Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Обоснование режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоны России

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Обоснование режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоны России"

ФГБОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

На правах рукописи

АБДЕЛЬ ТАВАБ МЕТВАЛЛИ ИБРАХИМ ЗЕДАН

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЕГИПТА И НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

РОССИИ

Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ОЕЗ Ш

МОСКВА-2012

005008940

005008940

Работа выполнена на кафедре мелиорации, рекультивации и охраны земель ФГБОУ ВПО «Московского государственного университета природообустройства»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Пчёлкин Виктор Владимирович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Максименко Владимир Пантелеевич

кандидат технических наук, профессор Сильченков Иван Степанович

Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К. А. Тимирязева

л

Защита состоится 06 марта 2012 года в 15 часов на заседай диссертационного совета Д 220.045.01 ФГБОУ ВПО «Московск государственный университет природообустройства»

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, 19 (1 учебный корпус, аудитория. 201

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства». .

Автореферат диссертации размещен « » января 2012 года на официальном сайте ФГБОУ ВПО МГУП по адресу: http://www.msuee.ru/html/l 91 .html

Автореферат разослан « » января 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного

Совета Сурикова Т.И.

Введение.

Важнейшим фактором стабилизацию и интенсификации сельскохозяйственного производства в Египте и Нечерноземной зоне России является орошаемое земледелие, которое связано с регулированием водного режима почв. В связи с этим в условиях Египта большое значение имеет проблема водосбережения и снижение водопотребления сельскохозяйственных культур. Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является капельное орошение. Однако режим орошения кабачков при капельном способе полива в Египте практически не изучался.

В центральной части Нечерноземной зоны России при выращивании овощных культур используется орошение дождеванием. Рекомендуемые расчетные методы для определения проектных режимов орошения нуждаются в уточнении, так как известные методы не в полной мере учитывают процессы водопотребления и влагообмена в расчетном слое дерново-подзолистых почв водоразделов. Кроме того, требует уточнения диапазон регулирования влажности и расчетного слоя почвы.

Выше перечисленные обстоятельства, а также то, что режим орошения кабачков в условиях Египта при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов изучены недостаточно и вызвали необходимость проведения исследований.

Цель и задачи исследований.

Целью настоящей работы является обоснование режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоне России.

Исследования включали следующие задачи.-

- Обоснование режима орошение овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоне России.

- Обоснование необходимого диапазона регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы.

- Разработка методики расчета водопотребления кабачков и столовой свеклы.

- Определение биологических коэффициентов, а также коэффициентов, учитывающих влажность почвы, для кабачков в

условиях капельного орошения и столовой свеклы при дождевании.

- Определение допустимой глубины расчетного слоя почвы для кабачков и столовой свеклы.

- Совершенствование методов расчета режима орошения:

а) кабачков в условиях Египта при капельном способе полива;

б) столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании. Научная новизна и практическая ценность:

- Обоснованы режимы орошения кабачков в условиях Египта при капельном способе полива, и столовой свеклы в НЧЗ России при дождевании.

- Определены необходимые диапазоны регулирования влажности почвы при выращивании кабачков и столовой свеклы.

- Разработана формула для расчета водопотребления.

- Получены биологические коэффициенты, а также коэф-

фициенты, учитывающие влажность почвы, для кабачков и столовой свеклы. •

- Определены глубины расчетного слоя почвы для кабачков и столовой свеклы.

Защищаемые положения. На защиту выносятся:

- допустимые пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы и глубины грунтовых вод;

- формула расчета водопотребления кабачков и столовой свеклы при орошении;

- биологические коэффициенты для кабачков и столовой свеклы;

- режим орошения кабачков для условий Египет при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

Практическая значимость заключается в разработке и обосновании режима орошения овощных культур в условиях Египта при капельном способе полива и в условиях Нечерноземной зоны РФ на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

На этой основе предложены: обоснованные диапазоны регулирования влажности почвы кабачков и столовой свеклы; формула для расчета водопотребления; биологические коэффициенты для кабачков и столовой свеклы; уточненные глубины расчетного слоя почвы при орошении кабачков и столовой свеклы; обоснованные режимы орошения кабачков для условий Еги-пета при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

Эти предложения позволяют повысить качество проектирования оросительных систем. Они позволяют экономить водные ресурсы, полнее учитывать влияние мелиоративных мероприятий на плодородие почв, что обеспечивает получение оптимально высоких урожаев кабачков и столовой свеклы.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на научных конференциях МГУП (20092011гг.); на международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России» (Москва 2009 г.); на 2-й международной научно-практической конференции «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия», (г. Краснодар 2009 г.), на III-ей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», (г. Краснодар 2009 г.); на 1-ой международной конференции по использованию водных ресурсов в странах Арабского мира и Африки «Rivers build Bridges between Nation & Civilizations», (Египет 2009 г.); на 2-ой международной конференции «Управление трансграничными водными ресурсами», (Москва 2010 г.); на III-ей Международной (7-ой Всероссийской) научной конференции молодых ученых и специалистов "Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации" (Москва 2010 г.); на молодежном научно -экологическом форуме «Анализ причин и последствий засухи и пожаров 2010 года: приоритетные проблемы и пути их решения», (Москва 2010г.), на IV-ой Международной (8-ой Всероссийской) научной конференции молодых ученых и специалистов "Иннова-

ционные технологии и экологическая безопасность в мелиорации", (Москва 2011г.);

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы (174 наименований, из них 41 на иностранном языке) и 11 приложений. Основное содержание изложено на 180 страницах машинописного текста, включая 34 рисунка и 39 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проводимых исследований, дана краткая характеристика диссертационной работы, раскрываются цели и задачи исследований, формулируется научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе дан краткий анализ изучаемого вопроса, характеристика природно-климатических условий Египта, и водоразделов Нечерноземной зоны РФ. Большой вклад в разработку режимов орошения внесли в Египте Zayton A.M.; El-Berry A.M.; El-Sahrigi A.F.; Hussein N.S.; Solomon K.; Amer H. K.; Mady A.A.; Abdel-Hafez S.A.; Bengamen I.S.; El-Tantawy M.M.; Mesiha W.L.; Gad El-Rab G.M. и др., в России Костяков А.Н.; Аверьянов С.Ф.; Голованов А.И.; Григоров М.С.; Данильченко Н.В.; Дубенок

H.H.; Кирейчева Л.В.; Максименко В.П.; Маслов Б.С.; Пчелкин

В.В.; Сухарев Ю.И.; Харченко С.И.; Циприс Д.Б.; Шабанов В.В.; Шуравилин A.B. и др.

