Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность воздействия орошения на комплекс условий выращивания люцерны

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Эффективность воздействия орошения на комплекс условий выращивания люцерны"

государственная кошесия совета минилтов ссср по продовольствию и закупим

московский ордена трудового красного знамени гдаомепиорашный гоютшут

На правах рукописи Кравчук Алексей Владимирович ---" УДК 631.67:638.31

ЭМЕКГИННОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОРОШЕНИЯ НА КОМПЛЕКС УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛЩЕРНЫ (в условиях Саратовского Заволжья)

Специальность: 06.01.02 - мелиорация и орошаемое

земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Шзсква 1990

Работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственных гидротехнических мелиораций" Московского ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративного института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор Н.Г.Раевская

Официальные оппоненты: доктор технических наук, академик ВАСХНИ8 Б.Б.%маков;

кандидат технических наук, старший научный сотрудник А. И. Корольков

Ведущая организация - объединение Саратовводстрой

Защита диссертации состоится *[? "^¿лЗ^ 1990 года в (О часов на заседании специализированного совета К.120.16.0Е в Московском ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративном институте по адресу: 12755о, Москва, ул.Прянишникова, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

года. • .

О диссертацией можно ознакомиться в библи Автореферат разослан »/Г«1990

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять на имя ученого секретаря совета в адрес института.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент Т.И.Сурикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы- Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986-1590 гг. и на период до 2000 года предусмотрено в сельском хозяйстве значительно повысить продуктивность земледелия, осуществить в этих целях комплекс мер по увеличению плодородия почвы, внедрение интенсивных технологий возделывания, получение более высокого качества сельскохозяйственной продукции.

В Долговременной программе развития мелиорации земель особое место отводится Поволжью - району, обладающему огромными земельно-водными ресурсами и подверженному в наибольшей степени губительному воздействии засух и суховеев. Быстрый рост мелиорированных земель и объемов производимой на них сельскохозяйственной продукции привел к созданию в этой зоне новой отрасли - орошаемого земледелия.

Однако современный уровень использования поливной воды но всегда отвечает возросшим требования!.« страны. Весьма ощутимым бывает ущерб от неумелого использования данного фактора усиления интенсификации сельскохозяйственного производства и только научное и комплексное решение вопросов мелиорации земель поможет разработать о осуществить меры по ускорении перехода на водосберегающие технологии орошения, бережливому использован!® водгаяс ресурсов и земельных угодий.

ЦеДь_работц. ГЪзработать режим оровения люцерны для условий Саратовского Заволиья, обеспечивающий, в сочетании с различными способами внесения минеральных удобрений, получение высокого и качественного урояая, рациональное использование оросительной воды и сохранение почвенного плодородия.

Зада чи_исс£езован!<Я:

- исследовать особенности формирования продуктивности и качества кормовой продукции люцерны в зависимости от режима оровения и способа внесения минерального питания;

- установить рациональней метод определения суммарного недопотребления люцерны для условий Саратовского Заволжья;

- определить величину инфильтрации за пределы кориеобита-шой зоны при различных поливных режимах люцерны на темно-каш-

тановых почвах Заволжья;

- изучить закономерности влияния влагообеспеченности на развитие корневой системы люцерны и на изменение почвенных процессов, способствующих плодородию орошаемых земель;

- установить метод оценки влияния режима увлажнения на комплекс различных факторов;

- с использованием методов математического моделирования установить поливной режим люцерны для лет различной расчетной водообеспеченности года.

Методика^исследований. В основу методики полевых исследований, которые проводились в период 3984-1986 гг. на лпытно-проуз-водственном поле колхоза "Путь к коммунизму" Марксовского района Саратовской области, положен общепринятый подход, который позволит осуществить изучение основных процессов, проходящих в растениях и почвах.

Оценка типичности опытного участка и прилегающего массива орошения, позволила установить райога возможного внедрения разработок.

Вычислительный эксперимент, решение уравнения теории влаго-переноса в почвах проводилось на основе математического и Физического моделирования с использованием численных методов и ЭВМ. Расчеты и корреляционный анализ экспериментальных данных выполнялись на ЭВМ.

