Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Научно-экспериментальное обоснование оптимизации агрофизических свойств и структуры корнеобитаемого слоя почвы с целью повышения устойчивости урожайности сельскохозяйственных культур

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Научно-экспериментальное обоснование оптимизации агрофизических свойств и структуры корнеобитаемого слоя почвы с целью повышения устойчивости урожайности сельскохозяйственных культур"

российская академия сельскохозяйственных наук

о

Научно-производственное объединение «Подмосковье'

03

На правах рукописи

1 ? ;'^ц кй.ч

ШЕПТУХОВ Владимир Николаевич

НАУЧНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ОПТИМИЗАЦИИ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ КОРНЕОБИТАЕМОГО СЛОЯ ПОЧВЫ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.01 — общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени - доктора сельскохозяйственных наук

Немчиновка, Московская ебл., 1993

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Волгоградский сельскохозяйственный институт

Новочеркасский ордена «Знак Почета» инженерно-мелиоративным институт им. Л. К. Кортунова

На правах рукописи МАЗЕПА Михаил Викторович

ТЕХНИКА ВНУТРИДОЧВЕНИОГО ОРОШЕНИЯ

В УСЛОВИЯХ КРУТЫХ склонов МЕДВЕДИЦКО-ИЛОВЛИНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность: 06.01.02 — «Мелиорация и орошаемое земледелие»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 1992

Работа выполнена в Волгоградском сельскохозяйственном институте.

Научные руководители — член-корреспондент Российской академии сельскохозяйственных наук, доктор технических наук, профессор М. С. Григоров, кандидат технических наук, доцент Е. П. Боровой.

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор 10. П. ПОЛЯКОВ; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Н. А. Иванова.

Ведущая организация — «Волгогипроводхоз».

Защита состоится - 1992 г. в /^ час.

па заседании специализированного Совета К 120.76.01 в Новочеркасском ордена «Знак Почета» инженерно-мелиоративном институте им. Кортунова по адресу: 346409, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, ауд. 236.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю специализированного Со-

вета.

Автореферат разослан

1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Г. Н. Марты нен ко

."-.i'i'il^l ОБГ.АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность. Одной из главных задач в области сельского хозяйства на перспективу является рациональное использование земельных ресурсов, дальнейшее развитие мелиорации, повышение эффективности использования мелиоративных земель, экономное расходование оросительной воды. В связи с этим одной Lo первоочередных проблем, стоящих перед мелиоративной наукой является необходимость разработки и усовершенствования способов и техники полива, внедрение более передовых прогрессивных способов орошения сельскохозяйственных 1$гльтур.

Исследованиям многих ученых: В.Г.Корнева.В.Н.Кичигина, A.A. Богушевского, И.М.Астапвым, М.С.Григоровым.В.Г.Лабодой, Д.П.Гости-щеиш и другими была установлена эффективность воздействия внутри-почвенного орошения на развитие и продуктивность растений, повышение производительности труда на поливе в сравнении с поверхностным орошением и доядевадием. Внутрипочвенное орошение находит все более широкое примепение в сельскохозяйственном производстве во всем мире.

Внутрипочвенное орошение - это группа способов полива, при которых вода подается непосредственно в корнеобитаемый слой почзк через стыки трубок, различных типов прфоращш труб, поры стенок урла&чителей, проложенных на глубине 40 - 50 см от поверхности шн-вы. При этом способе полива дальнейшее увлатление яочвы от места подачи воды происходит вверх и в стороны под воздействием капиллярных сил, а вниз, частично, за счет капиллярных и, в большей степени гравитационных сил.

Внутрипочвенное орошение является одним из немногих способов, пригодных к применению в слоиннх рельефных условиях.

Опытами С.М.Перехрэста, В.П.Остапчика в хозяйствах Крымской ОМС:2.М. Масленников а, Я.Е.Хондрояниса - в условиях Средней Азии;

В.М.Еуачидзе, В.Н.Бокерия - в Грузии; Г.И. Ворониной - в Киргизии и другими доказаны важные технические преимущества подобных систем орошения в условиях крутых склонов.

Одной из главных причин, сдерскивапцих строительство систем ВПО является отсутствие рекомендаций по расчету и проектированию увлажнительной сета с оптимальными параметрами. Опыт вышеназванных исследований не всегда применим для территорий со сложным рельефом Среднего и Нижнего Поволжья. Специфика региона вызывает необходимость производства исследований в конкретных почвенно-климатичес-ких условиях.

