Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур

Брыль, Сергей Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур"

003490100 На правах рукописи

/А ^

БРЫЛЬ СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.02 - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

| 4 ЯНЗ ?010

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009

003490180

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия»

Научный руководитель- доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ольгаренко Геннадий Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Юрченко Ирина Федоровна

кандидат технических наук, доцент Снипич Юрий Федорович

Ведущая организация- ФГОУ ВПО «Кубанский государственный

аграрный университет»

Защита состоится « 28 » января 2010 года в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костяко-ва по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, 44, к.504

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

Автореферат разослан «»ДГ

года

Ученый секретарь диссертационного совета, д. т. н.

С.Д. Исаева

Актуальность работы. Рациональное использование воды во многом способствует обеспечению экономической эффективности агропромышленного производства, в том числе орошаемого земледелия, и экологической устойчивости природной среды. В современных условиях управление поливами должно быть направлено наряду с получением максимально возможной отдачи от орошения, на экономное использование ресурсов, уменьшение отрицательных воздействий на плодородие почвы и природную среду. Управление системой орошения требует сбора и обработки больших объемов информации, что существенно упрощается при использовании математических моделей, адекватно описывающих происходящие на поле процессы, и реализации моделей на ЭВМ.

Технологии информационного обеспечения процесса принятия решений обеспечивают сбор исходных данных, обработку, анализ, расчет показателей и выдачу полученных на основе моделирования результатов для обоснования эффективного варианта режима орошения. Несоответствие моделей процессам, протекающим на орошаемых полях, приводит к потере всех преимуществ управления орошением с использованием ЭВМ, снижению экономической эффективности, непродуктивному использованию оросительной воды и развитию экологически неблагоприятных процессов.

Таким образом, для повышения эффективности орошения необходима разработка технологии информационного обеспечения планирования поливов Сельскохозяйственных культур, позволяющей учитывать: пространственно-временную изменчивость гидрометеорологических факторов и влажности почвы; влияние нелинейного характера процессов взаимодействия внешних и внутренних факторов, формирующих продуктивность агробиоценозов; дифференциацию параметров и констант, входящих в расчётные зависимости для определения режимов орошения в конкретных почвенно-климатических условиях на основе проведения комплексных агрометеорологических и водно-балансовых исследований, компьютерного моделирования.

Цель исследований - совершенствование методов планирования режимов орошения на основе повышения точности прогноза динамики агрометеорологических условий и водного режима почв при использовании компьютерного моделирования.

Задачи исследований: - провести анализ технологии планирования и оперативного управления поливами сельскохозяйственных культур и использования информационных технологий для управления продукционным процессом в агробиоценозах;

- выполнить прогноз изменения метеорологических параметров при исполь-, зовании моделирования их внутригодового и среднемноголетнего распределения и оценку изменчивости в многолетнем периоде;

- усовершенствовать модель планирования поливов за счет повышения качества информационно-методического обеспечения и осуществить ее адаптацию к условиям лесостепной зоны; создать надежную и достоверную базу исходных данных для функционирования модели на примере природно-хозяйственных условий юго-востока Московской области;

- усовершенствовать методику оперативного планирования поливов при изменении гидрометеорологических условий на основе экспериментальных исследований комплексного влияния режимов орошения и внесения удобрения на урожайность овощных культур;

- разработать методику прогнозирования урожайности овощных культур на основе моделирования изменчивости гидрометеорологических условий на примере природно-хозяйственных условий юго-востока Московской области при возделывании моркови;

- провести комплексную оценку экономической эффективности планирования режимов орошения и внесения удобрений.

Объект исследований - информационные технологии планирования поливов и параметры режимов орошения сельскохозяйственных культур.

Методика исследований. Методической основой исследований является системный анализ, методы математической статистики и условной логики. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общепринятыми методиками выполнения метеорологических, водно-балансовых, агрономических и почвенных опытов. Аналитическая обработка данных выполнена с применением методов корреляционного, регрессионного, дисперсионного анализа. Применены компьютерные программы «Raduga Irrigation» и «ROCK.xls».

Личный вклад автора состоит в определении цели, задач и постановке исследований; в выполнении анализа теоретических положений и формировании рабочей гипотезы; в усовершенствовании методики прогноза гидрометеорологических условий и разработке алгоритма расчета параметров режимов орошения, в организации и проведении полевых экспериментов, в обработке полученных данных, получении инженерных решений, на основе которых разработана информационная технология.

Научная новизна исследований состоит в том, что:

- установлены закономерности изменения гидрометеорологических параметров орошаемых территорий юго-востока Московской области (температуры

и относительной влажности воздуха, осадков, коэффициента природного увлажнения), обеспечивающие повышение точности существующих методов планирования поливов сельскохозяйственных культур;

- разработаны алгоритм, модель и компьютерная программа для учета изменчивости гидрометеорологических параметров при планировании проектных режимов орошения сельскохозяйственных культур;

- усовершенствованны алгоритм, модель и программа для оперативного пла-

' нирования поливов овощных культур для различных почвенно-

климатических условий Московской области, позволяющие повысить качество принимаемых решений за счет многовариантности расчетов и оптимизации решений на этой основе;

- установлена закономерность, характеризующая влияние режимов орошения и доз внесения удобрений на суммарное водопотребление и урожайность посевов моркови в годы различной тепло-, влагообеспеченности, которая обеспечивает возможность планирования урожайности овощных культур в зависимости от наличия природных (вода) и материальных (удобрения) ресурсов;

- предложена усовершенствованная методика расчета параметров проектных и эксплуатационных режимов орошения и удобрения овощных культур, учитывающая влияние изменчивости гидрометеорологических условий.

Основные положения, выносимые на защиту:

- эмпирическая зависимость изменения гидрометеорологических параметров орошаемых территорий юго-востока Московской области, характеризующая их цикличность, обеспечивающая повышение точности расчетов проектных поливных норм овощных культур;

- алгоритмы, процедуры и модели компьютерной технологии планирования режимов орошения для учета изменчивости гидрометеорологических параметров при определении проектных режимов орошения овощных культур;

- алгоритмы, процедуры и модель для оперативного планирования поливов овощных культур, обеспечивающие многовариантность расчетов поливных норм при использовании информационной технологии обоснования орошения овощных культур в режиме реального времени;

- эмпирическая зависимость урожайности моркови от режимов орошения и доз внесения минеральных удобрений в годы различной тепло- влагообеспеченности, позволяющая планировать урожайность при различной обеспеченности природными и материальными ресурсами.

Практическая значимость работы заключается:

- в разработке информационной технологии планирования режимов орошения, позволяющей пользователю, не владеющему специальной компьютерной подготовкой, планировать проектные и оперативные режимы орошения с учетом пространственно-временной изменчивости почвенно-климатических условий, что обеспечивает повышение эффективности использования водных и энергетических ресурсов на 20-40% , а урожайности сельскохозяйственных культур на 20-30%;

- в подготовке и совершенствовании методик планирования проектных и эксплуатационных режимов орошения сельскохозяйственных культур с учетом среднемноголетней и фактической (в расчетный период) изменчивости гидрометеорологических параметров территории, биоклиматических коэффициентов водопотребления сельскохозяйственных культур;

- в разработке структуры и наполнении базы данных информационной технологии планирования режимов орошения сельскохозяйственных культур для условий юго-востока Московской области.

Информационная технология планирования режимов орошения внедрена в ЗАО «Озеры» Озерского р-на Московской области на орошаемом участке Окской поймы площадью 56 га. Экономический эффект от внедрения технологии -21310 руб./га, экономия водных и энергетических ресурсов составила в среднем до 20%.

Достоверность результатов исследований подтверждается использованием фундаментальных положений мелиоративной науки, статистической обработкой экспериментальных данных, полученных в процессе проведения информационно-аналитических и полевых исследований, апробацией технологии в опытно-производственных условиях.

Апробация работы и реализация результатов исследований. Основные разделы диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, проводимых ГНУ ВНИИ-ГиМ Россельхозакадемии, ФГОУ ВПО МГУП (г. Москва, 2008 год), ФГОУ ВПО "НГМА"( 2008г.) и ФГУ «РосНИИПМ» (г. Новочеркасск, 2006г.), ФГНУ ВНИИ "Радуга" (г. Коломна, 2007-2009 г.г.), были представлены на 10-ой Российской агропромышленной выставке "Золотая осень" (2008г.), где получена золотая медаль за разработку «Научно-методических основ применения информационных технологий для оптимизации водного и пищевого режима почв при выращивании кормовых и овощных культур в условиях Белгородской области".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна - в журнале, рекомендованном ВАК России, получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009610137 «Расчет динамики агроклиматических ресурсов и их регулирование» (2009г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений для производства. Общий объем работы составляет 157 страниц текста компьютерного набора, содержит 38 рисунков, 29 таблиц, 5 приложений, список литературы включает 222 источника, в том числе 14 на иностранном языке.

Содержание работы

В первой главе представлены результаты информационно-аналитических исследований методов прогнозирования водного и пищевого режимов почвы, водопотребления и урожайности сельскохозяйственных культур. Изучены основные направления разработки информационно-советующих систем планирования орошения и управления продукционным процессом в аг-робиоценозах, обеспечивающих получение запрограммированного урожая, рациональное использование водных и энергетических ресурсов.

Проблеме повышения точности управления режимами орошения посвящены исследования Алпатьева A.M. и Алпатьева С.М., Будыко М.Н., Галямин Е.П., Григорова М.С., Добрачева Ю.П., Жовтоног O.A., Ивановой H.A., Ильинской И.Н., Коваленко П. И., Костякова А.Н., Константинова А.Р., Кружилина И.П., Остапчика В.П., Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Харченко С.И., Чере-месинова А.Ю., Шумакова Б.А., Шумакова Б.Б., Циприса О.В., Щедрина В.Н. и других ведущих учённых, результаты которых показали важность учета изменчивости метеорологических параметров орошаемой территории при планировании поливов сельскохозяйственных культур.