Полевые исследования по капельному орошению кабачков проводились в Египте в 2005 г., по орошению дождеванием в России, на опытно-мелиоративном пункте (ОМП) «Дубна» МГУП Сергеево-Посадского района Московской области в 2010, 2011 гг.

Среднегодовая сумма осадков в Египте в районе канала Ис-маиля составляет 150 мм в год, в Нечерноземной зоне по Московской области 680 мм. В период вегетации осадки в Египте не выпадают. Среднемноголетняя сумма осадков за период май-август по Московской области составляет 275мм. Сумма средне-

суточных температур воздуха за вегетацию в Египте составляет 7800°С, в Московской области 1800-2000°С.

Климатические условия в Египте относительно стабильны. В России в районе проведения исследований в 2010 г. сумма осадков за вегетацию составила 97 мм, а в 2011 г — 195 мм. Эти годы по влагообеспеченности были острозасушливыми. Сумма среднесуточных температур воздуха за май - август в 2010 г. составила 2496°С, а в 2011г. - 2242°С при норме 1856°С. Эти годы по тепло обеспеченности были очень жаркими. Среднесуточная относительная влажность воздуха в 2010 г. составила 62,7%, а в 2011

- 67%.

Почва опытного участка в Египте суглинистая, обладающая признаками гидроморфных вертисолей. Плотность почвы в слое 0-15 см составляет 1,36 г/см3, плотность твердой фазы изменяется от 2,3 до 2,6 г/см3, пористость 0,38 - 0,40 см3/см3 от объема. Наименьшая влагоёмкость (НВ) изменяется по глубине в пределах от 8,6 % до 9,2 %. Влажность завядания растений (ВЗ) варьирует по глубине в пределах от 1,8 % до 2,1 %. Содержание органического вещества в верхнем слое почвы составляет 0,35 %, а в нижнем 0,26 %.

Почвы опытного участка ОМП «Дубна» дерново-подзолистые, среднесуглинистые. Плотность почвы в слое 0-50 см составляет 1,63 г/см3, плотность твердой фазы изменяется от 2,31 до 2,61 г/см3, пористость 0,36 - 0,40 см /см3 от объема. Предельная полевая влагоёмкость (ППВ) изменяется по глубине в пределах от 0,18 до 0,22 см3/см3. Максимальная гигроскопичность (МГ) варьирует по глубине в пределах от 4,06 % до 7,23 %. Содержание гумуса в верхнем слое почвы составляет 2,2 %. Коэффициент фильтрации в слое 0-100 см изменяется от 0,12 до 0,38 м/сут.

Во второй главе рассматриваются состав и методика полевых исследований. Опыты в Египте проводились на ферме Ядерного исследовательского центра вблизи г. Иншасс, около канала Исмаилия имеет площадь 20 га.

Опытный участок имеет площадь около 144 м2. В состав его входят 3 делянки. Каждая делянка разбита на 3 площадки размером по 16 м каждая, являющиеся повторностями. На

делянках размеров 3 х 16 м проводились опыты по изучению оптимального режима орошения кабачков.

Оросительная система состоит из водоисточника, головного сооружения, насосной станции, магистрального трубопровода, распределительных трубопроводов, поливных трубопроводов с капельницами. Полив делянок осуществлялся с помощью капельниц “ GR built in drip line emitter “ с расходом 4 л/ч вмонтированных в поливные трубопроводы. Расстояния между поливными трубопроводами составляет 1 м, а между капельницами - 0,50 м.

На каждой делянке 1...3 измерялись составляющие водного баланса. Уравнение водного баланса опытных делянок, на которых исследовался режим влажности почвы, имеет вид (мм):

SW =Ос + т-Е - q (1)

г&е SW - изменение влагозапасов в расчетном слое почвы,

5W Wk-Wh

Ос = 0; Wk - конечные влагозапасы почвы;

Wh - начальные влагозапасы почвы;

т - поливы; Е - водопотребление;

q- инфильтрация влаги из расчетного слоя почвы в нижерасположенные слои.

Влажность почвы на делянках измерялась послойно через 15 см в слое 0....75 см до и после поливов с помощью нейтронного влагомера CPN 503 DR.

Суммарное водопотребление на делянках определяли из уравнения водного баланса как неизвестное с учетом измеренных величин SW , т, q.

Опыты на делянках проводились на фоне внесения оптимальных доз органических удобрений нормой 47 т/га и минеральных - Ni46 Р56 К114.

Опыты со столовой свеклой на ОМП «Дубна» проводились на делянках размером 80 м2 каждая. При этом, делянка де-

лилась на 4 учетные площадки размером 3,2x3,2 м (рис. 2.5). Для оценки влияния влажности почвы на урожай столовой свеклы она поддерживалась в корнеобитаемом слое (0-50 см) с помощью орошения в следующих интервалах: 1 - (0,80-0,90)ПВ; 2 - (0,70-

0,80)ПВ; 3-(0,60-0,70)ПВ; 4 - контроль (без орошения).

Полив делянок проводился с помощью насадок типа «Фрегат», установленных в центре каждой делянки. Для этого была проложена оросительная сеть, состоящая из трубопроводов, проложенных как под землей (РТ), так и по поверхности земли (ПТ). Забор воды на полив осуществлялся из поселкового водопровода. Для создания необходимого напора в головной части оросительной сети был установлен насос.

^ Измерения влажности почвы в 2010 г. проводились послойно через 0,2 м до глубины 0,5 м с помощью термостатновесового метода. Измерения влажности почвы в 2011 г. проводились послойно через 0,2 м до глубины 0,5 м с помощью влагомера ТШМЕ-РМ.

Периодичность измерений влажности почвы составляла 1 раз в 5 дней, а также перед поливом и после каждого дождя и полива. На каждой делянке 1...4 измерялись составляющие водного баланса по уравнению (1).

Для определения суммарного водопотребления, а также для изучения закономерностей формирования водного баланса в 2010 г^ был установлен лизиметр с монолитами грунта ненарушенной структуры. Высота лизиметра 1,8 м, диаметр — 1,6 м, площадь поперечного сечения — 2 м2. Измерения влажности почвы проводились на всю глубину монолита с такой же периодичностью, как на делянках.

В третьей главе проведен анализ экспериментальных исследований по водному режиму почв при выращивании кабачков в условиях капельного полива и столовой свеклы в условиях дождевания.