Цель исследований. Основной целью исследований является разработка экономически эффективных техники и режима орошения для сисй тем внугрипочвеиного орошения на средних и легкосуглинистых почвах с уклоном местности превышашщм 0,001. Исследования важны для получения исходных данных при разработка рекомендаций на проектирование этой технологии, способствующих получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

Задачи исследований - обоснование элементов техники и параметре! сети внутрипочвенного орошения;

- исследование гидравлических характеристик трубчатых увлажнителей различных конструкций;

- изучение распределения влаги в активном'слое почвы при внут-рипочвенном орошении на крутых склонах;

- влияние водного режима почвы при ВПО на урожайность некоторых сельскохозяйственных культур;

- определение показателей экономической эффективности системы внутрипочвеннсго орошения.

При изучении внутрипочвенного орошения необходим^ исследовать влияние на процесс формирования увлажненного контура почвн гидрав лических показателей трубчатой сети и её конструкции.

Т^т^кая нлвизе?з, результатов диссертационной работе jaiuitma-ется в том, что впервые в условиях Волгоградской области для слоеных рельефных условий и среднесуглинистых почв, без близкого за-легьлия водоупора разработаны элементы техники внутрипочвеннс "О орошения. Исследован гидравлический режим работы внутрипочвенных увлажнителей, выполненных из различных материалов. На основании эксп-риментальных данных исследований получены эмпирические зависимости мезду основный! гидравлически™ характеристикам и расчи-така их достоверность.

Изучено формирование контура увлажнения в системе БПО на крутых склонах при различных поливных рентах и гидравлических параметрах, что позволило определить их оптимальные сочетания.

Разработан регам орошения суданской травы при внутрипочвен-ном орошении^ С помощьа дисперсионного анализа урожайности с/дан-, ской травы при различных поливных режимах и .инструкциях увлаяли-тельной сети определены оптимальные параметры конструкци;!.

Расчитана экономическая эффективность возделывания суданской травы при внутрипочвенном орошении на крутых склонах. IIa основании этого определены удельные показатели затрат и экономической эффективности ВПО.

Практическая ценность работы. Внелрение системы внутрипочвен-ного орошения в условиях сложного рельефа позволяет повысить }ро-кайность суданской травы на 21% и снизить водопотребление нэ производство единицы продукции на 27%.

Построенные номограммы дают возможность быстро и с достаточной точностью определить основные гидравлические параметры для различных конструкций увлахиительной сети.

Полученные данные могут быть использованы научно-исследовательскими к проектными организациями при проектировании систем БПО в

сложных рельефных условиях, а также специалистами хозяйств при эксплуатации аналогичных систем.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследована! прошли производственнуи проверку в совхозе "Лалшинс-гсий Котовского района Волгоградской области на площади I га. Экономический эффект составил 854 руб/га.

На основании результатов исследований и наших рекомендаций институтом "Болгогипроводхоз" составлен проект строительства участка внутрипочвенного орошения "Смородинский" площадью 49,5 га в совхозе "Латинский" Котовского района Волгоградской области.

Публикации. Материалы диссертации докладывались на научно-практических конференциях в Новочеркасском НИМИ в 1Э89, 1990; Саратовском СХИ в 1989; Волгоградское СХИ в 1988, 1989, 1990, 1991, 1992 годах.

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, общих выводов и' рекомендаций производству и 26 приложений. Общий объем диссертации 202 страницы, в том числе: рисунков 48, 12 таблиц, список использованных источников из 152 наименований, приложения на 37 стр.

Содержание работы. В первой главе "Состояние изученности внут-рипочвенного орошения" дано представление о внутрипочвенном орошении как способе полива сельскохозяйственных культур. Рассмотрены вопросы о принципах подачи и распределения поливной воды в почве при ЕЛО. Ей делены основные преимущества и недостатки этого способа орошения в сравнении с дождеванием и поверхностными поливами. Так применение систем внутрипсчвенного орошения представляет возможности непреркЕИО поддерживать необходимую влажность корнеоби-таемого слоя почва в течение всегб вегетационного периода, что

существенно влияет на подвижность и доступность влаги х 1 растений. Кроне того, создание оптимального воднсфизическсго режима почвы способствует активизации микробиологических процессов и,тем са!_гм - накоплении в активном слое почвы дополнительных питательных веществ. Преобладание восходящего передвижения влаги предохраняет верхние слои почвы от вымывания питательных веществ. Отсутствие воды на поверхности создает благоприятный рестм аэрации верхних слоев почвы, препятствует развитию грибков, вызывающих заболевание растений и сокращает период вегетации растений. Отмечено,что при применении ВПО на 35 - АС% достигается прибавка урожая сельскохозяйственна культур, по сравнению с традиционными методами полива.

