Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование режима орошения однолетних трав в условиях горного Алтая

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кулагин, Александр Александрович

Введение.

1. Роль орошения в структуре производства сельскохозяйственной продукции на орошаемых землях (аналитический обзор литературы).

1.1. Режим орошения как фактор производства сельхозпродукции на орошаемых землях.

1.2. Математическое моделирование производства сельскохозяйственной продукции при орошении.

1.3. Режим и техника орошения кормовых трав.

2. Построение модели производства однолетних трав в условиях Горного Алтая.

2.1. Теоретическое обоснование модели роста и развития однолетних трав.

2.2. Расчет типовых режимов орошения и хозяйственных факторов.

2.3. Расчет дополнительно орошаемой площади.

2.4. Расчет оптимальных элементов техники полива дождеванием.

3. Методика опытно-производственных исследований.

3.1. Определение параметров математической модели.

3.2. Определение параметров кинетической функции для получения урожая однолетних трав.

3.3. Определение числовых значений параметров модели, применительно к выращиванию однолетних трав

3.4. Расчет режима орошения и значений хозяйственных факторов.

4. Полевые исследования по режиму орошения однолетних трав.

4.1. Характеристика природных условий.

4.2. Водно-физические свойства почв.

4.3. Составляющие водного баланса.

4.4. Биометрические показатели и урожайность однолетних трав.

5. Исследования особенностей тепло- и влагопереноса в условиях орошения.

5.1. Полевые исследования по элементам техники полива.

5.2. Расчет элементов техники полива дождеванием в условиях Кош-Агачского района республики Алтай.

5.3. Эффективность режима орошения и элементов техники полива дождеванием в условиях Кош-Агачского района.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Обоснование режима орошения однолетних трав в условиях горного Алтая"

Актуальность работы. Сельскохозяйственное производство Горного Алтая имеет животноводческую направленность. В структуре товарной продукции доля животноводства составляет более 90 %. Главной задачей растениеводства является производство кормов. Пахотные земли в условиях горного агроландшафта занимают только 8,7 % сельскохозяйственных угодий, значительная часть которых расположена в условиях засушливого климата.

Мелиоративный фонд обследованных районов Республики Алтай превышает 70 тыс. га, из них на долю высокогорного Кош-Агачского района приходится - 37 тыс. га. В Усть-Коксинском районе может быть мелиорировано - 17, в Усть-Канском - 10 тыс. га. В настоящее время орошаемые земли, занимая около 5 % пашни, производят более 10 % растениеводческой продукции. Однако до настоящего времени орошаемое земледелие не получило широкого развития даже в межгорных котловинах с относительно спокойным рельефом и обилием водоисточников. В полупустынной Чуйской степи орошается около 7 тыс. га, что составляет 4 % от ее площади. Весь орошаемый клин составляет около 10 тыс. га или 30 % от площади пахотных земель Республики Алтай.

Гарантией ежегодного стабильного наращивания производства кормов для эффективного развития животноводства является орошение. В районах высокогорья на поливных землях производится более 75 % кормов за счет однолетних трав. Урожайность однолетних может быть увеличена при научно обоснованном режиме орошения и использовании более урожайных культур, обладающих высокой питательной ценностью (рапс, горох, овес и их смесь). Многие известные технологические приемы орошения, применяемые в равнинных условиях, неприемлемы для высокогорий. В условиях высокогорья республики Алтай эффективность орошаемого гектара во много раз превосходит богарное кормопроизводство, 3 % регулярно орошаемых земель дают 52 % общего объема выращиваемых здесь кормовых культур. Разработка научно обоснованных режимов орошения на базе математических моделей, количественно учитывающих вероятность выпадения естественных осадков и динамику роста и развития растений, позволит резко повысить эффективность кормопроизводства.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка методов расчета режима орошения кормовых культур на больших склонах (порядка 0,035) в условиях Горного Алтая с учетом вероятности выпадения естественных осадков, возможностей совершенствования управления водным и пищевым режимами почвы для формирования проектной максимальной продуктивности угодий, высоких показателей качества продукции, экологической чистоты и экономической эффективности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-разработать математическую модель режима орошения кормовых культур;

- проверить в опытно-производственных условиях разработанную модель режима орошения кормовых культур;

- количественно оценить влияние климатических и агропроизводст-венных факторов на формирование урожайности однолетних трав;

- изучить водно-физические свойства орошаемых почв для обоснования эксплуатационного режима орошения;

- выявить суммарный и среднесуточный расход влаги за вегетацию однолетних трав по периодам их роста и установить связь с метеопоказателями;

- оценить влияние водного режима почв на продуктивность кормовых культур;

- обосновать параметры технологии полива однолетних трав при орошении среднеструйной низконапорной дождевальной машиной "Фрегат".