Выявлена связь урожайности кабачков и столовой свеклы с влажностью почвы. Наибольшая урожайность кабачков 30 т/га была получена при средней за вегетацию влажности почвы 0,28

см3/см3 (0,70 ПВ), а столовой свеклы 74,3 т/га при 0,32 см3/см3 (0,71 ПВ).

Проведенный анализ связи урожайности кабачков с влажностью почвы позволяет рекомендовать в условиях Египта при капельном орошении и экономии водных ресурсов, следующие пределы регулирования влажности почвы (0,55...0,70) ПВ, а столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв НЧЗ России при дождевании - (0,64 - 0,77) ПВ.

В опытах с кабачками на варианте В1 при доле поливаемой площади в расчете на 1 м2 - 0,392 и влажности почвы 0,70 ПВ или 85%Е, водопотребление составило 318 мм, оросительная норма 358 мм, инфильтрация 36 мм. На варианте В2 при той же доле площади в расчете на 1 м2 и влажности почвы 0,63 ПВ или 76%Е, рассматриваемые элементы водного баланса соответственно составили 293; 260 и 29 мм. На варианте ВЗ в тех же условиях и влажности почвы 0,47 ПВ или 57%Е, рассматриваемые элементы составили - 212; 189; 21 мм.

В опытах со столовой свеклой осадки за период вегетации 2010 г. составили 97 мм, а в 2011 г. 195 мм. Из-за разницы в количестве выпавших осадков на 98 мм, оросительная норма в 2010 г. была больше, на 96 мм в сравнении с 2011г и составила за вегетацию свеклы столовой 414 и 318 мм. При этом, суммарная водо-подача (Ос+М) примерно была одинаковой, и составила соответственно по годам 511 и 513 мм. Водопотребление в условиях острозасушливых лет 2010 и 2011 гг. составило 510 и 498 мм соответственно. Инфильтрация по данным лизиметров была в 2010 г. </=-13 мм, а 2011 г. q= -53 мм.

Уровень увлажненности почвы оказывает существенное влияние: как на оросительную норму, так и на водопотребление. При средней за вегетацию (2010-2011 гг.) влажности почвы соответственно 0,8ПВ и 0,78ПВ на делянке № 1 оросительная норма составила 423 и 336 мм, а водопотребление 492 и 465 мм. На делянке № 2 при средней влажности 0,73ПВ и 0,71ПВ оросительная норма составила 404 и 309 мм, а водопотребление 490 и 485 мм. На делянке № 3 при средней влажности 0,62ПВ (за 2 года) эти величины соответственно составили 316 и 258 мм и 422 и 426 мм.

На контроле без полива при средней влажности 0,49ПВ и 0,48ПВ водопотребление было 224 — 244 мм. Анализ показывает, что с понижением влажности дерново-подзолистой почвы уменьшается оросительная норма, водопотребление снижается с уменьшением влажности почвы с 0,7 ПВ и ниже. Различие в оросительных нормах 2010 и 2011 гг. вызвано, разным количеством выпавших осадков.

Таким образом, влажность дерново-подзолистой почвы оказывает существенное влияние на все составляющие водного баланса, особенно на оросительную норму и водопотребление.

При обосновании режима орошения необходимо определить расчетный слой почвы, то есть слой, в котором необходимо поддерживать требуемый водный, воздушный и питательный режимы. В опытах с кабачками через 30 дней после посева глубина проникновения корней по вариантам составила В1-15,3; В2-14,3; ВЗ-16,8 см. В конце вегетации максимальное значение глубины корней составила В1-31; В2-38; ВЗ-42 см.

Для условий орошаемых земель Египта при капельном способе полива кабачков расчетный слой почвы следует принимать для: 1-3 декады - 20см; 3-5 декады - 30 см; 5- 8 декады - 50 см.

В опытах со столовой свеклой в 2010 г., начиная с седьмой декады и до конца вегетации масса корней составила (■%):• в слое 10 см - 49,8; 10...20 см - 49,8; 20...30 см - 0,12; 30...40 см -

0,12; 40...50 см - 0,01 и глубже - 0,01. В 2011 г. соответственно составила в слое 10 см-49,9; 10...20 см-49,9; 20...30 см - 0,03; 30...40 см —0,03; 40...50 см - 0,01 и глубже-0,01.

Для условий орошаемых дерново-подзолистых почв водоразделов Нечерноземной зоны РФ при дождевании столовой свеклы расчетный слой почвы следует принимать для: 1-3 декады - 20 см; 3-5 декады - 30 см; 5- 10 декады - 40-50 см.

Одним из факторов, оказывающим влияние на выбор для полива капельниц и дождевальных машин и аппаратов, является сопоставление интенсивности подачи воды капельницей и дождя со скоростью впитывания воды в почву.

Результаты полевых опытов с кабачками показывают, что средняя интенсивность расхода капельниц “GR built in drip line

emitter“ 0,2 мм/мин не превышает средней скорости впитывания воды в почву 0,3 мм/мин. Время полива капельницами составляло 1 час 22 минуты.

Результаты полевых опытов со столовой свеклой показывают, что средняя интенсивность дождя насадки ДДА-100М составляет 0,6 мм/мин. При такой интенсивности дождя время полива может составлять не более 50 мин. За это время слой поливной воды составит 30 мм. Поэтому при большей поливной норме следует подавать ее не за один раз, а за два, три раза, чтобы избежать образования луж и поверхностного стока.

Четвертая глава посвящена водопотреблению кабачков и столовой свеклы в рассматриваемых условиях.

Проведена сравнительная оценка методов расчета водо-ботребления кабачков и столовой свеклы (Пристли Тэйлор (ПТ); Тюрк; ФАО рад; Дженсен-хэйс (ДХ); Харгривс (ХГ); Блейни-Кридлл;, ФА056-Пенман-Монтейс (Г1М); Иванов H.H.; И-Пан; фактическая (100%Е; 75%Е; 50%Е). Анализ этих методов показал, что водопотребление кабачков (данные опытов) при влажности почвы 100 % Е больше, чем водопотребление, рассчитанное по известным методикам в 1,7 - 2,5 раза, а при 75%Е соответственно на 18,9 - 77,5 %.

Водопотребление кабачков ( данные опытов ) соответствующие влажности почвы 50 % Е, располагается в границах во-допотребления рассчитанного по известным формулам. Между опытными данными (50 % .Е) и рассчитанными по данным формулам проводен сравнительный анализ.

Метод Г.Блейни - В. Кридлл за весь период вегетации дает отклонение водопотребления на 9,0 %. Отклонения за 2-3 суток более существенны и достигают 34,2 %. Данная методика пригодна для расчета водопотребления в рассматриваемых условиях в целом за вегетацию. Она не пригодна для расчета водопотребления за период 2-3 сут из-за недостаточной точности, а также отсутствия биологических коэффициентов для данной зоны и культуры.