Научная новизна__работы. Для условий Саратовского Заволжья установлена зависимость продуктивности, качества продукции и почвенного плодородия от степени водообеспечения люцерны и способа внесения минеральных удобрений. Выявлен оптимальный предел регулирования влажности, позволяющий предотвратить дальнейшее снижение почвенного плодородия, снизить инфильтрационные потери поливной воды, увеличить эффективность сельскохозяйственного производства. Для оценки воздействия водного режима на совокупность факторов, определяющих степень эффективности условий выращивания люцерны, впервые использован индексный метод.

Практичесг{ая_це1Щ0сть работы заключается в разработке поливного режима люцерны для условий Саратовского Заволжья, позволяющего получать высокие урожаи и сохранять плодородие почвы при уменьшении оросительных корм на 10-12^.

Предложена методика расчета параметров оптимальности поливного режима о точки зрения влияния влагообеспеченности на показатели продуктивности, качества сельскохозяйственных культур и плодородия почв.

Осдовные_за[щуцаемые положения:

- результаты экспериментальных исследований по обоснованию основных параметров режима увлажнения почвы и способа внесения минеральных удобрений;

- необходимость учета показателей почвенного плодородия при разработке поливных режимов сельскохозяйственных культур;

- оценка оптимальности водного режима, обеспечивающего высокие, качественные урожаи и благоприятные почвенно-мелиоратив-ные условия орошаемых земель.

Апробация ¿аботы^. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-т ехтг-ческих конференциях Московского гидромелиоративного института в 1985, 1986 годах, Саратовского института механизации сельского хозяйства имени М. И.Калинина в 1987-1990 годах.

По теме диссертации опубликовано пять работ.

Объем и стЕутстура работы^ Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству; изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц, 25 рисунков и 40 приложений; список использованной литературы включает 124 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_введ,ени£ раскрывается актуальность работы, обосновываются цель и задачи выполненных исследований.

В первой_главе рассматриваются природно-климатические условия района исследований.

Климат рассматриваемой территории умеренно континентальный, для которого возможны глубокие аномалии всех элементов погоды - большие оттепели зимой, возврат холода весной, увеличение морозности в начале и конце лета, засухи.

Анализ условий тепло-влагообеспеченности данной зоны, проведенный по предложениям Г.Т.Селянинова, Н.Н.Иванова, Д.И.Шэп-ко и М.И.Будыко указал на то, что покрыть дефицит влаги в

данном районе можно только с помодыо орошения. Это позволит исключить неблагоприятное влияние погодных условий на продуктив -ность сельскохозяйственных культур.

В геоморфологическом отношении исследуемый массив располагается в пределах области эрозионной Скртовой равнины в средней ее части и террасированной долины реки Волги и ее притоков. Территория имеет полого-холмисто-увалистый рельеф с общим уклоном с севера на юг и с востока на запад.

В поймах и ближних террасах рек имеет место оврадно-балочная сеть, развит микрорельеф. На всей территории наблюдаются ложбины.

В геологическом плане территория представлена широким распространением отложений четвертичной системы, которые являются основными почвообразующими породами.

В гидрогеологическом отношении практический интерес для оросительных мелиораций представляют первые от поверхности водоносные горизонты апшеронских и верхне-, среднечетвертичных отложений. Глубина залегания грунтсых вод этих отложений меняется в пределах от 20 до 50 метров, в долинах протоков Волги и их т^эрас доходит до 1-15 метров.

Основной почвенный фон рассматриваемого массива представлен темно-каштановыми почвами. По механическому составу почвы тяжелосуглинистые, суглинистые и супесчаные. Плотность составляет порядка,1,39 т/м3, плотность твердой фазы - 2,6 т/мэ, пористость - 43%, коэффициент фильтрации 0,21 м/сут. Данные почвы обладают емкостью поглощения - 30-40 мг-экв на 100 г почвы. Из поглощенных оснований от 70 до 8<3% приходится на кальций, 15-301 на магний, 2-3^ на натрий емкости поглощения. Степень промытости гемно-каитановых почв на склонах и водоразделах различная /Н.И.Усов/. В меньшей степени промыты почвы склонов и террас, где в метровой толще легкорастворимых солей имеется 0,2-0,23^; ниже количество их увеличивается. Почвы водоразделов опреснены на значительного глубину, величина плотного остатка на глубине двух метров обычно не превышает 0,2%.