Одним из перспективных направлений совершенствования расчетов режимов орошения в настоящее время становится моделирование изменчивости гидрометеорологических параметров на основе компьютерных информационных технологий. За счет внедрения информационно-советующих систем, обеспечивающих рост достоверности и точность информационного обеспечения, совершенствования методов прогнозирования гидрометеорологических показателей, суммарного водопотребления и оперативного планирования поливов сельскохозяйственных культур, может быть повышена эффективность использования водных ресурсов при орошении.

Использование информационных технологий позволяет учитывать пространственно-временную дифференциацию коэффициентов, параметров и кон-

стант, входящих в математические модели, что обеспечивает отражение цикличности внутрисезонного распределения гидрометеорологических факторов, специфики почвенно-климатические условий объектов орошения, вероятностный характер процессов, протекающих в агробиоценозах.

Во второй главе сформулированы цель, задачи, рабочая гипотеза, программа, методика и условия проведения научных исследований. Программа исследований включала: информационно-аналитические и экспериментальные исследования.

Информационно-аналитические исследования проводились с целью определения характера изменчивости гидрометеорологических параметров, на основе изучения и анализа изменения климатических факторов (температуры и относительной влажности воздуха, осадков) с использованием стандартных статистических методов, уравнения Фурье и «сплайн-функции».

Анализ выполнялся по данным метеостанции «Коломна», а также с использованием баз данных метеостанций, расположенных в лесостепной зоне Центрального региона России; были привлечены научно-технические материалы проектных, научно-исследовательских и производственных организаций, специализирующихся в области мелиорации и водного хозяйства, агрометеорологии.

Экспериментальные исследования проводились в 2005-2008 г.г. в ЭПХ ВНИИ «Радуга» (Коломенский район) и ЗАО «Озёры» (Озёрский район) Московской области. Проведены работы по изучению динамики урожайности моркови в зависимости от режима орошения и внесения минеральных удобрений, в том числе и при дефиците водных и пищевых ресурсов.

Полевой опыт закладывался методом расщепленных делянок, в трехкратной повторности и состоял из 3-х вариантов режимов орошения: В¡; В2, Вз, в варианте в0 поливов не производилось. За контрольный был принят вариант в1г где поливы проводились расчетной поливной нормой мрасч. На вариантах в2 и в3 поливы проводились сниженными нормами соответственно на 20 и 40% от расчетной.

Для оценки эффективности удобрений опыт включал 3 варианта, с внесением удобрений на фоне различных режимов орошения. За контрольный был принят вариант (УО (N¡01^100^225), где нормы удобрений определялись расчетным методом. Во втором варианте (Унормы удобрений были снижены на 20%, а в третьем (у3) повышены на 20% по сравнению с контрольным (У/), в варианте (Уо) удобрения не вносились.

Год, (коэффициент природного увлажнения) Внесение ^худобрений Поливная^\ норма Без удобрений (уо) 0,8 ЫРК № ЫРК (у0 1,2 №>К (уз)

(Ку=0,7-1,1) Без орошения (во) в0у0 воу: воу, в0уз

М (во в,у0 в,у2 в,у, в ¡уз

0,8М (вг) в2уо в2у2 в2у, в2уз

0,6М (вз) в3уо в3у2 в3у, в3уз

Площадь учетной делянки составляла 0,015 га. В исследованиях был использован районированный сорт моркови НИИОХ 336. Полив проводился дождевальной машиной кругового действия "Кубань ЛК-1"(рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема расположения вариантов опыта.

Климат территории умеренно-континентальный. Среднегодовое количество осадков 450-650мм. Продолжительность вегетационного периода 130-140 суток. На опытных участках почвы дерново-среднеподзолистые среднесугли-"нистые, с комковатой, зернистой структурой, содержание гумуса 3,6-4,7%. Реакция почвенного раствора слабощелочная, рН=7,2-7,6. Почвы обеспечены фосфором в количестве 18-26 мг/100гр. и калием 4,1-5,7мг/100гр. Водно-физические свойства характеризуются следующими показателями: плотность пахотного горизонта 1,1-1,6 т/м3; наименьшая влагоемкость в пахотном слое составляет 22,8 % от массы сухой почвы.

Для планирования режимов орошения сельскохозяйственных культур необходимо выполнение прогнозов динамики агрометеорологических условий достоверность которых может быть повышена на основе применения компьютерных технологий.

В третьей главе проанализированы использующиеся в настоящее время математические модели прогноза гидрометеорологических условий вегетационного периода и критерии, выработанные для оценки эффективности использования природных ресурсов тепла и влаги.

Результаты моделирования изменчивости метеорологических факторов, базирующихся на методах построения аппроксимирующей кривой обеспеченности по Фостеру-Рыбкину на основе трехпараметрического гамма-распределения, или по кривым распределения Пирсона III типа и их модификациям по Крицкому-Менкелю показали несоответствие результатов моделирования описанию эмпирического распределения. Указанные методы предполагают использование гладких функций, отличающихся от фактических параметров распределения гидрометеорологических факторов, которые преимущественно носят ярко выраженный нелинейный циклический характер. Это потребовало совершенствования моделирования изменчивости гидрометеорологических факторов и разработки информационной технологии планирования оежимов орошения, реализующей указанную модель.

Совершенствование модели прогнозирования метеорологических факторов с целью адекватного учета характера фактического внутригодового и среднемноголетнего распределения метеорологических параметров выполнялось по результатам статистической обработки метеорологических данных по метеостанции «Коломна» за 58 лет (рисунок 2).

Статистическая обработка метеорологических данных позволила установить, что коэффициенты вариации среднегодовых значений температуры, осадков и относительной влажности воздуха колеблются в пределах от 0,2 до 0,03. Полученные величины характеризуеют незначительное отклонение метеопараметров от среднемноголетних значений и возможность долгосрочного прогнозирования гидрометеорологических факторов.

Температура, "С

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Среднее за год

Среднее значение 5,8 12,87 17,07 18,72 16,84 11,18 5,1 12,51

Дисперсия 4,81 3,84 4,11 3,05 1,93 2,46 3,27 0,87

Ср.кв.отклонение 2,19 1,96 2,02 1,75 1,39 1,57 1,81 0,93

К-т вариации 0,37 0,15 0,11 0,09 0,08 0,14 0,35 0,074

Ош. ср. арифметич. 0,28 0,26 0,26 0,22 0,18 0,206 0,24 0,122

Точность опыта, % 4,96 2,04 1,56 1,22 1,08 1,84 4,65 0,98

Кол-во наблюдений 58 58 58 58 58 58 58 58

Относительная влажность воздуха, %

Осадки, мм

А »густ Октябрь Октябрь I Ко»ф$м10>ент вариация

А, %

Су

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Среднее за год

Среднее значение 73,57 67,75 70,45 74,25 77,07 80,72 83,25 75,29

Дисперсия 14,38 22,62 29,54 28,19 20,46 11,91 8,77 5,89

Ср.кв.отклонение 3,79 4,75 5,435 5,309 4,52 3,45 2,96 2,43

К-т вариации 0,051 0,07 0,077 0,071 0,058 0,042 0,03 0,032

Ош.ср.арифметич 0,497 0,62 0,71 0,697 0,59 0,45 0,388 0,318

Точность опыта, % 0,677 0,922 1,013 0,939 0,771 0,561 0,467 0,423

Кол-во наблюдений 58 58 58 58 58 58 58 58

Август Салвбрь Октябрь

■ Среднемесячная относетиъкм — Кс»ф4»*»«еит

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Сумма за год

Среднее значение 32,99 46,42 63,04 73,54 63,99 55,36 52,37 387,69

Дисперсия 279,01 811,76 1089,04 1472,58 1617,74 791,539 1041,18 6139,45

Ср.кв.отклонение 16,70 28,49 33,00 38,37 40,22 28,13 32,26 78,35

К-т вариации 0,506 0,613 0,523 0,521 0,628 0,508 0,616 0,202

Ош.ср.арифметич 2,193 3,74 4,33 5,039 5,28 3,694 4,23 10,288

Точность опыта, % 6,64 8,059 6,87 6,85 8,25 6,67 8,09 2,65

Кол-во наблюдений 58 58 58 58 58 58 58 58

Мюгъ А»густ Октябрь

■ Среднемесячные осадки « Кс»4ф(1*«вкт мрим**и

Рисунок 2 - Результаты анализа моделей динамики метеорологических данных

Во внутригодовом разрезе температура и относительная влажность имеют коэффициенты вариации допустимые для прогнозирования (соответственно 0,080,37 и 0,03-0,07), а внутригодовое распределение осадков неустойчиво (коэффициент вариации 0,5-0,6), имеет стохастический характер и не может достоверно прогнозироваться.

Для повышения точности прогнозных расчетов метеорологических параметров автором разработана эмпирическая модель прогнозирования гидрометеорологических факторов с использованием уравнения Фурье, которая учитывает цикличность изменения метеорологических параметров. Результат расчета по модели реализован в виде графика (рисунок 3), позволяющего проследить общую тенденцию изменения коэффициента природного увлажнения в течении длительного ряда метеонаблюдений.

С целью роста эффективности реализации модели предложена структура базы данных, обеспечивающая предварительную обработку метеорологических показателей для формирования эмпирической зависимости, характеризующей их цикличность.

I——-Фактические данные ——•Тренд Фурье!