Метод ФАО 56-Пенман-Монтейс в целом за вегетацию дает занижение 15,1 % за период 2-3 суток отклонение составляет 36,3 %. Данная методика пригодна для расчета водопотребления ка-

бачков в целом за вегетацию, и не пригодна для расчета за период 2-3 суток.

Метод Иванова Н.Н. соответственно дает отклонение 12,6 % и 58,8 %; Тюрк 26,8 % и 49,1 %; Дженсен-хэйс 14,2 % и 37,8 %; Харгривс 13,1 % и 31,00 %; ФАО рад 6,9 % и 33,7 %; Пристли Тэйлор 0,6 % и 32,2 %; И-Пан 0,3 % и 30,1 %. Эти методы не пригодны для расчета водопотребления кабачков в условиях Египта при капельном способе полива.

К недостаткам этих методов относятся: сложность определения входящих параметров; ненадежность эмпирических коэффициентов при переносе их в условия, отличные от тех, в которых они были получены; трудность при расчете водопотребления для отдельных культур в связи с тем, что их биологические особенности учитывались косвенным путем.

В связи с чем, возникает потребность разработать методику для расчета водопотребления кабачков в условиях Египта при капельном орошении с учетом влажности корнеобитаемого слоя почвы.

Так как растения на орошаемых полях обеспечены влагой, и влажность почвы колеблется в оптимальных пределах, то водо-потребление в этом случае является максимально возможной величиной для данной культуры, то есть испаряемостью. Влияние биологических особенностей кабачков на величину испаряемости в большей мере проявляется в начале и в конце вегетации.

Для определения водопотребления кабачков при капельном способе полива и столовой свеклы при орошении дождеванием дерново-подзолистых почв водоразделов была получена формула, которая имеет следующий вид:

Е = К?К'*КЬай%ь , (2)

где Е - водопотребление, мм/сут;

- коэффициент, учитывающий долю площади полива капельницами в расчете на 1 м2;

Куы - коэффициент, учитывающий влажность корнеобитаемого слоя почвы; КЬ,- биологический коэффициент; </э - сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха, мб;

а, Ь - эмпирические коэффициенты, учитывающие климатическую зону и почвы.

Эмпирические коэффициенты а и Ь даны в табл. 1.

Таблица 1

Эмпирические коэффициенты а и Ь

Культура

Кабачки Столовая свекла

а Ь а Ь

1,96 0,68 1,04 0,88

По экспериментальным данным биологических коэффициентов кабачков за один период был составлены статические ряды из 28 членов. Определялась зависимость между относительным временем и биологическими коэффициентами. Таким образом, было получено уравнение регрессии (3).

/¡Г5к. = 0,3568 + 1,6854*^-0,1458*^ , " (3)

где К8к.~ биологический коэффициент кабачков;

/г - относительное время, /г = * /80.

Таблица 2 Биологические коэффициенты кабачков

месяц Июнь

№ полива 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Кб 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.8

6 1 6 1 6 0 4 8 2 5 8 1 4 6

месяц Июль Август

№ полива 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Кб 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9

8 0 2 4 5 6 7. 7 7 8 7 7 6 5

Биологические коэффициенты свеклы столовой за один период был составлены статические ряды из 19 членов. Определялась зависимость между номером декады и биологическими коэффициентами. Таким образом, было получено уравнение регрессии (4), по которому рассчитаны биологические коэффициенты, представленные в табл. 3.

К&сс. = 0,778 + 0,0903*/г - 0,008*/г2 , (4)

где Кдсс- биологический коэффициент столовой свеклы; tr - номер декады.

Таблица 3

Биологические коэффициенты столовой свеклы по декадам

Номер декады I 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Кбсс. 0.86 0.93 0.98 1.01 1.03 1.03 1.02 0.99 0.94 0.88

Как отмечалось, водопотребление растений зависит от влажности корнеобитаемого слоя почвы. Этот фактор учитывается вводом в формулу (2) коэффициента, зависящего от влажности почвы (Кхч).

Анализ результатов исследований показывает, что с увеличением влажности почвы увеличивается водопотребление кабачков до 0,60 ПВ. Дальнейшее увеличение влажности почвы практически не оказывает влияние на водопотребление. Значения коэффициентов, учитывающие влажность почвы кабачков даны в табл. 4.

Таблица 4

Коэффициенты, учитывающие влажность почвы

Влажность почвы 100 % Е (0,83 ПВ) 84 % Е (0,70 ПВ) 72 % Е (0,60 ПВ) 60 % Е (0,50 ПВ) 48% Е (0,40ПВ) 36% Е (0,3011В)

Kw 1,0 1,0 0,93 0,86 0,72 0,57

Значения коэффициентов, учитывающие влажность почвы столовой свеклы даны в табл. 5.

При капельном способе полива не вся орошаемая площадь поливается. Из каждого квадратного метра орошаемой площади, в данном случае поливается 0,392 м2. Следует отметить, что различные капельницы имеют различные диаметры полива. Поэтому при определении водопотребления необходимо учитывать только ту площадь, которая находится в сфере полива конкретных капельниц. Доля поливаемой капельницами площади будет меняться в зависимости от их технических характеристик. Исходя из этого обстоятельства было принято решение ввести в формулу (2)

коэффициент (Кг), учитывающий долю площади полива капельницами на 1 м .

Таблица 5

Коэффициенты, учитывающие влажность почвы

Влажность почвы (0,7 - 0,8) ПВ 0,62 ПВ 0,47 ПВ

** А\у 1,0 0,85 0,48

В пятой главе обоснован режим орошения кабачков в условиях Египта при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России.

Проведен анализ различных методов расчета режима орошения кабачков, и столовой свеклы в рассматриваемых условиях. Он показал, что наиболее приемлемыми методами расчета режима орошения являются математические модели А.И.Голованова.

На основании материалов экспериментальных исследований (Египет 2005 г.) было выполнено совершенствование метода расчета режима орошения кабачков, при капельном способе полива, по следующим позициям:

1. Установлены допустимые пределы регулирования влажности почвы для кабачков при капельном способе полива.

2. Использована полученная нами формула для расчета водопотребления кабачков и определены значения их биологических коэффициентов и коэффициентов, учитывающих влажность почвы и долю поливаемой капельницами площади.

3. Определена мощность расчетного слоя почвы в течение вегетации с учетом распространения основной массы корней кабачков.