Природно-климатические условия района исследований в целом благоприятны для возделывания многолетних трав. Однако недостаточная естественная увлаяненность данной территории не позво-

яяет получать высокие и устойчивые урожая кормовых культур, что указывает na необходимость их вырацивания при оропении.

Зо_второй главе изложена методика исследований и условия их проведения. Экспериментальная часть работы выполнялась в 1984-1986 годах на опытном участке МГМИ в колхозе "Путь к коммунизму" Марксовского района Саратовской области.

Почвы участка темно-каштановые, представлены средними и легкими суглинками. Плотность грунта в слое 0...100 см составляет 1,37...1,48 т/мэ, плотность твердой фазы - 2,65...2,70 у/мэ, пористость - 45,2...48,5^, наименьшая влагоемкость 18,4... 22,5% от массы. Коэффициент фильтрации - 0,17 м/сут. Содержание гумуса в слое почвы O...IIO см - 2,3...0,53^., сумма обменных катионов 19,67.. .13,38 мг-экв. Почвы незасоленные, яесо-лонцеватые. Грунтовые воды залегают на глубине около 20 м. В целом за период вегетации - 1984 год характеризовался как сред-незасуилквый, количество осадков составило 118 км; 1985 год -. злагныЯ, осадки 242 ш; 1986 год - сухой, осадки П6 мм.

Исходя из цели и задач исследований опыты проводились по четырем вариантам поливного режима: первкй вариант (рексменду-а.шП в регионе) - влажность (80. ..100)% HB в слое 0,6 м (для первого года произрастания люцерны) и (70...100)% HB в слое 0,8 м (для последующих лет); второй вариант - влажность (65... 90)t fffl в слое 0,8 м ; третий вариант - влаяность (70. ..100)'? НЗ в слое 0,6 м; четвертая вариант - естественная увлажненность (контроль без орошения).

Наряду с различными вариантами увлажнения рассматривались способы внесения минеральных удобренг-i* (агрофои): I - разовое запасное внесение трехлетней нормы N120^270^180» - ежегодное внесение Рдо''бО П0ЛН0Г,° мшерального удобрения N 120^270^160» 3 - контроль (без удобрения).

В опытах использовался система-ютеский метод размещения ^ вариантов по делянкам прямоугольной Формы яаздая плоцздь 103 и" (5x20), повторность - четырехкратная.

Д.тя установления района возможного внедрения данных разработок проводилось обоснование типичности /по методике В.В.ПЬба-нова, Е.П.Рудаченко/ опытного участка к прилегающего массива орошения. В результате определения вероятностных оценок одноименных признаков, общая вероятность совладения объектов соста-

б

Естла порядка 57%.

Осуществление поливного режима люцерны по вариантам, установление сроков и норм поливов проводилось на основе наблюдений за динамикой влагозапасов в расчетном слое почвы. Влажность почвы определялась термостатно-весовым способом'. Поливные нормы и осадки измерялись с помощью осадкомера Третьякова 0-1 и почвенных дождемеров ГР-28. Полив осуществлялся дождевальной машиной "Волжанка".

Определение водопотребления люцерны проводилось тремя методами.

Метод водного баланса. Определялись составляющие : атмосферные осадки; влагозапасы метрового слоя почвы, объем поливных норм; влагообмен на границе метрового слоя, который определялся с помощью тензиометров.

Метод теплового баланса. Наблвдения за составляющими данного баланса проводились согласно указаниям гидрометслужбы. На опытном поле производились измерения радиационного баланса, градиентов температуры, влежнг^.ти воздуха и скорости ветра на Еысотах 0,5 и 2,0 м от деятельной поверхности, температуры почвы на глубинах 0, 5, 10, 15, 20 см от поверхности.

Био климатический метод А..М. и С.М. Алпатьевых о учетом его корректировки И.А.Куоника.

Еодопотребление определялось по следующей зависимости

где, К - региональный биоклиматический коэффициент для люцерны, мм/мб; if^ - поправочный параметр на влажность почвы;

- поправочный параметр на метеорологические условия расчетного периода; Гс(ср - сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за период, мб.

На полевой метеоплоиадке самописцами непрерывно производилась запись температуры, влажности воздуха, атмосферного давления.

Величина водопотребления люцерны определялась по декадам.

