Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Мелиоративные приемы повышения продуктивности естественных лиманов в полупустынной зоне Саратовского Заволжья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ермилов, Сергей Сергеевич, Саратов

Саратовский государственный а фарный университет

им. Н.И. Вавилова

На правах рукописи

ЕРМИЛОВ Сергей Сергеевич

МЕЛИОРАТИВНЫЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛИМАНОВ В ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЕ САРАТОВСКОГО ЗАВОЛЖЬЯ

06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

научные руководители: кандидат сельскохозяйственных наук профессор Воронин Н.Г.1 доктор сельскохозяйственных наук, профессор Туктаров Б.И.

Саратов 1999

Содержание

стр.

Введение______________________________________________________________5

1. Обзор литературы по интенсификации производства

корнов при лиманном орошении в Заволжье______________9

!. 1. Лиманное орошение,его значение и развитие в Заволжье _ 9

1.2. Особенности режима затопления в условиях лиманного орошения________________________________________________________15

1.3. Продуктивность естественных лиманов и роль комплексной мелиорации лугов в повышении урожайности трав _ 21

1.4. Улучшение эколого-мелиоративного состояния и повышение продуктивности луговых лиманов _ ^ ___________31

2. Условия проведения,схема и методика поле&ых,опытов _ 38 2,1 - Малоузенская система лиманного орошения как место

проведения опытов и ее почвенно-мелиоративные и климатические условия__________________„______38

2.2. Цель,схема и методика исследований______________________49

2.3. Апэотехника проведения опыта______________________________53

3. Водный режим и плодородие почвы лиманов и водо-потребление лугового травостоя____________________________54

3.1. Нормы, длительность и тепловой режим весеннего затопления лиманов________________________________________________54

3.2. Водный режим лиманов в зависимости от нормы затопления и приемов поверхностного улучшения________________56

3.2.1.Влияние нормы затопления на динамику влажности почвы _ 56

3.2.2.Влияние приемов поверхностного улучшения травостоя на влажность почвы________________________________________________61

3.3. Водопотребление лугового травостоя________________________63

3.4. Эколого-мелноративное состояние естественных лиманов Малоузенской системы лиманного орошения__________68

3.5. Изменение агрофизических свойств почвы под влиянием

приемов поверхностной обработки____ _____ _

1.6. Л низ телки ь;й режим почвы ft сйяли с: поверхностньйй

улучшением лиманов_____ ___________

4. Рост и развитие луговых граи в связи с комплексной

мелиорацией естественных лиманов_____ _ __

4.1. Луговой фитоценоз естественных яиманон _ _ So

4.'. Котачичеекий состав травостоя и его изменения под действием затопления и поверхностного улучшения лиманов ^ i 4. \ Развитие гуговых трав при комплексной мелиорации

естественных лиманов ,_________ _ _ .___

4.4. J 1нтенсивность роста лугового травосгоч при комплексной мелиорации естественных лиманов ... ____ __ |0*>

v Урожайность луговых трав и ресурсосбережение при

комплексной мелиорации лиманов_____________ _ ¡11

"vl, Урожайность грав и радионащ-пация использования ор<>-

снтельной водьг при различных режимах чатошгения _ . __ 1J i

Урожайность трав и затраты воды на производстве, кор-

мои при поверхностном улучшении лиманов _ I М

5А Качество сена при комплексной мелиорации лиманов______I 1

6. Агрознергешческая оценка технологии производства Кормов при комплексной мелиорации естественных лиманов __ _

0.1 A i ро'жерге гическая оценка режимов отопления лиманов 1 5

^ ■. ■'■хгр<>'>нергеп1ческая опенка технологий поверхностного у.тучтнения травостоя тимапов

Производственная проверка и внедрение техноло* ни

комплексной мелиорации естественных лиманов 1 ^

Основные вьт>ды__________ _____ ________I ■

Рекомендации производству___ _ _ _ _ ________|4и

Спискж на голь «тайной лтера суры __. _____141

Приложения^ __ ______________________1

ВВЕДЕНИЕ

Лиманное орошение в засушливых степных и полупустынных районах'Заволжья является надежным фактором повышения и стабилизации производства кормов для животноводства . Ровный ландшафт местности с замкнутыми блюдцеобразиыми понижениями способствовал сосре еою-чению здесь природных ;шманов с луговой растительностью.

