Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области

Нагорный, Владимир Афанасьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области"

На правах рукописи

РГ5 ОД

1 ~ 49Г 200

НАГОРНЫЙ Владимир Афанасьевич

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОРОСИТЕЛЬНЫХ НОРМ И РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ ЗЕРНОКОРМОВЫХ КУЛЬТУР В САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность: 06.01.02 - сельскохозяйственная мелиорация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов 2000

Работа выполнена на Государственном предприятии специализированного научного центра «Госэкомелиовод».

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук A.B. Колганов

Научный консультант - заслуженный мелиоратор РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Б.И. Туктаров

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Г.Г. Решетов, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В.А. Ярославский

Ведущее предприятие - Научно-исследовательский институт

сельского хозяйства Юго-Востока

Защита состоится « » июля 2000 г. в /О часов на заседании диссертационного совета Д. 120.72.01 в Саратовском государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова по адресу: 410600, г. Саратов, Театральная пл., 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ им. Н.И. Вавилова.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

¿/со/гф 2000 г.

А.И. Заварзин

/7JJJ- с?

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время развитие сельского хозяйства и мелиорации в России происходит в сложных экономических, экологических и социальных условиях. Однако обеспечение продовольственной безопасности страны невозможно без мелиорации почвы и развития орошаемого земледелия, т.к. наибольшая часть сельскохозяйственных угодий находится в засушливых районах, относящихся к зонам неустойчивого земледелия.

Саратовская область по своим почвенно-климатическим условиям относится к числу регионов, где важнейшим стабилизирующим фактором сельскохозяйственного производства является орошение. При соблюдении научно обоснованных систем земледелия и технологий орошения здесь возможно обеспечение высокой продуктивности сельскохозяйственных угодий, в 2-3 раза превышающих выход растениеводческой продукции с богарных земель. Однако за последнее десятилетие в области происходят уменьшение орошаемых площадей и изменение структуры посевов.

Актуальность проблемы совершенствования орошаемого земледелия в рамках данного исследования состоит также в применении принципиально новых теоретических позиций при обосновании моделей расчета элементов водного баланса почвы, основанных на комплексном моделировании биологического и геологического круговорота воды и химических элементов, научном обосновании и установлении достоверной системы норм и режимов орошения, дифференцированных по территории, меняющихся в пространстве, с вероятностными (прогнозными) их значениями и колебаниями в многолетнем периоде и соблюдением экологических требований.

Целью и задачей исследования является методическое обоснование и разработка моделей расчета оросительных и поливных норм

для Саратовской обл., отвечающих требованиям ресурсосбережения и экологической устойчивости агроландшафтов. Для достижения поставленной цели потребовалось:

произвести оценку природной тепло-, влагообеспеченности земельного фонда области по коэффициенту увлажнения Ку, установить его территориальную изменчивость и выделить агроклиматические зоны с идентичными параметрами орошения;

установить средние многолетние и вероятностные (для лет 5-, 25-, 50-, 75-, 85- и 95 %-й обеспеченности) значения суммарного во-допотребления и оросительных норм (дефицитов водопотребления) зернокормовых культур (пшеницы, кукурузы, люцерны) как основы водосберегающего и экологически безопасного орошения;

установить зависимость суммарного водопотребления зернокормовых культур от коэффициента природного увлажнения Ку с целью определения их территориальной изменчивости;

провести районирование территории области по размерам суммарного водопотребления и оросительных норм, установить их изменчивость во времени, т.е. их значения в разные по влагообеспеченности годы;

установить оптимальные режимы орошения зернокормовых культур для различных по влажности лет, отвечающие требованиям водосбережения и экологической безопасности, и районировать их по природным (агроклиматическим) зонам области.

Объект и методология исследования. Объектом исследования являются орошаемый и перспективный для орошения земельный фонд Саратовской обл., ландшафтно-географические и климатические данные региона, режимы орошения основных возделываемых сельскохозяйственных культур.

Теоретическую основу исследований составили работы естествоиспытателей русской классической школы: В.В. Докучаева, П.А. Костычева, В.Р. Вильямса, К.А. Тимирязева, А.Н. Костякова и др.

Основа методологии исследований - системный подход, балансовые методы, методы математической статистики и теории вероятностей. Количественные оценки состояния и функционирования объекта исследований дополняют качественные оценки.

Методикой предусматривалась проверка теоретических выводов, формализованных расчетных моделей и формул экспериментальными и полевыми опытами, которые проводились ведущими научно-исследовательскими и производственными организациями отрасли.

Научная новизна исследований заключается в комплексной оценке природных ресурсов и районирование области по ресурсным

параметрам, определяющим целесообразность развития и эффективность орошения. Установлены эмпирические связи нормативных параметров орошения с коэффициентом природного увлажнения Ку, позволяющие определить средние многолетние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления и оросительных норм зернокормовых культур для любого пункта в пределах границ области.

Определены оптимальные (эрозионно допустимые) поливные нормы и разработаны дифференцированные территориально и по годам режимы орошения зернокормовых культур, обеспечивающие водосбережение и экологическую безопасность орошения в области.

На защиту выносятся:

результаты оценки (пространственно-временные модели) природной тепло-, влагообеспеченности, испаряемости, атмосферных осадков и коэффициента увлажнения территории Ку Саратовской области.

результаты экспериментального обоснования методики расчета оросительных норм зернокормовых культур, дифференцированных территориально по годам 5-, 25-, 50-, 75-, 85- и 95 %-й обеспеченности, как основы для водопользования и установления лимитов водопотребления;

водосберегающие, экологически безопасные поливные нормы и режимы орошения зернокормовых культур для различных природных зон и разных по увлажненности (влагообеспеченности) лет, обеспечивающие поддержание оптимальной влажности почвы и стабилизацию урожайности указанных культур на орошаемых землях.

Практическая значимость работы заключается в использовании научно обоснованных параметров орошения зернокормовых культур, дифференцированных территориально и во времени. Это позволит обеспечить значительное водосбережение и улучшение экологического состояния орошаемых земель, а также стабилизировать их продуктивность. Разработанные (для почвенно-климатических условий области) нормы и режимы орошения зернокормовых культур дают возможность оптимизировать водохозяйственные расчеты и использовать их при технико-экономическом и экологическом обосновании параметров оросительных систем, что обеспечит реализацию планирования и рационального водопользования в орошаемом земледелии области.

Апробация работы прошла на:

секции научно-технического совета министерства сельского хозяйства и продовольствия Саратовской обл. (г. Саратов, 1996-1999 гг.);

всероссийском совещании «Проблемы мелиорации водного хозяйства и экологии в свете экономической реформы» (г. Москва, 1975 г.);

научно практической конференции «Комплексные мелиорации степной зоны и экология» (г. Волгоград, 1998 г.);

всероссийском совещании работников водохозяйственных организаций «Ресурсосберегающие технологии и техника для эксплуатационных организаций в рыночных условиях работы» (Московская обл., г. Коломна, 1998 г.);

региональном научно-практическом семинаре в Сибирском научно-исследовательском институте мелиорации «Актуальные вопросы мелиоративного освоения земель» (г. Красноярск, 1998 г.);

региональном научно-практическом семинаре во Всероссийском институте риса «Повышение эффективности мелиорируемых земель» (г. Краснодар, 1998 г.);

научно-технических совещаниях, проводимых Депмелиоводхо-зом Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ (г. Коломна, 1997-2000 гг.);

научно-практической конференции «Анализ работы мелиоративного комплекса Саратовской области за 1999 год и пути повышения эффективности использования орошаемых земель» (г. Саратов, 2000 г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 9-ти печатных работах, в том числе в 1 монографии.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованной литературы, содержит /£/ стр., в том числе 44 таблицы и 19 рисунков. Библиографический список включает в себя МО наименовании, в том числе с3 работ иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена рассмотрению и оценке природных ресурсов, их зональному распределению по территории области и влиянию на развитие и эффективность орошения. Особенность природных условий области состоит в разделении ее территории на Правобережье р. Волги, занятое пологоволнистой поверхностью Приволжской возвышенности, переходящей на крайнем западе в Окско-Донскую низменность, и Заволжье (к востоку от р. Волги), представляющее собой низменную равнину, на юго-востоке входящую в Прикаспийскую низменность. По физико-географическому райони-

рованию H.A. Гвоздецкого на территории области отмечаются природные условия, характерные для лесостепной, степной и полупустынной зон.

Согласно районированию, при весьма благоприятных почвенно-климатических условиях для успешного ведения земледелия требуется повсеместное развитие орошения с учетом засоленности и солонцева-тости почв в южной части области. Для более полного научного обоснования и оценки природных ресурсов области с целью рационализации и интенсификации сельскохозяйственного производства за счет орошения, необходимо установить расчетные показатели ресурсов тепла и влаги, а также теоретически обосновать процессы влагообмена в агроценозах и почвах, являющиеся основой для определения норм орошения и их дифференциации по территории и во времени.

Вторая глава включает разработку методики оценки расчетных показателей природных ресурсов (испаряемости, осадков, соотношения тепла и влаги в виде коэффициента увлажнения Ку), а также обоснование агроклиматического районирования области.

Испаряемость является показателем, определяющим энергетические ресурсы климата, и одним из главных параметров при расчете суммарного испарения. В большинстве методов определения этого показателя использовались эмпирические связи испаряемости с суммой температур воздуха, с суммой дефицитов влажности воздуха или с элементами теплового баланса орошаемой поверхности (Т.К. Льгов, И.А. Кузник, A.M. Алпатьев, С.М. Алпатьев, В.П. Остапчик, B.C. Мезенцев, М.И. Будыко, Г.Т. Селянинов, М.Н. Багров, А.Р. Константинова и др.). Недостатки предложенных зависимостей, приводящие к ошибкам в расчетах норм орошения, проанализированы в работах А.Р. Константинова.

В настоящее время широкое распространение получили комплексные методы расчета испаряемости, в которых используются одновременно элементы водного и теплового балансов деятельного слоя почвы, а также динамические показатели атмосферы (методы С.И. Харченко, X.J1. Пенмана, Н.В. Данильченко и др.). В данной работе принят метод Н.В. Данильченко (ВНИИ «Радуга»), согласно которому расчетная формула для определения испаряемости имеет вид:

Е = Ktdf(v), (1)

где Е - испаряемость, мм; Kt - энергетический фактор испарения, мм/мб; d - дефицит влажности воздуха, мб; f(v) - ветровая функция, учитывающая влияние скорости ветра на интенсивность испарения.

Входящие в формулу (1) факторы определяются по следующим зависимостям:

где I - среднесуточная температура воздуха за расчетный интервал, °С; 1а - упругость насыщенного пара при этой температуре, мб, А -относительная влажность воздуха, %; У2 ~ скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли, м/с.

Для определения испаряемости в конкретных условиях, в работе использованы декадные значения температуры и относительной влажности воздуха, скорости ветра с марта по октябрь за 40-45-летний ретроспективный период по 23 метеостанциям Саратовской и пограничных с ней областей.

По данным статистической обработки (по методике ВНИИ «Радуга») автором получены средние многолетние и вероятностные (обеспеченные) значения испаряемости, а также показатели их достоверности и вариации.

Территориальная изменчивость средней многолетней испаряемости (потенциальной эвапотранспирации) за период с температурой воздуха выше +5 °С

В работе представлено районирование территории области по средней многолетней испаряемости (см. рисунок) и разработана таблица вероятностных (обеспеченных) ее значений (табл. 1), позволяющая оценить изменчи-

К,= 0,0061 (25+0 1.(1-0,01 А);

ЯМ = 0,64(1 0,19У2),

(2)

(3)

(4)

пость испаряемости по годам различной увлажненности, от влажного до острозасушливого (от года 5 %-й обеспеченности до года 95 %-й обеспеченности).

