Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исследование процесса орошения дождеванием твердой яровой пшеницы на черноземных почвах степной зоны Казахстана

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Исследование процесса орошения дождеванием твердой яровой пшеницы на черноземных почвах степной зоны Казахстана"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Жамбылский гидромелиоративно-строительный институт

РГБ ОД

1 3 МАЙ 1396

1 ' На правах рунописи

I I

I

КИМ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ ТВЕРДОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ КАЗАХСТАНА

Специальность 06.01:02- мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Жамбыл 1996

ч

г- Диссертационная работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте водного хозяйства КаэНИИВХ. . Ндучный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Р.А.Кван Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация - институт " Казгипроводхоз "

00

1 Защита состоится "/£." 1996 г. в часов

денип ученой степени кандидата технических наук в Жамбылском гвдромелиоративно-ст роител ьноы институте.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке М11СИ. Автореферат разослан 1296-г.

■ Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями,

« I

заереннши печатями, просим направлять га адресу: 484022, Намбьи, ул. академика К.И.Сатпаева, 28, ЖИ1СИ, Специализированный совет К 18.03.01.

К.С.Мустафаев

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Б.С.Джаманбаев

на заседании специализированного совета К 18. 03. 01 по присуж-

дений секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук

ОБЩЛЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Районы по производству товарного зерна в Казахстане расположены, в основном, в зоне "рискованного" земледелия, для которых, кроме периодически повторяющихся засух, характерно также и неравномерное распределение летних осадков, приводящих к неустойчивой урожайности зерна яровой пшеницы. В то же время степные районы республики расположены в зоне, лоч-венно-климатические особенности которой обеспечивают получение зерна твердой яровой пшеницы с самым высоким по СНГ содержанием белка - более 17% и клейковины - до 41 л. Однако, неблагоприятные условия в отдельные годы данной территории приводят к значительным недоборам товарного зерна. Из Ю лет, 3...4 года бывают острозасупшивьыи и урожаи зерна в такие годы снижаются до 2...6 ц/га, что приводит к значительным недоборам урожая.

. В этой связи встает вопрос о создании в степной зоне Казахстана участков гарантированного производства зерна твердой яровой пшеницы высокого качества путем применения орошения посевов в засушливые годы и в критические периоды развития растений.

Выполнение этой задачи требует прежде всего проведения комплекса научно-исследовательских работ по орошению твердой яровой пшенипр в степной зоне.

Цель и задачи исследований.Релью работ является разработка оптимальных параметров режима, техники и технологии орошения твердой яровой пшеницы с учетом ее агробиологических особенностей, мелиоративного.состояния степных почв, установление технологических потерь воды и КОД техники - полива дождеванием. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- выполнить агробиологическую, почЕенно-климатическуго оценку и обосновать необходимость орошения твердой яровой пшеницы в степной зоне;

- обосновать размеры поливных но^м с учетом агробиологических особенностей культуры," эрозионной допустимости и мелиоративного состояния черноземных почв; '

- разработать оптимальный режим орошения для конкретного объекта исследования и диф|)еренцировать его параметры по зонам естественной увлажненности;

- установить технологические потери воды ( на испарение,.

инфильтрацию и поверхностный сток ) с учетом энергетической характеристики довдя, КОД техники полива дождеванием;

- установить взаимосвязанные параметры режима орошения и техники полива дождеванием;

- разработать технологию орошения твердой яровой пшеницы дождеванием и дать ее технико-экономическую оценку.

Научная новизна. Впервые экспериментально установлены нижний порог оптимальной влажности на черноземных почвах, ди-, намика развития надземной массы и корневой .системы, водопот-! ребление по периодам и в целом за вегетацию, интенсивность фи! экологических процессов, структура урожая и продуктивность . твердой яровой пшеницы; установлены биологические коэффициенты яровой пшеницы в зависимости от фаз развития и суммы тем! ператур вегетационного периода; установлены достоковые поливные нормы для существующих дождевальных машин с учетом почвен-но-геоморфологических условий; разработана технология орошения яровой пшеницы дождеванием на основе оптимального режима и КОД техники полива применяемых дождевальных машин.

Практическая ценность работы заключается в том, что автором на основании проведенных экспериментальных и теоретических исследований разработаны рекомендации по режиму, технике и технологии орошения дождеванием яровой пшеницы, обеспечивающие благополучное мелиоративное состояние , исключающие ирригационную эрозию черноземных почв и способствующие более продуктивному использованию оросительной воды. Внедрение разработок в производство позволяет получать урожаи зерна твердой яровой, пшеницы не менее 30 ц с I гектара.