Рисунок 3 - Цикличность коэффициента природного увлажнения по уравнению Фурье

Для вычисления характера изменчивости данных достаточно рассчитать сумму первых членов ряда Фурье:

Дх)=а0/2+а1СО5(лх/0+Ь1$1п(ях//)+а2со5(2ях//)+Ь251п(2ях//) (1)

Где ао/2 - среднее значение метеорологических параметров, 1 - половина рассматриваемого периода \Ъ - а\, годы; х - текущий год; |Ъ - а\ /2 - начальный год. Коэффициенты а], а2, Ьь Ь2 вычислены по формулам:

а„=(1//) (п=0,1,2,...) (2)

_/ *

Ь»=(1/0 }/(x)sm—Л (n=l,2,„.) (3)

-i 1

где интегралы заменяются на конечные суммы, рассчитываемые на отрезке [а, b] (dx = Дх = 1 год).

В качестве интегрального показателя изменчивости климата был выбран коэффициент природного увлажнения Ку, который наиболее объективно характеризует тепло-влагообеспеченность периодов в различные годы.

Ку=2,26/2+0,05cos(7txA)+0Jsin(nx/I)+0,2cos(27ixA)+0,03sin(27tx/l), (4) где I - половина рассматриваемого периода, в годах; х - шаг, через который определяется коэффициент природного увлажнения(Ку).

г, Wa+P

Ry=^Y~ (5)

где: Е - испаряемость (потенциальная эвапотранспирация) за период с температурой воздуха >5°С, мм; Wa - активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода, мм; Р - осадки за период с температурой воздуха >5°С, мм

Дальнейшее совершенствование расчетной методики прогнозирования гидрометеорологических условий и расширение ее функциональных возможностей осуществлялось за счет использования «сплайн-функций» для моделирования кривых периодических колебаний гидрометеорологических показателей и- определения тепло-, влагообеспеченности вегетационного периода. В этом случае, зависимость, характеризующая изменчивость гидрометеорологических факторов с учетом цикличности колебаний за многолетний период имеет вид:

F(t)=a0+a¡t+a2i+aK1cos(tw¡)+aK2 cos (tw£+aK3 cos (tw3)+bK, sin (tw¡)+ +bK2 sin(tW2)+bK3 sin(tw3), (6)

где ao, a¡, a2, aKi, aK2, aK3, bKh bK2, Ькз - коэффициенты, определяющиеся методом наименьших квадратов; w¡¡2¡3 - частота периода, определяющаяся при ана-ризе всего диапазона T¡¡2¡3 е [1,NJ с шагом 0,25, где N - количество расчетных периодов.

Из полученных «сплайн-функций» для периодов T¡i2¡3 выбираем тот Ку, среднеквадратичное отклонение от истинных значений которого минимально.

Ку=0,8868+0,013-t-0,0001 •t2+0,094-sin-(t-l,79)+0,102-sin-(t-0,48)+ +0,187-sin-(t-0,23)+0,07-cos-(t-l,79) -0,003-cos-(t-0,48)+0,087-cos-(t-0,23), (7) где t—порядковый номер члена ряда.

На рисунке 4 представлен коэффициент природного увлажнения, полученный на основе использования «сплайн-функции».

- Ф актические данные ——— - Тренд

Рисунок 4 - Цикличность изменчивости коэффициента природного увлажнения, полученная на основе использования метода «сплайн-функции» Полученное уравнение Ку предлагается использовать при долгосрочных прогнозах режимов орошения и прогнозировании урожайности сельскохозяйственных культур.

Сложность решения задачи оперативного планирования режимов орошения обусловливается большим количеством тесно взаимосвязанных вероятностных агроклиматических процессов, формирующих водный и пищевой режимы почвы. Основной информацией для выбора решений по нормам и срокам поливов служит: текущая информация об агроклиматических характеристиках, влагообмене в зоне аэрации, агрофизических и гидрологических константах почвы, фазах развития растений, динамике влажности почвы, получаемой на основе решения уравнения водного баланса.

В результате проведенных исследований сформирована информационная

база данных, которая дает возможность учесть большинство протекающих на поле процессов при разработке комплексных математических моделей для расчета оросительных норм и оперативного планирования поливов (рисунок 5). Разработаны блок-схема (рисунок 6), алгоритмы решения задач по оперативному расчету режимов орошения и компьютерная программа.

Методика оперативного расчета режимов орошения позволяет выполнить расчет динамики запасов влаги в почве на каждом поливном участке; оперативно планировать режимы орошения для нескольких севооборотов с учетом их Структуры; оценить возможность влияния на экологическую

[

База данных нормативно-справочной информации

Местоположение: природная зона; область; административный район; хозяйство; номер поля.

Характеристики дождевальной машины на поле: наименование; модификафия; расход; напор; длина крыла ДМ; интенсивность дождя по длине крыла; напор по длине крыла; распределение влажности почвы по длине крыла и по профилю почвенного разреза.

Характеристика почв: тип почвы; подтип почвы.

Метеорологическая информация: номер метеостанции координаты метеостанции; название метеостанции

Информационная база данных

База данных агроклиматической информации

Уравнение комплексного влияния удобрений и орошения на урожайность сельскохозяйственных культур в разные годы обеспеченности

База данных оперативной информации

Дата начала оросительного периода: Посев; Возобновление вегетации.

Влагозапасы в почве на день посева

Фактическая метеорологическая информация Температура воздуха, сС; Относительная влажность воздуха, % Осадки, мм; Скорость ветра, м/с; интервал поступления данных, мин.

Прогнозная метеорологическая информация по ближайшем метеостанции: Температура воздуха, °С; Относительная влажность воздуха, % Осадки, ДА-НЕТ; Скорость ветра, м/с; ¿Л- интервал поступления данных, мин.

Характеристики культур: количество дней вегетации; фазы развития (дней); показатели изменчивости биоклиматических коэффициен» тов; показатели изменчивости длины корня культуры в течении вегетационного периода.

Грунтовые воды: Глубина залегания, м.; Минерализация, грУл.

Рисунок 5- Информационная база данных для оперативного планирования режимов орошения

Рисунок 6 — Блок-схема расчета эксплуатационных режимов орошения

Условные обозначения:

№нв — влагозапасы в метровом слое почвы при наименьшей влагоемкости, мм; Ро — порог допустимого иссушения почвы, %; ¡1—коэффициент фактического насыщения почвенного слоя влагой на начало расчетного периода, в долях от И7нв;

- активные запасы влаги в метровом слое почвы на начало расчетного периода; А/У) - доступная растениям влага на начало расчетного периода;

й- капиллярное подпитывание из грунтовых вод при близком их залегании, мм Е, — испаряемость за расчетный период » Г- средняя температура за расчетный период; А- средняя относительная влажность за расчетный период;

V — средняя скорость ветра за расчетный период; Р - сумма атмосферных осадков за расчетный период, мм;

- расчетный слой почвы; Кб - биоклиматический коэффициент культуры; Ко— микроклиматический коэффициент территории;

N¥¡+1 - доступная растениям влага на конец расчетного периода;

ЛЕу -дефицит водопотребления культуры; М— поливная норма;

К,- энергетический фактор испарения;

й—дефицит влажности воздуха;

/„ - упругость насыщенного пара;

и2 - ветровая функция;

и/- коэффициент, характеризующий высоту

флюгера.

обстановку величины оросительных норм и режима поливов; осуществить контроль за режимом поливов, прогнозировать оросительные нормы с учетом вероятностного характера гидрометеорологических факторов.

Модель прогнозирования водопотребления и планирования режима орошения позволяет провести расчеты режима поливов, обеспечивающего получение экономически оправданного уровня урожайности при минимизации потерь воды на инфильтрацию и сброс, максимальную замкнутость водного баланса.

Четвертая глава посвящена уточнению параметров (биоклиматических коэффициентов и ветровой функции) модели оперативного управления полисами на основе полевых исследований, изучению динамики водного баланса и пищевого режима посевов моркови, а также установлению закономерностей изменения суммарного испарения и урожайности при различном уровне влаго-обеспеченности и минерального питания, требующихся для формирования параметров модели оперативного управления поливами и прогнозирования продуктивности овощных культур в условиях ограниченности природных и материальных ресурсов.

Обработка и статистическая оценка полученных за период исследований показателей суммарного испарения Е, испаряемости Ev, дефицита водопотребления dEv, осадков Р проводились с использованием компьютерной программы «Расчет параметров режимов орошения сельскохозяйственных культур -«ROCK.xls». Определение изменчивости коэффициента природного увлажнения выполнялось по компьютерной программе «Raduga Irrigation» по результатам многолетнего ряда метеоданных за 58 лет для метеостанции Коломна (таблица 2).

Таблица 2 - Характеристика гидрометеорологических показателей по метео-

станции « Коломна».

« Год наблюдений Е Ev dEv Р Ку

Значе ние, мм Вероятность, % Значе ние, мм Вероятность, % Значе ние, мм Вероятность, % Значе ние, мм Обес печен ность, % Значение, мм Обеспеченность, %

2005 286 5 209 3 46,7 45 340 75 1,70 15

2006 322 20 231 15 32,0 25 254 95 1,67 20

2007 411 70 259 45 58,8 55 419 40 1,19 60

2008 312 15 228 12 8,4 8 620 1 1,85 5

Для поддержания расчетной влажности почвы в пределах от 0,8 до 1,0 НВ на опытных участках в различные по метеоусловиям годы потребовались сле-

дующие оросительные нормы: в 2005 - 62мм; в 2006 - 89мм; в 2007 - 190мм; в 2008-32мм.