Таблица 1

Вероятностные (обеспеченные) значения испаряемости Е0

Средняя многолетняя Е0, мм Вероятностные (обеспеченные) значения Е0 по годам влагообеспеченности мм,

5%-й 25 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й

600 420 510 600 690 750 860

650 440 550 650 740 810 930

700 470 590 700 800 880 1000

750 500 630 750 860 940 1060

800 540 680 800 920 1010 ИЗО

850 570 720 850 970 1060 1180

900 620 770 900 1030 1120 1240

950 670 820 950 1080 1170 1290

Установлено, что в средний год испаряемость, характеризующая энергетические ресурсы климата за теплый период, увеличивается от 600-700 мм в лесостепной зоне до 1000 мм и более в сухостепной и полупустынной. По сравнению со средней многолетней испаряемость во влажные годы как в лесостепной зоне, так и в степной и сухостепной в 1,2—1,5 раза ниже, а в острозасушливый и сухой годы в 1,2-1,4 раза выше средней многолетней (табл.2).

Таблица 2

Уравнения связи испаряемости Е, мм, и коэффициента Ку

Год _Уравнения связи Е= Г(КУ), мм

Влажный Е5% = 1116- 223 9Ку + 1765Ку*

Средневлажный Е25 %= 1278-2290Ку+ 1666Ку2

Средний Е50%= 1403 - 2222Ку + 1432КУ2

Среднесухой Е75%= 1532 - 2091Ку + М05Ку2

Сухой Е85./= 1598 - 2000Ку + 908КУ2

Острозасушливый Е95 ./„= 1706- 1865Ку + 615КУ2

Количественная оценка испаряемости показывает, что в Саратовской обл. энергетические ресурсы климата достаточны для ведения высокоэффективного земледелия в любые по природному увлажнению годы.

Ресурсы влагообеспеченности земельного фонда области, зависящие в основном от атмосферных осадков, понижаются за теплый

период года - от лесостепной зон к степной и сухостепнои в среднии год от 320 мм до 220 мм. Во влажные годы по всей территории величина осадков в 1,3-1,6 раза выше, а в сухие и острозасушливые годы в 1,5-2,0 раза ниже средних многолетних.

В качестве комплексного показателя оценки избытка или недостатка тепла и влаги на территории области а, следовательно, потребности в орошении, принято соотношение водных и тепловых ресурсов, характеризуемое коэффициентом увлажнения Ку Из рассмотренных нами авторов (Г.Т. Селянинов, П.И. Колосков, Д.И. Шашко, М.И. Бу-дыко, Н.В. Данильченко, Л.В. Дунин-Барковский и др.) выбран метод определения коэффициента увлажнения Ку, предложенный Н.В. Данильченко, исследованный, широко апробированный и применяемый в разных регионах России. Для оценки природной тепло-, влагообеспе-ченности территории по этому методу использована зависимосимость:

(з,

где Ку - коэффициент увлажнения за период с температурой воздуха выше 5 °С С > 5 °С); - активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода температуры воздуха через .+5 °С), мм; Р - количество атмосферных осадков за расчетный период, мм; Е - испаряемость (потенциальная эва-потранспирация) за тот же период, мм.

В отличие от методов других авторов, для оценки тепло-, влаго-обеспеченности территории по Ку производится многофакторное ее обоснование с использованием температуры и влажности воздуха, скорости ветра, атмосферных осадков, влажности почвы.

Коэффициент увлажнения Ку сопрягается с составляющими водного и теплового балансов. Уравнения связи среднего многолетнего Ку с испаряемостью и атмосферными осадками позволяют оценить размеры этих элементов в любой точке территории области в разные по влажности годы (табл. 3, 4).

Таблица 3

Уравнения связи количества осадков Р, мм, и коэффициент Ку

Годы__Уравнения связи Р = мм

Очень влажный Р5% =-826,51КУ2 + 1088,2Ку + 128,15

Влажный Р,5И= -675,45КУ2 + 937,64Ку + 108,05

Среднев дажный Р25 % =-591,06КУ2 + 851,03 Ку + 94,84

Средний Р -453,95КУ2 + 705,4КУ + 70,164

Сухой Р85./.= -374,44КУ2+ 613,53Ку + 40,56

Острозасушливый Р95% = -306,24 Ку2 + 529,63Ку+ 2,61

В третьей главе дается обоснование применения биоклиматического метода расчета водопотребления, приводятся количественные значения средних многолетних и вероятностных (обеспеченных) величин, их территориальная изменчивость, корреляция с опытными данными, а также уравнения связи суммарного водопотребления с коэффициентом увлажнения Ку для практических расчетов по конкретным объектам.

В работе для определения суммарного водопотребления (эва-потранспирации) принята методика Данильченко Н.В., представляющая собой усовершенствованный биоклиматический метод, учитывающий одновременно влияние климатических и биоценотиче-ских факторов. Основу метода составляет следующее уравнение:

Ev = ЕКбК0, (6)

где Ev - суммарное водопотребление, мм; Е - испаряемость (потенциальная эвапотранспирация), мм; Кб — биологический коэффициент, характеризующий роль растений в расходовании влаги сельскохозяйственным полем; К> - коэффициент, учитывающий изменение микроклимата сельскохозяйственного поля под влиянием орошения.

Особенность расчетной модели состоит в использовании подтвержденного опытами и теоретическими работами факта пропорциональности суммарного водопотребления (суммарного испарения) максимально возможному испарению (испаряемости) с оптимально увлажненной поверхности поля, в то время как в большинстве других модификаций (УкрНИИГиМ, ВолжНИИГиМ и др.) принимаются суммы дефицитов влажности воздуха, либо суммы температур воздуха, что приводит к существенным ошибкам, особенно при нормировании орошения (А.Р. Константинов).

Биологические коэффициенты Кб, рекомендуемые в принятой методике, адаптированы применительно к почвенно-климатическим условиям Саратовской обл. на основе использования опытных данных, полученных как непосредственно на территории области, так и в других близких по природным условиям регионах (Н.В. Данильченко, Г.Л. Льгов, И.П. Кружилин, И.А. Кузник, М.Н. Багров, И.С. Костин, М.С. Филимонов, Л.А. Косова, В.Т. Морковин, А.Р. Константинов, С.М. Алпатьев, В.П. Остапчик, Г. Сенчуков, А.П. Дорохов и др.).

Использованные в расчетах биологические коэффициенты зер-нокормовых культур дифференцированные по природным зонам, изменяются: в лесостепной зоне для зерновых колосовых от 0,74-0,79 в начале вегетации до 1,06-1,07 в середине и до 0,56 - в конце вегетации; для люцерны - от 0,82 в период возобновления вегетации и после

укоса, до 1,07 в фазы бутонизации (перед укосом); в степной зоне для зерновых колосовых от 0,66-0,72 в начале вегитации до 1,08 в середине и до 0,57-0,64 в конце; для люцерны - от 0,75 до 1,08.

Представленные биологические коэффициенты характерны для средних многолетних условий. В конкретные годы используются текущие коэффициенты Кбг, определяемые по зависимости:

Кя; - К

бо

0,21^ + 0,79 Е:

(7)

где К6о - средний многолетний биологический коэффициент для расчетного периода (декады); Е0 - средняя многолетняя испаряемость за расчетную декаду, мм; Е1 - фактическая испаряемость за тот же период в реальном году, мм.

Микроклиматические коэффициенты К0, зависящие от размера орошаемой площади и коэффициента увлажнения Ку, полученные в опытах, изменяются на протяжении вегетации от 1,0 до 0,8, что приводит к снижению суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур под влиянием орошения в лесостепной зоне на 5-10 %, в степной — на 10—20 %.

Модели суммарного водопотребления зерновых и кормовых культур разработаны автором по принятой методике за 35-45-летний период предыстории. Одновременно произведена статистическая обработка результатов и установлены вероятностные значения суммарного водопотребления Еу для лет 5-, 25-, 50-, 75-, 85- и 95 %-й обеспеченности. Районирование среднего многолетнего суммарного водопотребления зернокормовых культур по территории области представлено в виде карт, а его вероятностные значения приводятся в таблицах (для люцерны - табл. 4).

Произведена статистическая оценка расчетных значений суммарного водопотребления зернокормовых культур. Для люцерны, например, коэффициент вариации Су равен 0,1-0,2; средняя квадратическая ошибка Су (ЕСу) не превышает 11-12 %; оценка точности среднего многолетнего значения Ехо не выходит за пределы 3 %, т.е. статистические характеристики подтверждают надежность и достоверность принятых рядов расчетных значений суммарного водопотребления. Незначительные колебания статистических параметров в многолетнем периоде свидетельствуют о достаточности 40-45-летнего эмпирического ряда для установления кривой вероятности (обеспеченности). При этом следует отметить, что для каждой культуры длина статистически достоверного ряда различна.

Таблица 4

Вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления люцерны на сено, Е„ мм

Вероятностные (обеспеченные) значения Еи мм, в годы влагообеспеченности

5%-й 25 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й

390 450 500 570 600 650

430 490 540 610 640 690

460 520 580 660 690 750

490 550 620 700 740 800

520 590 660 750 790 850

550 620 700 790 830 900

580 660 740 830 870 940

Группировка значении суммарного водопотребления зернокор-мовых культур по природным (афоклиматическим) зонам произведена посредством установления зависимостей между Еу и Ку и дифференцирования значений Еу согласно диапазонам изменения Ку по природным зонам (табл. 5).

Таблица 5

Суммарное водопотребление мм, по природным зонам Саратовской обл.

Суммарное водопотребление, мм,

Природная Ку п ри обеспеченности

зона 5 %-й 25 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й

1 2 3 4 5 6 7 8

1, Люцерна прошлых лет на сепо

Сухостепная 0,21-0,30 550 620 700 780 830 900

Степная 0,31-0,40 480 540 610 690 730 800

Степная 0,41-0,50 430 490 550 620 660 730

Лесостепная 0,51-0,60 400 460 510 570 610 670

2. Озимая пшеница

Сухостепная 0,21-0,30 27 0 300 330 350 370 400

Степная 0,31-0,40 260 290 320 340 360 390

Степная 0,41-0,50 250 280 310 330 340 370

Лесостепная 0,51-0,60 240 270 300 320 330 360

3. Кукуруза на силос

Сухостепная 0,21-0,30 370 420 460 500 520 570

Степная 0,31-0,40 340 380 420 460 480 520

Степная 0,41-0,50 320 360 400 430 450 490

Лесостепная 0,51-0,60 300 340 380 410 430 460

Расчетные значения суммарного водопотребления орошаемых культур были сопоставлены с опытными данными, полученными на территории области (И.А. Кузник, М.Н. Багров, И.С. Костин, М.С. Филимонов, Г.С. Ефимов, JI.A. Косова, В.Т. Морковин и др.). Расчетные значения суммарного водопотребления, как правило, ниже опытных, полученных, в основном, с применением метода водного баланса за короткие периоды времени и вытекающими из этого погрешностями.

Среднее многолетнее суммарное водопотребление люцерны изменяется с северо-запада на юго-восток области, увеличиваясь от 500 мм до 740 мм. Суммарное водопотребление люцерны во влажный (5 %-й обеспеченности) и сухой (95 %-й обеспеченности) годы на большей части территории области отличается от среднего многолетнего на 150-200 мм.