Автор выносит на защиту:

- оптимальный режим орошения твердой яровой пшеницы обоснованный особенностями роста и развития, водопотребления по периодам и в целом за вегетацию и продуктивностью растений, а также водно-солевого режима черноземов;

- поливные нормы , установленные с учетом динамики роста корневой системы яровой пшеницы, мелиоративного состояния и эрозионной допустимости черноземных почв;

- биологические коэффициенты и дифференцированные оросительные нормы по территории степной зоны;

- технологические потери (на испарение и снос ветром, глубинную фильтрацию) и КЦЦ полива в зависимости от поч-

' венно-климатических условий и энергетических характеристик дождя дождевальных машин;

- технологию орошения яровой пшеницы дождеванием с учетом динамики достоковьк норм и коэффициента потерь воды на поле.

Методика исследований. В основу исследований положены известные методологические подходы, заключающиеся в получении необходимой информации! на основе полевых экспериментов. Материалы исследований обрабатывались методами математической статистики на ПЭШ.

I

Реализация работы. Результаты работы реализованы в " Рекомендациях по орошению зерновых и кодовых культур в Северном Казахстане" (_ Каыбыл, 1983 г.) , одобренные и рекомендованные к внедрению НТС Минводхоза КазССР. Результаты научных исследований внедрены в совхозе "Городецкий" Северо-Казахстанской области в IS80...IS9I гг. с общим экономическим эффектом 17,SO млн. тенге.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на областных Намбыл, 1978 г., i960 г.) зональных (Алма-Ата, IS3I г. ) , всесоюзных ( Абакан, 1980 г. ) научно-технических конференциях, а также на технических советах институтов " Союзгипроводхоз" (Москва, 1985 г.) и "Казгипроводхоз" (^Алма-Ата, 1990 г. ) .

Публикация работ. Но материалам диссертации опубликовано 10 научных работ.

Объем работы . Диссертационная работа изложена на 170 с. машинописного текста, содержит 30 рисунков, 39 таблиц и состоит из введения, 5 глав, списка литературы из 153 наименований и б приложений.

СОДЕ ИКАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу разработок и исследований по агробиологической характеристике и обоснованию орошения твердой яровой пшеницы, методов установления и дифференцирования режима орошения, техники и технологии полива дождеванием. Большой вклад в изучение эффективности орошения яровой пшеницы в степной зоне внесли ученые Алексеев A.M., Багров M.Н., Хафизов А.111., Каражанов К.Д., .Кружилин Ä.C., Лысого-ров С.Д., Мещанинова Н.Б., Гоф В., Шабанов В.В., Сулейменов Ы.К, Разумова J1.A., Ким Л.А., Околович А.И. и др. Опыт возделывания твердой яровой пшеницы как в Казахстане, так и за рубежом показывает, что эта культура весьма отзывчива на орошение, и при . оптимальном увлажнении способна давать высокие и стабильные урожаи.

Сельскохозяйственной науке и практике известен рдд методов установления режимов орошения сельскохозяйственных культур. Методы установления режима орошения по результатам полевых опытов ( детерминированные методы ) получили развитие в Казахстане в работах Бияшева Г.З., Горюнова Н.С., Пегрунина В.М., Туреше-ва О.Г., Мустафаева Ж.С., Сиргельбаева К.С., Темралиева Б.Ш., Исабаева С., Немченко В.В., Околович А.И., Койбаковой Е.С., Краутер В.Я. и др. :

Для обоснования результатов эмпирических опытов и распространения полученных результатов на более обширную территории целесообразно использовать расчетные - биофизические метод! разработанные учеными СНГ и дальнего зарубежья ( Алпатьев A.M. Алпатьев С.М., Данильченко Н.В., Мезенцев B.C., Шаров H.A., Константинов А.Р., Алексеев В.И., Блейни и Криддл, Торнвейт и др. )

Достаточно широко в литературе рассмотрены вопросы по те} нике и технологии орошения зерновых культур в степной зоне. Так, по эффективному использованию довдевальных машин, установлению показателей производительности и эксплуатационно-технологические параметров посвящены работы Носенко В.Ф., Губера К.В., Колесник 5>.И., Аяпбергенова A.A., Креккера Н.Е. и др., по определении потерь воды на испарение в процессе дождевания - исследования Аяпбергенова A.A., Данильченко А.Н,, Мустафаева Ж.С., Ка -

льянова Г.С., Кван P.A. и др. , и установлению энергетических характеристик дождя и динамики до стоковых норм полива - работы Миленина Б.О., Вреображенской М.В., Ерхова Н.С., Абрамова A.M., Алферова Ю.В., Аяпбергенова A.A. и др.