Для изучения влияния орошения на урожайность, качество кормовой продукции и почвенное плодородие в работе выполнен комплекс наблюдений и анализов согласно методическим руководствам и рекомендациям.

Таблица I

Поливной режим люцерны по годам исследований

Год

Вариант увлажнения

Нормы и сроки поливов, м3/га

Оросительная норма,

м /га

1984

1985

1986

370 370 380 360 360 400 2240

X 26.06 12.07 6.08 15.08 28.08 11.09

550 550 570 550 2220

г 27.06 15.07 17.08 10.09

450 450 400 480 430 2210

3 25.06 13.07 8.08 29.08 12.09

700 700 700 750 750

1 19.05 - 5.06 29.07 14.08 5.09 3600

600 600 650 600 500 600 3550

•г 21.05 4.06 27.07 9,08 20,06 3.09 — —

3 450 450 450 600 450 450 500 3350

23. СБ 3.06 19.05 25.07 12.08 21.03 1.09 —

700 700 740 740 720 750 750

1 10.05 23.05 16.06 9.07 29.07 17.08 31.08 5100

г 600 600 650 700 600 600 500 500 4750

14.05 28.05 18.06 10.07 23.07 8,08 22.08 1.09

3 550 500 520 550 580 500 500 500 4200

13.05 29.05 19.05 8.07 26.07 7.08 21.08 2.09

Агротехника возделывания орошаемой люцерны на корм проводилась в соответствии с рекомендациями ВолжНШГиМз.

В третьей главе приводится анализ экспериментальных полевых исследований по установлению влияния различных поливных режимов (в сочетании со способами внесения минеральных удобрений) на урожайность, качество люцерны на корм и на элементы почвенного плодородия.

Рида» орошения люцерны по годам определялся в соответствии с возрастом культуры и метеорологическими условиями. По величине влагозапасов почвы каждого варианта увлажнения устанавливалась динамика почвенной влаги, на основании которой назначались нормы и сроки проведения поливов (табл.1).

Наряду с наблюдениями за динамикой почвенной влаги в работе проводились исследования по установлению объема инфильтрации за пределы корнеобитаемой зоны (табл.2). Данные исследования показали, что величина инфильтрации в значительной степени зависит от вланностк метрового корнеобитаемого слоя. При более высокой шшюсти этого слоя наблюдается большее капиллярное перемещение влаги в менее увлажненные нижние горизонты.

Таблица 2

Потери поливкой воды на инфильтрация

Год Вариант увлажно-ния Вэдопог-. И3/™ _ . Средняя весовая влажность в слое 3,0 м, % Инфильтрация м3/го Потеря от Еодопотреб-л сния, %

3112 17,6 282 9,1

1984 *% 3235 10,1 93 2,9

3 2003 16,6 145 5,0

I 5321 17,2 590 ИД

1985 2 5890 15,8 162 2,9

3 4977 16,4 364 7,3

I '5734 17,0 4й£ 8,4

1985 2 5680 15,7 .16 0,3

3 4877 16,4 339 7,0

Отклонения величины водопотребленип люцерны, определенного различными методами, составило не более 9%, что говорит о высокой сходимости результатов.

В опытах очень хорошо проявилось совместное влияние орошения и минерального питания на урожайность люцерны. Так за три года произрастания наибольшая урожайность сена культуры при внесении разовой трехгодичной нормы (I агрофон) минеральных удобрений была при влажности (70—100)4 НВ в слое 0,8 м d вариант увлажнения) и составила 44,85 т/га, при ежегодном внесении (2 агрофон) минеральных удобрений наибольшая урожайность (43,21 т/га) была при влажности (65...90)^ НВ в слое 0,8 м (2 вариант увлажнения).

Самый низкий коэффициент водопотребления в среднем за годы исследований наблюдался при первом агрофоне на всех вариантах увлажнения. На участке при первом варианте увлажнения его величина составила 330 м3/т, на втором - 346 м3/т, на третьем -400 м3/т сена люцерны.

Исследованиями установлено, что орошение в сочетании с минеральными удобрениями влияет на изменение показателей химического состава кормовой продукции. Различные условия выращивания культуры сказались на Еаходе с одного гектара основных'показателей питательной ценности сена люцерны - кормовые единицы и переваримый протеин. Наибольший выход кормовых единиц (25,8 т/га) и переваримого протеина /6,5 т/га) наблюдался на участке при первом варианте увлажнения с внесением разовой нормы минеральных удобрений (I агрофон).