Полученные значения по суммарному водопотреблению зерно-кормовых культур представляют собой исходные данные для расчетов норм орошения.

В четвертой главе обоснованы методики и разработаны оросительные нормы зернокормовых культур, обеспечивающие водосбере-жение и экологическую безопасность оросительной мелиорации в почвенно-климатических условиях области.

Для установления оросительных норм использована расчетная модель, согласно которой оросительная норма нетто принимается равной сумме за вегетационный период подекадных или пофазных дефицитов водопотребления культуры:

AEv = MHT = lALvi, (8)

где АЕУ - суммарный за вегетацию дефицит водопотребления культуры, в мм или м3/га; М1ГГ - оросительная норма нетто, в тех же единицах; ALví - дефицит водопотребления за выбранный расчетный период (месяц, декада).

Данная модель позволяет учитывать не только погодные условия различных периодов вегетации, но и особенности суммарного испарения в различные фенологические фазы развития растения.

Декадный дефицит водопотребления Муд определяется по общепринятому уравнению водного баланса с использованием суммарного водопотребления, количества атмосферных осадков Р, запаса влаги в расчетном слое почвы на начало расчетной декады капиллярного подпитывания из грунтовых вод G при близком их залегании, мм.

Активные влагозапасы Wa устанавливаются по формуле:

Wa = WHB(^-Po)hr, (9)

где \¥нв - влагозапасы в метровом слое почвы при наименьшей вла-

гоемкости, мм; |х — коэффициент фактического насыщения почвы влагой на начало расчетной декады; ро - допустимый (предполив-ной) порог иссушения почвы в долях от НВ; Ьг - расчетный слой почвы на начало декады, изменяющийся на протяжении вегетации соответственно росту корневой системы растений.

Использование грунтовых вод в при близком их залегании принимается равным:

0 = ЕУ&, (10)

где Еу - суммарное водопотребление за декаду, мм; коэффициент капиллярного подпитывания в долях от Еу, зависящий от глубины залегания грунтовых вод, механического состава почв, толщи аэрации и глубины распространения корневой системы растений.

Коэффициенты и параметры, входящие в формулы (9) и (10), приняты согласно данным экспериментов, выполненным на орошаемых землях области.

Установленные оросительные нормы нетто зернокормовых культур, дифференцированные территориально по природным зонам и во времени (в разные по обеспеченности годы), приводятся в табл. 6.

Таблица 6

Дефициты водопотребления (оросительная норма нетто \1НТ = ДЕ„ мм) зернокормовых культур в разные по влажности (обеспеченности) годы

Природная зона Коэффициент увлажнения Дефицит водопотребления ДЕ„, мм, при обеспеченности Статистические характеристики ДЕУ

5 %-й 25 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й а е„, % е», %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Зерновые колосовые

Сухостепная 0,21-0,30 80 140 190 230 260 300 0,32 12 4,9

Степная 0,31-0,40 50 110 160 200 220 260 0,38 12 6,0

Степная 0,41-0,50 20 80 140 180 200 230 0,52 13 8,0

Лесостепная 0,51-0,60 10 60 120 160 180 210 0,58 12 8,6

Лесостепная 0,51-0,60 20 80 150 210 240 290 0,53 12 7,7

Кукуруза на силос

Сухостепная 0,21-0,30 140 220 290 350 380 420 0,28 12 4,4

Степная 0,31-0,40 90 160 230 290 320 370 0,34 12 5,4

Степная 0,41-0,50 40 120 190 250 280 330 0,50 13 8,0

Люцерни па сено

Сухостепная 0,21-0,30 270 380 470 580 650 730 0,29 12 4,6

Степная 0,31-0,40 150 260 350 450 510 590 0,34 12 5,3

Степная 0,41-0,50 70 170 260 350 400 480 0,48 12 7,5

Лесостепная 0,51-0,60 30 120 210 300 340 400 0,51 12 7,7

Средние многолетние и вероятностные значения оросительных норм получены расчетами на ПК с использованием многолетних рядов исходных данных по 23 метеостанциям, расположенным на территории Саратовской и пограничных с ней областей.

Помимо вероятностного анализа многолетних рядов оросительных норм были вычислены статистические характеристики, показанные в табл. 6: коэффициент вариации, который оказался равным 0,28-0,50 для степной и 0,51-0,58 для лесостепной зоны. При этом допустимая относительная средняя квадратическая ошибка составила 12-13 % при длине рядов исходных метеорологических данных 40-45 лет; оценка точности среднего многолетнего значения составила 4,5-8,5 %. Довольно высокие коэффициенты вариации свидетельствуют о значительных колебаниях оросительных норм во времени и необходимости учета этих колебаний во всем диапазоне их изменчивости при проектировании новых систем орошения, а также реконструкции и эксплуатации существующих.

Для установления оросительной нормы заданной обеспеченности для любого объекта на территории области разработаны уравнения связи ДЕу = Г(КУ), приведенные в табл. 7. Они позволяют определить оросительную норму для любого пункта на территории области при известном значении коэффициента увлажнения Ку.

Таблица 7

Уравнения связи оросительных норм с коэффициентом увлажнения К,,

Увлажненность (обеспеченность года) _АЕу = ДКУ)

Озимая пшеница

5 %-я ДЕУ = 230~740Ку + 609Ку2

25 %-я ДЕу = 230-650Ку + 455Ку2

50 %-я ДЕу = 306-559КУ + 349К/

75 %-я ДЕу = 331-469КУ + 261 Ку2

85 %-я ДЕу = 344-430КУ + 226КУ2

95 %-я ДЕу = 363-373Ку + 171Ку2

Кукуруза на силос

5 %-я ДЕу = 383-1214КУ + 1000КУ2

25 %-я ДЕу = 450-1064Ку + 728Ку2

50 %-я ДЕу = 510-1033КУ + 676К 2

75 %-я ДЕу = 541-889Ку + 534К/

85 %-я ДЕу = 555-820Ку + 468Ку2

95 %-я ДЕу = 541-542К„ + 167К2

Окончание табл. 7

Увлажненность (обеспеченность года)__ДЕу = ЯКУ), мм

Люцерна на сено

5 %-я ДЕУ = 683-2153 Ку + 1754КУ2

25 %-я ДЕУ = 810-2156Ку + 1640Ку2

50%-я ДЕУ = 915-2173Ку + 1574Ку2

75 %-я ДЕУ = 1031—2210КУ + 1534Ку2

85 %-я ДЕУ = 1094-2232Ку + 1520КУ2

95 %-я ДЕУ = 1196-2270Ку + 1505КУ2

Изменчивость оросительных норм проиллюстрирована картами районирования их средних многолетних значений и таблицами оросительных норм для лет различной увлажненности (обеспеченности). В качестве примера приводятся карта и таблица районирования оросительной нормы люцерны (табл. 8).

Таблица 8

Вероятностные (обеспеченные) значения оросительной нормы люцерны прошлых лет, Мр, мм

М„

, мм

Вероятностные значения МР, мм, при увлажненности

220 260 300 340 380 420 460 500 540

5 %-й 50 70 110 140 180 220 250 290 330

25 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й

130 170 210 250 290 330 370 410 450

220 260 300 340 380 420 460 500 540

310 350 390 440 490 530 570 610 650

350 390 440 500 550 590 630 670 710

420 470 520 580 620 670 710 750 790

Анализ результатов районирования показывает, что территориально в пределах Саратовской обл. размеры оросительных норм сельскохозяйственных культур увеличиваются с северо-запада на юго-восток. Количественно для каждой культуры пространственная изменчивость средней многолетней оросительной нормы имеет следующие диапазоны: для озимой пшеницы оросительная норма увеличивается с севера на юг примерно в 2 раза (от 100 мм до 200-220 мм); для кукурузы на силос - в 2-2,2 раза (от 140 мм до 300-320 мм); для люцерны (на сено) - в 2,5-3 раза (от 200-220 мм до 540 -560 мм).

Изменчивость оросительных норм во времени, т.е. в разные по увлажненности (обеспеченности) годы, характеризуется следующими значениями:

по озимой пшенице: в степной зоне в сухие годы (95 %-я обеспеченность) оросительная норма в 1,6 раза выше средней многолетней и в 3-4 раза выше, чем во влажные годы (5-25 %-я обеспеченность); в лесостепной зоне в сухие годы - в 1,5-2,0 раза выше средней многолетней и в 6 раз выше, чем во влажные годы;

по люцерне (на сено): в степной зоне в сухие годы оросительная норма в 1,7 раза выше среднемноголетней и в 2,8 раза выше, чем во влажные; в лесостепной зоне в сухие годы - в 1,5-2 раза выше средней многолетней и в 4-5 раз выше, чем во влажные.

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости обязательного учета природных различий в оросительных нормах сельскохозяйственных культур на территории области. Использование полученных результатов при водохозяйственных расчетах, технико-экономическом и экологическом обосновании параметров оросительных систем гарантирует рациональное планирование и реализацию водопользования с целью повышения эффективности орошения и сохранения экологического равновесия природной среды.

В пятой главе приведена методическая основа для разработки оптимальных сроков и норм полива сельскохозяйственных культур применительно к конкретным почвенно-климатическим и рельефным особенностям территории области, определяющая параметры поливного режима, дифференцированные территориально, по годам различной увлажненности (обеспеченности), с учетом фенологических фаз развития сельскохозяйственных культур. Дана также агро-энергетическая оценка рекомендуемых оросительных норм.

Для расчета режимов орошения зернокормовых культур для рельефно-почвенных условий установлены достоковые (эррозионно допустимые) поливные нормы (табл. 9).

Повышенное внимание к определению поливных норм и режимов орошения уделено потому, что именно реализуемые режимы орошения и технологии полива, а не сами по себе оросительные нормы, в наибольшей степени воздействуют на мелиоративное и экологическое состояние земель при орошении и урожай конкретной сельскохозяйственной культуры.

Для расчета режимов орошения, кроме данных полевого эксперимента, использован графоаналитический метод, который основан на использовании оросительной нормы заданной обеспеченности и ее внутрисезонного распределения.

Таблица 9

Экологически безопасные (технологические) поливные нормы нетто' зернокормовых культур для различных типов почв и агроклиматических зон, м3/га

Водопроницаемость почвы Фаза развития

зерновые колосовые люцерна (на сено)

всходы -кущение колошение-восковая спелость начало отрастания бутонизация - цветение

Лесостепная зона, Ку > 0,51

Повышенная, 300-400 450 -500 400 -450 500-550

Ку = 0,61-0,90

Средняя, Ку= 0,31-0,60 300-350 400 -450 350-400 450-550

Слабая, Ку<0,30 250-300 350-400 300-350 400-450

Степная зона, Ку = 0,31-0,50

Повышенная, 350-400 500-550 400-500 500-600

Ку = 0,61-0,90

Средняя, Ку = 0,31-0,60 300-400 400-500 350-400 500-600

Слабая, Ку < 0,30 300-350 400-450 350-400 400-500

Сухостепная зона, Ку < 0,30

Повышенная, 400 -450 500-600 450-500 500-600

Ку = 0,61-0,90

Средняя, Ку= 0,31-0,60 350 -400 450-550 400-450 500-600

Слабая, Ку < 0,30 300 -350 400 -500 350-400 450-500

Режимы орошения, рассчитанные графоаналитическим методом и осредненные по природным зонам области в разные по влагообес-печенности годы, приведены в табл. 10.