■ Предложения исследователей по эффективности орошения твердой яровой пшеницы, методам установления режима орошения, техники и технологии полива были учтены автором при разработке программы и методики специальных полевых исследований для условий степной зоны Казахстана. \

Во второй главе приводится агроклиматическая характеристика и продуктивность зональных почв ггри естественном увлажне- . нии. Зона засушшвой степи обеспечена достаточным количеством тепла для возделывания твёрдых сортов яровой пшеницы. Сумма положительных температур Еыше 10 °С составляет более 2500 °С, число дней с температурой > 10 °С - 135. Дефицит суммарного испарения за теплый период составляет 275 мм. Вероятность засушливых лет - .25'... 3555. Почвы - черноземы обыкновенные и южные преимущественно тяжело- и средне суглинистые. Мощность гумусного горизонта 35...50 см, редко достигает 60 см. Содержание гумуса в целинных почвах - и более, в распаханных почвах - 4...5$. Почти по всей территории отмечен дефицит почвенной влаги, который составляет в зависимости от степени увлажненности 55...£0$ от. оптимального количества влаги в почве. Следует отметить, что специфической особенностью данной зоны является то, что дефицит запасов влаги в почве наблюдается не в целом за вегетации, а лишь в отдельные ее периоды.

Во второй главе также приводятся условия и методика исследований. Для изучения режима, техники и технологии орошения яровой пшеницы были заложены серии полевых опытов в СевероКазахстанской области (совхозе "Городецкий", 1976...ISS0 гг., РСХО им. Ибраева и созхозе "Енбек", IS91 г. ) ив Костанайской / области ( совхозе им. Павлова, IS82...I864 гг.) . /

В опыте I по разработке оптимального режима орошения твердой яровой пшеницы испытывались следующие варианты: без орошения (контроль) ; поливы при достижении предполивной влажности почвы 6С% HB; то же - при 70% HB; то же - при сО% HB, и назначение сроков полива по основкыл фазам развития гпнениш.

В опыте 2 по установлению почвенно-допусткмых поливных

норм и оценке их влияния на водно-солевой реким черноземных почв, были заложены следующие варианты: полив при влажности почвы не ниже 80% НВ в расчетной слое увлажнения 0-40 см; то же в слое 0-60 см; то же - в слое 0-60 сы.

В опыте 3 по 'изучению технологического процесса орошения с применением дождевальных машин ( Волжанка, Фрегат, Кубань и КИ-50) устанавливались достоковые (эрозионно-допустимые) поливные нормы, коэффициент эффективности полива дождеванием, технологические потери на испарение и скос ветром, поверхностный сток, инфильтрацию и технологические схемы работ, дождевальных машин.

Исследования проводились на основе типовых методик, дополненных с учетом конкретных условий и задач. При проведении полевых опытов осуществлялся комплекс наблюдений за водно-физическими свойствами почв, метеорологическими условиями, водным режимом орошаемого поля, агробиологическими показателями. Кроме того проводился хронометраж работы дождевальных машин.

Основшлп критериями при оценке результатов опытов были приняты: урожайность, затраты воды на единицу продукции, технико-эксплуатационные параметры дождевальных машин, а также технико-экономические показатели при возделывании яровой пшеницы при орошении докдеванием.

В третьей главе приведены результаты исследований по разработке оптимального режима орошения твердой яровой пшеницы.

Влияние режима орошения на водопотребление и продуктивность яровой пшениш. Динамика влажности з течение вегетационного периода развития растений находится в прямой зависимости от принятого предполивного порога влажности ( 60, 70, ВО% НВ ) и метеорологической обстановки. Перед посевом во все годы исследований влажность пахотного слоя почвы не опускается ниже ЬО...

НВ, что обеспечивает получение дружных всходов. В последующий период влажность почвы поддерживается на уровне принятых предлоливных порогов. Расход влаги полем яровой пшеницы в первый период развития растений происходит из слоя 0...30 си, во второй период зона активного влагообмена увеличивается и составляет 0...60 , 0.. .70 см.

Различные режимы орошения не одинаково влияют на соотношение приходно-расходных статей водного баланса опытного участка

и урожайность яровой пшеницы. Суммарный расход влаги во всех орошаемых вариантах в среднем за годы исследований составляет 2750 м3/га, в неорошаемом - не превышает 2150 м3/га. Доля атмосферных осадков в суммарном водопотреблении пшеницы на неорошаемых участках составляет 58,4$, а почвенных влагозапасов -41,6$. При орошении потребление влаги из почвы снижается до 17,2$^ а использование растениями осадков до 36,3$. Доля оросительной воды составляет 46,5$.