С целыо изучения эффективности использования питательных элементов из почвы при различных режимах орошения и способах внесения удобрений, нами были определены коэффициенты выноса минеральных элементов растениями. Наибольший коэффициент выноса азота был на участке с первым вариантом поливного режима и составил 39,6 кг/т в 1984 г. и 38,5 ггг/т в 1985 г. при первом агрофоне . В 1986 г. лучшими условиями для содержания азота в растениях был участок со вторым вариантом увлажнения при ежегодном внесении удобрений, где коэффициент выноса составил 35,1 кг/т.

Во все годы проведения опытов при различных агрофонах бла-

гопрнятнш по содержанию фосфора в растениях был участок со вторим вариантом уалажнения. Коэффициент выноса был наибольшим и достигал значения 9,8-кг на одну тонну люцернового сена.

Наиболее интенсивно процессы образования доступного растениям калия из почвы протекали в условиях первого режима увлажнения при различных уровнях минерального питания, что определило его наибольший вынос (в среднем 23,7 кг/т).

Исследования за динамикой питательных элементов в слое 0...50 см показали, что более высокое содержание нитратов во все годы имело место при внесении "запасной" нор.«! удобрений (I агрофон) на всех вариантах увлажнения. Тенденция к более высокому содержанию нитратной Форш азота отмечалась на втором варианте увлажнения (24,4 кг/га в конце опыта), где влажность в слое 0,8 м поддерживалась на уровне (65...90)^ HB.

Наблюдения за динамикой подвижного фосфора показали, что различные поливные режимы и способы внесения минеральных удобрений по разному отразились на его содержании в слое почвы 0... 50 см. К концу 1984 г. на участке с первым вариантом увлажнения содержание P^Og (I агрофон) 'ыло 391 кг/га, т.е.' больше, чел на остальных. В 1985 и 1986 гг. наибольшее накопление фосфорной кислоты наблюдалось на участке при втором варианте увлажнения: 279, 199 кг/га (I агрофон), 270, 203 кг/га егрофон).

Результаты исследований по калийному режиму показали, что темно-каштановые почвы достаточно обеспечены данным элементом (1066.. .859 кг/га). По мере роста и развития растений происходило незначительное уменьшение обменного калия. Определенной зависимости содержания KgO в слое 0...50 см от способа внесения удобрений и режимов орошения за вегетацию не отмечено.

В опытах при первом агрофоне изучалось влияние различных поливных режимов на факторы почвенного плодородия: баланс поч венного гумуса, структуру почвы, солевой состав грунтов, ионное рановесие в -почвенном поглощающем комплексе.

После трехлетнего возделывания люцерны на участках с различными поливными вариантами в слое 0...70 см количество гумуса возросло. Особенно заметное его увеличение на (0,11.. .0,26)Й наблюдалось в пахотном горизонте 0...30 см на первом и втором вариантах. В нижних горизонтах отмечался его дефицит. Наиболее

благоприятные водно-воздушные условия для накопления гумуса в метровой толще грунта были созданы при втором варианте увлажнения, где положительный баланс составил 0,5^.

Увлажнение люцерны положительно сказалось на структуре суглинистой темно-каштановой почвы. Наибольшее значение коэффициента структурности 831J п метровой толще было на участке с первым вариантом увлажнения.

Количество солей в 1,1 м слое почвы на всех вариантах в конце опыта уменьшилось. Это объясняется как- выщелачивание* поливной водой, тан и рассолягощим действием люцерны. На участке первого варианта увлажнения прослеживается рассоление в 34 раза в слое 0...90 см. На участке третьего варианта такое явление наблюдается в слое 0...70 см, второго варианта - в слое 0...30 см. Это говорит о том, что рассоляшее явление больше всего проявилось при поливном режиме первого варианта. В отно-иятии поглотительной способности почвы наиболее благоприятным оказался поливной режгм второго варианта увлажнения. Здесь в основном возрэсла суша поглощенных катионов в ППК та 2...3 мг-окв на 100 г почвы.

