Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУСТОРОННЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ОСЕТИНСКОЙ НАКЛОННОЙ РАВНИНЫ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУСТОРОННЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ОСЕТИНСКОЙ НАКЛОННОЙ РАВНИНЫ"

БОНДАРЕНКО Виктор Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУСТОРОННЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ОСЕТИНСКОИ НАКЛОННОЙ РАВНИНЫ

(НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ)

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 06.01.02 — МЕЛИОРАЦИЯ И ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук.

На правах рукописи-

-7' ■■с/ с :-. -

Г

' _ ■ -г-

На правах рукописи БОНДАРЕНКО Виктор Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУСТОРОННЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ОСЕТИНСКОИ НАКЛОННОЙ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 06.01.02 — МЕЛИОРАЦИЯ И ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук.

РАВНИНЫ

(НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ)

Работа выполнена в Горском сельскохозяйственном институте (г. Орджоникидзе).

Научный руководитель — заслуженный деятели науки СО АССР, доктор сельскохозяйственных паук, профессор Льгов Г. К.

Официальные оппоненте

1. Заслуженный'деятель науки СО АССР, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Трофи-менко К- И.

2. Кандидат сельскохозяйственных наук Говорухин В- П.

Ведущее предприятие — Министерство мелиорации н водного хозяйства Северо-Осетинской АССР.

Автореферат разослан ЛССЫЯ, 1974 г.

Зашита диссертации состоится » 1974 г. на заседании Ученого совета агрономического факультета Горского сельскохозяйственного института.

Ваши отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 362000, СО АССР, г, Орджоникидзе, ул. Кирова, 37, Горский сельскохозяйственный институт, ученому секретарю совета агрономического факультета.

Ученый секретарь совета агрономического факультета Р. Б, Манрамукова.

В ВЕД Е Н И Е

В претворении в жизнь программы дальнейшего подъема социалистического сельскохозяйственного производства, намеченной ХМУ съездам »КПСС- важная роль отводится мелиорации земель. Основные задачи по мелиоративному строительству определены майским (1966 г.) и июльским (1970 г). Пленумами ЦК КПСС.

Одним из резервов повышения продукции сельского хозяйства, наряду 'с орошением,'является освоение переувлажненных и заболоченных земель в предгорных районах страны, к которым относится Северо-Осетинская наклонная равнина в Центральном 'Предкавказье. Площадь переувлажненных земель на равнине составляет 17800 га.

Сложные ¡физико-географические условия и вертикальная зональность элементов ландшафтов обусловливают своеобразие осуществляемых в пределах равнины мелиоративных мероприятий,- Как 'показал местный опыт освоения осушаемых земель, осушительная сеть не всегда обеспечивает оптимальный водный режим корнеобитаемого слоя в засушливые периоды.(В сеяэи с этим выдвигается задача такого регулирования водно-воздушно го ^режима осушаемых земель, которое обеспечит, получение сельскохозяйственной-продукции в наибольших размерах.

Программа наших исследований включала в себя следующие вопросы:

1.. Изучение водного-режима на осушаемой территории,

2. Установление необходимости в дополнительном увлажнении-осушаемых земель.

3. Регулирование водного режима осушаемых земель.

4. Разработка-режимов орошения. сельскохозяйственных культур,

5.¡Разработка -техники.-полива по бороздам и технических схем орошения.ч

Полевые исследования проводились в 1967—1972 гг. па

осушительной системе в междуречье Терек—Камбилеевка, лабораторные—на кафедре сельскохозяйственной мелиорации it орошаемого земледелия Горского СХИ.

Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц и 15 рисунков; состоит из введения, 5 глас, выводов, списка использованной литературы с 100 названиями и 18 приложений

УСЛОВИЯ и МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ Природные условия

Район исследований находится в северо-западной, части Оеперо-Осетинской наклонной равнины. В геоморфологическом отношении этот район приурочен к самой низкой части [лшшшы, предшествующей плавному переходу синклинали Владикавказской впадины в антиклиналь Кабардино - Сунженского хребта. На этон территории нет ярко выраженных положительных п отрицательных форм рельефа, общий уклон wemocTH составляет 0,005—0,007.

Геологическое строение района аналогично строению всей равнины: коренные (третичные) породы сложены континентальными обломочными отложениями акчагыл-апшеронского яруса и погребены под мощной (до 300 м) толщей четвертичных валунно-галечниковых флювиогляциальных и аллювиальных отложений. Сверху они прикрыты .аллювиальными и делювиальными суглинками и супесями малой мощности (0,2—2,0 м.),

В гидрогеологическом отношении исследуемый район относится к области разгрузки мощного водоносного горизонта со свободным зеркалом. Коэффициент фильтрации водоносного слоя в верхней его части равен 23 м/сутки. Грунтовые воды относятся к. типу гидрокарбонатно-кальциевых, общая минерализация их не превышает 400 мг/л.

Климатические условия района исследований определяются принадлежностью к области неустойчивого увлажнения (коэффициент увлажнения за теплый период года по нашим расчетам составляет 0,79). Средняя годовая температура около 9°, годовая амплитуда — около 28°. Скорость ветра в среднем не превышает 3 м/сек.

Метеорологические условия за период исследований могут быть охарактеризованы следующими данными.