Орошение позволяет значительно (1,6...1,8 раз ) увеличить .урожайность зерна яровой пшеницы по сравнению с неполивной доведя ее до 27...36 ц/га. Наиболее экономный расход воды на создание единицы урожая отмечается при поддержании предполивной влажности почвы не ниже 80$ НВ. Коэффициент водопотребления при этом составляет 73,8...116,9 ы3/ц ( табл. I).

Таблица I

Суммарное водопотребление и урожайность яровой пшеницы при различных режимах орошения

- т 1 " I Элементы водного Тсуммар- ¡Коэффи -

Годы; Варианты __ баланса., мм__ ное во- ¡жай- ¡циент во

опытов ¡осадки 1 -¡оросительные • во^ы почвенные вла-.гозапасы допотребление м /га ¡ность !ц/га 1 ¡допотреб ¡ления,

I ! 2 ! 3 ! 4 5 6 ! 7 ! В

1976 Контроль 123 . 122 2450 24,1 101,7

(без ороше-

ния)

80$ НВ 123 79 65 2670 36,2 73,8

70$ НВ 123 40 90 2530 25,8 98,1

Полив по 123 45 76 2440 35,6 68,5

критическим

фенофазам

1977 Контроль 94 _ 84 1780 9,4 189,4

(без ороше-

ния )

80$ НЗ 94 179 16 2910 24,9 116,9

70$ НВ 94 167 19 2800 22,4 125,0

60$ НВ 94 ИЗ 51 25ЪО 19,5 132,3

Полив по 64 175 10 2790 23,Ь 117,2

критическим фенофазам

I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! 7 ! Ь

197Ь Контроль 92 _ 10а 2000 10,2 196,4

без ороше-

ния

ЬС# НВ 92 . 146 60 3000 26,2 П4.5

70% НВ 92 121 79 2920 19,7 14о,2

Полив по 92 120 78 2900 20,8 139,4

критическим *

фенофазам

1979 Контроль 200 39 2330 26,1 91,6

без ороше-

ния

60£ НВ 200 ч 60 ; 24 2840 30,6 92,8

70% НВ 200 40 24 2640 31,3 . 84,3

Наиболее интенсивный расход влаги на оптимальном варианте происходит в фазы грубкования и колошения, в этот период среднесуточное водопотребление пшеницы составляет 44.. .50 м3/га. Водопот-ребление пшеницы при поливах приуроченных к фенологическим фазам распределяется следующим образом: посев-всходы - 6...12$, всхо-ды-хущение -14. ..20^, кущение-выход в трубку, выход в трубку -цветение - 46...60$, молочная спелость - 20...29%, восковая спелость - 4..Л% от суммарного расхода.

В результате обработки полученных материалов установлены зависимости урожайности от водопотребления при орошении яровой пшеницы:

у = - 16,79 + о,о1бба; - о.обооош2, СI)

где У - урожайность яровой пшеницы, ц/га; Е - суммарное водопотребление, м3/га. Коэффициент корреляции составляет - 0,67.

Влияние орошения на агрофизкологические показатели яровой гшениш. Орошение способствует увеличению продолжительности вегетации до 7 дней и накоплению надземной массы в 1,4. ..1,5 раза, а корневой массы - 1,6 раза. Причем масса узловых корней, играющих главную роль в питании растений, превышает их Еес, чем у контрольных растений в 2,2, раза. Основная корневая масса (до 90%) при этом сосредоточена в верхнем 0...50 см слое. При орошении значительно ( на 7...Ь%) увеличивается обводненность растений, в то же время концентрация клеточного сока уменьшается на 4.

Орошение способствует значительному увеличению продуктивности растений: коэффициент продуктивной кустистости возрастает с 1,0 до 1,6; число зерен в колосе с 19 до 29 штук; масса зерна одного колоса с 0,70 до 1,14 г. Урожайность зерна достигает 29,5 ц/га, что в два раза выше, чем без орошения. Содержание белка в. зерне колеблется от 14,5 до 16,5$, сырой клейковины - 36,8.. .38,0/о, что на З...Е$ ниже, чем в зерне полученном без полива, но соответствует требованиям предъявляемым к силь-ньм пшеницам.