Таблица 10

Средние значения оросительных и поливных норм и количества поливов зернокормовых культур по агроклиматическим зонам области в разные по влагообеспечеиности годы

Природная зона Поливная норма М, м3/га Оросительная норма нетто, м3/га, (количество поливов)

Р = 5 % Р = 25% Р = 50 % Р = 75 % Р = 85 % Р = 95 %

Озимая пшеница

Сухостепная, 400-600 800 1400 1900 2300 2600 3000

Ку < 0,30 (2) (3) (3-4) (4-5) (5-6) (5-6)

Степная, 400-500 400 950 1500 1900 2100 2500

Ку = 0,31-0,50 (1) (2) (3) (4-5) (4-5) (5-6)

Лесостепная, 350-500 100 600 120 1600 1800 2000

Ку > 0,50 (0-1) (2) (2-3) (34) (4-5) (4-5)

Окончание табл. 10

Природная Поливная Оросительная норма нетто, м3/га, (количество поливов)

зона норма М, мУга Р-5% Р-25% Р = 50 % Р = 75 % Р = 85 % Р = 95%

Кукуруза на силос

Сухостепная, 400-600 1400 2200 2900 3500 3800 4200

Ку < 0,30 (2-3) (4-5) (5-7) (6-8) (7-9) (8-10)

Степная, 400-500 650 1400 2100 2700 3000 3500

Ку = 0,31-0,50 (1-2 (3-4) (4-5) (5-6) (6-7) (7-8)

Лесостепная, 300-500 200 800 1500 2100 2400 2900

Ку > 0,50 (0-1) (2) (3-4) (4-5) (5-6) (6-7)

Люцерна на сено

Сухостепная, 2700 3800 4700 5800 6500 7300

Ку < 0,30 500-600 (4-5) (6-7) (8-9) (10-11) (11-12) (12-14)

Степная, 400-600 К, = 0,31-0,50

Лесостепная, 400-500 К, > 0,50

1100 2200 3500

(2-3) (4-50) (6-7)

300 1200 2100

(1) (2-3) (4-5)

4500 4600 5900

(7-8) (8-9) (10-11)

3000 3400 4000

(6-7) (7-8) (9-10)

В расчете на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур по природным зонам Саратовской обл. оросительные расчетные нормы существенно отличаются от ранее рекомендованных производству (табл. 11).

Таблица 11

Средние значения рекомендуемых и применяемых оросительных норм в расчете на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур

Урожайность, т/га Оросительная норма, м'/га

Культура применяемая рекомендуемая применяемая рекомендуемая применяемая рекомендуемая

лесостепная зона, К, = 0,5-0,6 степная зона, Ку = 0,3-0,5 сухостепная зона, Ку < 0,3

На год 25 %-й водообеспеченности

Озимая пшеница 3,5 600 600 1500 950 1600 1400

Кукуруза на силос 40,0 1200 800 1500 1400 2200 2200

Люцерна на сено 7,0 1800 1200 2700 2200 3800 3800

На год 50 %-й водообеспеченности

Озимая пшеница 3,5 1900 1200 2000 1500 2100 1900

Кукуруза на силос 40,0 1800 1500 2500 2100 3000 2900

Люцерна на сено 7,0 2800 2100 4200 3500 4800 4700

На год 75 %■ ■й водообеспеченности

Озимая пшеница 3,5 1900 1200 2000 1500 2100 1900

Кукуруза на силос 40,0 1800 1500 2500 2100 3000 2900

Люцерна на сено 7,0 2800 2100 18 4200 3500 4800 4700

Для условий лесостепной зоны эти значения ниже на 200700 м3/га для большинства изучаемых культур в различные по водообеспеченности годы. В степной зоне водосбережение составляет для озимой пшеницы 500, кукурузы - от 100 во влажные до 500 м3/га в засушливые годы и для люцерны на сено - от 500 до 800 м3/га. Для условий сухостепной зоны характерно снижение водоподачи на посевах зерновых культур и отсутствие различий в методах определения оросительных норм для кукурузы и люцерны.

Агроэнергетическая оценка сельскохозяйственного производства (табл. 12) при применении ресурсосберегающих режимов орошения позволила определить объем энерго- и массообмена в орошаемой агроэкосистеме.

Таблица 12

Агроэнергетическая оценка выращивания основных зернокормовых культур в степной зоне Саратовской обл. при внедрении ресурсосберегающих режимов орошения

Режим орошения

Показатель применяемый рекомендуемый применяемый рекомендуемый применяемый рекомендуемый

озимая пшеница кукуруза на силос многолетние травы

Урожайность, т/га 3,5 3,5 40,0 40,0 7,0 7,0

Оросительная 2000 1500 2500 2100 4200 3500

норма, м3/га

Накопление обмен- 81,2 81,2 248,0 248,0 61,6 61,6

ной энергии, ГДж/га

Энергозатраты, 33,4 32,5 32,5 31,7 20,6 19,3

ГДж/га

Обменная энергия 40,6 54,1 99,2 118,0 14,7 17,6

на 1 м3 оросительной

воды МДзк

Энергетическая 2,4 2,5 6,7 6,8 3,0 3,2

эффективность

Возделывание орошаемых культур и получение нормативных урожаев требует больших энергозатрат, где около 18-44 % отводится подаче оросительной воды и обслуживанию мелиоративного комплекса и 25-42 % - использованию минеральных удобрений и пестицидов.

Расчеты показали, что при использовании ресурсосберегающих оросительных норм снижаются энергетические затраты, повышается обменная энергия на 1м3 оросительной воды и энергетическая эффективность.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В сложившихся социально-экономических условиях Саратовской обл. создание базы устойчивого и высокопродуктивного сельскохозяйственного производства без возрождения орошения практически невозможно. Разнообразие и территориальная изменчивость рельефа, почв, атмосферных осадков и тепловых ресурсов области требуют применения дифференцированных приемов и методов использования орошаемых земель, в том числе научно обоснованных норм и режимов орошения сельскохозяйственных культур с учетом как климатических особенностей, так и требований растений.

2. На основе оценки природных ресурсов, определяющих целесообразность развития и эффективность орошения, выполнено районирование территории области по коэффициенту природного увлажнения Ку, представляющему собой отношение фактических ресурсов влаги за теплый период года к потенциально возможному испарению (испаряемости) за тот же период. Для выделенных агроклиматических зон установлены среднемноголетние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления, оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур и произведена оценка их изменчивости в пространстве и во времени.

3. На основе имеющихся в области опытных данных и сопоставительных расчетов с применяемыми в ирригационной практике методами нами для установления размеров суммарного водопотребления зернокормовых культур в природно-климатических условиях Саратовской обл. выбран биоклиматический метод, согласно которому суммарная потребность растений в воде за расчетный период принимается равной испаряемости, скорректированной микроклиматическим и биологическим коэффициентами.

4. Суммарное водопотребление (эвапотранспирация), рассчитанное по биоклиматическому методу, изменяется с годами от 2700 до 4000 м3/га в степной зоне и от 2400 до 3600 м3/га - в лесостепной. Если по годам суммарное водопотребление озимой пшеницы изменяется в 1,4-1,5 раза, то территориально только на 15 %.

Суммарная потребность в воде люцерны в сухостепной зоне по годам изменяется от 5500 до 9000 м3/га, в степной - от 4500 до 7800 м3/га, а в лесостепной - от 4000 до 6700 м3/га, т.е. в 1,65-1,7 раза. В то же время суммарное недопотребление воды люцерной в пределах области изменяется только на 30-35 %.

Суммарное водопотреление кукурузы на силос изменяется по годам в сухостепной зоне от 3700 до 5700 м3/га, в степной - от 3300

до 5100 м3/га и в лесостепной - от 3100 до 4600 м3/га. Территориально суммарное водопотребление кукурузы изменяется в пределах 20-25 %.

5. Обоснованные методически и подтвержденные экспериментальными данными оросительные нормы зернокормовых культур, дифференцированные территориально и во времени, составят основу для оптимизации водопользования, обеспечат значительное водосбе-режение и улучшение экологической обстановки на орошаемых землях. Разработанные с учетом почвенно-климатических условий режимы орошения зернокормовых культур позволят обеспечить поддержание оптимальной влажности почвы и получение стабильных урожаев на орошаемых землях.

6. Оросительные нормы, как и суммарное водопотребление, существенно изменяются как во времени, так и в пространстве. Так, в сухостепной зоне оросительная норма люцерны изменяется от 2700 м3/га во влажный год до 7300 м3/га в сухой год, оросительная норма кукурузы на силос изменяется, соответственно, от 1400 до 4200 м /га, а озимой пшеницы - от 800 до 3000 м3/га.

В степной зоне оросительная норма по тем же годам изменяется от 1100 до 5900 м3/га - для люцерны, от 650 до 3500 м3/га — для кукурузы на силос и от 400 до 2500 м3/га — для озимой пшеницы.

В лесостепной зоне это изменение, соответственно, составляет для люцерны - от 300 до 4000 м3/га, для кукурузы на силос - от 200 до 2900 м3/га и для озимой пшеницы - от 100 до 2200 м3/га.

7. В отличие от суммарного водопотребления оросительная норма люцерны изменяется по годам различной влажности в сухостепной зоне в 2,5-3 раза, кукурузы на силос - в 3 раза и озимой пшеницы - в 3,5^4 раза. В степной зоне оросительная норма люцерны и кукурузы изменяется в 5 раз, озимой пшеницы - в 6 раз. В лесостепной зоне оросительная норма люцерны по годам изменяется в 13 раз, кукурузы на силос - в 14-15 раз и озимой пшеницы - более чем в 20 раз.

Территориально в пределах области оросительная норма озимой пшеницы, кукурузы на силос и люцерны в сухие годы изменяется в 1,5-2 раза, а во влажные — более чем в 3—5 раз.

8. Изменчивость оросительных норм в пространстве и времени должна в обязательном порядке учитываться как на стадии проектирования и реконструкции оросительных систем, так и в процессе эксплуатации существующих систем орошения.

Используя представленные карты районирования средних многолетних оросительных норм и таблицы вероятностных значений этих норм в разные по влажности (обеспеченности) годы, можно устано-

вить дифференцированные оросительные нормы для любого выбранного пункта (объекта), расположенного на территории области.

9. Приведенные на картах и таблицах оросительные нормы нетто установлены для условий глубокого залегания грунтовых вод. При близких грунтовых водах указанные оросительные нормы должны быть откорректированы (уменьшены) согласно описанной в работе методике.

10. Установленные нами дифференцированные территориально и во времени оросительные нормы озимой пшеницы, кукурузы на силос и люцерны, как правило, на 20-30 % (а в отдельных случаях - на 4050 %) меньше рекомендованных ранее для проектирования и эксплуатации оросительных систем в Саратовской обл. В этой связи использование разработанных нами оросительных норм позволит специалистам системы АПК обеспечить значительное водосбережение, а также улучшить экологическое состояние орошаемых земель. Кроме того, они могут быть использованы для водохозяйственных расчетов, технико-экономического и экологического обоснования параметров оросительных систем, а также для научного обоснования планирования и реализации планового водопользования с целью оздоровления земель и повышения эффективности орошения в области.