Сумма осадков за вегетационный период. (IV—X месяцы) г 1967 и ¡970 гг. составила (569 и 504 мм, или соответственно ¡60 и 120% к многолетней норме (418 мм), что относит данные годы к влажным; в 1968, 1969 н 1972 гг. осадков выпало соот-т.етствспио 410 , 394 и 405 мм (94—98% нормы), т. е. эти годы были средними по увлажнению; 1971 г. был засушливым — осадков выпало 282 мм (67,5% нормы). Средняя температура и относительная влажность воздуха в годы исследований были па уровне многолетней нормы.

Почвешшй покров, на котором проводились опыты, представлен аллювиалыю-луговь'мч и аллювиалыю-лугопо-болот-пыми почвами (К. И. Трофимепко, 1965). Почвы в различной степени оглеепы, с невысокой аэрацией (8—14%). По механическому составу опп легжоглшшетые нылевато-пловатые, иногда с прослоями супесп. Скважность почв высокая (50—57%), однако большое отношение предельной полевой влагоемкостн к скважности,. (85—90%) характеризует их как неудовлетворительные в мелиоративном отношении.

Осушительная система представляет собой дренажную сеть в виде открытых каналов глубиной 2,2 м и расстоянием между ними 700 м.

Методика исследований

Исходя из характерных почвеппо-мелиоративных условий н типичности в отношении расположения на осушаемой территории, были отобраны 2 опытных участка.

1-й участок, площадью 70 га, расположен между дренами 1 — 14 н 1 — 16. Почвенный покров па участке представлен ал-лювиальмо-луговыми н аллювналыю-лугово-болотиыми почтами. подстилающимися галечником на глубине 0,8—1,4 м. Уклон поверхности земли 0,0054. Глубина гр\'нтовых вод

. 0,8-1,2 м.

2-й участок, площадью 80 га, расположен между дренами 1—6 и 1—8. Почвенный покров на участке представлен яллю-ви^лыю-лутово-болотпымн и аллювиалыю-луговыми почвами. с галечником па глубине 0,8— 1.2 м и грунтовыми водами па глубине 1,0—1,2 м. Уклон поверхности земли 0,0055.

На 1-м участке расположены 4 наблюдательных створа'по 5 скважин в створе, па 2-м участке имелся один створ с 3 скважинами. Помимо этого, велись наблюдения за 17 скважинами, распределенными по осушаемой территории, и за 5 колодца-

ли, размещенными в селениях, В устьях магистральных коллекторов были оборудонаны гидрометрические посты.

Наблюдения за водным режимом осушаемой территории сводились к следующему:

а) изучение режима уровня грунтовых вод на разном удалении от дрен;

б) изучение режима влажности почвы в зоне аэрации на разном удалении от дрен и разных уровнях грунтовых вод;

в) изучение дренажного стока.

Наблюдения проводились с учетом климатических и гидрологических факторов. На их основе были получены количественные характеристики подлого режима осушаемой территории и установлена необходимость в дополнительном увлажнении.

В 1969 г. па 2-м участке проводились эксперименты по двустороннему регулированию водного режима почв по следующей схеме:

а) без регулирования (контроль);

б), шлюзование'.

в) шлюзование + дождевание:

г) дождевание:

д) полив по бороздам.

Шлюзование (подtrop воды о дренах 1—6 и 1—S) проводилось постоянно в течение вегетационного периода. Дождевание осуществлялось машиной ДДН-45. Опыт проводился на посевах кукурузы сорта Стерлинг.

В этом же году па 1-м участке проводился неременный подпор воды с целью получения характеристик по его распространению в междренном пространстве.

В 1970—1972 гг. проводились опыты по орошению сельскохозяйственных культур.

На 1-м участке в опыте с кукурузой изучался ее поливной режим по схеме:

а) без полива ("контроль);

б) вегетационные поливы по схеме 80—80—80% от предельной полевой влагоемкостн (ППВ) в основные фазы развития кукурузы: образование 8—10 листа, выметывание, налив зерна;

в) вегетационные поливы по схеме: 80—70—80% ППВ;

г) вегетационные поливы по схеме; 80—80—70% ППВ.

Опыт закладывался с гибридом ВИР-267 но зяби на двух

фонах: неудобренном и удобренном NPK в дозе 90 кг/га).

Повторность опыта 6-кратная, учетная площадь делянок — 200 мг.

В 1970 г, был проведен один полив нормой 420 м3/га; в 1971 г. первой полпн был проаеден в фазу выметывания (550 ы5/га), второй — в период налива зерна (600 м3/га); в 1972 г. был проведен один полни (620 м3/га).

'На 2-м участке в опыте с кукурузой изучались: поливной режим, способы полива кукурузы и элементы техники полива по бороздам.

Поливной режим изучался по схеме:

а) без полива (контроль);

б) полив по бороздам при нижнем пороге влажности 70 и 80% ППВ;

в) полив дождеванием при нижнем пороге влажности 70 и 80% ППВ.

Опыт закладывался с сортом Стерлинг по зяби на двух фонах: неудобренном н удобренном (NPK-90). Размер опытных доля мок —■ 400 м2 (1970 г.) и 200 м2 (1971 — 1972 гг.). повторность опыта в 1970 г. — 4-кратпая и в 1971 —1972 гг. — 6-кратная.

Дождевание проводилось машиной ДДН-70. В 1970 г .был проведен один полив, в 1971 и 1972 гг.—по два.

Определение элементов техники полива по бороздам про-годнлось по методике ЮжШШГиМа и сводилось к измерению длины, глубины н ширины борозд, расхода воды, скорости впитывания, времени добегання, мутности потока и др.