Влияние орошения на солевой -режим черноземных почв. На опытном участке при изучении влияния глубины увлажнения ( величины поливной нормы) на солевой режим почвогрунтов установлено, что на всех вариантах с,расчетной глубиной увлажнения'40, 60, 80 см осадки не вегетационного периода оказывают некоторое, рас-солящее действие в метровой толще. Происходящее незначительное увеличение запасов солей в отдельные (в сред не сух не) годы не вызывает в целом увеличения степени засоления почв. Проведение от 2 до 6 вегетационных поливов нормами 250...300 м3/га ( при глубине увлажнения 40 см) практически не изменяет степени их засоления. Аналогичное явление происходит и при проведении 3... 4 поливов нормами 300...ЗЕО м3/га. Также заметного увеличения общего содержания солей не отмечено на участке, где поливы проводились от 3 до 4 раз, нормой 350...400 м3/га, на глубину увлажнения 80 см (.рис. I) . Здесь почвы осенью и весной характеризуются как слабозасоленные. Заметное увеличение солей в слое 0...280 см отмечается в отдельные годы, что является следствием накопления ионов S0^ в конце вегетации.

Результаты изучения влияния орошения на водно-солевой режим черноземных почв позволили установить характер влагосоле-обмена и на их основе рекомендовать целесообразные размеры поливных норм - не более 300...350 и3/га.

Дифференцирование режима орошения по различным климатическим зонам и годам естественной влагообеспеченности. В результате экспериментальных исследований установлен оптимальный режим орошения яровой пшеницы для конкретных и идентичных по условиям объектов и для реальных лет естественной влагообеспеченности. Для распространения разработанных режимов орошения на более обширную территорию - степную зону и лет различной влаго-

_ ю -

В начале вегетации

О 40

ео

123 160 200 240 280

О

80

120 160

200 240 280

Рис. Í. Солевые профили почаогрунтов ошяного участка КазНШВХ в Северо-Казахстьн-окой области при расчетной глубине увлажнения 0,8 и.

ЕЗ tía. ЕЩСв I-1 Ct

ГГТЛ Щ ZZZaHCOi (=1 50у

В конце вегетации

обеспеченности нами установлены биологические коэффициенты твердой яровой пшеницы применительно к биоклиматическому методу Н.В.Данильченко ( табл. 2) .

Таблица 2

Биологический коэффициент твердой яровой пшеницы в степной зоне

Т

г !

200 [~300 | 400 | 500 300 ! 400 I 500 1 600

Суша температур

0 100

100 200

---т---!---Т~~т---

0,54 ! 0,37 ! 0,65 ! 0,76! 0,90

Биологический коэффициент

0,53

Продолжение табл. 2

Г ■

... I 1100 !

1200 У Тзоо"

1300 I 1400

600 ; 700 \

700 800

800 900

900 1000

1000

1100 1200

Оптимальный режим орошения твердой яровой пшеницы для среднего и средне сухого по увлажненности года и пбчвенно климатических условий степной зоны Казахстана представлен в табл 3.

Таблица 3

Оптимальный режим орошения твердой яровой пшеницы * по лочвенно климатическим зонам

Показатели

;__Почв£нно_климатиче£кие_зоны___

.'Засушливая! Сухая степь, темнокаштано-!степь, обы! вые_и_каип.ановые _ почвы _

»^тжнирЫчр1 среднесуг-,: легкосугликис-! рноземы, !линкстые и супесча-'тяжелосуг-! !ные _!линистые_ X_____'________

*! ~2 ! 3 4

Предпсливная влажность почвы, % НВ

Оросительная норма* м4/га

Сроки и норны предпахотных поливов, м3/га

Средний 60

год 70..

.75

1000...1100 1200

60...70

1300

10^05.^.20Д)5 300...400

_____I______1___2____!___3___!____4

Поливная норма, м3/га

Ориентировочная дата первого полива

Распределение поливов по периодам

Оросительная норма, м /га

Сроки и нормы предпахотных поливов,м /га

Ориентировочная дата первого полива

Распределение поливов ' по периодам I

В четвертой главе представлены результаты исследований по технике и технологии осуществления оптимального режима орошения яровой пшеницы. Установлено, что в данных природно-климатических и хозяйственных условиях для орошения посевов яровой пшеницы приемлемыми являются широкозахватные дождевальные машины типа "Кубань", "Фрегат", "Волжанка".

Установление достоковых ( зпозионно допустимых) норм на черноземных почвах. Для исследуемых условий достоковые нормы устанавливались по зависимости предложенной Н.С.Ерховым. Расчетные показатели впитывания или показатель безнапорной водопроницаемости почв (Р) установлены экспериментально для тяжелых и средних суглинков черноземных почв (Ртп=32мм; Р сп = 44 мм ) . Для почвенных и геоморфологических условий зоны засушливых степей с учетом энергетических характеристик дождя ДМ - "Волжанка", "Фрегат" , "Кубань" и ДДАЛООМА, установлены достоковые нормы для полива яровой пшеницы ( табл. 4 ) .