Научная новизна. Впервые для резко континентальных условий Горного Алтая получена зависимость формирования урожайности кормовых культур, включающая количественный учет влияния природноклиматических и производственных факторов. Разработана методика расчета элементов режима орошения (поливных и оросительных норм, сроков поливов, числа поливов), которая обеспечивает получение проектного урожая кормов с наименьшими затратами. Научно обоснованы элементы эксплуатационного режима орошения, разработана методика расчета элементов техники дождевания (поливных норм, времени полива, интенсивности дождя), которые обеспечивают минимум затрат на поливы и отсутствие поверхностного стока. Выявлены закономерности изменения водного баланса в зависимости от особенностей расчетного режима орошения и технологии полива однолетних трав в условиях высокогорья.

Защищаемые положения.

1. Методика расчета режима орошения (поливных и оросительных норм, сроков и числа поливов), обеспечивающая получение проектного урожая с наименьшими затратами.

2. Методика расчета элементов технологии полива дождеванием (поливных норм, времени полива, интенсивности дождя), которые обеспечивают минимум затрат на производство поливов и исключение поверхностного стока.

3. Технология полива однолетних трав на больших склонах дождеванием с использованием низконапорной дождевальной машины "Фрегат".

Практическая значимость. Предложенный метод расчета режима орошения на основе математического моделирования обеспечивает, по сравнению с традиционной технологией, сокращение затрат оросительной воды до 30 % и энергозатрат на 75 % за счет более полного использования естественных уклонов местности и прогнозирования сроков проведения поливов в годы с различной влагообеспеченностью. При этом достигается стабильное получение проектной урожайности трав и обеспечивается снижение отрицательного воздействия орошения на окружающую среду. При использовании более совершенной технологии полива выход кормов возрастает в 1,1 - 1,2 раза по сравнению с общепринятой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на конференции Барнаульского аграрного университета (1997 г.), в комитете "Горно-Алтаймелиоводхоз" (1998 г.) и на кафедре сельскохозяйственной мелиорации Новочеркасского гидромелиоративного университета (1999 г.). По результатам исследований опубликованы 3 научные статьи.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, включает 29 рисунков, 28 таблиц. Содержание диссертации изложено на 135 стр. Список использованной литературы включает 156 наименований.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Кулагин, Александр Александрович, Москва

1. Аверьянов С.Ф., Богушевский A.A. и др. Разработка методов управления водным, тепловым и пищевым режимами осушенных торфяных почв, М., т.4, рукопись, фонды МГМИ, 1968.

2. Аверьянов С.Ф., Шабанов В.В. Общая схема исследований мелиорации среды обитания растений, ж. Гидротехника и мелиорация, 12, 1973.

3. Аверьянов С.Ф., Голованов А.И., Никольский Ю.Н. Расчет водного режима мелиорируемых земель. М., Ж. Гидротехника и мелиорация, №3, 1974.

4. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. М.: Агропромиздат, 1985.

5. Акофф Л.Р. Планирование в больших экономических системах. М., «Советское радио», пер. с англ., 1972.

6. Аллен Р. Математическая экономика, М., 1963.

7. Алпатьев A.M. Влагообороты в природе и их преобразования: Л., Гидрометиоиздат, 1969. С.261-299.

8. Бенц В.А. Проблемы полевого кормопроизводства и основные пути их решения // интенсификация полевого кормопроизводства в Сибири. -Новосибирск, 1086.-С. И-12

9. Бероев Б.М. О некоторых актуальных проблемах освоения природных богатств горных районов// Человек и природа: пути оптимизации отношений. -Орджоникидзе: СОГУ, 1984 С.65-69.