Различный уровень минерального питания и водообеспеченности обусловили разницу в урожайности моркови по вариантам опыта (таблица 3). Как показали результаты экспериментальных исследований внесение минеральных удобрений дозой Ы100Р100К185 положительно влияет на урожайность моркови, прирост составляет от 5,19% до 22,69 %. При снижении дозы минеральных удобрений до МадРвоК^о прирост урожайности колеблется от 2,60% до 10,84%, а при увеличении дозы минеральных удобрений на 20% прирост урожайности колеблется от 12,99 % до 18,74%.

Максимальный прирост урожайности моркови был отмечен в 2007 году и составил по вариантам опыта 28 % - 58,31%, а в 2008 году отмечен наименьший прирост 1,3 % - 7,56%. Снижение урожайности в 2008 году обусловлено низкими температурами в течении вегетационного периода и малой активностью солнечной радиации.

Таблица 3 - Урожайность моркови по вариантам опыта, т/га.

Годы, процент обеспеченности Ку Хч Удобрения Орошение Без удобрений 0,8 ИРК О^кЛоК но) М>К ОТооРщоК]«) 1,2 №К (И.гоР.гоКиг)

2005 (15%) Без орошения 45,4 49,2 54,3 55,7

М (22-31мм) 64,2 66,1 67,2 69,0

0,8М 63,7 66,4 66,1 67,1

0,6М 53,9 55,3 56,1 56,7

2006 (20%) Без орошения 44,3 46,9 52,6 53,1

М (22-31мм) 63,9 66,8 55,6 69,1

0,8М 61,8 65,3 66,8 68,2

0,6М 53,9 55,3 56,1 56,7

2007 (60%) Без орошения 41,5 43,7 45,1 45,4

М (22-31мм) 65,7 68,4 69,1 71,5

0,8М 64,2 66,1 67,2 69,0

0,6М 53,2 54,6 56,4 60,7

* 2008 (5%) Без орошения 46,3 48,2 46,1 51,2

М (22-31мм) 49,8 55,2 55,7 58,6

0,8М 47,3 52,1 51,2 55,3

0,6М 46,9 49,9 48,2 52,4

По результатам полевых опытов получена методом наименьших квадратов зависимость урожайности моркови от дозы вносимых удобрений, величины поливных норм и коэффициента природного увлажнения.

У=2 748,8-Ку+233,7-М+2 72,5-МРК+З 7,3-М2- 73,5 ^РК2-3518,1 Ку2-

-136,8 -МШК+102,8 МКу-176,2 Ку -МРК, И2=0,8 8 (8)

где Ку - коэффициент, характеризующий год обеспеченности по коэффициенту природного увлажнения; М - коэффициент, характеризующий долю поливных норм; NPK - коэффициент, характеризующий долю внесения минеральных удобрений.

Также были рассчитаны биоклиматические коэффициенты Кб моркови, оценена их количественная изменчивость в связи с изменениями влажности почвы ¡V и гидрометеорологических условий для различных фаз вегетационного периода (рисунок 7).

Рисунок 7 - Закономерность изменения биоклиматических коэффициентов Кб для года близкого к среднему по влагообеспеченности (диапазон применимости по сумме температур 0-2000°С за вегетационный период).

Проведенные исследования позволили установить закономерности изменения влажности почвы И7 в пространстве с учетом неравномерности распределения искусственного дождя и многослойной структуры почвенного профиля для машины кругового действия "Кубань - ЛК1". Диапазон применимости: поливная норма 40 мм, интенсивность дождя 0,21 мм/мин. при изменчивости параметров вдоль крыла дождевальной машины, соответственно от 30 до 50мм и от 0,15 до 0,25 мм/мин.

№=0,067-1+0,631-к-0,000179^-0,01099-к2-0,000065-1-к, Л2=0,8 2 (9)

где I - расстояние от начала крыла дождевальной машины, м; А - мощность слоя почвы, см.

* Полученная зависимость (9) была использована при составлении базы данных для компьютерной программы по расчету суммарного испарения и динамики влагозапасов.

В пятой главе представлено описание технологии прогнозирования во-допотребления и оперативного планирования поливов и представлены результаты эколого-экономической оценки ее эффективности.

Разработанная технология позволяет рассчитать водосберегающие режимы на основе комплексной информации о гидрометеорологической обстановке в конкретных агроландшафтах, с учетом биологических особенностей возделываемых культур, изменчивости гидрометеорологических условий в пространстве и во времени и нелинейного характера взаимодействия внешних и внутренних факторов, определяющих водный режим, суммарное испарение и урожайность моркови (рисунок 8).

1 Формирование информационной базы данных и моделей

Фактическая метеоинформация

Прогнозная метеоинформация

Данные о водно-физических свойствах почвы и развитии растений

-1

2.1 Долгосрочный прогноз природных и тепловых ресурсов на основе моделирования 2.2 Расчет доз внесения минеральных удобрений

3 Анализ и оценка прогнозной урожайности сельскохозяйственных культур

4. Принятие решений о поливах. Корректировка базы данных агроклиматической информации

5. Выдача рекомендаций по проектным режимам орошения

6. Разработка оперативных режимов орошения

7. Выдача рекомендаций по оперативным режимам орошения

Рисунок 8 - Информационная технология планирования режимов орошения

На этапе 1 производится наполнение базы данных имеющейся информацией по объекту исследования и метеорологической информацией за предыдущие годы. В дальнейшем метеоинформация пополняется в режиме реального времени.

Расчеты по этапу 2 производятся в начале вегетационного периода исследуемой культуры. На этапе 2.1, используя метеоданные за предыдущие годы, производится моделирование метеорологических процессов, в результате которого можно получить коэффициент природного увлажнения территории по зависимости (7). Доза внесения минеральных удобрений (этап 2.2) рассчитывается под прогнозную урожайность с учетом выноса питательных веществ урожаем.

На этапе 3 проводятся прогнозные расчеты урожайности сельскохозяйственных культур при оптимальном количестве ресурсов на основе зависимостей (7) и (8). На 4 этапе принимается решение о назначении поливных норм и норм внесения удобрений в зависимости от прогнозных погодных условий и выдаются рекомендации по проектным режимам орошения (этап 5); полученная информация поступает в базу данных для дальнейшего анализа.

На 6 этапе в течение вегетационного периода культуры производится оперативное планирование и управление режимами орошения с выдачей сроков и поливных норм (этап 7); информация также накапливается в базе данных.

Разработанная технология апробирована при возделывании моркови в ЗАО "Озеры" Озерского района Московской области. Характеристики участка и схема опыта представлены в главе 2. Для года 50% обеспеченности по коэффициенту природного увлажнения поливные нормы, рекомендуемые технологией, изменяются от 22 до 31мм, количество поливов - 7. По традиционной технологии поливные нормы выше, изменяется от 30 до 60мм, количество поливов - 9. Таким образом, экономия водных ресурсов составила 50мм/га. В сухие годы эффективность использования технологии возрастает.

Экономический эффект от использования информационной технологии при планировании поливов составил 21310 руб./га (без учета стоимости разработки), а повышение точности расчета суммарного испарения и параметров режимов орошения позволило сэкономить в среднем 20% воды.

База моделей информационных технологий позволяет разработать прогноз урожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от ожидаемых агрометеорологических условий. Проверка модели прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур проводилась на примере возделывания мор-

кови, для условий юго-востока Московской области при оптимальном количестве водных и пищевых ресурсов на период с 2008 по 2029 годы (таблица 4).

Таблица 4 - Прогнозная урожайность моркови

Год Обеспеченность по Ку, % Урожайность, т/га

фактическая прогнозная

2005 15,2 67,2 66,8

2006 20,4 55,6 56,1

2007 60,1 69,1 70,5

2008 5,0 55,5 53,4

2009 13,5 - 63,1

2010 17,4 - 69,2

2011 36,1 - 84,0

2012 15,6 - 66,5

. 2013 25,8 - 78,9

2014 38,9 - 84,1

2015 26,4 - 79,3

2016 38,8 - 84,1

2017 47,1 - 81,3

2018 44,3 - 82,8

2019 51,2 - 78,0

2020 57,1 - 71,3

2021 62,0 - 63,9

2022 57,1 - 71,3

* 2023 64,8 - 59,0

2024 71,6 - 44,4

2025 53,8 - 75,4

2026 67,3 - 54,0

2027 70,2 - 47,6

2028 42,8 - 83,3

2029 64,5 ■ - 59,4

Результаты исследований показали хорошую сходимость фактических и Прогнозных значений урожайности моркови за период 2005-2008 годы, что позволяет сделать вывод о возможности использования модели при выполнении технико-экономического обоснования региональных проектов развития орошения, при составлении бизнес-планов сельскохозяйственный предприятий, а также при обосновании перспективных севооборотов.

выводы

1. Выполнен анализ используемых методов прогнозирования водного и пищевого режима почв, водопотребления и урожайности сельскохозяйственных культур, который показал, что эффективность использования водных ресурсов может быть существенно повышена за счет совершенствования информационных технологий планирования поливов сельскохозяйственных культур. Необходима разработка моделей для прогноза метеоданных с учетом закономерностей внутрисезонного распределения гидрометеорологических показателей, специфики почвенно-климатических условий объектов орошения, вероятностного характера процессов, протекающих в агробиоценозах. " 2. Разработана математическая модель и компьютерная программа прогнозирования изменчивости гидрометеорологических факторов. Сформирована база метеоданных, проведен статистический анализ и установлены закономерности динамики климатических показателей во времени. Построены кривые периодических колебаний показателей тепло-, влагообеспеченности на основе разложения функций в ряд Фурье, позволившие выявить закономерности волнового процесса изменчивости гидрометеорологических факторов. Получены эмпирические зависимости, характеризующие цикличность изменения показателей природных, тепловых ресурсов и влагообеспеченности с корреляционным отношением 0,72-0,83, что позволило повысить точность прогнозирования изменчивости метеорологических параметров в среднем на 15-20%.