Таблица 4

Допустимые достоковые эрозионно допустимые нормы полива, м3/га

Типы Д М почв_

__________________!_сдаЗа£ Ц ¿реднял__

________I_____~ ~__~2______ 3 _ 3_

ДМ "Фрегат" 330*" 330.. .650 •

200...350 1 250...400 300...450 15.06 7.06 10.06

ЫЛ 1-1Л • 1-2-1

Средне сухой год ' . ■

1400... 1500 1700 1800

1

_I0.05j_.L_2D.05_ 300...400*" ~ 10.06 4.06 1.06

1-2-2 1-2-2 1-2-2

_________I______: _ X__2__L____3___

ДКШ-64_ ""Волжанка" ' 260 280...970

ДМ "Кубань - I" 430 430...850

ДМ "Кубань -Ы" 400 400...810

ДДА-100МА ; НО ПО... 220

Как видно, достоковые норлы полива яровой пшеницы существующими ДМ в условиях зоны исследования, за исключением ДДА-1001АА., соответствуют или превышают поливные нормы, установленные ранее с учетом агробиологических особенностей растений и почвенно-мелиоративных условий черноземных почв.

Технологические потери воды в процессе дождевания и КДД техники полива. В процессе орошения яровой пшеницы дождеванием неизбежны технологические потери воды на испарение, сток и инфильтрацию. Они устанавливались путем определения составляющих водного баланса поля за вегетационный период в условиях глубокого залегания грунтовых вод.

Потери воды на испарение зависят от температуры, относительной влажности воздуха, скорости ветра, элементов техники полива ДО и составляют 6,0...от водоподачи.

Потери воды на сток за пределы поля на всех типах почв по водопроницаемости отсутствуют или весьма незначительны (0,5... I.255ÎJ.

Потери в результате процесса безнапорной инфильтрации воды в почвогрунты устанавливались постановкой специальных опытов и по эмпирическим зависимостям предлокенныл Ф.Ф.Вышпольским. Ин-фильтрационные потери воды при дождевании на тяжелых почвах составляют 6,7%, на средних - 9,1% от водоподачи.

Суммарные потери воды, в основном, зависят от типов почв и составляют в среднем для тяжелых - I4.3J5, средних - 16,6% и легких - 18,3$» от водоподачи. Соответственно КОД техники полива на тяжелых почвах для всех групп машин составляет 0,86, на средних - 0,84 и на легких - 0,62.

Установленные КПД техники полива дождеванием позволили определить величины оросительных нор« брутто-поля яровой пшеницы для различных типов почз и карок дождевальных ' машин ( табл. 5 ) .

г- Таблица 5

КЦЦ техники полива дождеванием и оросительные нормы брутто-поля яровой пшеницы

Т Т ~1гтт"*~! Т Ороситёл ьная_нормаТ,,з

п°"м I "" ¡яят! «Ä^Ü^I

, , полива , ---73Г

Тяжелые Фрегат 0,86 1,16 1550 2200

Кубань 0,63 1,20 1600 I 2300

ДДАЛООМА 0,81 1,23 1650 1 2350

Средние Фрегат 0,83 1,20 1600 ! 2300

Кубань 0,81 1,23 1650 2350

ДЦАЛООМА 0,80 1,25 1700 ! 2400

Легкие Фрегат 0,81 1,23 1650 2350

Кубань 0,80 1,25 1700 2400

ДЦАЛООМА 0,78 1,28 1750 2450

•Примечание: * КЦЦ полива ДА "Кубань" и ЦДАДООМА установлены с учетом потерь из открытых оросителей * * КПВ - коэффициент потерь воды на поле Технология орошения яровой птенигш дождевальнши машинами. Разработанная технология обеспечивает осуществление заданных режимов орошения яровой пшеницы в течение всего вегетационного периода. Назначение поливов в момент достижения предполивной влажности, соответствующей нижнему порогу увлажнения, приводит к тому, что по мере удаления ДИ от начала поля влажность почвы опускается ниже критической и это ведет к недобору урожая. При проведении поливов по достижении влажности в основном корнеоби-таемом слое несколько выше НВ ) принятого предполивно-

го порога, обеспечивается оптимальный водный режим по всей площади орошаемого участка и получение стабильных урожаев зерна ( рис. 2 и 3 ) .

Продолжительность полива ( Тп ) с учетом достоковых норм и технологических потерь при дождевании устанавливается по формуле:

Т„ = т /3,6 $п.ксьгт^> сут. ( 2 )

где /77 - поливная норма нетто, м3/га; - площадь поля, га;

1ía,% HB

Рис.2. Схема изменения почвенных влаго-зanacoв в начале /I/ и в конце /2/ орошаемого поля при поливе с пред-поливной влажностью, соответствующей нижнему порогу увлажнения

1 - продолжительность полива.