Совершенствование метода расчета водного режима дерново-подзолистых почв водоразделов и режима орошения столовой свеклы выполнено на основании материалов экспериментальных исследований (2010... 2011 гг.) по следующим позициям:

1. Установлены допустимые пределы регулирования влажности дерново-подзолистой почвы водоразделов для столовой свеклы.

2. Использована полученная нами формула для расчета водопотребления столовой свеклы.

3. Определены значения биологических коэффициентов и коэффициентов, учитывающих влажность почвы.

4. Определена мощность расчетного слоя почвы в течение вегетации с учетом распространения основной массы корней столовой свеклы.

В табл. 6 представлены результаты расчетов режима орошения кабачков. Из табл. 6 видно, что значения оросительных норм при капельном поливе находятся в пределах 282 - 367 мм. В год проведения исследований оросительная норма составила 310 мм. Это показывает, что разброс оросительных норм не большой.

Сравнительный анализ рассчитанных оросительных норм и рекомендуемых научно-исследовательскими организациями Египта, показывают на их не противоречивые результаты.

На рис.1 представлена связь фактических значений оросительных норм столовой свеклы (делянка № 2, 3) с расчетными. Коэффициент корреляции данной связи равен 0,911+0,206, что говорит О тесной СВЯЗИ Мф и Мр. '

Результаты на рис. 1 и тесная корреляционная связь позволяют рекомендовать данную методику для установления проектных режимов орошения столовой свеклы и выполнения прогнозов водного режима дерново-подзолистых почв водоразделов за многолетний период.

Таблица 6

Режим орошения кабачков в условиях Египта при капельном ________способе полива (расчетные данные) _________________

Годы Р, % Поливная норма, мм Ороси- тельная норма, мм Кол-во поливов Водооб- мен, мм Расчетный слой почвы, см

1998 10 26,2 367 14 -2,2 20...50

2000 20 26,2 367 14 -4,8 20...50

1999 30 26 339 13 -5,1 20... 50

2003 40 26 339 13 -5,7 20...50

2002 50 26 339 13 -5,4 20...50

2001 60 26 339 13 -5,3 20...50

2005 70 25,8 310 12 -5,9 20...50

1997 80 25,8 310 12 -6,5 20... 50

2004 90 25,8 310 12 -5,3 20... 50

2006 100 25,6 282 11 -5,9 20...50

у В табл.7 представлен режим орошения столовой свеклы на дерново-подзолистых почвах водоразделов в характерные по те-пло-влагообеспеченности годы, разработанный на основание экспериментальных и теоретических исследований автора.

Таким образом, разработанные режимы орошения кабачков при капельном способе полива (табл. 6) в Египте и столовой свеклы на дерново-подзолистых почвах водоразделов (табл. 7) НЧЗ России могут быть рекомендованы для использования их при проектировании и эксплуатации оросительных систем.

Таблица 7

Режим орошения столовой свеклы на дерновоподзолистых почвах водоразделов

Р, % Поливная норма, мм Ороси- тельная норма, мм Число поливов Инфиль- трация, мм Глубина грунтовых вод, см Расчетный слой почвы, см

5 20-50 310 8-9 33 402 20...50

10 20-50 235 6-7 22 401 20...50

25 20-50 121 3-4 0 401 20...50

50 20-50 80 2-3 0 401 20...50

75 20-50 40 0-1 0 401 20...50

Расчетная оросительная норма (Мр, ми)

Рис. 1. Связь фактических значений оросительных норм (Мф) столовой свеклы (делянка № 1, 2) с расчетными (Мр):

• 2010 , А 2011

Общие выводы по диссертации

1. Исследования в Египте проводились в год со средней теп-ло-влагообеспеченностью, а на ОМП «Дубна» проводились в годы очень жаркие и острозасушливые. Погодные условия, сложившееся в 2010 г. были аномальные и не фиксировались за все время гидрометеорологических наблюдений.

2. Влажность почвы в расчетном слое в условиях Египта при капельном орошении кабачков необходимо поддерживать в оптимальном диапазоне с учетом требований растений и экономии воды в течение всего периода вегетации. Оптимальный диапазон влажности почвы для всего периода вегетации кабачков при капельном способе полива составляет 0,55...0,70 ПВ или 66%Е...83%Е.

3. Оптимальный диапазон влажности дерново-подзолистой почвы водоразделов при дождевании столовой свеклы (бордо) - составляет (0,64.. .0,77)ПВ.

4. Расчетный слой почвы зависит от вида сельскохозяйственных культур и развития их корневой системы в период вегетации.

• Для условий орошаемых земель Египта при капельном способе полива кабачков расчетный слой почвы следует принимать для: 1-3 декады - 20см; 3-5 декады - 30 см; 5- 8 декады - 50 см.

• Для условий орошаемых дерново-подзолистых почв водоразделов Нечерноземной зоны РФ при дождевании столовой свеклы расчетный слой почвы следует принимать для: 1-3 декады - 20см; 3-5 декады -30 см; 5-10 декады - 40-50 см.

5. Получена формула для расчета водопотребления кабачков в условиях капельного орошения в Египте, и формула для расчета водопотребления столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов Нечерноземной зоны РФ (2). Пределы применения формулы (2) по сумме среднесуточных дефицитов влажности воздуха составляет в Египте от 4,5 до 15,1 мб/сут, а в НЧЗ РФ - от 45 до 180 мб/декаду.

6. Для учета снижения интенсивности водопотребления в начале и конце периода вегетации получены биологические коэффициенты для кабачков (табл. 2), и для столовой свеклы (табл. 3). Получены коэффициенты, учитывающие влажность корнеобитаемого слоя почвы для кабачков (табл. 4), и для столовой свеклы (табл. 5). Получен коэффициент /^=0,392, учитывающий долю площади полива капельницами в расчете на 1 м2;

7. Сравнительный анализ показал, что для расчета режима орошения кабачков в условиях Египта при капельном орошении кабачков и столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов Московской области наиболее приемлемы методики А.И.Голованова, с использованием результатов экспериментальных и теоретических исследований.

8. Оросительные нормы для кабачков в условиях Египта, при капельном поливе следует принимать в диапазоне от 282 до 367 в зависимости от дефицита испаряемости.