На 1-м участке был заложен опыт с озимой ишеинней, имеющий целью изучить ее полипной режим. Опыт проводился по схеме:

а) без полива (контроль);

б) послепосевной полив:

в) вегетационные поливы при 80% ППВ;

г) тгослепосепной полив + вегетационные поливы при 80% ППВ.

Опыт закладывался с сортом Безостая 1 на двух фонах: неудобренном и удобренном (NPK-90). Повторность опыта 4-х — 6-тикратная, учетная площадь делянок — 100—100 мг. Поливы проводились машиной ДДН-45 но одному в каждом году.

По всем вариантам влажность почвы определялась ежедекадно весовым методом с отбором проб в слое 1 м через каждые 20 см. В течение вегетации проводились фенологические наблюдения на посевах кукурузы и озимой пшеницы.

Уборка кукурузы проводилась вручную, а озимой пшеницы — комбайном. Данные урожаев приводятся в пересчете на 14% влажность зерна. Проведена математическая обработка но методу дисперсного рассеяния.

Замеры уровня грунтовых вод проводились ежедекадно с поыошыо лота-хлопушки. Дренажный сток замерялся ежемесячно с помощью гидрометрической вертушки.

Объемный вес почвы определялся методом режущего кольца, удельный вес— пикнометрическпм методом и скважность — по формуле связи объемного и удельного весов.

Определение эффективных размеров почвенных пор проводилось с помощью вакуум-клпилляриметра.

Предельная нолевая влагоемкость определялась в полевых условиях по методу заливных площадок. Скорость впи: илвания и фильтрации почв определялась в лаборатории и в полевых условиях, а высота и скорость капиллярного поднятия почв — только в лаборатории по методике С, В. Астапова (1958).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ Влияние дренажа на водный режим территория

Под водным режимом почв по А. А. Роде (1963) понимается совокупность всех явлений, связанных с поступлением влаги в почву, ее передвижением, расходом из почвы и изменением. Классификация водного режима почв была разработана И. Г. Высоцким (1927), дополнена и развита работами С. А. Вернго (1949) и А. А. Роде {1963, 1965).

Для характеристики водно-воздушного режима осушаемых почв применяются три показателя: уровень залегания грунтовых вод, влажность корнеобнтаемого слоя и аэрация почвы (П. А. Турнас, 1966),

Считается, что в условиях полевого севооборота глубина залегания грунтовых вод должна быть не менее 120 — 140 см (A.A. Черкасов, 1968; Д. М.. Кац, 1967 и др.). По А. Ал-патьеву (1954) оптимальные условия в корнеобнтаемом слое создаются при влажности от 65 до 80% от полной влагоемко-сти {не менее 70—80% ППВ) и аэрации 10—20% от объема почвы.

Как показали наблюдения на исследуемом массиве, после устройства дренажной сети уровень грунтовых вод понизился

до 0,5—1,5 м от поверхности земли, причем уровень поднимается в весенне-летний период (май—август) и снижается в осенне-зимний период (сентябрь—февраль), имея амплитуду 5 — 20 см.

Из данных таблицы I видно, что полученное понижение уровня грунтовых вод и середине между дренами значительно меньше проектной нормы осушения (1,0 м).

Таблица 1.

Глубина залегания уровня грунтовых вод на 2-м участке в зависимости от расстояния до дрены, см

(1967—1970 гг.)_

Расстояние до дрены, м IV V V] VII VIII IX X Среднее

40 117 ПО 98 102 97 103 109 105

100 106 102 88 92 89 91 96 95

340 73 68 59 63 59 64 66 65

Понижение уровня грунтовых вод, хотя и обусловило возможность освоения ранее переувлажненных земель, однако при обильном выпадении осадков наблюдалось образованно верховодки, а при-недостатке атмосферных осадков—лереосу-шение почв.

Систематизированные данные ло влажности почвы за 1967 — 1969 гг. приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Влажнжость почвы в % от полной влагоемкости

(н среднем за вегетационные периоды 1967—1969 гг.)

га я ь; и АЕ 3 Глуй. залег, ні і Влажность почки

Почва і у о ч о и ■-£ ** У ш о с РЗ о о . и £ ш с § щ

Лллювналыго - л у го- 25

во - болотная 23

То же 32 То же

Лллювнялыю - луговая 7

1.0 !,0 1.0

1,4 0-100 ід 0—100 0,6.1 0—60

74 9 1 !Ю

71 72

8!) К7 88 —

1,0 и 0—100 — 67

Г;!)

В том случае, когда уровень грунтовых вод залегает в гра-вийно-лесчаной толще (скважина 25), влажность почвы целиком зависит от метеорологических условий; причем за вегета-

¡тонный период у аллювнальпо-луговой почвы она в среднем составляла 59—07% от полной влагоемкостн (ПВ) или 79 — 90% от предельной полевой илагоемкости (ППВ), у аллю-внально-лугово-болотной почвы — 71—74% ПВ или 83,5—87% ППВ. Столь высокая влажность объясняется влажными годами и большой влагоемкостью подпахотного горизонта. Однако в отдельные месяцы влажность почвы опускалась до 00% ППВ и ниже.

При залегании зеркала грунтовых вод па лпнин контакта локровных и подстилающих грунтов (скв. 23) наблюдалось значительное влияние капиллярной каймы, переувлажнявшей нижние горизонты н препятствовавшей инфильтрации атмосферных осадков.