Люцерна в условиях орошения на темно-каштановых почвах Заволжья развивает мощную хорошо разветвленную корневую систему. Наиболее интенсивное развитие корневой системы происходило на участке при первом варианте увлажнения, где в метровом слое почвы образовалось 9,01 т/га сухой массы корней трехлетней люцерны, что на Z% больше, чем на втором, на 14% больше чем на третьем и на 4.К больше, чел на четвертом вариантах увлажнения.

В четвертой главе дана общая оценка влияния влагообеспече-пия на продуктивность, качество сельскохозяйственной продукции, эффективность использования оросительной воды и почвенное плодородие . Данная оценка дает возможность учесть влияние конкретного режима увлаяненяя на совокупность многих факторов и выявить из нескольких режимов - наиболее эффективный. Для зтой цели нами использован индексный метод, применяемый в программировании урожаев сельхозкультур. В совокупности рассматривались еле,дующие показатели: уогзйность сена люцернн (У); коэффициент водопотребления ); инфильтрация поливной г,о-

ды ( ^ ); питательная ценность продукции (КЕ), коэффициенты выноса по азоту (Км ), фосфору (Кр ), калию (К^ ); баланс почвенного гумуса (йГ); наличие корневой массы (Мк ), сумма поглощенных катионов (X кат); коэффициент структурности почвы (К1); сумма легкорастворимых солей (£ сол).

Показатели представлялись в виде относительных параметров в зависимости от экстремальной величины внутри каждого фактора по вариантам увлажнения (табл.3)

Таблица 3

Блок относительных показателей по вариантам увлажнения

фактор вариант увлажнения У Квод * КЕ «м КР

I 1.0 1.0 0,2 1,0 1,0 0,88

а 0,965 0,954 1.0 0,933 0,987 1,0

3 0,798 0,825 0,32 0,99 0,976 0,891

фактор вариант увлажнения «К 4.Г мк I кат К1 2 сол

1 1,0 0,84 1,0 0,864 1,0 1,0

2 0,86© 1,0 0,878 1,0 0,99 0,643

3 0,936 0,92 0,863 0,898 0,978 0,947

Величина прибавок или потерь относительной величины Р для значений отдельных показателей двух сравниваемых вариантов увлажнения производилась по формуле

¿Р-Л (и- ¿пч)

где Р6 - произведение относительных показателей базисного варианта; (^ - величина индекса нарастающим итогом для данного относительного показателя; 1ги - величина индекса нарастающим итогом предыдущего относительного показателя.

В таблице 4 показан расчет сравнения по факторен первого (базового) и второго (анализируемого) вариантов увлажнения, в таблице 5 второго (базового) и третьего (анализируемого) вариантов.

Таблица 4 -

Анализ прибавок (потерь) относительных показателей по факторам на первом и втором вариантах увлажнения

Факторы Вариант увлок-П? Обозка---

чение

П»

Цепной индекс

___А_Р

в относительных величинах

в %

I У 1,0 0,965 0,965 0,965 -0,00-1 -0,34

2 1,0 0,954 0,954 0,921 -0,006 -0,52

3 1' 0,2 1.0 5,0 4,605 0,472 40,52

4 КЕ 1,0 0,993 0,993 4,573 -0,004 ' -0,34

5 К и :;5о 0,987 0,987 4,514 -о,осз -0,63

6 Кг э^ез 1,136 5,128 0,079 6,73

7 К к ..о 0,80Э 0,809 4,456 -0,036 -7,38

8 Д Г 0,84 1,0 2,19 5,303 0,103 9,27

9 !,!•,; л.О 0,973 0,978 5,186 -0,015 -1,29

ГО 2 га* 0Г861 1,0 1,157 6,0 0,104 8,93

II К' л,0 0,99 0,99 5,94 -0,008 -0,69

12 СОЛ • ,.;.о 0,6*5.3 0,643 3,819 -0,271 -23,26

=0,128 0,361 31,0

Дгняпгй рзсчат показал, что итоговая вегоппка прибавок (потерь) окгмгргкруекюс факторов второго варианта превышает на 0,351 (ЗК; первый вариант и на 0,372 (81,2$) третий вариант что говорит о более благоприятном влиянии рекдаа увлажнения второго варгзнтв нд совокупность рассматриваемых Факторов.