Исторически сложившееся развитие лиманного орошения в этой зоне обусловлено отсугствием друг их источников дополнительного увлажнения . кроме вод местного стока . соответствующим рельефом . дешевизной и простотой строительства и высокой его эффективностью . позволяющей во многих районах решить в значительной части кормовую проблему.

Высокая продуктивность лиманов . низкие затраты на их строив ш-ство (в 5-10 раз меньше стоимости регулярного орошения ), прос гота эксплуатации предопределяют перспективность лиманного орошения .зля пр< -изводства кормов.

Широко развернутая программа мелиорации земель а Поволжье . строительс i во крупных оросительных систем и оросительно - обводнительных каналов . открыли большие перспективы развития ломанного орошения и делает его устойчивой основой стабильного получения планируемых высоких урожаев кормовых культур ,сеяных и естественных луговых трав.

Строительство крупных систем лиманного орошения и использование :шя затопления транзитного сгока реки Волги с пропуском воды по Саратовскому о бв одни тел ь и о - оросительному каналу, а также малых рек G, и М.Узеней создает возможность гарантированного обеспечения водой в любые годы и в позднеосеннее и б рапневессннее время,а также в вегетационный период. Это создает основу стабилизации производства кормов и повышений продуктивности лиманов в два-три раза.

Лиманное орошение . проводимое в составе крупных оросительных систем затоплением ежегодно из рек Болы ной и Малый Узень , в Саратовской области занимает на начало 1998 г. площадь 25, ^ ты с л а в двух самых засушливых гого - восточных районах - Александровогайском и Новоузен-ском . Кроме того , в левобережных районах области имеется около 40 тыс. га лиманов, затапливаемых весной талыми (снеговыми) и паводковыми водами только в годы со средней и высокой обеспеченностью весен-пим стоком.

Главной проблемой в использовании лиманов Заволжья является интенсификация производства кормов в комплексе с применением приемов по сохранению и улучшению плодородия и эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв и природной среды.

В структуре использования лиманов около т')% площади используется под естественной луговой растительностью. Поэтому важной задачей в этой засушливой зоне являстся повышение продуктивности естественных лиманов , получение стабильно высоких урожаев сена на уровне 4-5 т/га путем проведения комплексной мелиорации лиманных лугов на основе ресурсосберегающего режима затопления, поверхностного улучшения травостоя механической обработкой дернины и внесения рациональной нормы минеральных удобрений.

В связи с зтим нами проводились исследования по разработке тех нотогни комплексной мелиорации естественных лиманов, обеспечиваюшеи получение высоких планируемых 4-4,5 т'га урожаев сена хорошего качества и предусматривающей проведение ресурсосберегающих режимов затоплена и улучшение эколого - мелиоративного состояния орошаемых почв Полевыеопыты проводились в ¡983-1986 и 1997-199В г.г на крупных естественных лиманах Малоузепской системы , как Урусов ,'Заря и <■ ул-танбек* расположенных в полу пустынной зоне Саратовского Заволжья.

Целью научн ^производственных исследований являлась разработка

оптимальных параметров мелиоративных приемов получения высоких планируемых урожаев сена на естественных лиманах в составе крупных систем лиманного орошения на основе ресурсосбережения и улучшения эко-лого-мелиоративного состояния орошаемых почв.

Цель достигалась решением следующих задач:

1. Определить оптимальным режим ранневесеннего затопления лугового травостоя, обеспечивающий формирование высокого урожая сена рациональное использование оросительной воды и улучшение эколого-мелиоративного состояния лиманов;

2. Разработать эффективный прием поверхностного улучшения естественных лиманов , способствующего омоложению злакового ¡равостоя и получению высоких урожаев сена ;

3. Выявить рациональную норму минеральной подкормки трав в комплексе приемов поверхностного улучшения лиманов для получения планируемых урожаев, улучшения качества кормов с экологически безопасным содержанием нитратов;

4. Изучить эколого - мелиоративную обстановку почв при длительном использовании естетственных лиманов в составе крупных систем лиманного орошения;

5. Определить агршнергетическую опенку производства кормов на естетственных лиманах, орошаемых из водохранилищ и рек.