Еще большая влажность наблюдалась мри залегании групповых вод па глубине 0,6 м (скв. 32); уже с глубины 0,2 м она устойчиво была близка к полной влагоемкостн.

Невысокая естественная аэрация изучаемых почв обусловила неблагоприятный воздушный режим корпеобитаемого слоя ¿аже при глубоком залегании грунтовых вод; за указанные 3 года она находилась в пределах 3—8% от объема почвы.

. Исследования показали,' <(то почвы осушаемого массива содержат я основном (50—00% от скважности) неактивные поры размером до 5 микрон. Характер распределения их по размерам указывает па необходимость улучшения структуры почв за счет увеличения количества более крупных, активных пор.

Дренажный сток в целом по системе составляет 1,3 л/сек. га, т. с. довольно высок, что свидетельствует об интенсивном подземном питании грунтовых вод.

Неравноценные ночвеннр-мелиоратнвпые условия, существующие на массиве, обусловили невысокие п нестабильные урожаи сельскохозяйственных культур: озимой пшеницы 18— 22 ц/га, кукурузы в зерне 18—25 ц/га, сахарной свеклы 165— 190 ц/га и т. д.

Приведённые урожайнее данные выдвинули задачу о таком регулировании водного режима, при котором обеспечивались бы оптимальные условлядля произрастания и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

Влияние шлюзования на уровень грунтовых вод

Одним пз приемов, позволяющих регулировать водный режим почв за счет внутреннего стока, является шлюзование.

Исследованиям» Л. H. Костякова (1960), Б. Г. Гейтмаиа (1938), С- П. Михайлова (1950), А. М. Япголя (1970), С, Ф, Аверьянова (1957) и др. доказано, что оно эффективно при хорошо водопроницаемых грунтах или при применении кротового дренажа. Минеральные почвы со слабопроницаемым подпахотным слоем увлажнять шлюзованием нельзя.

Наши исследования показали, что при подпоре воды в дренах на 0,5—1,0 м над первоначальным горизонтом, заметное влияние подпора (па 20—30%) сказывается лишь па участке i00 м от шлюзуемого канала. На более удаленном расстоянии заметного подъема не происходит и режим уровня грунтовых вод зависит исключительно от природных факторов. Замечено, что как только уровень грунтовых вод при шлюзовании поднимается до покровной суглинистой толщи, его подъем тут Hiii прекращается (нлк же происходит под действием гидростатического давления настолько медленно, что в пределах опытного времени совершенно не отмечается). По нашим расчетам для рассматриваемых условий двухслойной среды действие подпора (в середине пространства между дренами) скажется только через 150 суток, что выходит за пределы установленных агротехнических сроков увлажнения.

Влияние шлюзования и орошения на влажность почвы

Управление водным режимом по А. А. Роде (1965) является всегда одним из важных, а часто и самым важным приемом повышения производительности сельскохозяйственных угодий. Многолетняя практика освоения переувлажненных земель is СССР и за рубежом показала, что ни одни из применявшихся методов одностороннего регулирования не обеспечивает необходимого водного режима почвы. В то же время, как отмечает А. М. Ян голь (1967), опыт двустороннего регулирования водного режима на осушаемых землях показал большое преимущество этого метода мелиорации- Различают два способа повышения влажности почв в сухие, средние по осадкам н даже влажные годы: шлюзование и орошение.

Результаты наших исследований по повышению влажности почвы при разных способах двустороннего регулирования йодного режима приведены в таблице 3,

Как показали наблюдения, в 1969, среднем по увлажнению году, влажность в метровом слое почвы на контрольном иоле (без дополительного увлажнения) в среднем за вегетационный период составила 61% от скважности или 81% ППВ. При этом

Влажность почиы в % от скважности и метровом слое аллкьвияльно-луговой почвы на ноле, занятом кукурузой.

Год I! ме-ЦЫ ГГЛ*).! гонения

1970— IV

V

VI VII

VIII IX X

Среднее

— ¡V V VI VII VIII

IX

X

Сродное

£ =

64.5 57,2 67,8 7.1 Г) 78,4 69.2. 70,1

68.6

о;«

м £

3 Зз

64.5 57,2 68,0 74,5

81.7 75.0 73,4

71.8

Р 5

64.5 57,2

65.0 62.0 68.0 66,0

64.1 63.9

68.4 68.0 73,7 64,! 72,» 68,0

67.5 6').0

64.5 57,2 65,0 62.0

71.6 74,4 69,8 66,4

68.4 68.0 73,7

72.5 78.5 ть.и

76.3 73.1

64,5 57,2

65.0 62,0 64,8 59,7

51.1 61,0

68,4 68,0 73,7 62,1 «8.8

62.3 61.9

66.4

ПРИМЕЧАНИЕ: Предан.имя • полем я плагоем кость (ППВ) сос-тгшляот 75 %. от сьважности.

максимум влаги наблюдался в июне {87% ППВ) и минимум— в октябре (72°/о ППВ), что не выходит за оптимальные пределы. Проведенный 13.УШ полив дождеванием нормой 350 м3/га увеличил общее содержание влаги за период до 63,9% от скважности {85% ППВ), а полив 18. VIII по бороздам нормой 750 м3/га — до 66,4% от скважности {88,9% ППВ). Шлюзование с 4. VI по 18. VIII повысило влажность в.среднем зи период до 68,6%. от скважности (91,5% ППВ) и создало переувлажнение в августе. Проведенный на шлюзованном участке полив дождеванием создал переувлажнение и в течение сентября. Нижние слои почвы (с глубины 50—60 см) испытывали преувлажиепне постоянно но все время подпора.