3. Для оперативного управления поливами и расчета режимов орошения в условиях юго-востока Московской области разработан алгоритм, программа сбора и обработки агрометеорологической информации.

Для уточнения параметров модели планирования поливов на основе данных экспериментальных исследований, получены:

* - трехфакторная зависимость и поверхность отклика, описывающие комплексное влияние удобрений и орошения на урожайность моркови в разные годы обеспеченности с корреляционным отношением 0,88;

- динамическая модель биологических коэффициентов, учитывающая стохастический характер гидрометеорологических факторов и влияние влажности почвы на суммарное испарение;

- уравнение, характеризующее закономерности распределение влажности почвы по площади орошаемого участка и профилю почвенного разреза с учетом равномерности распределения слоя осадков и качества искусственного дождя с корреляционным отношением 0,82.

4. Разработана информационная технология, которая позволяет рассчитать режимы орошения на основе комплексной информации о тепло-, влаго-обеспеченности вегетационного периода, изменчивости гидрометеорологических факторов, выполнить прогноз водопотребления и урожайности сельскохозяйственных культур.

5. При использовании технологии для года 50% обеспеченности по коэффициенту природного увлажнения поливные нормы, рекомендуемые технологией, изменяются от 22 до 31мм, количество поливов - 7. По традиционной технологии поливная норма изменяется в пределах от 30 до 60мм, количество поливов - 9, экономия водных ресурсов составила 50мм/га.

Экономический эффект от использования информационной технологии при планирования поливов составил 21310 руб./га (без учета стоимости разработки), а повышение точности расчета суммарного испарения и параметров режимов орошения позволило сэкономить в среднем 20% воды.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Модель прогнозирования водопотребления, технология информационного обеспечения оперативного планирования орошения и программный комплекс могут быть использованы для определения и корректировки поливных режимов овощных культур и при составлении планов водопользования для орошаемых севооборотов в сельскохозяйственных предприях.

2. Биоклиматические коэффициенты водопотребления моркови целесообразно применять при планировании оросительных норм и оперативном планировании поливов сельскохозяйственных культур.

3. Модель «сплайн-функции» и уравнения зависимости урожайности моркови могут быть использованы для составления технико-экономического обоснования региональных проектов развития орошения и бизнес-планов развития сельскохозяйственных предприятий, с осуществлением прогноза на 1025 лет.

Основные положения диссертации опубликованы:

- в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России:

1. Брыль, C.B. Режимы орошения и минерального питания при выращивании моркови при оперативном управлении поливами / C.B. Брыль // Мелиорация и водное хозяйство. -2008. -№3. - С. 40-41.

- в других изданиях:

2. Брыль, С. В. Анализ методов нормирования орошения / C.B. Брыль // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. ст. ФГНУ «РосНИИПМ» /Под ред. В.Н. Щедрина. - Новочеркасск: ООО «Геликон», 2006. -Вып. 35.-С. 119-123.

3. Брыль, C.B. Агроэкологическая оценка почв при поливе моркови ДМ "Кубань - ЛК1" на пойменных почвах Московской области / C.B. Брыль // Проблемы устойчивого развития мелиорации и рационального природопользования. Том II. Материалы юбилейной международной научно-практической конференции (Костяковские чтения). - М.: Изд. ВНИИА, 2007. - С. 22-28.

4. Ольгаренко, Г.В. Оросительные нормы (нетто) и их внутрисезонное распределение для основных сельскохозяйственных культур по Федеральным округам Российской Федерации / Г.В. Ольгаренко, Т.А. Капустина, И.М. Аванесян, В.И. Булгаков, H.A. Волокитина, Е.Ю. Спирина, Д.Г. Ольгаренко, C.B. Брыль, А.И. Бочкарева // Под общ. ред. Г.В. Ольгаренко. - Коломна: ООО "Инлайт", 2007.95с. (15% соискатель).

5. Брыль, C.B. Технологии и технические средства при орошении овощных культур в Московской области / C.B. Брыль // Роль мелиорации и водного хозяйства в реализации национальных проектов Часть II Материалы международной научно-практической конференции - М.: - МГУП 2008. С. 5761.

6. Брыль, C.B. Оценка водно-энергетических ресурсов Московской области / C.B. Брыль / Сборник научных докладов Международной (4-й Всероссийской) конференции молодых ученных и специалистов "Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации" // Ассоциация организаций водохозяйственного комплекса; ФГНУ ВНИИ "Радуга". - Коломна, 2007.

7. Брыль, C.B. Режимы орошения и минерального питания как лимитирующий фактор при выращивании корнеплодов моркови в условиях юго-востока Московской области / C.B. Брыль / Сборник научных докладов Международной (5-й Всероссийской) конференции молодых ученных и специалистов "Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации" // Ассоциация организаций водохозяйственного комплекса; ФГНУ ВНИИ "Радуга". - Коломна, 2008

8. Брыль, C.B. Автоматизация расчетов при оперативном управлении поливами / C.B. Брыль, И.В. Щербина // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. 25-26 сентября. 2008г., г. Новочер-

касск. Вып. 6 / Новочерк. гос. мелиор. академия. - Новочеркасск: Лик, 2008. -С. 37-39 (70% соискатель).

9. Ольгаренко, Г.В. Оценка современного почвенно-климатического Потенциала агроэкосистем и его трансформации под влиянием природных и технологических факторов с целью регулирования и оптимизации водного и пищевого режима почв на орошаемых землях Уральского ФО / Г.В. Ольгаренко, Т.А. Капустина, И.М. Аванесян, H.A. Волокитина, Е.Ю. Спирина, C.B. Брыль, А.И. Бочкарева, C.B. Галузинская, Е.И. Тарасенко / Под общ. ред. Г. В. Ольгаренко, Коломна, 2008. 87с. (10% соискатель).

10. Брыль, C.B. Технологии информационного обеспечения процесса планирования поливов сельскохозяйственных культур /Брыль C.B./ Сборник научных докладов Международной (6-й Всероссийской) конференции молодых ученных и специалистов "Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации" // Ассоциация организаций водохозяйственного комплекса; ФГНУ ВНИИ "Радуга". - Коломна, 2009.

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костикова Россельхозакадемии Москва 127550, ул. Б. Академическая, 44 Подписано к печати 23.12.09 Заказ 37 Тираж 100

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Брыль, Сергей Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕХНОЛОГИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

1.1 Эффективность орошения овощных культур при оперативном управлении поливами. Прогнозирование урожайности.

1.2 Информационно-советующие системы, приемы оперативного управления поливами и задачи их совершенствования.

1.3 Повышение точности нормирования водопользования.

Выводы.

2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Рабочая гипотеза проведения исследований.

2.2 Почвенно-климатические особенности объекта исследования.

2.3 Методика проведения исследований.

3. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГИДРОМЕТОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ.

3.1 Закономерности пространственно-временной изменчивости гидрометеорологических факторов.

3.2 Модель оперативного прогнозирования и управления поливами.

3.3 Методика прогнозирования доз удобрений с учетом динамики поч-венно-климатических процессов.

3.4 Методика выбора опытного участка для идентификации параметров модели.

Выводы.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДНОГО И ПИЩЕВОГО РЕЖИМОВ ПОЧВЫ НА ПОСЕВАХ МОРКОВИ.

4.1 Дифференцированные режимы орошения моркови.

4.2 Суммарное испарение и урожайность моркови при различных уровнях влагообеспеченности.

4.3 Закономерность влияния водного и пищевого режимов почвы на урожайность моркови

4.4 Пищевой режим почвы, урожайность моркови при разных дозах удобрений.

Выводы.

5. ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР.

5.1 Информационная технология и модель прогнозирования водопотреб-ления и оперативного планирования поливов.

5.2 Оценка экономической и энергетической эффективности дифференцированных режимов орошения.

5.3 Эффективность реализации дифференцированных режимов орошения и удобрения.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур"

Материалы ФАО и МКИД подчеркивают, что рациональное использование оросительной воды обеспечивает не только высокую экономическую эффективность орошения, но и его экологическую безопасность.

Эколого-экономически сбалансированное водопользование требует регулирования водного режима почвы в таком диапазоне, который бы обеспечивал получение экономически оправданного урожая при минимизации потерь воды на инфильтрацию и сброс, максимальную замкнутость водного баланса и сохранение автоморфного режима почвообразования.

Расчет режимов орошения проводится с применением метода водного баланса, динамика элементов которого определяется большим количеством вероятностных характеристик агрометеорологических факторов и подчиняется статистическим законам распределения. Такие элементы, как суммарное испарение, осадки, почвенные влагозапасы значительно изменяются в пространстве и во времени, а их изменчивость, в свою очередь, оказывает сильное влияние на режим орошения и урожайность сельскохозяйственных культур, величину стока и инфильтрации.

Оптимальное управление системой орошения требует сбора и обработки больших объемов информации, что возможно только при использовании математических моделей, адекватно описывающих происходящие на поле процессы, и реализации моделей на ЭВМ.

Эффективное планирование водопотребления и управление орошением обеспечиваются только при использовании достоверной исходной, управляющей и контролирующей информации при принятии решений. Информационное обеспечение включает получение исходных данных, обработку, анализ, расчет показателей и подготовку полученных на основе моделирования результатов для обоснования наиболее эффективного варианта режимов орошения.

Несоответствие моделей процессам, протекающим на орошаемых полях, приводит к потере всех преимуществ управления орошением с использованием ЭВМ, снижению экономической эффективности, непродуктивному использованию оросительной воды и ухудшению экологической обстановки.