Научной новизной работы является то , что впервые на естетственных лиманах Саратовского Заволжья , затапливаемых ежегодно из рек в составе крупных систем лиманного орошения разработана технология комплексной мелиорации природных лиманов на основе влаго и ресурсосбережения , повышения эколого - мелиоративного состояния и плодородия почв и получения высоких стабильных урожаев сена луговых трав . Установлены экологически и энергетически обоснованная норма затопления трав при весеннем затоплении лиманов,рациональные приемы механического рыхления почвы с целью омолаживания травостоя и околого-экономические

КОрмы минеральных удобрений.

Практическая ценности работы заключается в том. что разработаны и пре;итожены производству мелиоративные приемы повышения продуктивности естественных лиманов , обеспечивающие поучение урожайности лугового сена 4-4,5 т/га, рациональное использование водных ресурсов и удобрений . улучшение эколого - мелиоративного состояния и плодородия почв и производство экологически безопасных кормов с хорошим качеством. Производственная проверка и внедрение результатов исследований проводились в 1984-1990 гт. на лиманах Малоузенекой системы на территории СПК " Варфоломеевское г и С ПК "Новоузенекое" Александрове га иск ого района Саратовской области на площади 2654 га.

1. Обзор литературы по иптсисифпкатш производства кормов при лиманном орошении в Заволжье

1.1. Лиманное орошение,его значение и развитие в Заволжье

Лиманному орошению принадлежит важная роль в создании ус -тойчивой кормовой базы для животноводства в засушливых степных и полупустынных районах Заволжья . с 'но позволяет с максимальной отдачей использовать весенний сток талых вод и рек дня увлажнения почвы и получения высоких стабильных урожаев сеяных кормовых культур и трав, естественных лугов и пастбищ. В этой засушливой зоне России лиманное орошение является крупным резервом увеличения производства кормов .

Лиманное орошение представляет собой способ однократной весенней влагозарядки почвы водами местного стока , распределяемыми по орошаемой площади системой дамб , перемычек и других гидротехнических сооружении.

Лиманное орошение можно охарактеризовать и как одноразовое увлажнение почвы затоплением естественных замкнутых понижений тественные лиманы) и обвалованных и оборудованных гидротехническими сооружениями участков (искусственные лиманы) водами местного ст л м паводковыми водами степных рек.

Академик БА. Шумаков (!963) считает,что "лиманное орошение тго однократная весенняя влагозарядка почвы, использующая воды стока, как в местах его возникновения, так и на пути продвижения его по склону местности . I данное условие возможности устройства лиманного орошения-надежный снеговой покров, обеспечивающий весенний сток талых вод.

ГоБремсиное понятие о лиманном орошении - это одноразовое увлажнение почвы водами местного стока : талыми . стекающими с в; ¡ше

расположенных площадей,нлн водами речных паводков. А система лиманного орошения-совокупность инженерных сооружений ( плотины, пруды , водохранилища , водоудерживающне и водораспределительные валы , каналы , водосбросные сооружения и водообходы ), предназначенных для затопления площади лимана водами весеннего половодья (К.Б.Шумаков» 1990).

История лиманного орошения в сельском хозяйстве Заволжья насчитывает уже более 150 лет. Здесь оно вперые стало применяться в тридцатые годы XIX века в Иовоузенском уезде, и это дает возможность называть Заволжье родиной лиманного орошения (Б.Б.Шумаков. 1 925; И.В.Ларин, 1956).

Исторически сложившееся развитие лиманного орошения в Заволжье обусловлено отсутствием других источников дополнительного увлажнения , кроме вод местного стока соответствующим рельефом , дешевизной и простотой строительства и высокой его эффектны остью, позволяющей во многих районах решить в значительной части, а то и коренным образом .кормовую проблему.

Заметный сдвиг строительства лиманов в Заволжье относится после жесточайших засух и неурожаев 1879-1880 годов на период 1881- ¡891 годы, когда Министерством земледелия и государственных имуществ была организована гидротехническая экспедиция инженера И. И. Жилин-ского, которая построила ряд крупных лиманов,как Валуйский - 4600 га , Августовский , Малоузенский и Камышлакский - по 1000га (И.И.Жилнн-скийЛ 892). А позже,с 1906 по 1914 годы построены ряд глубоководных лиманов на руслах степных рек: Алтатинский-2040 га, Чертанлинскпй - 1086 га,Ильинский - 2899 га и другие! П.И .Бочаров, Н.Г.Воронин,1964;В.В. Иванов , 1968 ; Б. К. Алаторцев , 1971; И.С.Костин,!971 ;Л.М.Рыскина, 1979).