Рис. 3. Схема изменения влагозапасов в

начале /I/ и конце /2/ орошаемого поля при наличии в почве запаса активной влаги

-16 -

' ß - коэффициент потерь воды на поле, табл .5; - расход воды ДМ, л/с; п. - продолжительность использования машины в течение суток, ч; К сут - коэффициент использования времени суток; Т - коэффициент, учитывающий потери времени по независимые от машины причинам.

В условиях , когда текущие влагозвпасы почвы окажутся ниже оптимального предполивного уровня, резерв времени, за который необходимо провести.полив уменьшается. В таких случаях целесообразно увеличить использование дождевальных машин в течение суток, чтобы реализовать поливную норму в срок. Необходимый суточный режим использования Ш определяется по зависимости: i

/2 - т Fß /jrSQkC9T Tva, (з)

где - дефицит водопотребления; Va- активные запасы влаги.в расчетном слое почвы на начало полива.

При составлении эксплуатационных графиков и технологических схем поливов, суточная площадь орошения определяется по зависимости:

cü сут ~ ^ß i ( 4 )

Обеспечение рекомендованных 'для данной зоны режимов орошения яровой пшеницы во многом зависит от величины сезонной нагрузки. Оптимальная сезонная нагрузка, обеспечивающая наиболее рациональное использование ДЛ при минимальных затратах всех ■ресурсов устанавливается с учетом вероятности состояния машин и природно-хозяйственных особенностей орошаемой зоны по методике предложенной Аяпбергеновьм A.A.

В пятой главе дана оценка экономической эффективности орошения твердой яровой пшеницы. Текущие затраты не ее возделывание при орошении составляют 8 730 тенге/га, что на б 390 тенге/га больше чем без орошения. При этом стоимость дополнительной продукции составила 12 ООО тенге-га. В результате чистый доход при применении ДМ "Кубань", "Орегат" и "Волжанка" составляет 3 2Г70 тенге/га.

l

ВЫВОДЫ

1. Для гарантированного производства зерна твердой яроЕой пшеницы в засушливой степной зоне Казахстана целесообразно создать орошаемые участки, на которых в острозасушливые годы (3... 4 из Ю лет) , и в критические периоды вегетации ( повторяющиеся ежегодно) обеспечивается оптимальный водный режим путем орошения.

2. Оптимальные режимом орошения твердой яровой пшеницы в засушливой степи на тяжело суглинистых черноземных почвах является режим, поддерживающий предполивнуго влажность не ниже сО% НВ. Для соблюдения оптимального режима в различные годы естественной влагообеспеченности требовалось проведение от 2 до б вегетационных поливов, при оросительной норме от 600 до 1600 и3/га.

3. Осуществление режима орошения следует проводить малыми

( 300...350 м3/га) поливнши нормами из условий близкого залегания солевого максимума в профиле почв (1,2..Л,5 м ) , небольшой мощности слоя активного влагообмена ( 0,4. ..0,6 м) , неглубокого распространения корневой системы - до 1 м и предотвращения глубинной инфильтрации оросительной воды.

4. По природно-климатическим и хозяйственны* условиям в зоне засушливой степи для орошения твердой яровой пшеницы наиболее приемлемыми являются ДМ типа "Волканка", "Фрегат", "Ку -бань", обеспечивающие внесение достоковых ( эрозионно-допусти-мых] корм не превышающих 2Ш.. .400 м3/га.

5. Экспериментальным путем и теоретическими проработками установлены КЦЦ техники полива дождевальных машин "Кубань", "Фрегат" и агрегата ДДАЛООМА, величины которых изменяются от 0,7Ь до 0,иб, оросительные нормы брутто-поля ( 1600...2400 и3/га) и технологические показатели работы дождевальных машин.

6. Соблюдение технологических схем работы дождевальных машин обеспечивает осуществление рекомендованных режимов орошения, позволяющих получать урожаи зерна твердой яровой пшеницы не менее 30 ц/га, независимо от периодически повторяющихся засушливых лет и ежегодных внутри вегетационных периодов с засухой. Это обеспечит получение дополнительной продукции зерна твердой пшеницы в размере Б...12 ц/га и чистой прибыли до 3000 тенге с I гектара.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

I. 3 Сезерном Казахстане //ЗерноЕое хозяйство.-1979. ДГ)Ю.

32 - 33 (в соавторстве ) .

2. Режим орошения яровой пшеницы в Северном Казахстане // • Сб. науч. трудов ТШЖХ Вып. 102. - Ташкент, 1979. - С. 48. ..52.