Проанализировано развитие внутрнпочвенного орошения в России, начиная с опытов В.Г. Корнезва в 1923 г. по настоящее время. Рассмотрены различные конструктивные особенноеги систем ВПО как в г равнинных, так в предгорных и горных районах. Особое внимание уделено исследованиям-ученых на системах ЕГО со злояными рельефными условиями. Отмечено, что црименение систем ВПО на крутых склонах позволяет получить прибавку урожая винограда в среднем в 2,В5 раза, поливной кукурузы в 2,3 раза, озимой пшеницн в 1,8, лшерны на 20 4% по сравнению с дождеванием.

• На основании опыта предыдущих исследований определены цель и задачи исследований для конкретных почвенно-климатических условий Медведицко-Иловлинского междурачья.

' Во второй главе приводятся характеристика климатичес- тх условие., место, схема опытов и методика экспериментов.

Климат района исследований континентальный, колебания месячных и сезонных температур очень резкие.

По среднемноголетним данным среднегодовая температура воздуха +5,6°с, наиболее теплым месяцем является июль со среднемесячной

тсипературой +21,9°С, наиболее холодным - февраль со средней температурой -П,7°С.

Среднеыноголетнее количество осадков в виде дождя и снега составляет 392 ш. Распределяются осадки по месяцам в течение года крайне неравномерно. Большая их часть в летние месяцы (апрель - октябрь - 140 - 280 мм) под влиянием высоких температур воздуха £ значительной степени испаряется.

Среднегодовая относительная влажность воздуха составляет, 62?, в летний период она опускается до 4С$.

Характеризуя район исследований, следует сделать вывод, что для получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в данных ютматических условиях, необходимо проведение комплекса агротехнических мероприятий, направленных на сохранение и накопление влаги в почве. Этот процесс невозможен без пополнения запасов продуктивной влаги в почве путем проведения оросительных мероприятий.

Почвенный покров представлен каштановыми почвами и их разновидностями. Механический состав преимущественно- -■ еуглинис тый, с глубиной 40 - 100 см с прослойками плотного песчаника.

Почвы района исследований слабо гуыусированные, содержание гумуса в пахотном слое 1,24 - 1,62%, подпахотном слое 0,78 -1,59$. Содержание доступного фосфора в гумусовом горизонте в пределах 1,1 - 2,3 мг, калия от 16,8 до 33,6 мг на I г почвы, йлкость поглощения пахотного слоя составляет'12,6 - 16,2 мг -экв/л. Содержание поглощенного натрия не превышает 0,3-0,б£.

Почвы не засолены, содер-кание токсичных солей в двухметровой толще не превышает 0,03 - 0,04#, хлора - 0,002 - 0,004*, рН среды нейтральный.

Наименьшая влагоемкость в толще 0 - 50 си составляет 13,6-

Q

14,8 весовых процентов, в слое 50 - IÜ0 см в зависимости от ке-:санического состава варьирует от 13,5 до 20,5*. Коэффициент впи-THLaHHíi с поверхности за 1-й час опыта при влажности близкой к НВ не превышает 0,25 - 0,37 мм/мин, коэффициент фильтрации 0,27 м/сут.

С учетом механического состава и фильтрационных свойств почв для ооеспечения оптимального ре.жима увлажнения предусмотрена минимальная глубина закладки труб внутрипочвенного орошения - 0,5 м, и мероприятия по предотвращению просачивания портивши воды в "ижние слои почвенного профиля. С этой целью под увлажнителем устраивался против»фильтрационный экран из полиэтиленовой пленки шириной 25 - 30 см. Сверху увлажнитель также закрыт пленкой для предотвращения заиления и зарастшшя ко^ня-ми растений внутренней полости труб.

В стадии планирования эксперимента приняты к изучению две конструкции увлажнительной сети

ПерБая - увлажнитель сформирован из гончарных трубок диаметром 50 мм, длиной звена 330 мм,уложенных встык без : юляцич мест соединения. Подача иоливной воды в почву обеспечивается через стыки трубок. Вторая конструкция - увлажнитель выполнен из полиэтиленовой гофрированной цельной трубы диаметром 52 мм с точечной перфорацией диаметром 2 мм п шагом I см.