Одним из важнейших направлений в рамках научного обоснования режима орошения сельскохозяйственных культур является разработка методов определения суммарного испарения и других составляющих водного баланса, прогнозирования и корректировки поливных режимов на основе установления статистических закономерностей с учетом пространственно-временной изменчивости гидрометеорологических факторов.

Вследствие этого, необходима разработка технологии информационного обеспечения планирования поливов сельскохозяйственных культур, позволяющей учесть пространственно-временную изменчивость гидрометеорологических факторов, влажности почвы; влияние нелинейного характера процессов взаимодействия внешних и внутренних факторов, формирующих продуктивность агробиоценозов; дифференциацию параметров и констант, входящих в расчётные зависимости для определения режимов орошения для конкретных почвенно-климатических условий на основе проведения комплексных агрометеорологических и водно-балансовых исследований, компьютерного моделирования.

Задачи исследований:

- провести анализ технологии планирования и оперативного управления поливами сельскохозяйственных культур и использования информационных технологий для управления продукционным процессом в агробиоценозах;

- выполнить прогноз изменения метеорологических параметров при использовании моделирования их внутригодового и среднемноголетнего распределения и оценку изменчивости в многолетнем периоде;

- провести комплексную оценку экономической эффективности планирования режимов орошения и удобрений.

Методика исследований. Методической основой исследований является системный анализ; методы математической статистики и условной логики. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с общепринятыми методиками выполнения метеорологических, водно-балансовых, агрономических и почвенных опытов. Аналитическая обработка данных выполнена с применением методов корреляционного, регрессионного, дисперсионного анализа. Применены компьютерные программы «Raduga Irrigation» и «ROCK.xls».

Личный вклад автора состоит в определении цели, задач и постановке исследований; в выполнении анализа теоретических положений и формировании рабочей гипотезы о необходимости мер для повышения точности методов планирования поливов; в усовершенствовании методики прогноза гидрометеорологических условий и разработке алгоритма расчета параметров режимов орошения, в организации и проведении полевых экспериментов, обработке полученных данных, в получении инженерных решений, на основе которых разработана информационная технология.

Научная новизна исследований состоит в том, что:

- установлены закономерности изменения гидрометеорологических параметров орошаемых территорий юго-востока Московской области (температуры и относительной влажности воздуха, осадков, коэффициента природного увлажнения), обеспечивающие повышение точности существующих методов планирования поливов сельскохозяйственных культур;

- усовершенствованны алгоритм, модель и программа для оперативного планирования поливов овощных культур для различных почвенно-климатических условий Московской области, позволяющие повысить качество принимаемых решений за счет многовариантности расчетов и оптимизации решений на этой основе;

Основные положения, выносимые на защиту:

- алгоритмы, процедуры и модель для оперативного планирования поливов овощных культур, обеспечивающие многовариантность расчетов динамики водного баланса почвы при использовании информационной технологии обоснования орошения овощных культур в режиме реального времени;

- эмпирическая зависимость урожайности моркови от режимов орошения и доз внесения минеральных удобрений в годы различной тепло- влагообеспе-ченности, позволяющая планировать урожайность при различной обеспеченности природными и материальными ресурсами.

Практическая значимость работы заключается:

Информационная технология планирования режимов орошения внедрена в ЗАО «Озеры» Озерского р-на Московской области на орошаемом участке Окской поймы площадью 56га. Экономический эффект от внедрения технологии составил 21310 руб./га, экономия водных и энергетических ресурсов составила в среднем до 20%.

Апробация работы и реализация результатов исследований. Основные разделы диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, проводимых ГНУ ВНИИ-ГиМ Россельхозакадемия, ФГОУ ВПО МГУП (г. Москва, 2008 год), ФГОУ ВПО "НГМА"(год) и ФГУ «РосНИИПМ» (г. Новочеркасск, 2006 год), ФГНУ ВНИИ "Радуга" (г. Коломна, 2007-2009 годы), были представлены на 10-ой Российской агропромышленной выставке "Золотая осень", где получена золотая медаль за разработку «Научно-методических основ применения информационных технологий для оптимизации водного и пищевого режима почв при выращивании кормовых и овощных культур в условиях Белгородской области".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна — в журнале, рекомендованном ВАК России, получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009610137 «Расчет динамики агроклиматических ресурсов и их регулирование» (2009г.).

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Брыль, Сергей Валерьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Необходимость учета специфики почвенно-климатических условий объектов орошения, вероятностного характера процессов, протекающих в аг-робиоценозах, закономерностей внутрисезонного распределения гидрометеорологических показателей требуют разработки моделей для прогноза метеоданных.

2. Разработана математическая модель и компьютерная программа прогнозирования изменчивости гидрометеорологических факторов. Сформирована база метеоданных, проведен статистический анализ и установлены закономерности динамики климатических показателей во времени. Построены кривые периодических колебаний показателей тепло-, влагообеспеченности, на основе разложения функций в ряд Фурье, позволившие выявить закономерности волнового процесса изменчивости гидрометеорологических факторов.

Получены эмпирические зависимости, характеризующие цикличность изменения показателей природных, тепловых ресурсов и влагообеспеченности с корреляционным отношением 0,72-0,83, что позволило повысить точность прогнозирования изменчивости метеорологических параметров в среднем на 15-20%.

- трехфакторная зависимость и поверхность отклика, описывающие комплексное влияние удобрений и орошения на урожайность моркови в разные годы обеспеченности, с корреляционным отношением 0,88;

4. Разработана информационная технология, которая позволяет рассчитать режимы орошения на основе комплексной информации о тепло-, влагообеспеченности вегетационного периода, изменчивости гидрометеорологических факторов, выполнить прогноз водопотребления и урожайности сельскохозяйственных культур.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

3. Модель «сплайн-функции» и уравнения зависимости урожайности моркови могут быть использованы для составления технико-экономического обоснования региональных проектов развития орошения и бизнес-планов развития сельскохозяйственных предприятий с осуществлением прогноза на 10-25 лет.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Брыль, Сергей Валерьевич, Москва

1. Ольгаренко, В.И. "Эксплуатационные режимы орошения агроценозов Ниж-нее-Донской провинции степной зоны" / Ольгаренко В.И., Команов А.В., Ольгаренко Г.В.// НГМА. М., 2001. - 149с.

2. Бондаренко, Н.Ф. Пути оптимизации режимов орошения / Бондаренко Н.Ф. Константинов А.Р.// журнал Гидротехника и мелиорация, 1980, №6.

3. Константинов А.Р. Гидрометеорологические проблемы мелиорации. /Константинов А.Р.//-В сб.: Труды ЛГМИ, изд. ЛПИ, 1981.

4. Константинов, А.Р. Погода, почва и урожай озимой пшеницы. / Константинов А.Р.// Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

5. Льгов, Г.К. Орошаемое земледелие Северного Кавказа./ Льгов Г.К.// Орджоникидзе: Кн. изд-во Сев. Осетии, 1967.

6. Алпатьев, A.M. Влагооборот культурных растений / Алпатьев A.M.-Л.: Гидрометеоиздат, 1954.

7. Blotney Н. F., Criddle W. D. Determining water requirements in irrigated areas from climatological and irrigation data, U.S. //Dept. Agric. -Soil Cons. Cerv Techn. Paper 96, 1950.

8. Алпатьев, C.M., Остапчик, В.П. К обоснованию формирования поливных режимов с использованием биоклиматического метода расчета суммарного испарения / Алпатьев С.М., Остапчик В.П. Мелиорация и водное хозяйство, вып. 19, 1971.

9. Константинов, А.Р. Методы расчета испарения с сельскохозяйственных полей / Константинов А.Р., Астахова Н.И., Левченко Г.П. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1971.

10. Н.Голченко, М. Г. Влагообеспеченность и орошение земель в Белоруссии / — Минск: Урожай, 1976.

11. Агроклиматический справочник по Московской области./ Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1954.

12. Кораблева, Л.И. Плодородие, агрохимические свойства и удобрение пойменных почв Нечерноземной зоны / Кораблева Л.И. // М : «Наука», 1969.

13. Практическое руководство по изучению влияния орошения на свойства почв степных агроландшафтов/ Всерос. науч.-исслед. ин-т «Радуга», Коломна, 2004.

14. Стандарт отрасли. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины и установки дождевальные. Методы оценки функциональных показателей МСХ России.

15. Добровольский, Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины / Добровольский Г.В / М.: Из -во МГУ, 1968.

16. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Доспехов Б.А. /- М: Колос, 1987. -351с.

17. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / Всерос. науч.-исслед. ин-т кормов, М., 1983. -197 с.

18. Колебания и изменения климата на территории России // М.: Известия РАН «Физика атмосферы и океана». - 2003. -№2.

19. Минасов, М.Ш. Стабилизация сельскохозяйственного производства с учетом циклических изменений климатических условий / Журнал МиВХ., 2004. №4

20. Войтович, Н.В. Анализ изменения основных показателей погодных условий по данным Немчиновской метеостанции /Войтович Н.В., Полевой Н.А., По-кидова JI.B./ науч.-исслед. ин-т сельского хозяйства центральных районов нечерноземной зоны.

21. Данильченко, Н.В. Расчет режимов орошения сельскохозяйственных культур/журнал Гидротехника и мелиорация, 1978, №1.

22. Шрейдер, Ю.А. Метод статистических испытаний (Метод Монте-Карло) / -М.: Физматиз, 1962г.

23. Рождественский, А.В Статистические методы в гидрологии / Рождественский А.В., Чеботарев А.И. / — Л.: Гидрометеоиздат, 1974г.