Во влажном 1970 году запасы влаги даже без поливов в среднем за вегетационный,период были довольно высокими —

66,41&:'.Ьгскважности (88,5% ППВ), что наряду с другими причинами заставило отказаться от шлюзования- Проведенный 19/УИ полив дождеванием (нормой 250 м3/га) повысил влажность' в среднем за период до 92% ППВ, а августе—до 97% ППВ. Полив в то же время по бороздам (нормой 900 м3/га) и выпавшие следом осадки повысили влажность в среднем за период до 73,4% от скважности (98% ППВ), создав переувлажнение с августа по октябрь.

Приведенные данные показывают, что оперативное регулирование влажности почвы па исследуемом массиве осуществляется только при орошении, причем водоподача должна строго нормироваться с учетом гидрогеологических и метеорологических условий года.

Урожайность сельскохозяйственных культур при двустороннем регулировании водного режима почв

Как показали наши исследования в 1969 г., шлюзование

Таблица 4.

Урожаи зерна кукурузы и озимой пшеницы при двустороннем регулировании водного режима почв

! .У рожаіі, Ц.'га Прибавка к контролю

Варианты ^ Ё - — О (_ о—■ и Ь-«С; Е 14 — и -га

о о 1 Ь <и « 1 р- ї о еч и в і -^ - О-ОІЇЧ Ї = О

Кукуруза {сорт Стерлинг)

Контроль Ш.И(иО|><|:11ГО Шлифом пне 44- дождевание Дождевание Пол 1 *.О НО ^ОрО,1Д<Ш Орошение + у,1оГ)[К" ние

40.6

31.7

21) .8 Г,.8 Г,1,[

—

— -о Л)

-)9.0 16,6

I'. ,«

ЗЕ, ц/го

Б6.4 6.3.8 0.« I.15—'Л,,') .4.3 2.4—1,8

10,8 ГІ.2 13.8

25.«

Ш 11.3

— ] 4,Г>

—24,1 123 33.2

39.6

;и.8

2&7 63,6 81,л

Озимая птсипцп

Контроль Дожде какие Орошение 1!не

Р.% ЗЕ,и/га

(СОр-Г

23,3 29.6

Г. слое тая 1)

уд иГ.ре-

Зв.о 0,6—3,5 0,4—3,1

6,3 15.2

27,0 65'2

не только не дает прибавки урожая кукурузы в зерне, но даже снижает его на 14,5% (таблица 4). Проведение же только одного полива дождеванием дало прибавку урожая зерна 5,2 л/га (12,8%), а полна по бороздам—13,8 ц/га (33,2%) по сравнению с вариантом без дополнительного увлажнения.

Как видно из данных таблицы 4, и в последующие 3 года (1970—1972 гг.) прибавка урожая зерна кукурузы от орошения составляла 32—40%, причем несколько больший урожай (49,0 ц/га) отмечен на варианте с дождеванием.. Значительную прибавку урожая но сравнению с контрольным вариантом (23,3 ц/га) дало орошение озимой пшеницы (в среднем за 3 года — 27%).

Весьма эффективно орошение проявило себя па фоне удобрений (МРК-90): в среднем за 3 года прибавка урожая кукурузы составила 28, 7 ц/га (82%) и озимой пшеницы—15.2 ц/га (65%).

Нормы осушения и орошения

Проведенные нами систематические наблюдения за режимом влажности почвы и уровня грунтовых вод на осушаемых землях междуречья позволили в данных условиях установить нормы осушения и орошения, исходя из необходимой влажности корнеобитаемого слоя.

В качестве характерных лет были выбраны 3 года: влажный (1970), средний (1972) и сухой (1971). Отмечено, что во все эти годы наблюдалось наибольшее иссушение слоя 0—20 см. Ниже этого слоя даже в сухой год влажность резко увеличивается, а при глубине грунтовых вод 0.65 м влажность в слоях ниже 40—60 см устойчиво близка к ППВ. Нормальный воздушный режим в метровой толще в течение вегетационного периода наблюдался только в средний и сухой годы при залегании уровня грунтовых вод на глубине 1,2—1,4 м.

В результате наших наблюдений за влажностью при одно-слороиием и двустороннем регулировании водного режима почв установлено, что увлажнение аллювиально-луговой почвы в расчетном слое можно допускать до ППВ, а аллювиаль-но-лугово-болотных и болотных почв—до 90% ППВ. За максимальный расчетный слой следует принимать 0—60 см и нижний порог оптимальной влажности—80% от ППВ.

Исходя из оптимального водно-воздушного режима, необходимо, чтобы грунтовые воды находились в начале вегетационного периода не ближе 80—100 см от поверхности земли, а

с. летшін период—па глубине І20— МО см (в галечнике). При этом гс сухие периоды дополнительное увлажнение аллюви-ально-лугово-бологнон почвы потребуется нормами не более 350 и1/™ и аллювналыю-луговон ночи и —кормам» не более fi00 м'/га.