Внутрипочвенные увлажнители длиной 150 м каждый соединены по три штуки коротким трубопроводом в "гребенки" и пролог-ны по наименьшему уклону местности. Расстояния между увлажнителями в одной "гребенке" одинаковы, а в соседних различны - от 1,5 м до 2,0 м. Распределительный водовод, подающий поливную воду в увлажнители расположен по максимальному уклону местности. Перед каждой "гребенкой"на выходе из распределительного водовода уста-

нозлена регулирующая емкость с поплавковым клапаном, позволяющим поддерживать заданный напоЬ ь голове всех трех увлажнителей. Предусмотрена подача воды отдельно в любой из увлажнителей. Расстояние между "гребенками" -6 м, что исключает подтопление расположенных ниже по уклону повторностей опыта. Оголовки увлажнителей оборудованы съемными сетчатыми фильтрами.

Для изучения влияния пьезометрических напоров по длине ув-латантелей ка равномерность увлажнения почвенного профиля в прс дольном и поперечном направлениях построена опытно-полевая установка. Конструктивно - это мини-блок внутрипочвенного орошения состоящий из трех увлажнителей с различными расстояниями между ними. Система оборудована регулирующими и измерительными приборами и устройствами согласно методических рекомендаций по "Изучения внутрипочвенного орошения природными сточными водами и животноведческльи стоками" - M.I988.

Изучение вопросов формирования контура увлажнения в зависимости от конструкции увлажнителя и способа подачи поливной воды в почву, зоны увлажнения вокруг единичного выхода поливной воды в почву, в зависимости от выданной нормы и напора проводилось на лабораторной установке. Она была смонтирована в Волгоградском СХИ и представляла из себя грунтовый лоток с монолитом копирующим почвенные условия района исследований. В металлическом грунтовом лотке размерами 200 х 160 х 50 см с прозрачной фронтальной частью из органического стекла были проложены увлажнители исследуемых конструкций.

Полевые исследования на опытно-производственном участке ВПО проводились по общепринятым методикам. Физико-механическиэ и водные свойства почв определялись: - плотность почвы • циклометрическим способом; порозность - расчетным путем; наименьшую влагоем-

кость - методом заливных площадок; полную влагоемкость расчетным способом.

Учет урожайности проводился по методике Б.А. Доспехова, повторность всех опытов четырехкратная. Математическая обработка полученных данных проводилась с помощью корреляционного и дисперсионного анализов на ЭВМ с помощью прикладных программ по математической статистике. •

Особенностью полевых исследований явилось использование нейтронного влагомера ВНП-1 дте проведения измерений влажности почвы. Традициг-'ный термостатно-ь^совой метод, обладающий достаточно высокой точностью измерения влажности почвы не нашел применения из-за тяжелых условий бурения скважин для отбора проб почвы. Территория участка исследований изобилует просл-й-ками плотного песчаника на глубине 20 - ЮС см, который имеет большую твердость. Поэтому применение влагомера ВНП-1 значительно облэгчило процесс измерения влажности почт-'.

Перед началом исследований влагомер был протарпрован по почвеннга.1 разностям. Результаты тарировки подвер-чуты математической обработке на основе метода корреляционно-регрессивного моделирования, т.е.вывода конкретного математического уравнения, которое соответствовало бы г.сследуемым взаимосвязям. Полученные зависимости представлены в виде формул и графиков, удобных для практической работы. Проверь результатов измерений производилась термостатно-весовшл методом, опибки измерений не презьлали 2-5%.

В главе третьей рассмотрены некоторые аспекты динамики влажности при внутрипочвеннои орошении. В частности динамика влажности почвы после полива в завьсимооти от пьезометрического напора и распределение влажности почвы пос.*"1 полива по длине

Линии пьеэо; 175.0 | 174.9 | 174.8 | 174.7 | 174.6 ¡1 174.5 | 174.4 | 174.3 | гетрических нал асов по длине увлажнителя из полиэтиленовой труби. 1 -V---.----"С' " 1 ___. 1 ! | 1 г ! 1 ; :

Расстояние, м 5 20 25 25 20 5

Отметки оси увлажнителя Средний уклон оси ¿5 а з э=. а й * ■ к £ 1

увлажнителя Отметки установившейся линии пьезометрических напоров ---—----у " и.ЦЦ1<; Щ Н @ ' ■ £ 5 Ё

I - через 10 мин., 2 - 20, 3 - 30, 4 - 40, 5 - 70, б - 100, 7 - 130, 8 - 160, 9 - 190, 10 - 220 минут от начала полива ; II- ось увлажнителя, 12 - поверхность земли.

Рисунок I

увлажнителя.

Распределение пьезометрического капора по длине увлажнителя в течение полива, показанное на рисунке I, свидетельству!..' о его неоднородности. В первые 20 - 30 мин полива увлалиитель работает не всей длиной, на что указываем отсутствие показаний в к-ищевом пьезо;летре. В дальнейшем, через 70 мин после начала полива линия пьезометрического напора устанавливается в положение характерно практически для всего остального периода измерений. Графически это ломаная линия с экстренумом в центре увлажнителя, сре, дие уклоны крыльев составляют соответственно 0,0029 и - 0,0031.