24. Пановский, Г.А. Статистические методы в метеорологии. / Пановский Г.А., Брайер Г.В. / Изд. 2-е. JL: Гидрометеоиздат, 1972г.

25. Данильченко, Н.В. Метод построения кривых обеспеченности оросительных норм при коротких рядах наблюдений / Данильченко Н.В., Остроушко В. Н., Омельяненко С.И./ Всерос. науч.-исслед. ин-т «Радуга», Коломна, 1998г.

26. Циклические процессы в природе и обществе /Под редакцией Чурсина В.Д. / Ставрополь, 1993.31 .Колебания и изменения климата на территории России / -М.: Известия РАН. Физика атмосферы и океана, №2, 2003.

27. Минасов, М.Ш. Стабилизация сельскохозяйственного производства с учетом циклических изменений климатических условий /. Минасов М.Ш. / журнал Мелиорация и водное хозяйство, №4, 2004.

28. Капустина, Т.А. Исследование и оценка циклических изменений климатических показателей по природным зонам агроландшафтов Нечерноземья и ЦЧО / Капустина Т.А., Аванесян И.М., Спирина Е.Ю./ Сборник научных трудов. Часть 2. М.: МГУП, 2005.

29. Сиротенко, О.Д. Имитационная система климат-урожай СССР // журнал Метеорология и гидрология. №4, 1991.

30. Концепция мелиорации сельскохозяйственных земель в стране (проект). -М., 2005-45 с.

31. Материалы конференции ООН по окружающей среде и развитию / Рио-де-Жанейро, 1992.

32. Кружилин, И.П. Научно-технические проблемы эффективного использования орошаемых земель для производства кормов /Управление продукционными процессами в орошаемом земледелии. Сб. науч. тр./ — Волгоград НПО «Орошение». 1993 г. С. 3-13.

33. Столяров, А.И. Влияние удобрений на структуру урожая овощных культур и картофеля и вынос элементов минерального питания с урожаем / журнал Агрохимия, №10, 1973, с. 70-76.

34. Ларгский, Ю.Н. Влияние удобрений на качество и урожай поздней капусты / Ларгский Ю.Н., Кныш А.Н, Шестопалова Н.А./ журнал Агрохимия, №2, 1972, с.153-155.

35. Ларгский, Ю.Н. Влияние удобрений на качество овощей / журнал Агрохимия, №5, 1969, с. 77-79.

36. Усик, Г.Е. Влияние минеральных удобрений на урожай капусты при безрассадном способе выращивания / журнал Агрохимия, №10, 1976, с.132-134.

37. Севостьянова, В.В., Ходеева, Л.П. Об удобрении поздней капусты / журнал Картофель и овощи, №3, 1968.

38. Севостьянова, В.В. Некоторые результаты изучения эффективности удобрения при внесении их под основные овощные культуры в УССР. / Севостья-нова В.В., Ходеева Л.П., Ткач Л.О. В сб.: «Картофель, бахчевые и овощные культуры» / вып.7, Киев, 1969 г.

39. Туркменбаев, Б.А. Влияние удобрений на урожай и качество капусты в пойме р. Урала / журнал Агрохимия, №6, 1973, с.127-129.

40. Программа повышения эффективности использования орошаемых земель Южного Федерального округа/ МСХ РФ; ФГНУ ВНИИ "Радуга", Новочеркасск, 2004, 139 с.

41. Максименко, В.П. Оптимизация режима орошения люцерны в условиях юга Западной Сибири / Максименко В.П., Балкизов А.Б./ журнал Аграрная наука, 1993, № 2.

42. Максименко, В.П. Водопотребление и продуктивность орошения люцерны на юге Западной Сибири / журнал Мелиорация и водное хозяйство. 1993, № 2.

43. Ольгаренко, Г.В. Нормирование орошения люцерны с учетом вероятностного характера гидрометеорологической и воднобалансовой информации / Новочеркасск, НГМА, 1997, 130 с.

44. Концепция развития комплексных мелиораций и повышение продуктивности орошаемых земель России / ВНИИОЗ, М 24П. Волгоград, 2001-50с.

45. Дворников, П.И. Орошение овощных культур и картофеля / В кн.: Орошаемое земледелие В Европейской части СССР. М.: Колос, 1965 г, с. 340-350.

46. Камаев, И.Н. Режим орошения овощных культур / Сборник науч. Трудов ЮЖНИИГиМа/ Новочеркасск, 1978, вып.31, с.94-97.

47. Алмазов, Б.И. Действие удобрений на урожай и качество овощных культур на черноземных почвах в различных климатических условиях / Б.И. Алмазов, Г.Г. Вендило, А.И. Столяров, Е.Н. Волошин. / Научные труды НИИОХ. -М., 1978, т. 10, с.216-226.

48. Джулай, А.П Водопотребление и режим орошения сельскохозяйственных культур/ Джулай А.П / Краснодар: Краснодарское книжное изд-во,1976.

49. Нестерова, Г.С., Кузина, К.И. Влияние удобрений и орошения на урожайность сельскохозяйственных культур. (Обзор). — М., 1974 г.

50. Рекомендации по возделыванию полевых культур на орошаемых землях. -М.: Колос, 1964 г.

51. Кук, Д.У. Системы удобрений для получения максимальных урожаев. / Пер.с англ. М.:Колос,1975.

52. Тукалова, Е.И. Удобрение овощных культур / В кн.: Эффективность удобрений в интенсивном земледелии Молдавии / Кишинев: 1977, с.72-143.

53. Балябо, Н.К., Зверева, Е.А. Сочетание поливов и удобрений при выращивании высоких урожаев на орошаемых землях / В кн.: Биологические основы орошаемого земледелия. М.:Наука, 1966,с. 107-111.

54. Писаренко, В.А. Режимы орошения сельскохозяйственных культур / В.А. Писаренко, Е.М. Горбатенко, Д.Р. Йокич / К.: Урожай, 1988. - 96 с.

55. Литвинов, С.С. Проблемы экологизации овощеводства России / Росельхо-закадемия, М., 1998 - 220 с.

56. Балашев, Н.Н. Выращивание картофеля и овощей в условиях орошения / 2-е изд., перераб. и доп., М.: "Колос", 1976.

57. Куликова, М.Ф. Полив овощных культур / 2-е изд. испр. и доп., М.: "Колос", 1969, 272 с.

58. Сирота, С.М., Беляков, М.А. Пищевой режим почвы и урожай томата и капусты при длительном применении удобрений / журнал Картофель и овощи. 2006, № 1, с. 18.

59. Толстоусов, В.П. Удобрения и качество урожая / издание второе, переработанное и дополненное, М.: Агропромиздат, 1987.

60. Ванеян, С.С. Режимы орошения и удобрения капусты в условиях лесостепи Красноярского края / журнал Мелиорация и водное хозяйство, 1993, № 6, с. 20.

61. Справочник овощевода / Сост. О.В. Ильин, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Россельхозиздат, 1985. 240 с.

62. Чумакова, Л.И. Суммарное испарение и влагоперенос на орошаемых полях кормовых культур в Заволжье. Саратов, 2003 — 240 с.

63. Практические рекомендации по повышению эффективности использования орошаемых земель в степной зоне / РАСХН, ВНИИОЗ, ВНИИГиМ, Рос-сельхозакадемия, М., 1995 216 с.

64. Базанков, А.Б. Регулирование водного режима южных черноземов Западной Сибири при орошении люцерны дождеванием / Автореферат дис. М., ВНИИГиМ, 1994-21 с.

65. Максименко, В.П., Базанков, А.Б. Оптимизация режима орошения люцерны в условиях юга Западной Сибири / журнал Аграрная наука, 1993, № 2, 18 с.

66. Максименко, В.П., Воликова, Т.Л., Базанков, А.Б. Водопотребление и продуктивность орошения люцерны на юге Западной Сибири / журнал Мелиорация и водное хозяйство, 1993, № 2, 25 с.

67. Алпатьев, A.M. Биофизические основы водопотребления орошаемых культур // Орошаемое земледелие в Европейской части СССР. — Киев: Урожай, 1965. Вып. 2.-с. 15-17.

68. Голченко, Н.Г., Вихров, В.М. Совершенствование биоклиматического метода расчета суточного водопотребления сельскохозяйственных культур.

69. Обоснование норм водопользования в орошаемом земледелии. М., 1984. -с. 22-28.

70. Айдаров, И.П., Каримов, Э.К. Некоторые вопросы обоснования мелиоративных режимов орошаемых земель при проектировании оросительных систем / журнал Водные ресурсы. 1974, № 2.-с. 105-113.

71. Поляков, Б.В. Изменения влажности почвы и прогноз их просыхания / Труды Центрального института прогнозов. — М., 1947. Вып. 4. — с. 155-181.

72. Константинов, А.Р., Струнников, Э.А. Нормирование орошения, методика их оценки, пути уточнения / журнал Гидротехника и мелиорация. 1986, № 1. -с. 13.

73. Струнников, Э.А. Об изменчивости биологических коэффициентов при расчете водопотребления сельскохозяйственных культур / журнал Гидротехника и мелиорация. 1977, № 12. с. 52.

74. Местечкин, В.Б. Пространственная интерполяция биологических коэффициентов водопотребления / журнал Гидротехника и мелиорация. 1978, №11. -с. 43.

75. Шашко, И.А. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, 1967. -334 с.

76. Черемесинов, А.Ю. Применение модели биоклиматических коэффициентовпри расчетах эксплуатационных режимов орошения сельскохозяйственных культур /Освоение мелиорируемых земель и вопросы гидрологии в ЦЧЗ. 1985, -с. 136-141.