В 1951 - 1958 годы в Саратовской , Волгоградской и Самарской (Куйбышевской) областях, а также других зонах Поволжья - были построены ряд лиманов , орошаемых водами местного стока. Крупнейшей из них

является Александровоганекая система лиманного орошения около реки М.З зень, что обеспечивало затопление л утор., пастбищ и пашни на п то щади 32,6 тьге.га.

При эффективном использовании местного стока , формирующегося после весеннего снеготаяния,общая площадь лиманного орошения в засушливом Поволжье в 60-х годах достигла 156 тьге.га , что обеспечивало и этом регионе создание прочной кормовой базы для животноводства.

По мнению FLH-Островной ( 1970), H .H.Островной и В.Д.Бердышева (1984) величина местного стока при 50% обеспеченности составляет в Сыр-товом Заволжье в пределах 20-65 мм, а Прикаспийской низменности 10-25 мм.что составляет 30-50% всех -запасов воды в снежном покрове. Такие водные ресурсы весеннего местного стока с учетом сохранения окружающей среды степного ландшафта' могут обеспечить лиманное Орошение в часуш-ливой зоне Поволжья до 0,6 млн та. из которых 134 тыс.га приходится на Саратовское Заволжье.

При современном ведении сельскохозяйственного производства и увеличении площади распаханных земель происходит значительное снижение весеннего стока .Величина стока с распаханных полей Заволжья в 5 - V р,п меньше,чем с невспаханных площадей и многолетней залежи ( И.А.Кузник . I973;i i .А .Мосиенко, 1972 Л 984).

Главной особенностью современного развития лиманного орошения в Заволжье и Прикаспийской низменности является сочетание использования местного стока с механической подачей воды из крупных водохранилищ, степных рек и оросительно-обводнительных каналов от реки Волги (Н.Г.Во-поп и н, Ь. И Л уктаров, 1990 ).

Затопление лиманов из каналов оросительных систем и водохранилищ и создание гарантированного снабжения растений влагой - есть основа полз чеиия планируемых урожаев кормовых культур и луговых трав.

В ( apa iobckovs Заволжье построены и введены в эксплуатацию крупные системы лиманного орошения с подпитыванием по оросительным ка-

налам для осеннего или весеннего затопления из водохранилищ Большого и Малого Узеней в любые по обеспеченности стоком годы. К ним относятся Малоузенская система лиманного орошения на площади I 5. > тыс.га \ (ово-узенская сис тема площадью орошения - I .\6 тыс.га и Бурдияская система лиманного орогйения - 2,6 тътс,гл.

Дальнейшее расширение площади лиманного орошения на малопродуктивных выпасах Александровоганекого и Новоузенского районов согласно камеральным расчетам института ПриволШппроводхоза возможно до 150 ть!с.га .При этом затопление новых участков будет осуществляться из водохранилищ в бассейне рек Большого и Малого Узеней с пропуском волжской воды от Саратовского оросительно-обводн и веского канала им. Я.Е.Алексеевского и канала Комсомольской и Оеверо-Ершовской оросительных систем.

Подача воды изреки Волги в степные районы для орошения новых лиманных земель возрастет на 358 млн.мЗ (Н.Г.Воронин , Б.И. Тукщров, 1990).

Развитие лиманного орошения в степных и полупустынных районах Заволжья обосновано тем,что: оно выгодно отличается от регулярною орошения малыми энергозатратами и высокой эффективностью. Стоимость одного гектара лиманного орошения в 5-Ю раз меньше стоимости регулярного, а продуктивность в 2 - 5 раз ниже и окупаемость Капиталовложений в кормопроизводство значительно выше (В,С Дмитриев, 19 "0; Б.ь.Шумаков. 1984).

По своему образованию лиманы, что имеет важное значение для развития этого вида оронтсния.различаются: 1- естественные . представляющие собой замкнутые понижения степи с малыми уклонами поверхности -0.0002-0.0005. затопляемые стоком талых вод в период весеннего снеготаяния или подпитываемые из оросительных каналов , где произрастает ест