Анализируя .динамику средней влажности почвы через 12 часов после полива по длине увлажнителя, представленную на рисунке 2, необходимо отметить совпадение характера изменения влажности почвы с линией пьезометрического напора на рисунке I. Это свидетельствует о влиянии пьезометричэскиго напора на распределение влажности почвы по д^тае увластлтеля. В поперечном профиле, с удалением от центра увлажнителя, это! процесс значительно снижается. Так в слое 4С - 80 см, на расстоянии 1,5м от ос: увлажнителя ниже по уклону, разность в показаниях влажности почвы в центре увлажнителя и крайних точках не прэвышаст

vfi.

В целом через 9-12 часов после полива происходит перемещение зоны капиллярного увлажнения от переферии к центр^ увлажнителя. Следует отметить неравномерность этого процесса по дифференцированным слоям почвенного контура. Так, в створе скважин, расположенных в 0,5 м от оси увлажнителя ниже по уклону в слое 0 - 40 см величина прироста влажности, по сравнению с.дополивным .периодом составила 17$, в слое 40 - 80 см - 33%,

Динамика средней влажности почвы по длине увлажнителя чепез 12 часов после окончания полива

в слое почвы 0 - 40 см

ргсстоямм от лек чвдикятеля, к. кз— 1.« «. и--».5 я. рэ-в.5 п.

52-1.« N. в-1.5 и. 5-2.« н.

25 5в 79

яасстояня«-от головы *8ляям*т<дя,н.

55

в слое почвы 40 - 80 см

яасстояии« от оси увлиэштяла, и. ь- 1.« к. и--8.3 и. ез-а.5 и.

И.в вз-1.5». а-г.9 *.

23 53 75

»....тоянн» от толоЫ У8/ЦХННТ>ЛЯ,И.

в слое почвы 80 ~ 130 см

еэ-- 1.1 «.

¡¿2-1.в к.

1 от оси *алахнятеля, м. ЕЗ—«.5 и. ЕЭ-в.5 и.

12-1.3 и." 0-2.я n

25 . 30 75

расстояние от голоВи челахнителя, н.

Рисунок 2

в слое ВО - 120 си - ЪЪ%. Основная масса поливной вода сосредоточилась в корнеобитаемом слсе почвы и полет быть используема продуктивно.

Геодезический уклон участка внутрнпочвенного орошения также оказывает влияние на распределение поливной воды в почвенном контуре. Так на расстоянии 1,0 м от оси увлажнителя показа-тэлп влажности почвы выше в слое 0-40 см на 2 - 12%, чем у створа скважин расположенного на 0,5 м ближе к увлажнителю. Этот процесс заметен в ранние периоды после завершения полива (7-12 час ) и в последующем позволяет сохранить достаточно высокий уровень влажности ( 80 - 91% от НВ) в слое С- 80 см после завершения полива.

В главе 4 рассмотрено формирование контуров увлажнения в зависимости от величина поливной нормы и конструкции увлажнителя. Для изучения влияния поливной нормы на формирование контуров увлажнения рассматривались поливные нормы 700 и 400 м^/га, как практически применимые з исследуемом режиме орошения суданской травы.

Для характеристики контуров увлажнения подсчитывались коэффициенты вертикального распространения Кв и формы Щ. Коэффициент Кв оценивает оптимальность контура увлажнения, это отношение верхней полуоси контура увлажнения к нижней. Коэффициент определяется отношением величины распространения контура увлажнения по высоте к тому же параметру по ширине. Значения коэффициентов Кв и Кф представлены в таблице I.

Рассматривая формирование контура увлажнения в зависимости от величины поливных норм, конструкции увлажнителя необходимо

t

отметить следующее:

о

I.Увеличение поливной нормы с 4С0 до 700 м /га позволяет

Таблица I

«орцированпе контуроЕ увлажнения в зависимости от величины псллвкоЧ нормы и конструкции увлажнителя

Полагая ! Время, ! норма, ! чао, ; Параметры контуров увлажнена

ы"/га

' после , ! "толива : ! ар- см ! а,,см! : л, см ! ! а, см: ! |а1^а2! ! А/3

Увлажнитель из гончарных трубок ( I вариант )

л о 26 118 144 ' 207 0,22 0,70

7 27 138 ' 165 207 0,20 0,80

12 26 153 179 172 0,17 1,04

24 24 148 172 141 0,16 1,22

72 18 119 137 93 0,15 1,47

120 10 37 47 32 0,27 1,47

3 32 123 155 23-1 0,26 0,66

7 34 147 181 245 0,23 0,74

12 27 169 196 238 , 0,16 0,82

24 27 148 175 214 0,18 0,82

72 23 123 146 173 0,19 0,84

120 10 40 50 54 0,25 0,93

Увлажнитель из п/э трубы ( 2 вариант )

3 27 46 73 184 0,59 0,40

7 30 85 116 201 0,35 0,58

12 24 7С 94 192 0.34 0,49

24 14 86 100 175 0,16 0,57

72 14 66 80 169 0,21 0,47

120 12 32 44 80 0,37 0,55

3 32 90 122 210 0,36 0;58

7 . 38 105 143 215 0,36 0,67

12 32 116 148 220 • 0,28 0,67

24 27 1О6 133 205 0,25 0,65

„ 72 20 90 . НО 152 0,22 О', 73

120 12 . 60 72 127 0,20 0,57

400

700

400

700

Г7

увеличить расстояние мехцу ув.лажнителямл па 20 - 30 сУ за счет возрастания абсииссн контура увлажнения, Одна!» при этом а среД~ нем вдвое возрастает количество поливной воды, утраченной на глубинную фильтрации, уменьшается величина коэффициента оптимальности Кв ( на 39 - 46$).

2.Конструкция увлажнителей и способ раздачи заду в почву оказывает влияние на форму контура увлатшешм, Пр'Л Поливе из увлажнителей, выполненных из гончарних трубок с поступлением воды через стыки ме-кду труб ката по сравнению с полиэтиленовый перфорированными трубами на 25 - возрастает интенсивность поступления воды в почву. Б результате контуры увлажнения на варианте I ирл прочих равных условиях больше по площади, чем в варианте 2. Причем качественные их показатели нгле. Значительное количество воды перемещается: в нкше слои почвы и теряется. Увлажнитель, выполгенкый из полиэтиленовых труб обладает более высоки,я показателями из рассмотренных вариантов.

Установление зависимостей расходов воды в увлажнителях от напора и конструкции производилось на опытно-полевой установке. Исследовались то ;::о две конструкт:;: увлажнителей при работе с напорами в голове от 20 до 70 сгд. В течение опыта поддерживались постоянны:.::: изучаемые напори в голове увлажнителя, контроль осуществлялся по пьезометра/,1. Определение расходов производилось с помощью протарированкых целевнх водосливов. Спкти проводились при установлен:::: исходной влашости почвы на уровне 75 - 8С$ ЯВ. .

Установлено, что полная стабилизация расходов воды в ла\с;п:телях происходит через 160 - 220 млн от начала полива. Величины установившиеся удельных расходов воды в голове увлажнителя из полиэтиленовых труб составили: для напора 0,7 м -

О,"IIГ л/с ка I и длп:ш увлат.нлтеля, для напора 0,5 м-0,С1С4 ' л/с, л"Я каисра С,5 м-0,ГС95 л/с, для напора 0,4 ы-С,СС62 л/с, для напора 0,3 и-~,0С69 л/с, для напора С,Г м-0,СС'56 л/с. 7.ля уЕла-.ш:теля выполненного из гоичарных трубок, удельные расходы после их стабилизации составили: при напоре 0,7 и -0,0154, при ьапоре О,С ы-0,0146, при напоре 0,5 м-0,014, при 0,4 м-0,0124, при 0,3 м-0,0105, при напоре 0,2 м-0,0С84 л/с на I м длины уЕлаглителя.

Натематическая обработка зависимостей расхода воды в голове увлажнителя от продолжительности полива при различных напорах проводилась методом регрессионного анализа на ЭШ. При • вычислении параметров корреляционно-регрессионной модели использован метод наименьших квадратов. При этом связь расхода с определяющими его факторами напором (Н) и Временем СТ) в общем воде записывается выражегшем: 0=ЗР(Н,Т). Область пригле-■ нения полученных зависимостей ограничивается по напору 11=0,2-0,7 м и по времени Т=1С-300 мин до появления установившегося расхода.