йспольгупараметры данного режима увлажнения почвы пров&-ден чиоленнг,; эксперимент по табелированию режима орошения люцерны за тридцать лог (1954-1983 гг..)

Для рсс-етг< режима орошения люцерки за конкретные года длительного периода использовались математические программы, разработанные на кафедре мелиоративного почвоведения МГМИ под

Б

руководством А.И.Голованова, в основу которых положено математическое моделирование процесса влагопереноса в зоне аэрации почв. В расчетах использовалась имитационная модель А.М.Зей-лигера для бесструктурной пористой среды почвенно-грунтовой толщи для двух слоев.

Таблица 5

Анализ прибавок (потерь) относительных показателей по факторам на втором и третьем вариантах увлажнения

факторы . Вариант увлаж- Цепной ___д_Р_

В» Обозна- нен П6 :ия .. _ ША индекс 1п в относите- в %

чение льных вели-

_чцнах__„ ----

I У 0,965 0,798 0,827 0,827 -0,08 -17,49

2 0,954 0,825 0,865 0,715 -0,055 -12,02

3 ? 1,0 0,32 0,32 0,229 -0,237 -51,8

4 КЕ 0,993 0,99 0,997 0,228 -0,0005 -0Д1

5 к» 0,987 0,976 0,989 0,225 -0,001 -0,22

6 Кр 1,0 0,891 0,891 0,2 -0,012 -2,62

7 Кк 0,869 0,936 1,077 0,215 0,007 1,53

8 ДГ 1,0 0,92 0,92 0,198 -0,008 -1,75

9 0,978 0,863 0,882 0,175 -0,011 -2,4

10 2 кат 1,0 0,898 0,898 0,157 -0,009 -1,97

II К' 0,99 0,978 0,988 0,155 -0,001 -0,22

12 X сол 0,643 роБ 0,947 =0,488 1,473 0,228 0,036 -о, эта 7,9 -81,2

Расход почвенной влаги из расчетного слоя почвы на транс-пирацию влаги растением и физическое испарение с поверхности почвы в модели рассчитывался по выражению (I).

На основании численного эксперимента получены поливные режимы за тридцать лет, по которым были установлены конкретные годы расчетной (¡¿5 , 50 , 75 , 95'%) обеспеченности по дефициту водного баланса (ДВЕ) и определены данные о режимах орошения люцерны (табл.6).

Таблица 6

Поливной режим люцерны на корм для лет расчетной' обеспеченности по ДНБ

Дефицит Обеспе- Количе- копределе- Водопот- Оросите-• водного ченность ство по- ние поливов ребление льгая баланса ДВВ, ливов по трем уко- „ нор?«а

. _м^/га___5__________м!/га, _

1970 3380 25 5 I. ..3. ..I 5640 3000

1961 3840 50 6 I. ..2 5700 3600

1969 4640 75 7 2. ..3. ..2 5630 4200

1981 5240 95 8 2., ..3. ..3 6140 4300

В пятой главе дана экономическая оценка исследуемых вариантов поливных режимов люцерны, где показателем наилучшего вари--анта принят минимум приведенных затрат. Расчет эконо?*ической эффективности по отдельным вариантам увлажнения почвы ьод люцерной проводился с учетом ущерба от потерь оросительной воды га инфильтрация, вымнва почвенного гу?/уса и восполеняп его за счет разложения корневых остатков.

Расчеты показали, что наименьшие общие приведенные затраты на ЕЦрашивамие орошаемой люцерны на корм имеет вариант с увлажнением (65...90)'? НВ расчетного слоя 0. ..80 см. Затраты на выращивание одной тонны кормовых единиц продукции по данному варианту составили 30,5 руб/т, что ноте приведенных затрат первого варианта увлажнения на 3,6%, третьего на 19^.

основные швода и прщщошт

1. В работе разработаны вопросы установления эффективного влагообеспечения люцерны^ с учетом влияния на продуктивносгь.ка-чество кормовой продукции и почвенное плодородие.