77. Будыко, М.И., Зубенок, Л.И. Определение испарения с поверхности суши / Изв. АНСССР. 1961, Сер. геогр. наук № 6. - с. 30-32.

78. Вонсовская, О.Г. Уточнение параметров тепловодобалансового метода расчета суммарного испарения для районов Северной Киргизии / Тр. ГГИ. 1978, Вып. 251.-с. 47-60.

79. Мезенцев, B.C. Метод гидроклиматических расчетов и опыт его применения для районирования Западно-Сибирской равнины по принципу увлажнения и теплообеспеченности / Тр. Омского СХИ.1957, Т. 27. — 127 с.

80. Харченко, С.М. Рекомендации по расчету суммарного испарения с естественных угодий и сельскохозяйственных полей теплобалансовым методом. -Л.: Гидрометеоиздат, 1971. 53. с

81. Харченко, С.М. Гидрология орошаемых земель. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.-372 с.

82. Пенман, Х.Л. Растение и вода. / Пер с англ. Л.Р.Струзер. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - с. 5-69.

83. Тюрк, Х.Л. Баланс почвенной влаги / Пер с франц. под ред. Л.Р.Струзер. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 228 с.

84. Кузник, И.А. Анализ методов расчета суммарного испарения сельскохозяйственных культур /Улучшение мелиоративного состояния земель и агротехника культур при орошении. Саратов, 1980. - с. 29-42.

85. Струзер, Л.Р., Русин, Н.П. Сравнение различных методов определения испарений с сельскохозяйственных полей: Тр. ГГИ. 1956. — Вып. 57. с. 93124.

86. Харченко, С.И. Результаты измерений суммарного испарения и транспи-раций различных сельскохозяйственных культур в районах Сальских степей:

87. Тр. ГГИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - Вып. 125. - с. 130-138.

88. Дубинский, Г.П. Микроклиматические исследования на орошаемых землях Украины / Материалы Харьковского отделения ВГО. Изд-во ХГУ, 1969.-с. 45-47.

89. Гагарина, Т.Е. Оценка водопотребности, водопотребления и норм орошения сельскохозяйственных культур по данным метеостанций / Природные и трудовые ресурсы левобережной Украины и их использование. М.: Недра, 1971.-с. 60-62.

90. Алпатьев, A.M. Влагооборот культурных растений. Л.: Гидрометеоиздат, 1954.-223 с.

91. Льгов, Г.К. Орошаемое земледелие Северного Кавказа. — Орджоникидзе, 1967.-260 с.

92. Алпатьев, С.М., Остапчик, В.П. К обоснованию формирования поливных режимов с использованием биоклиматического метода расчета суммарного испарения / журнал Мелиорация и водное хозяйство. 1971. — Вып. 19. — с. 16-17.

93. Циприс, Д.Б., Евтушенко, Э.Г. Расчет водопотребления по метеопараметрам. / журнал Гидротехника и мелиорация. 1980, № 9. — с. 20-21.

94. Schreiber P. Uber die Berichungen zwisehen dem Niederschland und der Wasserfiihrung der Flusse in Miftteleuropa Met. Zeit. B. 21 (39). 1904.

95. Оделькоп, Э.М. Об испарении с поверхности речных бассейнов: Тр. Юрьевской обсерватории. 1911. 120 с.

96. Ольгаренко, Г.В. Водосберегающие технологии регулирования водного режима орошаемых земель: Автореф. дис. . д-ра с./х. наук. Новочеркасск, 1997.-48 с.

97. Зубенок, Л.И. Испарение на континентах. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.246 с.

98. Будаговский, А.И. Испарение почвенной влаги. М.: Наука, 1964. - 280 с.

99. Константинов, А.Р. Гидрометеорологические проблемы мелиорации: Тр.ЛГМИ. Изд. ЛПУ, 1981. - с. 58-62.

100. Кузник, И.А., Чумакова, Л.Н., Васильев, А.С. Анализ и корректирование формул для расчета суммарного испарения основных орошаемых культур в Заволжье: Тр. Саратовского СХИ. 1978. — Вып. 120. - с. 130-135.

101. Кочетков, П.П. Расчет режима орошения в Западной Сибири с помощью биологических коэффициентов / журнал Гидротехника и мелиорация. 1980. № 2. с. 34.

102. Михальцевич, А.И., Жуков, А.Е. Испарение с посевов трав на минеральных почвах / Управление водным режимом мелиорируемых земель /БелНИИВХ. Минск, 1987. - с. 63-68.

103. Левенко, А.А. К вопросу расчета испарения, испаряемости и влагозапасов почвы по метеоданным / журнал Вопросы агроклиматологии: Тр. Укр-НИИГиМ. М.: Гидрометеоиздат, 1971. - Вып. 105.-е. 51-59.

104. Лобжанидзе, З.С. К вопросу расчета водопотребления сельскохозяйственных культур в зависимости от влажности почвы / журнал Вопросы гидромелиорации в Грузии. Тбилиси, 1977. - Вып. 4. - с. 53-58.

105. Горбачева, Р.И. О вреде переувлажнения почвы / журнал Вопросы водного хозяйства. Фрунзе, 1972. - Вып. 42. - с. 69-72.

106. Кривовяз, С.М., Сохроков, А.Х. Суммарное испарение хлопкового поля в зависимости от влажности почвы / Рациональное использование водных ресурсов Узбекистана. Ташкент: Ташкентский ин-т инж. ирриг. и мех. с/х., 1984.-е. 55-61.

107. Стельмах, Е.В. Режимы орошения сельскохозяйственных культур на Юге Нечерноземной зоны РСФСР. М.: Россельхозиздат, 1987. - 112 с.

108. Яковлев, С.А. О дифференцировке переходных коэффициентов для расчетов водопотребления. Водное хозяйство. Киев: Урожай, 1996. - Вып. 1. -с. 16-21.

109. Константинов, А.Р., Химин, Н.М. Унифицированная методика расчета норм водопотребления применительно к автоматизированной системе нормирования водопользования в орошаемом земледелии. ЛГМИ, 1987. - 120 с.

110. Талалаевский, Г.В. Воднотеплобалансовый метод определения водопотребления и режим орошения сельскохозяйственных культур / Вопросы проектирования технически совершенных мелиоративных систем: Науч. тр. ВО Союзводпроект. М., 1977. - № 47. - с. 16-83.

111. Зимовец, Б.А. Причины низкой эффективности использования орошаемых почв / Почвообразование в условиях интенсивного мелиоративного воздействия: Тез.докл. /Всес.науч.конф. 16-18 декабря 1986. Д., 1986. — 56 с.

112. Луковская, Т.С., Лим, В.Д. Экологические проблемы орошаемого земледелия в условиях антропогенного стресса: Тез. докл. Всес. съезда почвоведов 14-18 авг. 1989. Новосибирск, 1989. - Кн. 5.-е. 8.

113. Ялошинская, В.Б., Штыка, В.П., Лазутина, О.А. Эффективность орошения земель Курганской области. / Эффективность мелиорации и водного хозяйства. -М.: Агропромиздат, 1986. с. 52-56.

114. Собко, А.А. Роль оптимизации агромелиоративных факторов в повышении эффективности орошаемого земледелия / журнал Гидротехника и мелиорация. 1986. № 3 . с. 61-66.

115. Мелиоративное состояние орошаемых земель Ростовской области. Новочеркасск: ЮжНИИГиМ РГМП, 1986. - 45 с.

116. Орошаемое земледелие в Ростовской области. / Справочные материалы. Минводхоз РСФСР. М., 1986. - 84 с.

117. Сенчуков, Г.А., Олейник, A.M. Оценка водопользования на оросительныхсистемах Ростовской области. Региональное использование мелиорируемых земель и программирование урожаев. Новочеркасск, 1985. - с. 7.

118. Шумаков, Б.Б., Остапчик, В.П. Оптимальное управление непременное условие эффективности и экологической безопасности в орошаемом земледелии / Вестник сельскохозяйственных наук. 1990. № 8. — с. 92.

119. Шумаков, Б.Б. Новые подходы к определению водопотребления и режимом орошения сельскохозяйственных культур / журнал МиВХ. 1994, № 2. -с. 27.

120. Росс, С.С. Автоматизированная система управления (АСУ) сельскохозяйственных полей / Современные проблемы гидрологии орошаемых земель. — М.: МГУ, 1981.-Ч. 1.-е. 141-157.

121. Галямин, Е.П. Оптимизация оперативного распределения водных ресурсов в орошении. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 272 с.

122. Галямин, Е.П., Соколов, A.JI. Использование расчетных методов для оценки режимов орошения сельскохозяйственных культур в условиях дефицита водных ресурсов / Вопросы совершенствования мелиоративных систем. 1985.-с. 33-42.

123. Нерпин, С.В., Чудновский, А.Ф. Энерго и массообмен в системе «растение-почва-воздух». Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 358 с.

124. Анализ методов установления режимов орошения, используемых в СССР и за рубежом: Отчет о НИР ЛГМИ /Рук. А.Р. Константинов. 1980. - 152 с.

125. Исследование научных основ оптимизации двустороннего регулирования влагозапасов почвы сельскохозяйственных полей: Отчет о НИР ЛГМИ: ГР01812004227 /Рук. А.Р. Константинов. 1986.- 81 с.

126. Коваленко, Б.Г. и др. К созданию экономико-математической модели оросительной системы //Вопросы водного хозяйства Кыргызстан, Фрунзе, 1972.-с. 3-14.

127. Будаговский, А.И., Лозинская, Е.А. Теория суммарного испарения и ее

Информация о работе

Брыль, Сергей Валерьевич
кандидата технических наук
Москва, 2010
ВАК 06.01.02

Диссертация

Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы