернозёмных областей России и её влияние на режимы орошения и урожайность» (2000), «Научно-обоснованные нормы и режимы орошения в Московской области» (2002), «Влияние природной тепло,- влагообеспеченности на параметры орошения и урожайность в ЦЧО» (2004), а так же при создании отраслевого нормативного документа «Пособие по проектированию оросительных систем с ЭДМФ «Кубань» (М.: Союзводпроект, 1986).

Апробация результатов исследований и публикации. Основные методические положения и полученные результаты докладывались и обсуждались на заседаниях Учёного Совета ВНПО «Радуга» (1984…1989 г.г.), ежегодных отчётах Лаборатории использования подземных вод ВНПО «Радуга» (1985, 1986, 1988, 1989 г.г), на конференциях молодых учёных ВНПО «Радуга» (1985…1989 г.г.) и ВНИИГиМ (1987 г.), а также научно-технических конференциях в г. Москве (МГМИ–1986 г.), г. Джамбуле (КазНИИВХ–1987 г.), г. Алма-Ате (КазПТИ–1985, 1989 г.г.). По результатам исследований опубликовано 15 работ, в т.ч. 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов и приложений, списка литературных источников из 193 наименований. Общий объём диссертации составляет 179 страниц компьютерного текста, 42 рисунка, 52 таблицы, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится краткая природная и хозяйственная характеристика региона и оцениваются перспективы развития орошения.

Анализ многолетнего ряда метеоданных позволяет сделать вывод о том, что теплоэнергетические ресурсы климата и устойчивый дефицит естественного увлажнения являются основной причиной низкой продуктивности богарного земледелия. Так, испаряемость за тёплый период года с t воздуха выше 5,0 °С изменяется от 750 мм в средний год до 950…1000 мм в сухие годы, а сумма атмосферных осадков соответственно от 160 мм до 110…130 мм. Коэффициент естественного увлажнения составляет в среднем 0,29…0,31. Почвы региона исследований относятся к Казахской провинции сухостепной зоны каштановых почв. Почвы супесчаные и легкосуглинистые по гранулометрическому составу, отличаются бесструктурностью и слабой водоудерживающей способностью (ППВ=9…11 %). Вместе с тем водно-физические свойства каштановых почв позволяют регулировать влажность в них при поливе дождеванием в оптимальном диапазоне без поверхностного стока.

Теплоэнергетические особенности климата, наличие плодородных почв и значительных запасов пригодных для орошения подземных вод (минерализация 0,5…0,6 г/л, температура 20…27 °С), позволяют развивать орошаемое земледелие в степной зоне Прииртышья.

Во второй главе рассматриваются теоретические предпосылки и технико-эксплуатационные возможности применения дождевания в степной зоне Прииртышья.

Исследованиями А.Н. Костякова, Б.Б. Шумакова, Г.В. Воропаева, В.Ф. Носенко, Н.В. Данильченко, К.В. Губера, А.П. Исаева, Н.С. Ерхова, А.Р. Константинова, С.И. Харченко и др. доказано, что дождевание обеспечивает рациональное использование водных и земельных ресурсов, получение устойчивых урожаев орошаемых культур и экологическую безопасность окружающей среды только в том случае, если имеются технические возможности для реализации научно обоснованных норм, режимов и технологий полива, соответствующих рельефу, почвам, климату, гидрогеологическим и другим природным ресурсам. Проведенный структурный анализ сбережения артезианских вод на оросительных системах позволил выделить агробиологические, почвенно-мелиоративные, организационно-хозяйственные и экологические требования к режимам и технологиям орошения, комплексная реализация которых возможна только при наличии достоверных данных о физико-механических, водно-физических и химических свойствах орошаемых почв, мелиоративном состоянии орошаемых земель, суммарном водопотреблении орошаемых культур, оросительных и поливных нормах, технико-эксплуатационных параметрах применяемых дождевальных машин, экологически обоснованных технологиях механизированного орошения.

В условиях, когда природные атмосферные ресурсы влаги лимитируют нормальное развитие сельскохозяйственных растений, подача оросительной воды в необходимом количестве и в нужные сроки является одним из основных агробиологических требований. Анализ существующих методов установления водопотребления орошаемых культур позволил принять для расчетов биоклиматический метод, который основан на учёте погодных условий, влажности почвы и биологических особенностей орошаемой культуры, а для установления оросительных норм и режимов орошения – метод водного баланса.

При дождевании часть оросительной воды испаряется во время полива. Без учёта затрат воды на испарение, поступающий в почву объём оросительной воды оказывается меньше расчётного. Поэтому при определении параметров механизированного орошения необходимо проводить детальный учет потерь оросительной воды на испарение.

Другой особенностью дождевания является неравномерность распределения оросительной воды по площади полива. Она зависит как от структуры формируемого машиной дождевого облака, так и от ветрового режима в момент полива.

Для предупреждения поверхностной дефляции почв представляется необходимым изучение приёмов эрозионно-безопасного орошения дождеванием. Решение этой проблемы может быть достигнуто путём сопоставления впитывающей способности почвы с интенсивностью и структурой дождевого облака применяемых дождевальных машин.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»