Недопотребление и режим орошения кукурузы и озимой пшеницы

Вопросам нодопотребленпя и режима орошения сельскохозяйственных культур при близком залегании галечника н грунтовых под »освящены работы В. А. Шумакова (1962), Д.'М. Km (1У63)- II. Т. Ефи мова (19<>5)," В, П. Останова ( 1965). Н. Г. Воронина (1967), А- Л. Заиорожчепко (1.967), Н. С. Горюпова (1!)68) и др. Все авторы придерживаются мнения, что в указанных условиях проводить влагозарядковые поливы нельзя, а следует ограничиваться предпосевными (послепосевными) поливами. Г. К. Льгов п В. В. Мишина (1970) указывают, что при близком залегании галечника для поддержания влажности почвы па уровне не ниже 80% ППВ в сухие годы нужно для кукурузы проводить -4—G поливов п для озимой пшеницы 2—.3 полива, причем нормами не более 350 м3/га и только дождеванием.

Проведенные нами в 1970—1972 гг. исследования не установили особых отклонений от литературных данных и позволили установить режим орошения сельскохозяйственных культур с учетом местных условий.

Как показали наблюдения (табл. 5), суммарное водопот-рсбление кукурузы (гибрид BI1P-267) па неполивном варианте в среднем зл 3 гола составило 3820 м3/га, а на поливном — 1480 м3/га, причем в неорошаемых условиях основу водопот-ребления составляет использование осадков (67,6%); при уиеньшешш доли осадков увеличивается доля расхода поливной воды (16,2%), грунтовых вод (15.0%) и почвенных влаго-запасои (10,5%). Использование поды па создание 1 ц продукции без поливов составляет 110 м3, при орошении — 80.2 м3, а при внесенім удобреіш/i в дозе NPK-90 кг/га — 61,6 м3, то-есть при орошении и особенно на фойе удобрений расходование воды полем кукурузы происходит значительно экономичнее.

Как видно из данных таблицы 5, суммарное водопотребле-ние озимой пшеницы па неполивном варианте в среднем за 3 года составило 3030 м3/га, а па поливном—3210 м'/га. Если без орошения доля использования осадков в суммарном водопот-ребленпи была 73-3%. то при проведении одного полива она су-

Суммарное и удельное в одопо треб.пение кукурузы к озимой пшенкиы ( в среднем за 1970—1972 гг.)

11 а р и а к т . Я « О <и 3 X а е ; — 2 Р- о' — а п к 3 -Í еЭ а С Г я с М с 5 -- ó о <и = 'О С- ^ S « с г US; ГС х£ cz о а. ^ Г 5 % — Li щА. О а ш í¿ a S

Кукуруза

Без орошения 258 70 54 - ■Ї820 34,7 J ÍÜ

При орошении 258 70 47 73 4480 55,9 80,2

Орошение + удойр. 258 70 47 73 4480 72,7 6!,6

Озимая пшеница

Без орошения 223 30 30 — 3030 23,3 130

При орошении 223 50 I 47 3210 29,6 108

Орошение + уд обр, 223 50 1 47 3210 38,Г> 83,3

щественно не уменьшилась — 69,5%, зато произошло перераспределение потребляемой воды: на долю грунтовых вод стало приходиться 15,6%, поливной воды—14-6% и влагозапасов— 0.3% от общего недопотребления. Использование воды на создание I ц продукции без поливов составляет 130 м3. а при орошении 108 мэ; при внесении удобрений в дозе NPK-90 кг/га удельный расход воды составил- 83,3 MJ, то-есть поливы и удобрения значительно снизили удельное водопотребление.

Полученные результаты позволили рассчитать суммарное водопотребление и оросительные нормы для кукурузы и озимой пшеницы применительно к средне-сухому году 75% обеспеченности и сухому году 95% обеспеченности. Исходя из поступления влаги в указанные расчетные годы и расходования воды в определенные фазы развития растений, нами установлен режим орошения'кукурузы и озимой пшеницы для условий изучаемого массива (таблица 6).

Как видно из данных таблицы 6, для кукурузы в среднесу-хой год требуется проведение 4 поливов с оросительной нормой 2000 м3/га и в сухой год—6 поливов с оросительной нормой 2600 м3/га: для озимой пшеницы в среднесухой год требуется 3 полива (1300 м3/га) ив сухой год—4 полива (1700 м3/га), В более влажные годы число и сроки поливов следует уточнять .по фактическим влагозапасам в почве.

Режим орошения кукурузы и озимой пшеницы на осушаемых эемлмх при залегании грунтовых вод на глубине 1,2—1,4 м

(без капиллярного подпитывания)

Культура С ре дне сухой год | Сухог! гол

сроки коликой " 1 2 - 1 її ? « сроки полипов = о..-: І 2 ВЦ № 2 3« 5 Cl V ggs

Кукуруза

21.VI

-25. VI

M.VI1 —.15 VI1 26.V1 і —30.V1I

¡I.VIII —15.VU1

500 500

:>оо 500

21.VI —25.VI 6. VII —10.VII 16. VII —20.V1I 26.VII —30.VII 6.V11I—10.VJI1 I6.VI1]— 20.VJII

400 400 400 400 500 500

итог о 4 полива 2000 6 пати вое 2600

Q-іциая пшеница 16.Х —20.Х 21, V — 25. V i I .VI—15. VI 400 1ВД 500 16.Х —20.Х 6.V -I0.V 26. V —30.V ll.VI—I5.V1 500 400 400 400

ИТОГО

3 полива

1300

4 полива

1700

Элементы техники полива по бороздам

Если по мнению ряда авторов (В. Л. Розни, 1965; Д. В. Яр-мнзин, 1966; С. Ф. Аверьянов, 1969; В. Я. Чичлсов, 1970 и др.) на осушаемых землях общие принципы дождегзания те же, что и в засушливых районах (за исключением режима орошения), то техника самотечных поверхностных способов полива требует строгой дифференциации и в литературе описана мало.