3. Влияние орошения на продуктивность яровой пшеницы в зоне переброски части стока сибирских рек // Совершенствование оросительных систем и технологии орошения сельскохозяйственных культур в.Казахстане: Сб. науч. трудов / САНИИРИ и КазНИИВХ.-Ташкент, 1980. - С.32. ..36 (в соавторстве) .

4. Продуктивность зерновых культур при орошении в зоне переброски части стока сибирских рек // Тез. докл. зональной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. -Алма-Ата, 1981. - С. 20. ..21.

5. Особенности ренима орошения яровой пшеницы в Северном Казахстане // Тез. докл.- научно-технической конференции. - Владивосток, 1961. С. 20...22 (в соавторстве) .

6. Обоснование поливных норм яровой пшеницы в условиях. Северного Казахстана // Совершенствование мелиоративного улуч- ' шения орошаемых земель в Казахстане: Сб. науч. трудов САНИИРИ

и КазНИИВХ. - Ташкент, 1982. - Б. 31...34.

7. Рекомендации по орошению зерновых и кормовых культур в Северном Казахстане. - Джамбул: КазНИИВХ, 1983. 16 с.

( в соавторстве ) .

8. Результаты экспериментальных исследований по разработке режимов орошения сельскохозяйственных культур в степной зоне Казахстана // Совершенствование и техническая эксплуатация оросительных систем Казахстана: Сб. науч. тр. САНИИРИ и КазНИИВХ . - Ташкент, 1984. - С. 48 - 52 ( в соавторстве) .

9. Влияние режима орошения на продуктивность твердой яровой пшеницы и на мелиоративный режим степных почв, в центральных и северных областях Казахстана // Сб. науч. трудов КазНИИВХ , -Джамбул, 1990. - С. 28-42 (в соавторстве) .

10. КОЩ техники полива и затраты оросительной воды при различных способах орошения // Совершенствование оросительных систем и методов мелиорации земель в Казахстане: Сб. науч. тр. КазНИИВХ. - Алма-Ата, 1994. - С. 58 - 67 (в соавторстве) .

Г Y К Ы Р Ы siä

•

Ккг/ Е.А. диссертациялык жумысы "Казакстаннын дала аЯмагындагы кара топырактарда катты таздык бидайды жанбырлатып суару процесзн зертгеу" ?'еселес1не арналган

Диссертациялыц жукыс L тараудан, 170 машинамен баскан беттен, 30 суреттен, 39 кесгеден лэне Ь ггркемеден турады.

Дала аймагькда катты жаздык бида-Зды аграбиологиялык, то дырах, - климатка ба^ланксты багалау уане суару KepeKTiri кел-тхрхлген.

¿сгчдтктiH агробиологиялык; ерекпел1ктер1н, кара топырак-тардыц эрозияга карсы туру жэне мелиоративт1К жагдайын ескере огырып, суару нормасы аньщталган.

fcciKfliKTiH детект! зерттеу обьектгстне арналган оптималь-ды суару режим: талданган жэне.айкактардьщ табигаттык шгалды-лыгына байланысты онын параметрлер! дифЪеренцияланган.

Канбырдьщ энергетккалык сипаттамасын ескере отырып, СУ-дын гехнологиялык ысыраптары /булану, сузму, саркындау/, суару техникасынын пайдалы эсер коэффициент i жене судын eric танабын-дагы ысыраптарынын коэффициент! аныцталган.

Канбырлатып суару техникасын ескере отырып, суландыру pesmiHiH параметрлерт аныкталган.

Катты жаздык; бидайды суару технологиясы талданган жэне оган техника-эконО'икалык багалау жасалган.

■ SUMMARY

of V.A.KIju's candidate 'degree thesis "The research or water process by the overhead Irrigation or hard spring wheat on the black: earth zones oi steppes oi Kazakhstan" i

i

The agrobiological, soilcllmatlc evaluation and substantiation or hard spring wheat's Irrigation In the steppe zone are accomplished. The watering norms are determined with due regard ror agrobiological Ieatures or cereal crops, soli erosion's assumption and land-reclamation condition or chernozem.

The optimum regime or irrigation ior the concrete research object is worked out and It's paramétrés are dirierentlated according to the zones of natural damping.

Technological wastes (on evaporation, infiltration, flow) with due regard ior rain's power characteristic, the watering technique's erriclency and water loss factor on•sewage-rarm are ascertained. !

The paramétrés or the Irrigation regime with due regard ror watering techlnque by the overhead Irrigation are established.

The'technology or hard splng wheat's Irrigation is worked out and technico-economle evaluation Is given.

The thesis consists or 5 chapters, 170 typewritten pages, 30 rigures, 39 tables, 6 supplements.