11. Для сохранения структуры и плодородия почв при поливе зернокормовых культур дождеванием установлены достоковые (эрозионного допустимые) поливные нормы с учетом энергетических параметров дождя и водопроницаемости почв, которые при интенсивности дождя 0,2-0,6 мм/мин и средней крупности капель 1-2 мм составляют для почв слабой водопроницаемости 120-410 м3/га, средней - 220-810 м3/га и сильной - 330-1220 мэ/га. Большие значения достоковой поливной нормы для каждой категории почв соответствуют меньшей интенсивности дождя и малым диаметра капель, а меньшей поливные нормы соответствуют большей интенсивности дождя и большим диаметрам капель. С учетом состояния агрофона меньшие нормы соответствуют начальным фазам роста растений, а большие - фазе максимального нарастания вегетативной массы.

12. Для расчета и дифференцирования режимов орошения зернокормовых культур по природным зонам и разным по влажности годам использован графоаналитический метод, рекомендованный ВНИИ «Радуга». Полученные результаты свидетельствуют о существенных количественных различиях режимов орошения в пространстве и во времени. Так, например, в сухостепной зоне количество поливов ози-

мой пшеницы изменяется от 2 во влажный год до 5-6 - в сухой. Кукурузе, выращиваемой на силос, соответственно требуется от 2-3 до 810, а люцерне на сено - от 4-5 до 12-14 поливов.

В степной зоне озимой пшенице требуется от 1 полива во влажный год до 4-5 - в сухой, кукурузе на силос - от 1-2 до 7-8, люцерне -от 2-3 до 10-11.

В лесостепной зоне количество поливов озимой пшеницы изменяется от 0 -1 во влажный год до 4-5 - в сухой, кукурузы на силос — от 0-1 до 6-7, а люцерны - от 1 до 8-10.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Установленные и дифференцированные по природным зонам области оросительные нормы и режимы орошения рекомендуются для использования специалистами области как на стадии проектирования и реконструкции оросительных систем, так и при эксплуатации, и в первую очередь для планирования и реализации водопользования, а также мелиоративных и агротехнических мероприятий.

2. Результаты исследований представляют большой практический интерес для оценки роли природных ресурсов (климатических, почвенных) в развитии орошения в области, а также для оптимизации параметров оросительных систем и разработки мероприятий по водосбереженшо и экологической безопасности орошения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Нагорный В.А. Орошаемое земледелие в Саратовском Заволжье сегодня // Мелиорация и водное хозяйство. 1997. № 6.

2. Нагорный В.А. Обоснование водосберегающих и экологических норм и режимов орошения Саратовской области // Вопросы мелиорации; ЦНТИ «Мелиоводинформ». 1998. Вып. 1-2.

3. Туктаров Б.И., Нагорный В.А. Гордиенко В.В. Природно-мелиоративные условия и эффективность лиманного орошения в Заволжье // Лиманное орошение в Заволжье. Саратов: Сарат. гос. с.-х. акад. им. Н.И. Вавилова, 1998. С.5-34.

4. Колганов A.B., Нагорный В.А. Требования к возделыванию яровой пшеницы на орошаемых землях Приволжской возвышенности Саратовской области // Агрохимия. 1999. № 8.

5. Нагорный В.А. Возрождение орошения в Саратовской области - путь к созданию высокопродуктивого производства // Мелиорация и водное хозяйство. 1999. № 2.

6. Данилъченко Н.В., Нагорный В.А. Оценка природной тепло-, влагообеспеченноети правобережной части Саратовской области и ее влияние на параметры оросительной мелиорации // Мелиорация и водное хозяйство. 1999. №4.

7. Лисконов А.Т., Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Новые рыбоза-ицитные устройства на мелиоративных водозаборах // Мелиорация и водное хозяйство. 1999. № 2.

8. Нагорный В.А. Успехи мелиораторов измеряются урожайностью // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. № 4.

9. Нагорный В.А. Мелиорация земель - стабилизирующее звено АПК в Саратовской области // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. №4.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Нагорный, Владимир Афанасьевич

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований

1.1. Орошение в Поволжье

1.2. Анализ современного состояния эксплуатируемых агроландшафтов

1.3. Краткая характеристика почвенно-климатических условий Саратовской области

Глава 2. Оценка природной тепло-, влагообеспеченности и агроклиматическое районирование территории Саратовской области

2.1. Методика оценки энергетических ресурсов климата (испаряемости), осадков, их соотношения (коэффициента увлажнения

Ку) и районирования по территории

2.1.1. Энергетические ресурсы климата (испаряемость)

2.1.2. Районирование территории области по испаряемости

2.1.3. Ресурсы влагообеспеченности (атмосферные осадки)

2.1.4. Районирование территории области по осадкам

2.2. Методика оценки комплексного показателя тепло-, влагообеспеченности - коэффициента увлажнения Ку как основы агроклиматического районирования территории

2.2.1. Методы и показатели общеклиматического районирования

2.2.2. Метод оценки коэффициента увлажнения Ку

2.3. Районирование территории области по Ку и установление агроклиматических зон

Глава 3. Теоретическое обоснование и разработка моделей расчета суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур

3.1. Методика определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур при орошении

3.1.1. Биоклиматический метод определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур

3.1.2. Определение суммарного водопотребления культур при орошении в Поволжье

3.2. Средние многолетние и вероятностные значения суммарного водопотребления зернокормовых культур и их районирование по территории Саратовской области

Глава 4. Определение оптимальных оросительных норм зернокормовых культур в условиях Саратовской области

4.1. Методика и расчетная модель определения оптимальных оросительных норм, оценка их достоверности

4.1.1. Выбор расчетной модели и основные положения методики определения оросительных норм

4.1.2. Основные положения методики для установления оросительных норм применительно к условиям Саратовской области

4.1.3. Методика исследования рядов многолетнего распределения норм орошения

4.2. Средние многолетние и вероятностные (обеспеченные) значения оросительных норм зерновых и кормовых культур в условиях Саратовской области

4.3. Территориальная изменчивость оросительных норм и их районирование по природным зонам

Глава 5. Установление параметров поливного режима, их дифференцирование по агроклиматическим зонам области

5.1. Методика расчета параметров режима орошения зернокормовых культур в почвенно-климатических условиях области

5.2. Графоаналитический метод расчета поливных режимов зернокормовых культур

5.3. Дифференцированные режимы орошения озимой пшеницы, кукурузы на силос и люцерны по природным зонам области

5.4. Агроэнергетическая оценка рекомендуемых режимов орошения зернокормовых культур

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области"

Актуальность темы. В настоящее время развитие сельского хозяйства и мелиорации в России происходит в сложных экономических, экологических и социальных условиях. Однако обеспечение продовольственной безопасности страны невозможно без мелиорации почв и развития орошаемого земледелия, т.к. наибольшая часть сельскохозяйственных угодий находится в засушливых районах, относящихся к зонам неустойчивого земледелия.

Саратовская область по своим почвенно-климатическим условиям относится к числу регионов, где важнейшим стабилизирующим фактором сельскохозяйственного производства является орошение. При соблюдении научно обоснованных систем земледелия и технологий орошения здесь возможно обеспечение высокой продуктивности сельскохозяйственных угодий, в 2-3 раза превышающих выход растениеводческой продукции с богарных земель. В период прогресса мелиорации на орошаемых землях области выход сельскохозяйственной продукции (зерновых, кормовых и других культур) с 1 га практически в 2-3 раза превышал выход продукции с богарных земель. Однако за последнее десятилетие в области происходит уменьшение орошаемых площадей и изменение структуры посевов.

Продолжается нарушение экологического равновесия в природной среде, наблюдается подъем уровня грунтовых вод, происходит вторичное засоление почв, развивается водная эрозия, загрязнение водных источников, что дает повод для продолжения критики мелиорации. В значительной степени это обусловлено резким снижением технического уровня оросительных систем, несовершенством поливной техники, слабой оснащенностью средствами водоучета и управления поливами, снижением общей культуры поливного земледелия, а также нарушением режимов орошения сельскохозяйственных культур и использованием режимов орошения, не всегда адаптированных к зональным ландшафтам. Вместе с тем имеющийся в области положительный опыт использования орошаемых земель показывает, что в благоприятных почвенно-климатических условиях при соблюдении научно обоснованных приемов орошение обеспечивает получение высоких урожаев овощных, технических, кормовых и других сельскохозяйственных культур, что свидетельствует о больших потенциальных возможностях создания в области устойчивой базы обеспечения населения продуктами растениеводства собственного производства.

В целях стабилизации сельского хозяйства Правительством Саратовской области была рассмотрена, подготовлена и утверждена Программа "Техническое перевооружение и модернизация мелиоративного комплекса Саратовской области на 1999-2001 гг.". В этой программе предусмотрено прове -дение ремонтно-восстановительных работ на площади 226 тыс. га и реконструкция 97 тыс. га, что потребует объёма финансирования в сумме 3,05 млрд. руб. Программа была принята, несмотря на экономические трудности, т. к. без развития орошаемого земледелия невозможно поддерживать стабильное сельское хозяйство в таких сложных природных условиях, которые наблюдаются во многих регионах России.

Реализация программы технического перевооружения и модернизации мелиоративных комплексов не только в Саратовской, но и в других областях страны возможна при решении актуальной задачи орошаемого земледелия, заключающейся в повышении эффективности использования водных, земельных, материально-технических, энергетических и трудовых ресурсов на базе точного нормирования орошения, разработки и внедрения ресурсосберегающих режимов орошения, почвоохранных технологий полива.

Для этого необходимо произвести детальный анализ и дать оценку сложившейся ситуации в сфере оросительных мелиораций и разработать нормативную базу для реконструкции, проектирования и эксплуатации оросительных систем, исключающую возможность проявления ранее допущенных экономических и экологических просчетов в использовании и охране водных и земельных ресурсов и, в первую очередь, таких негативных последствий орошения, как заболачивание и деградация, эрозия и потеря плодородия почв, снижение урожайности культур.

В связи со сказанным, актуальность задач по совершенствованию орошаемого земледелия, в рамках данного исследования, состоит в применении принципиально новых теоретических позиций, при обосновании моделей расчета элементов водного баланса почвы, основанных на комплексном моделировании биологического и геологического круговорота воды и химических элементов, научном обосновании и установлении достоверной системы норм и режимов орошения, дифференцированных по территории, меняющихся в пространстве, с вероятностными (прогнозными) их значениями и колебаниями в многолетнем периоде и соблюдением экологических требований.

Целью исследования является методическое обоснование и разработка моделей расчета оросительных и поливных норм для Саратовской области, отвечающих требованиям ресурсосбережения и экологической устойчивости агроландшафтов.

Для достижения поставленной цели потребовалось:

- произвести оценку природной тепло,-влагообеспеченности земельного фонда области по коэффициенту увлажнения Ку, установить его территориальную изменчивость и выделить агроклиматические зоны с идентичными параметрами орошения;

- установить средние многолетние и вероятностные (для лет 5, 25, 50, 75, 85% и 95% обеспеченности) значения суммарного водопотребления и оросительных норм (дефицитов водопотребления) зернокормовых культур (пшеницы, кукурузы, люцерны), как основы водосберегающего и экологически безопасного орошения;

- установить зависимость суммарного водопотребления зернокормовых культур от коэффициента природного увлажнения Ку с целью определения их территориальной изменчивости;

- провести районирование территории области по размерам суммарного водопотребления и оросительных норм, установить их изменчивость во времени, т.е. их значения в разные по влагообеспеченности годы;

- установить оптимальные режимы орошения зернокормовых культур для различных по влажности лет отвечающие требованиям водосбережения и экологической безопасности и районировать их по природным (агроклиматическим) зонам области.

Объект и методология исследования

Объектом исследования являются орошаемый и перспективный для орошения земельный фонд Саратовской области, ландшафтно-географические и климатические данные региона, режимы орошения основных возделываемых сельскохозяйственных культур.