Учитывая возможность полива кукурузы и других пропашных культур по бороздам, нами изучены элементы техники этого способа полива.

Как показали наблюдения, аллювпальио-луговые почвы на осушаемом массиве имеют среднюю водопроницаемость, равную 0,03 дм/мин. Исследованиями было установлено, что при поливе по бороздам длиной 100—150 м фактические поливные нормы значительно (в 3—4 раза) превышали расчетные, а распределение оросительной воды но длине борозд было весьма неравномерно. На головных участках борозд почва промачивалась па глубину, в 5—8 раз превышающую расчетную, тогда как в середине п особенно в конце борозд я в но педоувлаж-пялась.

Более равномерное увлажнением почвы н заметное снижение поливных норм по длине борозд достигалось путем увеличения подаваемого в борозды расходы воды.

Исходя из проведеных исследований, нами для изучаемого массива рекомендовано расчетную поливную норму 400—500 м3/га подавать в борозды длиной 80—100 м расходом 1,5—2 л/сек.

Технические схемы двустороннего регулирования водного режима

В принципе для целей орошения осушаемых земель междуречья возможен забор и подача воды из рек Камбилеевка и Терек, из скважин и из магистральных колекторов. Поливная сеть может быть осуществлена в виде: а) временых оросителей для полива поверхностно или дальнеструйными машинами, б) закрытой сети с гидрантами для полива поверхностно через гибкий трубопровод или дождевателем через вспомогательный трубопровод, в) закрытой сети для полива агрегатами типа «Фрегат»,

Наиболее целесообразным в условиях объекта нам представляется забор воды из магистральных коллекторов, то-есть создание системы с замкнутым циклом регулирования водного режима переувлажненных земель. Строительство оросительной сети необходимо проводить по этапам: на первом этапе принять полив из временной открытой сети, a ira втором — по мере повышения культуры земледелия и получения высоких урожаев ■— из постоянной закрытой.

Экономическая эффективность дополнительного увлажнения

Эффективность орошения и применения удобрений под кукурузу и озимую пшеницу на осушаемых землях в междуречье Терек—Камбилеевка подтверждается рядом экономических показателей, полученных в результате наших исследований. Так, орошение кукурузы на зерно дало прибавку чистого дохода с 1 га 91,3 руб., а полив озимой пшеницы—il,5 рубля. Применив удобрения в дозе NPK-90 кг/га. получили прибавку чистого дохода на посеве кукурузы 157 рублей и на посеве озимой пшпииы — 83,2 руб; при этом окупаемость произведенных затрат, характеризуемая уровнем рентабельности, составила соответственно 300 и 245%,

Определение экономической эффективности дополнительного увлажнения осушаемых земель междуречья было бы неполным без учета затрат па содержание и уход за осушительной и оросительной сетью, поэтому произведен расчет окупаемости капитальных затрат, исходя из намеченных технических схем орошения.

Расчет проведен на примере возделывания ведущей культуры — кукурузы на зерно- При этом имеется в виду, что уро'жаи кукурузы должны возрасти с 30 ц/га (без орошения) до 65—80 ц/га (при орошении).

Чистый доход, получаемый с 1 га при возделывании кукурузы в богарных условиях, составляет 55 руб. При орошении из открытой сети с гидрантами — 305—315 руб.

Капитальные затраты при устройстве оросительной сети с забором воды из коллекторов и подачей воды в открытую поливную сеть составляют 436 руб. на I га, при подаче к «Фрегатам» — 634 руб. и при подаче в закрытую сеть с гидрантами — 1550 руб.

Срок окупаемости в первом н втором случае составит 2—3 года, в третьем — 6—7 лет.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты наших исследований по регулированию водного режима на осушаемом массиве в междуречье Терек—Кам-бнлеевка позволяют сделать следующие выводы и рекомендации.

1. Дренажная сеть с расстоянием между открытыми каналами 700 м в условиях изучаемого объекта вызвала снижение грунтовых вод на 0,5—1,5 м от поверхности земли при невысокой амплитуде колебаний (0,2 м). Такое одностороннее регулирование водного режима на массиве не обеспечивало оптимальный водно-воздушный режим для большинства сельскохозяйственных культур как во влажные так н в засушливые периоды.

Получаемые урожаи зерна кукурузы не превышали 23—25 и/га и озимой пшеницы 21—24 ц/га.

2, Исследованиями установлено, что в начале вегетационного периода нужно поддерживать уровень грунтовых вод на глубине 80—100 см от поверхности'земли, а в летний период — па глубине 120—140 см, что не приводит к вымоканию посевов во влажные периоды.

При залегании грунтовых вод на глубине 1,2—1,4 м влаж-

кость почвы зависит только от метеорологических условий И Р среднем за вегетационный период 1967—1972 гг. она коле б г. лась в пределах 66—83% ППВ, опускаясь в отдельные месяцы до 60% и ниже, что требовало дополнительного увлажнения.

3 Проведенные нами исследования по двустороннему регулированию водного режима показали, что шлюзование как способ регулирования уровня грунтовых вод при существующих параметрах дренажной системы неэффективно. Оно не укладывается в установленные агротехнические сроки и вызывает снижение урожая зерна кукурузы; на I-4,5%.

4. Основным приемом дополнительного увлажнения па изучаемом массиве следует считать орошение. При этом за максимальный расчетный слой увлажнения необходимо приПять 0—60 см, а за нижний порог оптимальной влажности — 80% ППВ, Предельная поливная норма должна составлять 500 м7га.

5: За 3 года наших исследований (1970—1972 гг.) для код-держания оптимальной влажности потребовалось проведение I—2 поливов. При этом урожай зерна кукурузы ' (гибрид БИР-267) составил 50—60 ц/га и озимой пшениим (сорт Бс зостая 1) 25—35 ц/га. При внесении удобрении ( в дозе NPK—90 кг/га) в среднем за 3 года получено зерна кукурузы 72,8 «/га и пшеницы 38,5 ц/га.

Прибавка чистого дохода от орошения кукурузы составила 156 руб. па 1 га при рентабельности 300% и от орошения озимой пшеницы — 83 руб. лри рентабельности 245%,

6. Исследования показали, что на осушаемом массиве расход воды полем кукурузы и пшеницы сильно колеблется по годам. В среднем за 3 года сумарпое водоногреблепне кукурузы составило 3820 м3/га при коэффициенте водопотребления 1)0м®/ц, озимой пшеницы соответственно — 3030 м3/га и 130 мэ/ц.

При орошении суммарное водопотребленне возросло, однако удельный расход воды уменьшился, особенно при внесении удобрений: в среднем за 3 года суммарное водопотребленне кукурузы составило 4480 м3/га (при коэффициенте водо-потреблелия 80 мэ/ц), озимой пшеницы—3210 м3/га (!08м3/ц), и при внесении удобрений расход воды составил на единицу урожая кукурузы 62 м'/ц н озимой пшеницы — 83 м3/ц,

7. Для обеспечения оптимального водного режима осушаемых почв в средпесухие и сухие годы для кукурузы требуется проведение 4—6 пол и вов нормами 400—500 м 7га (оросительная норма 2000—2600 м3/га); для озимой пшеницы 3—4 полн-

ва нормами 400—-5С0 м3/га (оросительная iiópría 1300—>1700 м3/га),

8. Поливы на изучаемом массиве могут проводиться как дождеванием, так и по бороздам, но со строгим нормированием водоподачи.

Так как почвы на массиве имеют среднюю водопроницаемость (0,03 дм/мин), следует принимать дождевальные аппараты с невысокой интенсивностью дождя (ДДН-70, «Фрегат» и т. п.).

Длину борозд следует принимать не более 80—100 м, расход в борозды 1,5—2 л/сек и время полива ограничивать до-беганием ,воды до конца борозды (40—50 мин).

9. Для исследуемого массива нами рекомендуется техническая схема двустороннего регулирования с забором роды из коллекторов:

Капитальные затраты при осуществлении подачи воды в открытую сеть окупаются через 3 года, а при закрытой сети— через 7 лет.

♦

С целью внедрения поливного режима кукурузы и озимой пшеницы ira осушаемых землях нами ежегодно передавались рекомендации в хозяйства, находящиеся в пределах осушительной системы. Следуя рекомендациям, колхозы «Хумалаг» и им. Карла Маркса повысили урожаи кукурузы.до 50—55 ц/га н озимой пшеницы до 30—35 ц/га.

Материалы исследований в 1970 и 1973 гг. передавались в Министерство мелиорации и водного хозяйства СО АССР для использования в проектных разработках и для службы эксплуатации.

ПО ТС,VIE ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ.

1. Водный режим на осушенных землях Туяце в Северо-occiihickoíí АССР. Доклады (tcíiicw) XXIX научно-технической конференции НИМИ — ЮжНИИГиМ. Новочеркасск, 1%9.

2. Опыт осушения открытым дренажем п верховьях реки Терек. Доклады (тешсы) 2-й иа> 'жо-прошводственнол конференции по с.-х. освоению дельты Терека. М#/*чкала, 1969,

3. К вопросу дополнительного увлажнения осу [ценных земель п междуречье Терек—Камби.еевка (урочище Туаце) С о во ро-О тсс и не коп АССР. Труды Горского СХИ. т. 31. Орджоникидзе, 1971.

4. Водный режим аллювиальных почв на осушаемых землях в предгорьях Северной Осетии. В к«. »Научные основы рационального цспользо-

вання почв Северного Кавказа и пути повышения их плодородия». Нальчик. 1971.

о. О нормах осушения и орошения минеральных почв в междуречье Терек—Камбилеевка, Труды Горского СХИ, т, 33, вьш, 1. Орджоникидзе, 1972.

6. Режим орошения озимой пшеницы я кукурузы на осушаемых эем лих. (В соавторстве), Сев:-Кав. ЦНТИ- Ростов/Дон, 1973.

7. Выбор рациональных способов. орошення минеральных почв. В к I. «Основные вонросы улучшения техники орошения и использования орошаемых земель на юге'РСФСР». Тр. НИМИ, т. XIII, вып. 2. Новочеркасск, 1973.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛАГАЛИСЬ:

на научных конференциях в ¡Горском СХИ в 1967, 1968, 1970 и 1972 гг.; на XXIX и XXXI ¡научно-техмических конференциях НИ .ИИ—ЮжНИГиМ в 1968 н 1970 гг.; на конференции по проблеме ^Научные основы рационального использования почв Северного Кавказа и пути повышения и\ плодородия» в Кабардино-Балкарском госуниверситете в 1969 г.; на '¿ Л научио»произвозствеішой конференции по с.-х. освоению дельты Терека в г. Кнзляре в 1969 г.

Газетная типография. СО АССР. Заказ -Nt 2ö5ii