9. Оросительные нормы для столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов Московской области

следует принимать в зависимости от дефицита водного баланса (Р%): при 5% - 310 мм; 10% - 235мм ; 25% - 121 мм; 50% - 80 мм; 75% - 40 мм.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Абдель Таваб М.И. Анализ изменения температуры воздуха в течение года в условиях Египта [Текст]/ Абдель Таваб М.И. // Материалы 3-ей международной (7-ой Всероссийской) научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации": М.: ФГНУ ВНИИ "Радуга", 2010, (в печати)

2. Абдель Таваб М.И. Обоснование режима влажности

почвы при выращивании кабачков в условиях Египта [Текст]/ Абдель Таваб М.И. // Материалы IV-ой Международной (8-ой Всероссийской) научно-практической конференции молодых ученых и специалистов " Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации ": М.: ФГНУ ВНИИ "Радуга", 2011, (в печати) ’

3. Абдель Таваб М.И. Режим орошения кабачков в условиях Египта [Текст]/ Абдель Таваб М.И.// Материалы международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России »: М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2009.-4.II.- С.395-399 ISBN 978-5-89231-283-7

4. Абдель Таваб М.И. Режим орошения фасоли в условиях Египта [Текст] / Абдель Таваб М.И., Ахмед С.Ф.// Материалы 2-й международной научно-практической конференции « Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия»: М.: ФГОУ ВПО КубГАУ, г. Краснодар, 2009 - С 17-22 ISBN 978-5-901957-55-4

5. Пчелкин В. В. Effect of Water Regimes on Squash Yield, Water Use Efficiency and Salt Distribution. [Текст] / Пчелкин В. В., Абдель Таваб М. И..// The First International Conference «Economists Management of Water in Arab World and Africa» 2009, Assiut University, Assiut, Egypt. C. 285-299

6. Пчелкин В. В. Анализ изменения влажности воздуха в

условиях Египта [Текст]/ Пчелкин В. В., Абдель Таваб М. И., Шаршеев Э.С. // Материалы 2-ой международной научнопрактической конференции «Управление трансграничными водными ресурсами»: М.: ФГОУ ВПО МГУП, 2010.- С 122-126 18ВЫ 978-5-89231-303-2 ‘

7. Пчелкин В. В. Водопотребление кабачков при капель-

ном орошении в условиях Египта [Текст] / Пчелкин В. В., Абдель Таваб М. И.// Мелиорация и водное хозяйство. - 2009 - N° 6 -

С.49-51 .-ISSN 0235-2524. '

8. Пчелкин В. В. Водопотребление фасоли при капельном орошении [Текст] / Пчелкин В. В., Абдель Таваб М. И. // Мелиорация и водное хозяйство. - 2010. - № 3. - С.27-28 . - ШК 02352524.

9. Пчелкин В. В. Обоснование режима влажности дерно-

во-подзолистой почвы при выращивании столовой свеклы [Текст] / Пчелкин В. В., Абдель Таваб М. И. // Природообустрой-ство. - 2011. - № 1. - С.47-49 . - 1997-6011.

Подписано в печать 10 января 2012 г.

Формат 60x84 /16 Т.-100 экз. Объем 22/16= 1,4 учетный издательский лист.

Заказ № АЛ______

Отпечатано в лаборатории множительной техники ФГОУ ВПО

МГУП.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Абдель Таваб Метвалли Ибрахим Зедан, Москва

61 12-5/1706

ФГЬиУ В1Ю МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

На правах рукописи

7"сьёс^

АБДЕЛЬ ТАВАБ МЕТВАЛЛИ ИБРАХИМ ЗЕДАН

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЕГИПТА И НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ

ЗОНЫ РОССИИ

Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор В.В. Пчёлкин

МОСКВА-2012

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. Природно-климатические условия Египта и Нечерноземной зоны России 8

1.1. Состояние проблемы и обоснование темы исследований 8

1.2. Природно-климатические условия Египта 12

1.2.1. Египет - краткий исторический очерк 12

1.2.2. Климатические условия Египта 15

1.2.3. Гидрогеологические условия района исследований 20

1.2.4. Почвы - их водно-физические и агрохимические свойства 22

1.3. Природно-климатические условия Нечерноземной зоны России 25

1.3.1. Климатические условия НЧЗ России 30

1.3.2. Гидрогеологические условия района исследований 34

1.3.3. Почвы - их водно-физические свойства 35

Глава 2. Состав и методика научных исследований 39

2.1. Методика научных исследований в Египте 39

2.1.1. Методика исследований на опытных делянках 39

2.1.2. Фенологические и биометрические исследования 43

2.1.3. Агрохимические анализы почвы и растений 44

2.1.4. Определение водно-физических свойств почвы 45

2.2. Методика научных исследований в НЧЗ России 46

2.2.1. Методика исследований на опытных делянках 46

2.2.2. Методика лизиметрических исследований 50

2.2.3. Определение водно-физических свойств почвы 54

2.2.4. Фенологические и биометрические исследования 55

2.3. Агротехнические мероприятия при проведении научных исследований 56

Глава 3. Анализ результатов экспериментальных исследований Требования кабачков и столовой свеклы к водному режиму почв 59

3.1. Связь урожайности кабачков и столовой свеклы с влажностью почвы 59

3.2. Взаимосвязь между элементами водного баланса расчетного слоя почвы 62

3.3. Развитие корневой системы кабачков и столовой свеклы и обоснование расчетного слоя почвы 68

3.4. Сопоставление показателей средней скорости впитывания воды в почву со средней интенсивностью капельниц и средней интенсивностью дождя 74

Глава 4. Водопотребление кабачков и столовой свеклы 78

4.1. Анализ существующих методов определения водопотребления сельскохозяйственных культур 78

4.2. Сравнительный анализ фактических данных водопотребления Кабачков и рассчитанных по различным методикам 81

4.3. Разработка расчетной зависимости для определения водопотребления кабачков 83

4.4. Разработка расчетной зависимости для определения водопотребления столовой свеклы 90

Глава 5. Режим орошения кабачков в условиях Египта и столовой свёклы в условиях Нечерноземной зоны России 96

5.1. Режим орошения кабачков в условиях Египта при капельном способе полива 96

5.1.1. Существующие методы расчета режима орошения кабачков (обзор) 96

5.1.2. Модель капельного орошения кабачков применительно к условиям Египта 97

5.1.3. Режим капельного орошение кабачков в условиях Египта при капельном способе полива 107

5.2. Режим орошения столовой свёклы в условиях НЧЗ России при дождевании 110

5.2.1. Существующие методы расчета режима орошения столовой свеклы при дождевании 110

5.2.2. Методика расчета режима орошения столовой свеклы при дождевании 112

5.2.3. Режим орошение столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов 116

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ 122

ЛИТЕРАТУРА 124

ПРИЛОЖЕНИЯ 140

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшим фактором стабилизации и интенсификации сельскохозяйственного производства в Египте и Нечерноземной зоне России является орошаемое земледелие, которое связано с регулированием водного режима почв. В связи с этим в условиях Египта большое значение имеет проблема водосбережения и снижение водопотребления сельскохозяйственных культур. Одним из перспективных направлений решения этой проблемы является капельное орошение. Однако режим орошения кабачков при капельном способе полива в Египте не изучался.