Теоретической основой исследований являются работы русской классической школы естествоиспытателей: В.В. Докучаева, П.А. Костычева, В.Р. Вильямса, К.А. Тимирязева, А.Н. Костякова и др.

Основой методологии исследований являются системный подход, балансовые методы, методы математической статистики и теории вероятностей. Количественные оценки состояния и функционирования объекта исследований дополняют качественные оценки.

Все теоретические выводы, формализованные расчетные модели и формулы подтверждены экспериментальными и полевыми опытами, которые проводились ведущими научно- исследовательскими и производственными организациями отрасли.

Научная новизна исследований заключается в комплексной оценке природных ресурсов и районированию области по ресурсным параметрам, определяющим целесообразность развития и эффективность орошения.

Установлены эмпирические связи нормативных параметров орошения с коэффициентом природного увлажнения Ку , позволяющие определить средние многолетние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления и оросительных норм зернокормовых культур для любого пункта в пределах границ области.

Определены и районированы средние многолетние и вероятностные оросительные нормы зернокормовых культур 5, 25, 50, 75, 85 и 95 % обеспеченности, рекомендуемые в качестве нормативной базы для планирования водопользования и установления лимитов водопотребителям.

Установлены оптимальные (эрозионно-допустимые) поливные нормы и разработанные дифференцированные территориально и по годам режимы орошения зернокормовых культур, обеспечивающие водосбережение и экологическую безопасность орошения в области.

На защиту выносятся:

- результаты оценки (пространственно- временные модели) природной тепло,-влагообеспеченности, испаряемости, атмосферных осадков и коэффициента увлажнения территории Ку Саратовской области.

- результаты экспериментального обоснования методики расчета оросительных норм зернокормовых культур, дифференцированных территориально по годам 5, 25, 50, 75, 85 и 95% обеспеченности, как основы для водопользования и установления лимитов водопотребления;

- водосберегающие, экологически безопасные поливные нормы и режимы орошения зернокормовых культур для различных природных зон и разных по увлажненности (обеспеченности) лет, обеспечивающие поддержание оптимальной влажности почвы и стабилизацию урожайности указанных культур на орошаемых землях.

Практическая значимость работы заключается в использовании научно-обоснованных параметров орошения зернокормовых культур, дифференцированных территориально и во времени. Это позволит обеспечить значительное водосбережение и улучшение экологического состояния орошаемых земель, а также стабилизировать их продуктивность. Разработанные (для почвенно-климатических условий области) нормы и режимы орошения зернокормовых культур позволяют оптимизировать водохозяйственные расчеты, будут использоваться при технико-экономическом и экологическом обосновании параметров оросительных систем, а также обеспечат реализацию планирования и рационального водопользования в орошаемом земледелии области.

Апробация работы прошла на:

-секции научно-технического совета министерства сельского хозяйства и продовольствия Саратовской области (г. Саратов, 1996-1999гг.);

-всероссийском совещании «Проблемы мелиорации водного хозяйства и экологии в свете экономической реформы» (г. Москва, 1997г.);

-научно практической конференции «Комплексные мелиорации степной зоны и экология» (г.Волгоград, 1998г.);

-всероссийском совещании работников водохозяйственных организаций «Ресурсосберегающие технологии и техника для эксплуатационных организаций в рыночных условиях работы» (Московская область, г. Коломна, 1998г.);

-региональном научно-практическом семинаре в Сибирском научно-исследовательском институте мелиорации «Актуальные вопросы мелиоративного освоения земель» (г. Красноярск, 1998г.);

-региональном научно-практическом семинаре во Всероссийском институте риса "Повышение эффективности мелиорируемых земель» (г. Краснодар, 1998г.);

-научно-технических совещаниях, проводимых Депмелиоводхозом Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ (г. Коломна, 19972000гг.);

-научно-практической конференции «Анализ работы мелиоративного комплекса Саратовской области за 1999 год и пути повышения эффективности использования орошаемых земель» (г. Саратов, 2000г.).

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Нагорный, Владимир Афанасьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В сложившихся социально-экономических условиях Саратовской области создание базы устойчивого и высокопродуктивного сельскохозяйственного производства без возрождения орошения практически невозможно. Разнообразие и территориальная изменчивость рельефа, почв, атмосферных осадков и тепловых ресурсов области требуют применения дифференцированных приемов и методов использования орошаемых земель, и в том числе научно обоснованных норм и режимов орошения сельскохозяйственных культур с учетом как климатических особенностей, так и требований растений.

Для выделенных агроклиматических зон установлены среднемноголет-ние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления, оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур и произведена оценка их изменчивости в пространстве и времени .

3. На основе имеющихся в области опытных данных и сопоставительных расчетов с применяемыми в ирригационной практике методами нами для установления размеров суммарного водопотребления зернокормовых культур в природно-климатических условиях Саратовской области выбран биоклиматический метод, согласно которому суммарная потребность растений в воде за расчетный период принимается равной испаряемости, скорректированной микроклиматическим и биологическим коэффициентами.

4. Суммарное водопотребление (эвапотранспирация), рассчитанное по биоклиматическому методу, изменяется с годами от 2700 до 4000 м /га в степной зоне и от 2400 до 3600 м /га в лесостепной зоне. Если по годам суммарное водопотребление озимой пшеницы изменяется в 1,4-1,5 раза, то территориально только на 15%.

Суммарная потребность в воде люцерны в сухостепной зоне по годам

3 3 изменяется от 5500 до 9000 м /га, в степной - от 4500 до 7800 м /га, а в лесостепной от 4000 до 6700 м /га, т.е. в 1,65-1,7 раза. В то же время территориально суммарное недопотребление люцерны в пределах области изменяется только на 30-35%.

Суммарное водопотреление кукурузы на силос изменяется по годам в л л сухостепной зоне от 3700 до 5700 м /га, в степной - от 3300 до 5100 м /га и в л лесостепной - от 3100 до 4600 м /га. Территориально суммарное водопотребление кукурузы изменяется в пределах 20-25%.

5. Обоснованные методически и подтвержденные экспериментальными данными оросительные нормы зернокормовых культур, дифференцированные территориально и во времени составят основу для оптимизации водопользования, обеспечат значительное водосбережение и улучшение экологической обстановки на орошаемых землях. Разработанные с учетом почвенно-климатических условий режимы орошения зернокормовых культур позволят обеспечить поддержание оптимальной влажности почвы и получение стабильных урожаев на орошаемых землях.

6. Оросительные нормы, так же как и суммарное водопотребление, существенно изменяются как во времени, так и в пространстве. Так, в сухостепной зоне оросительная норма люцерны изменяется от 2700 м3/га во влажный год до 7300 м /га в сухой год, оросительная норма кукурузы на силос изменяется, соответственно, от 1400 до 4200 м3/га, а озимой пшеницы от 800 до 3000 м3/га.

В степной зоне оросительная норма по тем же годам изменяется от

А Л

1100 до 5900 м /га - для люцерны, от 650 до 3500 м /га - для кукурузы на си

-у лос и от 400 до 2500 м /га - для озимой пшеницы.

В лесостепной зоне это изменение, соответственно, составляет для люл л церны - от 300 до 4000 м /га, для кукурузы на силос - от 200 до 2900 м /га и для озимой пшеницы - от 100 до 2200 м /га.

7. В отличие от суммарного водопотребления оросительная норма люцерны изменяется по годам различной влажности в сухостепной зоне в 2,5-3 раза, кукурузы на силос - в 3 раза и озимой пшеницы - в 3,5-4 раза. В степной зоне оросительная норма люцерны и кукурузы изменяется в 5 раз, озимой пшеницы - в 6 раз. В лесостепной зоне оросительная норма люцерны по годам изменяется в 13 раз, кукурузы на силос - в 14-15 раз и озимой пшеницы - более чем в 20 раз.

Территориально в пределах области оросительная норма озимой пшеницы, кукурузы на силос и люцерны в сухие годы изменяется в 1,5-2 раза, а во влажные - более чем в 3-5 раз.

Используя карты районирования средних многолетних оросительных норм и представленные на них таблицы вероятностных значений этих норм в разные по влажности (обеспеченности) годы, можно установить дифференцированные оросительные нормы для любого выбранного пункта (объекта), расположенного на территории области.

9. Представленные на картах и таблицах оросительные нормы нетто установлены для условий глубокого залегания грунтовых вод. При близких грунтовых водах указанные оросительные нормы должны быть откорректированы (уменьшены) согласно приведенной в работе методике

10. Установленные нами дифференцированные территориально и во времени нормы озимой пшеницы, кукурузы на силос и люцерны, как правило, на 20-30%, а в отдельных случаях и на 40-50% меньше рекомендованных ранее для проектирования и эксплуатации оросительных систем в Саратовской области. В этой связи использование разработанных нами оросительных норм позволит специалистам системы АПК обеспечить значительное водо-сбережение, а также улучшить экологическое состояние орошаемых земель. Кроме того, полученные нами оросительные нормы могут быть использованы для водохозяйственных расчетов, технико-экономического и экологического обоснования параметров оросительных систем, а также научного обоснования планирования и реализации планового водопользования с целью оздоровления земель и повышения эффективности орошения в области.

11. Для сохранения структуры и плодородия почв при поливе зерно-кормовых культур дождеванием установлены достоковые (эрозионного допустимые) поливные нормы с учетом энергетических параметров дождя и водопроницаемости почв., которые при интенсивности дождя 0,2-0,6 мм/мин и средней крупности капель 1-2 мм составляют для почв слабой водопрони

3 Я цаемости 120-410 м /га, почв средней водопроницаемости - 220-810 м /га и почв сильной водопроницаемости - 330-1220 м3/га (табл.5.1). Большие значения достоковой поливной нормы для каждой категории почв соответствуют меньшей интенсивности дождя и малым диаметра капель, а меньшей поливные нормы соответствуют большей интенсивности дождя и большим диаметрам капель.

С учетом состояния агрофона меньшие нормы соответствуют начальным фазам роста растений, а большие - фазе максимального нарастания вегетативной массы.

163

12. Для расчета и дифференцирования режимов орошения зерно-кормовых культур по природным зонам и разным по влажности годам использован графоаналитический метод, рекомендованный ВНИИ «Радуга». Полученные результаты свидетельствуют о существенных количественных различиях режимов орошения в пространстве и времени.

Так, например, в сухостепной зоне количество поливов озимой пшеницы изменяется от 2 во влажный год до 5-6 - в сухой год. Кукурузе на силос, соответственно требуется от 2-3 до 8-10, а люцерне на сено - от 4-5 до 12-14.

В степной зоне озимой пшенице требуется от 1 полива во влажный год до 4-5 в сухой, кукурузе на силос - от 1-2 до 7-8, люцерне - от 2-3 до 10-11.

В лесостепной зоне количество поливов озимой пшеницы изменяется от 0-1 во влажный год до 4-5 - в сухой, кукурузы на силос - от 0-1 до 6-7, а люцерны - от 1 до 8-10.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Установленные и дифференцированные по природным зонам области оросительные нормы и режимы орошения рекомендуются для использования специалистами области как на стадии проектирования и реконструкции оросительных систем, так и при эксплуатации и, в первую очередь, для планирования и реализации водопользования, а также мелиоративных и агротехнических мероприятий.