2. Рассмотрены три варианта режима влажности почвы:

- (70.НВ в слое 0,8 м;

- (65...90)"? НВ в слое 0,8 м;

- (70. ..100)1 НВ в слое 0,6 м:

3. На фоне различных поливных реяимоп исследовались способы внесения минеральных удобрений:

- внесение разовой трехлетней нормы удобрений М 120^70Кг#0

- ежегодное внесение Рдо%о при предпосевной подкормке

N 120 "олной '' 120Р270КГ80-

4. Установлено, что объем инфильтрационных потерь.поливной вода за пределы основной корнеобитаемой зоны зависит от влакиости почвы этой зоны, сроков и норм полива. Наименьшие такие потери при возделывании люцерны наблюдаются при влажности (£5...90)% НВ в слое почвы 0,8 м, что создает весовую вла-еность порядка 16? в метровой толпе грунта.

5. Резуль1. ты исследований показали, что наибольшая урожайность сена люцерны (45,85 т/га в сумме за три года) при внесении разовой трехлетней нормы минеральных удобрений была при влааности (70. ..100)'? НВ в слое 0,8 м (1-ый вариант). При едегодком внесении удобрений наибольшая урожайность сена 43,21 т/га была при влажности (65...90)1?, НВ (2-ой вариант).

6. Установлено, что наиболее благоприятным для образования подвинного фосфора (Ро0д) в слое почвы 0...50 см был режим с поливами при влажности (65...90)"? НВ независимо от способа внесения минеральных удобрений. Поливные режимы и способы внесения удобрений не оказали влияния на содержание обменного калия в пахотном и подпахотном слое темно-каштановых почв Заволжья.

7. В условиях сухих степей Заволжья выращивание многолетних боборых трав при орошении в определешой степени ведет к повышению структурного состояния и гумусности темно-кавтаноЕЫх почв.

8. Орошение люцерны оказывает рассоляющее действие на темно-каштановые почвы Заволжья за счет вымыва солей, который регламентируется объемами инфильтряцконных потерь поливной воды.

9. Для выбора оптимального варианта режима увлажнения предложен впервые индексный метод, позволяющий учесть комплексное влияние влагообеспечения растений на величину и качество продукции, эффективность использования поливной воды я почвенное плодородие. Оценка показала, что наиболее эффективным в данных условиях является водный режим почвы с влажностью (65...90)И НВ в слое 0,8 м.

10. По данным элективного режима увлажнения с помощью ЭВМ произведен численный эксперимент по установлению режима орошения люцерны за 30 реальных лет, что позволяет при различных погодных условиях года назначать требуемый эксплуатационный ренин для районов Заволжья.

II Для года 75% обеспеченности по дефициту водного баланса рекомендуется следующий режим орошения кормовой люцерны Заволжья:

- оросительная норма 4200 t^/ra,

- водопотребление 5630 м3/га,

- поливная норма 600 м®/га,

- число поливов семь при этом:

- в первый укос два,

- во второй укос три,

- в третий укос два.

12. Анализ результатов исследований по установлению эффективного режима орошения люцерны показал, что экономически вы- ■ годным по минимуму приведенных затрат (90,5 руб/т корм.ед) с учетом ущерба от потерь оросительной воды на инфильтрацию п почвенного гумуса является режим увлажнения расчетного слоя 0. ..80 см прп поддержании влажности (65...90)^ НВ, что меньше на 3,6/? от приведенных затрат рекомендуемого в этой зоне режима увлажнения (70. ..100)"? НВ в слое 0,8 м.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Выбор оптимального режима орошения кормовых культур для условий Комсомольской оросительной системы: Отчет о НИР МГМИ (заключит.); Научный руководитель Н.Г.Раевская . № ГР 01825338594; И«. Р 028008139 . М., 1985, - 105 С.

2. Питательный режим почв при орошении люцерны в условиях Комсомольской оросительной системы: Отчет о НИР МГМИ; Научный руководитель Н.Г.Невская !?• ГР 01860117140; Инв. 02870022133. М., 1986, -52 С.

3. Инфильтрация оросительной воды при различных поливных ре-яшах люцерш. Информационный листок, МГЦНТИ . Саратов, 1990,

№ 23-90, -2 С.

4. Влияние орошения и минерального питания на качество уро-зсая люцерны. Информационный листок, МТЦНТИ. Саратов, 1990,

» 24-90, -2 С.

5. Воздействие минерального питания на продуктивность орошаемой люцерны. Информационный листок, МГЦНТй. Саратов, 1990,

№ 25-90, -3 С.