В центральной части Нечерноземной зоны России при выращивании овощных культур используется орошение дождеванием. Рекомендуемые расчетные методы для определения проектных режимов орошения нуждаются в уточнении, так как известные методы не в полной мере учитывают процессы водопотребления и влагообмена в расчетном слое дерново-подзолистых почв водоразделов. Кроме того, требует уточнения диапазон регулирования влажности и расчетного слоя почвы.

Выше перечисленные обстоятельства, а также то, что режим орошения кабачков в условиях Египта при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях дерново-подзолистых почв водоразделов не изучался и вызвали необходимость проведения исследований. Цель и задачи исследований.

Целью настоящей работы является обоснование режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоны России. Исследования включали следующие задачи:

1. Обоснование режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоны России.

2. Обоснование необходимого диапазона регулирования влажности кор-необитаемого слоя почвы.

3. Разработка методика расчета водопотребления кабачков и столовой

свеклы.

4. Определение биологических коэффициентов для кабачков в условиях

капельного орошения и столовой свеклы при дождевании.

5. Определение допустимой глубины расчетного слоя почвы для кабачков

и столовой свеклы.

6. Совершенствование методов расчета режима орошения:

- кабачков в условиях Египта при капельном способе полива;

- столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-

подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

Научная новизна и практическая ценность:

- Обоснованы режимы орошения кабачков в условиях Египта при капельном поливе и столовой свеклы в НЧЗ России при дождевании.

- Определены необходимые диапазоны регулирования влажности почвы при выращивании кабачков и столовой свеклы.

- Разработана формула для расчета водопотребления кабачков и столовой свеклы.

- Получены биологические коэффициенты для кабачков и столовой свеклы.

- Определены глубины расчетного слоя почвы для кабачков и столовой свеклы.

Защищаемые положения. На защиту выносятся:

- допустимые пределы регулирования влажности корнеобитаемого слоя почвы;

- формула расчета водопотребления кабачков и столовой свеклы при орошении;

- биологические коэффициенты для кабачков и столовой свеклы.

- режим орошения кабачков для условий Египет при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

Практическая значимость заключается в разработке и обосновании режима орошения овощных культур в условиях Египта и Нечерноземной зоны России.

На этой основе предложены: обоснованные диапазоны регулирования влажности почвы кабачков и столовой свеклы; формула для расчета водопотребления; биологические коэффициенты для кабачков и столовой свеклы; уточненные глубины расчетного слоя почвы при орошении кабачков и столовой свеклы; обоснованные режимы орошения кабачков для условий Египета при капельном способе полива и столовой свеклы в условиях Нечерноземной зоны России на дерново-подзолистых почвах водоразделов при дождевании.

Эти предложения позволяют повысить качество проектирования оросительных систем. Они позволяют экономить водные ресурсы, полнее учитывать влияние мелиоративных мероприятий на плодородие почв, что обеспечивает получение оптимально высоких урожаев кабачков и столовой свеклы.

Работа выполнена на кафедре мелиорации и рекультивации земель Московского государственного университета природообустройства, эксперименты выполнены автором на экспериментальной ферме Ядерного исследовательского центра в Египте в 2005 г. и на стационаре кафедры «Дубна» (дер. Селково, Сергиево-Посадский район Московской области) в 2010-2011 годах.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на научных конференциях МГУП (2009-2011гг.); на международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России» (Москва 2009г.); на 2-й международной научно-практической конференции «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия», (г. Краснодар 2009г.); на Ш-ей Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного

комплекса», (г. Краснодар 2009г.); на 1-ой международной конференции по использованию водных ресурсов в странах Арабского мира и Африки «Rivers build Bridges between Nation & Civilizations», (Египет 2009г.); на 2-ой международной конференции «Управление трансграничными водными ресурсами», (Москва 2010г.); наШ-ей Международной (7-ой Всероссийской) научной конференции молодых ученых и специалистов "Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации" (Москва 2010г.); на молодежном научно - экологическом форуме «Анализ причин и последствий засухи и пожаров 2010 года: приоритетные проблемы и пути их решения», (Москва 2010г.); на IV-ой Международной (8-ой Всероссийской) научной конференции молодых ученых и специалистов "Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации", (Коломна, (ВНИИ «Радуга» 2011г.);

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы (174 наименований, из них 41 на иностранном языке) и 11 приложений. Основное содержание изложено на 180 страницах машинописного текста, включая 34 рисунка и 39 таблиц.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному руководителю, д.т.н., проф. В.В. Пчёлкину и заведующему кафедрой мелиорации и рекультивации земель МГУП, Заслуженному деятелю науки РФ, д.т.н., проф. А.И. Голованову; начальнику стационара «Дубна» Ю.М. Зыкову и его сотрудникам за помощь в организации экспериментов; преподавателям и аспирантам кафедры мелиорации и рекультивации земель МГУП за обсуждение работы и советы, а также благодарность моей семье за поддержку.

ГЛАВА 1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ЕГИПТА И НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

1.1. Состояние проблемы и обоснование темы исследований

Растущие потребности в продовольствии требуют больших земельных и водных ресурсов и их более эффективного использования. Одним из важнейших факторов стабилизации и интенсификации сельскохозяйственного производства в Египте и НЧЗ России является орошаемое земледелие, которое связано с регулированием водного режима почв.

Особенность водного режима Египта в том, что здесь отсутстуют осадки в период вегетации растений (март - октябрь). Поэтому в условиях Египта выращивание сельскохозяйственных культур без орошения невозможно.

Климатические условие Нечерноземной зоны РФ позволяют выращивать овощные культуры. Однако в центральной части НЧЗ России в период вегетации растений бывают засушливые периоды от 10 до 30 суток (2010 - 60 суток), когда влаги в почве не хватает для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур [ Пчелкин В.В., Абделъ Таваб М.И.,2011]. Поэтому сельскохозяйственные угодья, в том числе и расположенные на дерново-подзолистых почвах водоразделов нуждаются в орошении в засушливые периоды и годы.