2. Результаты исследований представляют большой практический интерес для оценки роли природных ресурсов (климатических, почвенных) в развитии орошения в области, а также оптимизации параметров оросительных систем и разработки мероприятий по водосбережению и экологической безопасности орошения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Нагорный В.А. Орошаемое земледелие в Саратовском Заволжье сегодня // Мелиорация и водное хозяйство. - № 6, 1997

2. Нагорный В.А. Обоснование водосберегающих и экологических норм и режимов орошения Саратовской области // Вопросы мелиорации. -вып. 1-2, ЦНТИ «Мелиоводинформ», 1998.

3. Тухтаров Б.И., Нагорный В. А. Гордиенко В.В. Приро дно-мелиоративные условия и эффективность лиманного орошения в Заволжье// Лиманное орошение в Заволжье. - Саратов: СГСХА, 1998. - с.5-34.

4. Колганов A.B., Нагорный В.А. Требования к возделыванию яровой пшеницы на орошаемых землях Приволжской возвышенности Саратовской области // Агрохимия № 8,1999.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Нагорный, Владимир Афанасьевич, Саратов

1. Колганов A.B.,Щедрин В.Н. Как нам вывести мелиорацию в России из кризиса // Мелиорация и водное хозяйство. -1999,- №2. -С.5-8.

2. Викснэ A.A. Воссоздание отрасли начинается с управления // Мелиорация и водное хозяйство. -1997. -№3. -С.2-4.

3. Колганов A.B., Щедрин В.Н., Сенчуков Г.А., Бурдун A.A. Основные концептуальные положения программы развития мелиорируемых земель России // Проблемы мелиорации в условиях рыночной экономики. Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.

4. Ляпин A.B. Итоги использования мелиоративного комплекса области в 1998 году. -Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.

5. Гостищев Д.П., Пушко М.И. Новые подходы к методике оценки экономической эффективности мелиорации // -Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.

6. Колганов A.B., Санников В.П, Щедрин В.Н. Прогноз поступления денежных средств в бюджет и внебюджетные фонды // Вопросы мелиорации -1998. № 5-6. -С.6-8.

7. Янюк В.М., Галибин А.Н., Романова Л.Г., Рыжко Н.Ф. . Совершенствование эколого-экономической оценки оросительных мелиораций в Поволжье // Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.

8. Гостищев Д.П., Пушко М.И. Экономическая эффективность использования орошаемых земель и развитие орошаемого земледелия в Саратовской области // -Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова, 1999.

9. Физико-географическое районирование СССР // Под редакцией H.A. Гвоз-децкого. М.: Изд-во МГУ, 1968. - 208с.

10. Агроклиматические ресурсы Саратовской области. Д.: Гидрометеоиздат,: 1970,- 123с.

11. И. Константинов А.Р. Испарение в природе. -JL: Гидрометеоиздат, 1968. -590с.

12. Серякова Л.П. Методика расчета суммарного испарения с орошаемых полей // Труды ЛГМИ. Л: Изд -во ЛПИ, 1976г. - Вып. 62.- С.58-168.

13. Горбунов И.Г. Методика расчета суммарного испарения на орошаемых полях // Труды ГГИ. Вып. 214.

14. Tenson M. Schedulung irrigation with Computer. Soil Water Conserv. N 5, 1969.

15. Пенман X.JT. Растения и влага. Перевод с англ. Л.:Гидрометеоиздат, 1968. - 160с.

16. Schreiber P.Uber die Berichungen Zwischen dem Niederschlag und der Wasser-fbhrung der Flusse in Mitteleuropa. Met.Seit.,8.21(39) 1904.

17. Ольдекоп Э.М. Об испарении с поверхности речных бассейнов //Труды Юрьевской обсерватории. 1911.

18. Будыко М.И. Испарение в естественных условиях. -JL: Гидрометеоиздат, 1948.-110с.

19. Багров Н.А. О среднем многолетнем испарении с поверхности суши // Метеорология и гидрология. -1955. №5. -С.12-19.

20. Мезенцев B.C. Расчеты водного баланса. -Омск: Изд-во ОМСХИ, 1976. -76с.

21. Тюрк Г. Баланс почвенной влаги. (Перевод с французского). -Л.: Гидрометеоиздат, 1958. -228с.

22. Turk G. Evalution de besoins en land d'irrigation évapotranspiration potentielle. Ann.Agronomiques. Paris, 1961.

23. Харченко С.И. Гидрология орошаемых земель. -Л.: Гидрометеоиздат, 1975. -372с.

24. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. -М.: Наука, 1964. -244с.

25. Будыко М.И., Зубенок Л.И. Определение испарения с поверхности суши -М.: Изд.АН СССР, сер.географ. 1961. -Вып.6. -С.26-34.

26. Водопотребление сельскохозяйственных культур: Доклад по ирригации и дренажу ФАО. Рим, 1977.

27. Зубенок Л.И. Испарение на континентах. -Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

28. Струнников Э.А. Обеспеченность влагой с.-х. культур на Северо-западе СССР. -Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

29. Константинов А.Р., Струнников Э.А. Нормирование орошения. Методы, их оценка. Пути уточнения // Гидротехника и мелиорация. -1986. -№1. -С. 1927; №2. -С-33-45; №3. -С. 10-18.

30. Голченко М.Г. Методика унификации биоклиматических коэффициентов и определения суммарного водопотребления орошаемых культур // Мелиорация и водное хозяйство. 1977, -№2.

31. Местечкин В.Б. Пространственная интерполяция биологических коэффициентов водопотребления// Гидротехника и мелиорация. -1978. -№11. -С.43-48.

32. Данильченко Н.В. Методы определения суммарного водопотребления и расчет поливных режимов с.-х. культур. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Джамбул, 1964. -220с.

33. Данильченко Н.В. Методические указания по расчету водопотребления и оросительных норм с.-х. культур в Нечерноземной зоне РСФСР. Коломна, 1981.-120с.

34. Данильченко Н.В., Аванесян И.М. Оценка увлажненности территорий при обосновании норм водопотребности с.-х. культур //Труды ВНИИГиМ. . М.: 1985. -С.70-76.

35. Укрупненные нормы водопотребности для орошения по природно-климатическим зонам СССР. М.: ММ и ВХСССР, 1984.

36. Данильченко Н.В. Биоклиматическое обоснование суммарного водопотребления и оросительных норм // Мелиорация и водное хозяйство.-1999 -№ 4. -С.25-30.

37. Hazen A. Flood. Flows. A Study of Frequencies and Magnitudes. New York, 1930.

38. Хан Г. Дж., Шапиро С. С. Статистические модели в инженерных задачах. -М.: МИР, 1969.

39. Данильченко Н. В. , Остроушко В.Н., Омелъяненко С.И. Метод построения кривых обеспеченности оросительных норм при коротких рядах наблюдений // Обоснование норм водопользования в орошаемом земледелии. -М.: ВНИИГИМ, 1989.

40. Иванов H.H. Ландшафтно-климатические зоны земного шара. М.: Зап. геогр. общество, 1949, - Т.1 (Нов. сер.) - 228с.

41. Чубуков JI.A. Комплексная климатология -М. -JT.: Изд. АН СССР, 1949. -94 с.

42. Шашко Д.И. Агроклиматическое районирование СССР.-М.: Колос, 1967. -334 с.

43. Воейков А.И. Сельскохозяйственная метеорология.: -Избр. соч. -JL: Гидрометеоиздат, 1957. -256с

44. Броунов П.И. Климатические и сельскохозяйственные районы России: Избр. соч.-Т. 2, -Л.: Гидрометеоиздат, 1957. -260с.

45. Алисов Б.П. Климат СССР. -М.: Изд-во МГУ, 1956. -102с.

46. Кеппен В. П. Основы климатологии. М.: Учпедгиз, 1938. -375с.

47. Берг Л. С. Основы климатологии. Л.: Изд-во Наркомпроса РСФСР, 1938. -455с.

48. Григорьев A.A., Будыко М.И. Классификация климатов СССР. М.: -Изд. АН СССР, сер. геогр., 1959. -Вып. 3.

49. Докучаев В.В. Учение о зонах природы. М.: Географгиз, 1948 -61с.

50. Селянинов Г.Т. Методика е.- х. характеристики климата. Мировой агроклиматический справочник. -.Л.: Гидрометеоиздат, 1957.

51. Колосков П.И. Вопросы агроклиматического районирования СССР // Тр. НИИАК. -М., 1958. Вып.6.

52. Сапожникова С.А. Опыт агроклиматического районирования СССР. М.: Изд-во МСХ СССР, 1958.

53. Попов В.П. Агроклиматическое районирование УССР // Вопросы агроклиматического районирования СССР. М.: изд. МСХ СССР, 1958.

54. Бабушкин Л.Н. Агроклиматическое районирование хлопковой зоны Средней Азии. -Л.: Гидрометеоиздат, 1960.

55. Шашко Д.И. Агроклиматические ресурсы СССР.-Л.: Гидрометеоиздат, 1985. -247с.

56. Данильченко Н.В. Водопотребление и режимы орошения сельскохозяйственных культур // Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: Справочник. -М.: Колос. М.: 1999.

57. Волков A.C., Тульверт В.Ф.,.Фиалковский П.Г. Оценка существующих методов обоснования режимов орошения // Мелиорация и водное хозяйство. -1996, -№4. -С.13-14.

58. Шаров П.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем. -M.: Сельхозгиз., 1959. -384с.

59. Льгов Г.К. Орошаемое земледелие Северного Кавказа. Орджоникидзе:. Изд. Сев. Осетии, -60с.

60. Циприс Б.Д., Е втушенко Э.Г. Расчет водопотребления по метеопараметрам // Гидротехника и мелиорация, -1980. -№9. -С.40-42.

61. Бондаренко Н.Ф., Константинов А.Р. Пути оптимизации режимов орошения //Гидротехника и мелиорация.-1980.-№6.-С.40-44.

62. Чекина Т.А. Исследование связи между обводненностью листьев кукурузы и гидрометеорологическими элементами // Тр.УкрНИГиМ, -Л.: Гидроме-теоиздат, -С. 140-152

63. Горюнов Н.С., Петрушина В.М. Диагностирование сроков полива кукурузы по концентрации клеточного сока листьев // Физиология растений, 1966, №12.

64. Петинов Н.С. Физиологические основы получения высоких урожаев с.-х. культур при орошении в Поволжье // Вопросы подъема производительных сил сельского хозяйства и развития орошаемого земледелия в Поволжье. -М.: Колос, 1972.

65. Константинов А.Р. Гидрометеорологические проблемы мелиорации // Сб.: тр.ЛГМИ -Л.: Изд-во ЛПН, 1981. -С.48-70

66. Константинов А.Р. Погода, почва и урожай озимой пшеницы. -Л.: Гидро-метеоиздат, 1978, -80с.

67. Константинов А.Р., Астахова Н.И., Левченко Г.П. Методы расчета испарения с сельскохозяйственных полей. Л.: Гидрометеоиздат, 1971, -125с.

68. Алпатьев A.M. Водооборот культурных растений. -JL: Гидрометеоиздат, 1954, -248с.

69. Алпатьев С.М., Остапчик В.П. К обоснованию формирования поливных режимов с использованием биоклиматического метода расчета суммарного испарения // Мелиорация и водное хозяйство. Киев, 1971. Вып.19. -С.3-17.

70. Константинов А.Р., Леонова Л.Д. и др. Характеристика турбулентного тепло,-влагообмена орошаемой кукурузы // Тр. УкрНИГИМ. Киев, 1966, Вып.57. -С.80-102.

71. Комплексные экспедиции в Южный Казахстан (Пахта-Аральский оазис) // Тр. ин-та математики и механики. -Ташкент: Изд-во АН УзССР, 1957.-С 6-72.