Особенностью расчетов является представление параметра времени (Т) как величины, обратно пропорциональной расходу (&). Так при Т-»«наступает полная стабилизация расходов води, а при Тг» 0, 6- "►««. Поэтому представление исходных данных по про-мени производилось в виде

Произведена оценка соответствия изучаемых зависимостей с расчитанными параметрами модели и качество связи результативного показателя с фактора!,и, обуславливающими его уровень. Для этого рассчитывались коэффициенты корреляции, парше и множественный, средние отклонения расчетного расхода от факта-

Номограммы для определения расхода воды в увлажнителях

А. из полиэтиленовых труб

60 50

40

30 20

л/о (л/мтич и) 1,34 (0,54)

1,20 (0,48) 1,10 (0.44)

0,95 (0,38)

0,81 (0,32)

0,6440,26) 0,56 (0,22)

= 0,335 + 1,276 н » 1,142 т

-I

т, кия

I Ю

160 5 • 220

15

20

25 30

40

'О 100 1?0 150

Н, ом

■70

60

50 4с

30

20

Б.из гончарных С}, л/с ( д/шш.м ) трубок

-- 1,"в (0.712)

1

» 0,619 ♦ г,53 и ♦ 1.614 Т

1,68 (0,672) 1,62 (0,648)

.1,43 (0,572) ч

\

1,234(0,492) ч

ч

- 0,95 ( 0,330)

>

0.34 (0,35)

Рисунок 3

веского.

Существенность коррелядионных отношен проверялась с помощью критерия Стьвдента.

Бее зависимости описывается уракением типа У=А«Х + и имеют высок :е показатели соответствия расчетных параметров эмпирическим. Существенность корреляционных отношений такие высока.

Параметры расчетных зависимостей показаны в таблице 2.

Пользуясь расчитанннми зависимостями можно подсчитать подачу оросительной воды за любой промежуток времени и при различных напорах,делать интерполяцию, экстраполяцию и определять расчетный расход воды в увлажнителе.

Для облегчения решения уравнений построзны номограммы из выравненных точек представленные на рис. "3 .

В главе 5 рассмотрены режим орошения и урожайность выбранной к исследованию сельскохозяйственной культуры. Посколь-ко хозяйство, в котором проводились научные работы имеет ориентацию на производство мясо-молочной продукции- основными е растениеводстве являются кормовые культуры, то к исследованиям принята суданская трава. Эта культура, при правильной агротехнике возделывания и мелиорации, обеспечивает получение стабильно высоких урожаев зеленой массы.

В течение исследований на опытно производственном участке ВПО в 1986-1989 гг возделывалась суданская трава сорта "Кс .шш1шская-541п. Технология возделывания суданской травы была общепринятой для данного региона. Для контроля получе-ной урожайности использовались данные по участку, орошаемому доздевальной машиной ДДА-ЮСШ и средними показателями по хозяйству. ■

Таблица 2

Зависимости расхода воды в. голове увлажнителей от конструкции, напора и продолжительности полиса

Расчетные параметры, н, т !.. -.•■•■-..-■ Конструкция увлаянитвлей

| из- полиэтиленовой трубы ! из гончарных трубок

!• ' а ! в ! а ! в

II = 0,2 и 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

Т = 10 мин 40 70 100 130 160 190

Установившейся расход

-29,01 -44,80 -49,77 -56,07 -59,42 -66,60

0,39

0,38

0,36

0,355

0,35

0,34

0,33

0,33

а

а + в т""^

29,73 ' 45,73 50,87 57,33 60,80 68,13 А + В Н

1,37 1,33 1,33 1,31 1,17 1,186 1,194 1,194

( я/о )

-41,996 -67,113 -71,44 .-80,67 -81,81 -е9,43

( л/с )

Э- = 0,33 + 1,14 Т1* 1,28 Н

0,717 0,702 0,570 0,660 0,639 0,624 0,621 0,621

&•= 0,62 + 1,31 ГТ+ 1,53 Н

42,07 60,53 73,07 82,53 83,73 91,-17

1,625

1,579

1,59

1,57

1,394

1,406

1,404

1,404

220

Макс;аилькая урожайность получена на варианте с использованием в качестве внутрипочвенных увлажнителей полиэтиленовых труб ж составила 75,3 т/га за три укоса суданской травы. Прибавка, но сравнению с дождеванием составила 20,3 т/га или 56,9%. Коэффициент использования оросительной вода б среднем

О

за года исследований составил 63,4 ы /т, что на 27% ниже, чем при дождевании. Оросительные нораа, в зависимости от условий года изменялись от 2000 до 5В00 ы3/га при применении поливных норм 100-700 ы3/га.

Отмечено снижение урожайности при увеличении расстояния между увлажнителями. Так при увеличении расстояния между увлажнителями с 1,5 до 1,75 и, в среднем, урожайность снизилась на 3,5^, а при дальнейшем увеличении расстояния до 2,0 и эта величина составила 6,4-13,2^. ,

На формирование урожая суданской травы оказывает влияние конструкция увлажнителя. Так при расстоянии 1,75 м меаду увлажнителями урожайность суданской травы выше на варианте с полиэтиленовыми увлажнителями, чем на варианте с гончарными трубками на II т/га.

Сравнение вариантов опыта производилось на основе дисперсионного анализа по методике Б.А.Доспехова для одно к двухфакторного метода на ЭВМ.

Лз анализа расчетов ложно сделать вывод, что внутрипоч-вепный полив - высокоэффек'швный метод орошения, применение которого дает значительное увеличение урожайности суданской травы - на 12,4-36,9$ по сравнению с дождеванием (55 т/га). Среди рассматриваемых вариантов внутрияочвенного орошения ■ оптимальным является вариант, у которого увлажнители выполнены из полиэтиленовой трубы с внутренним диаметром '52 мм

Тас'лица 3

Затраты и экономическая эффективность на возделывание суданской трави при внутршочвенном орошении и доадева-тш в совхозе "ЛашшкскиЯ"

Показатели на I га'

Довдеваниэ ЩА-Ш,

Внутрипочвенное орошение

ВАРИАНТЫ

ц/э трубы

Г

гончарнио трубка

расстояние мару уЕлаанителями, и

! ' 1.5 1 1.75 1 2,0 ' Г. 5 1 Т.75 1 2.0

Капитальные вложения, руб 2580,00 3658,4 3522,7 3404,3 32-3,2 2761,4 2630,5

Производственные затрат, руб 319,8 284,0 '278,2 267,3 261,4 242,7 238,8 «

Затрата труда, чел.. час— 112,2 70,7 " 73,1 69,0 68,8 65,9 63,7

Затраты поливной вода, куб.ц 6300 4490 4340 3550 4430 4190. 3750

УроваЙность, т 55,0 75,3 72,8 59,6 65,4 61,8 55,4

Стоимость- валовой продукции, руб 831,6 • 1133,5 " 1100,7 901,2 988,8 934,4 837,6

Стоимость цродутсциа на I чел.-чао, 16,1 15,06

ЕУ<5< '7,41 13,06 ' 14,37 14,18 13.15

Себестоимость I .ц, руб 0,58 0,38 0,38 0,45 0,40 0,39 0.43

Чистый доход, руб 511,8 854,5 822,5 633,9 727,4 691,7 598,8

Чистый доход на I чел. - час, руб 4,52 ' 12,09 11,25 9,19 10,57 10,50 9,40

Чистый доход на I руб,затрат, руб 1,60 3,01 2,96 2,37 2,78 2,85 2,51

а расстоянием 1,75 к межлу увлажнителями.

Е главе г-. представлен расчет экономической эффективкос-тг возделывания суданской трави при Енутрилочвенком орошении. ПрЕ расчете были определены необ: эдимые производственные затраты, в том числе стоимость вода, семян и связанных с ними затрат в соответствии с технологическими картами.

Нормы выработки, тарифные ставки и нормативные показатели принимались для производственных условий Волгоградской области. Кроме прямых, в общих расходах учтены прочие.и общехозяйственные затраты.

Затраты и результаты расчета экономической эффективности внутрипочвенного орошения показаны в таблице 3.

швода и падяовшя производству

1. Для данного региона, с присущими ему каштановыми почвами, представленными суглинками различного механического состава и значительными уклонами местности (выше 0,01) внутри-почвенное орошение наиболее эффективно. Его применение позволило повысить урожайность суданской травы на 12-37^ по сравнению со способа;,с; полива дождеванием. При этом достигается экономия оросительной воды на 21% и энергетических ресурсов на единицу получаемой продукции по сравнению с дождеванием, создаются более благоприятные условия водного режима почвы, механизации обработки поля и уходу за культурами.

2. Важнейшим фактором, определяющим качественную и количественную стороны процесса поступления и распределения вода в почве является способ подачи ее в корнеобитаемый слой. При больших поперечных уклонах участка орошения полив дождеванием может привести к водной и почвенной эррозпг

^едведицко-Иловлинского междуречья // Тезисы докладов научпо-произ-шдствеппой конференции /НИМИ. Новочеркасск, 1989. Т. 2. С. 23—24.

4. Распределение поливной воды в почвенном профиле при внутрипоч-зенпом орошении на крутых склонах // Сб. науч. тр. / Волгоградский ЗХИ. Волгоград, 1991. (в печати).

5. Режим орошения суданской травы на каштановых и светло-кашта-ювых почвах в условиях Волгоградской области // Вестник сельскохозяй-:твенной науки. 1992. (в печати).

Формат 60X84 1/16. Уч.-нзд. л. 1. Тир. 100. Зак. 510. Ротапринт. Типография Волгоградского сельскохозяйственного института