В связи с этим возникает задача расчета режима орошения сельскохозяйственных культур в условиях Египта и центральной части НЧЗ РФ при проектировании оросительных систем. В настоящее время для разработки режима орошения используется уравнение водного баланса поля, для корнеобитаемой зоны почв.

Режимом орошения сельскохозяйственного культур в Египте занимались слудющие исследователи: [Zayton A.M. 2007; El-Berry A.M. 1990;

El-Sahrigi A.F.I991; Hussein N.S.2007; Solomon K.1979; Amer H. K.2005; Mady

A.A.2007; Abdel-Hafez S.A., 2001 и др.].

Для условий НЧЗ России были разработаны методы расчета режима орошения: [Костяков А.Н.,1960 ; Аверьянов С.Ф.,1974; Никольский Ю.Н., 1973,1982; Голованов А.И.,1975; Шуравшин А.В,1982,2006; Максименко

B.П.,1986,1987,1991,1993,2009; Голченко М.Г.,1976; Дирсе А.Ю.,1982; Даншъченко Н.В.,1984; Маслов Б.С.,1981; Митин В.Ф. 1983; Пчелкин В.В.,1989; Соломина А.П.,1985; Циприс Д.Б.,1973 и др.].

Известные методы были разработаны для определенных культур, почв, способов полива, элементов рельефа местности. Перенос их в другие условия требует корректировки и уточнения.

Важным элементом при расчете режима орошение является водопотребление корнеобитаемой зоны почвы с нижерасположенными слоями.

Для расчета водопотебления известен целей ряд формул как в России [Алпатьев А.М, 1954,1957., Будыко М.И.1956, Даншъченко Н.В.1978., Дирсе А.Ю. 1978., Константинов А.Р.1961., Костяков А.Н.1960., Льгов Г.К.1980., Пчелкин В.В. 1985., Харченко С.И. 1975, Соломина А.П., Никитин И.С., Панов Е П. 1985. Блейни Г., В. Кридлл,1965 и др.], так и за рубежном [Klatt F.1967, Eid Н.М.; Ainer N.G.; Metwally M.A.1987; Badr A.E.; Bakeer G.A.; El-Tantawy M.T.2006; Zin El-Abedin T.K.2006; Aboamera M.A., Aly S.M.; Aha Y.M.2000; El-Awady M.N.; Fouad H.A.; Tayel S.A.; Wahby M.F.; Abdel-Latif, 1986 и др.].

Возможность использовать ту или иную формулу водопотребления связана с необходимостью иметь биоклиматические и другие коэффициенты, входящие в формулы.

Однако данные коэффициенты были получены в конкретных природно-климатических зонах, для конкретных культур, почв и перенос их

в другие условия ставит задачу по их корректировке и уточнению [Пчелкин В.В.,2003].

Существующие методы расчета водопотребления не в полной мере или совсем не учитывают уровень увлажненности почвы, которая существенно влияет на величену водопотребления.

Необходимо отметить, что биологические коэффиценты для 2-3 дневного периода при капельном орошении кабачков в Египте, и их декадные значения для свеклы столовой на дерново-подзолистых почвах водоразделов в НЧЗ РФ отсутствуют.

Для определения водообмена корнеобитаемой зоны почвы с нижерасположенными слоями большое распространение получили следующие расчетные методы [Аверьянов С. Ф., 1974; Волкоеский П.А., 1980., Маслов Б.С., 1981; Рогоцкий В.В., 1971., Харченко С.И. 1975. и др.]. Следующие авторы [Маслов Б.С.,1981; Голованов А.И.,1981., Преображенская М.В., 1956,Пчелкин В.В.,2003 и др.] отмечают, что на величину водообмена сельскохозяйственных земель оказывают влияние: влажность почвы, глубина залегание грунтовых вод, воднофизические свойства почв, осадки, водопотребление, интенсивность отбора влаги корнями растений. Отдельные методы [Аверьянов С.Ф.,1957., Волкоеский П.А., Розова А.А.1980, Маслов Б.С.,1974, Харченко С.И. 1975. и др.] позволяют определять только вличину подпитывания, а инфильтрацию приходится определять другими методами. Методы, предложенные [Головановым А.И., Паланос О., 1979, Никольским Ю.Н.1982; Рогоцким В.В., 1971.] позволяют определять как подпитывание, так и инфильтрацию. Так как, в рассматриваемой работе гидрогеологические условие такие, что грунтовые воды залегают глубоко от поверхности земли, то важно более подробно исследовать вопрос инфильтрации влаги.

Важное значение при расчете режима орошения имеет регулируемый диапазон влажности почвы. Эта величина, как правило, зависит от свойств

почвы и биологических особенностей растений [Костяков А.Н.1960., Филимонов М.С.1978., Шабанов В.В.1973,1981, Пчелкин В.В., 1986,2003].

Марков Е. С., 1973 рекомендует оптимальный диапазон влажности почвы поддерживать в пределах 60-65 % от пористости; ВНИИ? им. Н. И. Вавилова считает благоприятной влажностью для свеклы 60-70 % от ПВ; Б.С. Маслов 70-80 % ПВ; ЛитНИИГим - 70-80 % ППВ, М. С. Филимонов - 75-80 % ППВ. Для кабачков рекомендует Mady A.A. 2007, 60 - 80 % ПВ, Mohamed, А. V. 2001-60 % ПВ, alrasheed-group - 65 - 70 % ПВ.

Приведенные данные показывают, что у различных авторов нет единого мнение по допустимому диапазону влажности почвы как для кабачков, так и для столовой свеклы.

В формулу расчета поливной нормы входит величина расчетного слоя почвы, которая обусловлена глубиной распространения корней и зависит от сельскохозяйственной культуры и фазы её развития.

Анализ литературных источников по кабачкам и свекле столовой [.FAO.,1985; КС. Никитин, ЛитНИИГим, Маслов Б.С., Минаев ИВ., Губер КВ., 1989] показывает, что единого мнения среди исследователей по выбору мощности расчетного слоя почвы нет. Диапазон колебания слоя увлажнения составляет для кабачков 20-60 см, для свеклы столовой 20 - 70 см.

Вышеизложенное показывет, что специально разработанных методов определения водопотребления кабачков, в условиях капельного орошения в Египте, и свеклы столовой в условиях орошения дождеванием дерново-подзолистых почв водоразделов НЧЗ России, нет. Прямой перенос существующих методов определения водопотребления и водообмена, полученных в других природно-климатических условиях, может привести к ошибкам при расчете режима орошения.

Кроме этого, в данных условиях важно знать оптимальный диапазон влажности почвы, а так же рост и развитие корневой системы кабачков и

свеклы столовой в течение вегетац