72. Грамматикати О.Г., Нестеров Е.А. Международный "круглый стол" по проблеме эвапотранспирации // Гидротехника и мелиорация -1980. -№9.-С.88-91; -№10. -С.84-89.

73. Данильченко Н.В. Оазисное орошение подземными водами. -М.: Колос, 1983. -95с.

74. Остапчик В.П., Филипенко Л.А., Гайдаров P.M. Биоклиматический метод расчета испарения с орошаемых полей. // Гидротехника и мелиорация. -1980. -№1. -С.39-41.

75. Остапчик В.П. Эвапорация из испаромера ГГИ-3000 как основа для планирования режимов орошения // Вестник сельскохозяйственной науки. -1981. -№10. -С121-124.

76. Иванов H.H. Мировая карта испаряемости. Л.: Гидрометеоиздат, 1957.

77. Механизация полива//Справочник:-М.: ВО Агропромиздат, 1990.

78. Биологические основы орошаемого земледелия. -М.: Колос, 1976. -208с.

79. Будаговский А.И. Водопотребление растений и его связь с гидроклиматическими факторами // Гидроклиматический режим лесостепной и степной зон СССР. -М.: Изд-во АН СССР, 1960.

80. Кузник И.А., Манько А.Д., Морозов М.И., Козыркина Р.А Основные вопросы поверхностного полива // Тр. Саратовского СХИ. -Саратов: СХИ, 1969. -т.ХХН: -С.65-103.

81. Кузник И.А., Барцев Б.П. Сравнительная оценка некоторых эмпирических формул для расчета суммарного водопотребления яровой пшеницы // Тр. Саратовского СХИ. -Саратов: СХИ, 1974. -т.Х. -С.82-88.

82. Кузник И.А. Особенности воднобалансовых расчетов оросительных систем Заволжья // Биологические основы орошаемого земледелия: Сб. научных трудов ВАСХНИЛ. -М.: Колос. 1976. -С126-135.

83. Кузник И.А. Региональные параметры для расчета режимов орошения в Заволжье // Гидротехника и мелиорация. -1981. -№3. -С.44-49.

84. Костин И.С. Районирование режимов орошения в Поволжье // Гидротехника и мелиорация. -1978. -№9. -С.52-59.

85. Колосова Л.А., Морковин В.Т., Стрельников Ф.И. Водный режим почвы на посевах зерновых и кормовых культур при орошении их ДМ Фрегат. ВолжНИИГиМ // Биологические основы орошаемого земледелия: Сб. научных тр. ВАСХНИЛ-М.: Колос, 1976. -С.102-112.

86. Филимонов М.С., Попов В.Н. Водопотребление яровой пшеницы при дождевании в Заволжье // Сб. науч. тр. ВАСХНИЛ. Биологические основы орошаемого земледелия. -М.: Колос, 1976.

87. Рекомендации по орошению люцерны в Саратовской области. -Саратов: ВолжНИИГиМ, 1978. -56с.

88. Рекомендации по программированию выращивания сельскохозяйственных культур на орошаемых землях Поволжья.-Саратов: ВолжНИИГиМ, 1980. -42с.

89. Колосова Л.А., Морковин В.Г., Сяткина М.В. Особенности разработки норм водопотребности для орошения в Поволжье // Сб. науч. тр. ВНИИ-ГиМ. -М, 1984.

90. Сенчуков Г. Особенности естественного увлажнения и потребности с.-х. угодий в водных мелиорациях на юго-востоке Русской равнины. -Новочеркасск, 1971.

91. Безменов А.И., Барцев Б.П. Об изучении режима орошения культурных пастбищ в Заволжье. -Саратов: ЦБНТИ ММиВХ СССР, 1973. -9с.

92. Солопов А.В. Механизм влияния оросительных мероприятий на водные ресурсы и водный баланс // Тр. ГГИ. -Л., 1973. -Вып. 208. -С.62-70.

93. Багров М.Н. Режим орошения с.-х. культур (применительно к режимам Нижнего Поволжья): Обзорная информация. -М.: ЦБНТИ, Минводхоз СССР, 1975. -16с.

94. Дорохов А.П. Режим орошения многолетних трав в ЦЧП // Гидротехника и мелиорация. -1975. -№4. -С.69-72.

95. Фокеев П.М., Кузнецов А.Н., Фомин Г.И., Болотный В.Е. Агромелиоративная основа уролсаев яровой пшеницы в Заволжье // Гидротехника и мелиорация. -1978. -№5. -С 55-58.

96. Тарасов Л.И. О применении поверхностного полива в Поволжье // Гидротехника и мелиорация. -1979. -№5. -С.41-43.

97. ЮО.Турулев В.К., Турулева В.А. Дифференцированный режим орошения озимой пшеницы // Гидротехника и мелиорация. -1980. -№5. -С.43-45.

98. Багров М.Н. Дифференциация поливных норм при орошении // Гидротехника и мелиорация. -1981. -№12. -С.39-40.

99. Филимонов М.С., Яковлев Г.В. Режим орошения и нормы удобрения озимой пшеницы в Волгоградском Заволжье // Гидротехника и мелиорация. -1982. -№2.

100. Фетисов И.М. Урожайность и водопотребление кормовых культур при влагозарядке // Гидротехника и мелиорация. -1984. -№8. -С.68-70.

101. Дорохов А.П., Еремина Г.Г. Использование орошаемых земель ЦЧО под кормовые культуры // Гидротехника и мелиорация. -1984. -№1. -С.56-59.

102. Ю5.Мосиенко H.A. Агрогидрологические основы орошения. -Л.: Гидрометео-издат, 1984.

103. Юб.Мосиенко H.A., Чумакова Л.Н. Определение оросительной нормы с учетом инфильтрационных потерь // Мелиорация и водное хозяйство. -1988. -№3. -С.33-34.

104. Водосберегающие оросительные нормы и экологически безопасные режимы орошения с.-х. кульрур в Уральском регионе. -ТЛ.: -Минсельхозпрод РФ, ГПСНЦ Госэкомелиовод, ВНИИ "Радуга", 1999.

105. Коваленко П.И., Остапчик В.П., Филипенко Л.А., Головко Л.П., Алиев К.А. Расчет водопотребления сельскохозяйственных культур при планировании режимов орошения // Гидротехника и мелиорация. -1987. -№2. -С.38-43.

106. Химии Н.М. Расчет поливной нормы с учетом потенциала почвенной влаги // Мелиорация и водное хозяйство. -1989. -№12. -С.40-41.

107. Ю.Костин Б.И., Фишман М.Я. Нормирование водопользования и водоотведе-ния в Поволжье // Мелиорация и водное хозяйство.-1991. -№12. -С.29-30.

108. Ш.Храмов А.Д. Водный баланс орошаемых культурных пастбищ // Биологические основы орошаемого земледелия: Тр. ВАСХНИЛ, -М.: Колос, 1976. -С.103-105.

109. Данильченко Н.В. Расчет режимов орошения с.-х. культур // Гидротехника и мелиорация. -1978. -№1. -С.48-56.

110. Кружилин A.C. Продуктивность орошаемой озимой и яровой пшеницы в различных зонах Заволжья. Биологические основы орошаемого земледелия. -М: Наука, 1974.

111. Данильченко Н.В. Основные положения методики определения суммарного водопотребления (эвапотранспирации), дефицита водопотребления и оросительной нормы с.-х. культур. -Коломна: ВНИИМиТП, 1988.

112. Рекомендации по корректировке эксплутационных режимов орошения. -Новочеркасск: ЮжНИИГиМ, 1987. -60с.

113. Мезенцев B.C. Режимы влагообеспеченности и условия гидромелиораций степного края. -М.: Колос, 1974.

114. Ерхов Н.С. Поливной режим как элемент технологии полива // Мелиорация и водное хозяйство. -1996. -№ 4. -С. 16-19.

115. Волков A.C., Шалыгин А.Л. Об использовании гидрометеорологической информации при определении рациональных оросительных норм и режимов орошения // Метрология и гидрология. -1987. -№1. -С.103-108.

116. Харченко С.И., Волков A.C. Основы методов определения режимов орошения: Обозр. -Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 1979. -55с.

117. Исаков М.И., Светличный A.A., Тульверт В.Ф. Учет пространственной изменчивости основных метеоэлементов в пределах орошаемой территории // Метеорология, климатология и гидрология. 1992. Вып.28.

118. Ш.Талалаевский Г.В. Воднотеплобалансовый метод определения водопотребления и режима орошения с.-х. культур // Сб. науч. тр. ВО Союзводпроект. -М,-1977-№47. -С. 16-23.

119. Алпатьев С.М. Исследование динамики водопотребления орошаемых культур // Тр. УкрНИИГиМ. -Киев, -1956. Вып.77\3. -С.40-56.

120. Химин Н.М. Унифицированный метод расчета норм водопотребности применительно к автоматизированной системе нормирования водопользования в орошаемом земледелии. —Л.: ЛГМИ, 1987.

121. Микоян Г.Е. Методика расчета норм водопотребления сельскохозяйственных культур в условиях Армянской ССР // Труды АрмНИИВПиГ, -Ереван. 1975.

122. Гарюгин Г.А. Режим орошения сельскохозяйственных культур. -М.: Колос, 1979.-269с.

123. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. -М.: Наука, 1971.

124. Колганов A.B., Питерский A.M., Лисконов А.Т. Планирование эксперимента в гидромелиоративных исследованиях. -М., 1999.

125. Данильченко Н.В., Аванесян И.М. и др. Водосберегающие оросительные нормы и экологически безопасные режимы орошения с.-х. культур в Западной Сибири: Рекомендации. -М.: Изд. ГП СНЦ "Госэкомелиовод", 2000.

126. Данильченко Н.В. Планирование и реализация режимов орошения при инженерном водопользовании // Гидротехника и мелиорация. -1987. -№4. -С.40-43.

127. Механизация полива: Справочник. -М.: ВО "Агропромиздат", 1990.

128. Мелиорация и водное хозяйство. Том 6 "Орошение". Справочник. -М.: ВО "Агропромиздат", 1990.

129. Гарюгин Г.А. Режим орошения с-х культур в Ставропольском крае // Режим орошения с-х культур. -М., 1965.176

130. Косова Л.А., Морковин В.Т., Стрельников Ф.И. и др. Использование биоклиматического метода расчета режима орошения для обоснования мощности оросительных систем // Мелиорация земель Поволжья. -Саратов: ВНИИ-ГиМ, 1979.

131. Алпатьев A.M. Методические указания по расчетам режима орошения с.-х. культур на основе биоклиматического метода. -Киев, 1967.

132. Гарюгин Г.А. Вопросы рационализации и дифференциации режима орошения с.-х. культур в условиях Ставрополья // Биологические основы орошаемого земледелия. -М.: Наука, 1966. -С.77-84.

133. Шумаков Б.Б. Новые подходы к определению водопотребления и режимов орошения с.-х. культур // Мелиорация и водное хозяйство. 1994. -№2. -С. 16-17.

134. Мосиенко М.Г. Гидрологические особенности орошения в степной зоне // Регулирование водного режима орошаемых земель Южного Урала. Изд-во СибНИИГиМ, 1982.

135. Мезенцев B.C. Определение оросительных норм по климатическим данным // Гидротехника и мелиорация. -1971. -№11.

Информация о работе

Нагорный, Владимир Афанасьевич
кандидата сельскохозяйственных наук
Саратов, 2000
ВАК 06.01.02

Диссертация

Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы