Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ВОДЫ В ПОЧВЕ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ И КАПЕЛЬНОМ СПОСОБЕ ПОЛИВА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ВОДЫ В ПОЧВЕ ПРИ ДОЖДЕВАНИИ И КАПЕЛЬНОМ СПОСОБЕ ПОЛИВА"

Л-29370

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА., ОРДЕНА (ЖТШЪСКОЙРШШВДМ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ : ЛМВЕРСИТЕТ ВМ. Н,В.ЛОЫОНОССВА

Факультет почвоведе кия

На правах рукописи УДК 631.43

Поопишияова Любкца

ПКРВДВИЖВНИБ ВОДИ Б ГОЧВВ ПРИ ДЯД ЕВАШИ ' И КАПЕДЬНОМСГОССБЕ ПОЛИВА

Совцвахькость 06.01,03 -почооведаяив

Автореферат 1 . диооерташи на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва- 1969

Работа шоолнена на кафедре , физики и мелиорации почв факультета почвоведения MRT им.. М.В.Ломоносова.

Научный ^ руководитель, доктор биолюгичеокшс наук, профессор, А.Д.Воронин и старший научный сотрудник, кандидат биологических наук Е.В.Шеин. ■ Официальные оппонента:

доктор биологических наук Я.А.Пачепский,

кандидат технических наук.АЛ1.3ей1Шгер.

Ведущее учреждение - Почвенный институт им. В.В.Докучаева.

Автореферат разослан ■ " " " 1989 г. Защита состоится г. в /¡Г^Р час. на.

заседании специализированного совета но почвоведению в МГУ им. М.В.Ломоносова в аудитории М-2. ■'■■■;

С диссертацией иоаяо ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МПГ им; М.В.Ломоносова» , ■*

Приглашаем Вас принять участие в обсуэденот диссертации i заседании специализированного г-r» з^чвоведению-

ком университете; отзыва на' авхг^-.. ¿ра^ в экземпляра, '

веренные печатыз, просим напрей-ltib no -'jo^-iy^ пэдээ, t^sre. Ленинские горы, НЕТ, факультет ayngb&ïîv-'v'^j^sir?-iSpM:*?;!--''

Ученый секретарь '

специализированного совета . Г^Мкуаом '

Актуальность работа. В настоящее время основой дальнейшей интенсификации сельского хозяйства является рациональное использование земельных ресурсов, вошшение эффективности ороскгельншс и осушительных систем. Особенно остро стоит проблема оценки взаимосвязи подэемдаг, почвенных, атмосферных вод. В связи со вое возрасташим действием человека на природу, большое значение приобретает изучение водного режима почв и баланса грунтовах вод. Использование сплошай поливов (дождевание) нередко приводит к глубинному оттоку влаги, что и может привести к таким негативкам последствиям как подтопление почв, засоление, появление верховодки« слитизация почв и т.п. Оценка глубинного оттока влаги возможна лишь при детальной количественном изучении про* цесса передвижения влаги в почве после поливов. На современном этапе развития орошения, когда все более применяются локальные способа полива (капельное орошение), возникает немало проблем, связанных с назначением сроков и норм полива, а также с распределением влаги после полива. Поэтому исследование этих вопросов в условиях орошения черноземов актуально и имеет большое практическое значение.

Цель работы состояла в изучении закономерностей передвижения влаги в черноземах при дождевании и капельном способе полива.

Задачами исследования были:

1. Исследование гидрофизических свойств черноземов (основной гидрофизической характеристики и ненасыщенной гидравлической проводимости).

2. Экспериментальное изучение, с помогаю тензиометров, процессов передвижения влаги в черноземах при поливе дождеванием,

3. Экспериментальное изучение передвижения влаги в черноземах при капельном способе полива.

4. Количественная опен " цределв

расчетной толщи почва при доздазалии я при капельном орошеная с помощь» различных методов.

Научная ндрязна. Изучены основные гидрофизические свойства почв, что позволило выявить особенности передвижения влаги при различных способах полива. Впервые количественно охарактеризован перенос влаги за пределы расчетной толща при поливе дождеванием в различных эколого-гяярологических условиях. Впервые; получены результаты по формированию контура увлажнения при капельном способе полива в зависимости от преддол явного распределения давления почвенной влаги.

На защиту выносятсд сдеетшае основные положения:

1. При вегетационных поливах люцерны на южных черноземах Одесской области УССР при уровне грунт о шх вод (УГВ) больше 5 м, 'поливах по лредполивноц/ порогу и нормами^ 40 ілл не происходит несбалансированной потери поливной воды за пределы раочет-ной толщи почеы. При УГВ около 2 м и лри давлении почвенной влаги от -5 до -15 кПа в низших слоях почвенного профиля возможен глубинный отток влаги при погашенных кормах полива (больше 50-ta

2. Формирование контура увлажнения при капельном способе поли-, ва в первую очередь обусловлено предполиввым распределением давления почвенной шаги в горизонтальном и вертикальном направлениях от оси капельницу. Появление глубинного оттока влаги возможно яри условиях: давление почвенной влаги в нишей части

У профиля по оси капельниц» достигает значений от -5 до -15 кПа, . а в верхних слоях црофшга в иежкапедьиой зоне (Т.е. S0 - 100 см от оси капельницы) давление влаги около -70 нПа, ■

Практическая денний работы состоит в том, что полученные результаты позволят ввести коррективы- в технологию полива ка- . цельным способом* В работе рекомендованы параметра» позволяющие получать оперативную информацию об условиях.проведения по-

лива (давление влаги б верхней и низшей частях почвенного профиля) , для ликвидации экологически опасного глубинного оттока влаги за пределы расчетной толщи почий.

Адробапия Основные положения работы доложены на

конференциях и семинарах: на 1-ом всесоюзном совещания "Гидрофизические функции и влагометрия почв", Ленинград, Î987; научно-практической конференции "Итоги и перспективы водных мелио-раний s Крьау", Симферополь, 1987; на первой международной конференции чехословацких аспирантов в СССР, Ызсква, 1988;- на научной конферекшш "Шлодае тченые развития агропромышленного комплекса", Ереван, 1983» таккв на заседаниях кафедры физики и мелиорациая почафакультета почвоведения МГУ. Работа рассмотрена и рекомендована к зшятв на заседании кафедры физики в мелиорации почв.

Цуйютдои. По теме диссертации опубликовано {о печатных работ в соавторстве. .

рбгем лясдеруфт* Диссастаиия состоит из введения, глав и выводов. Содержит страниц машинописного текста, из них рисунков. таблии. Список литератур« вилпчает работ, в том числе на иностранных языках.

ООДЕР2АШЕ РАН/ГЫ ' Глава I. ЖГШХУРНЫЙ ОБЗОР

Рассмотрено состояние проблемы влияния орошения на формирование водного режима почв. Рассмотрены фактора и причины вколс-: гически опасных потерь поливной води (Ковда, Розанов, Егоров, Кед, Пажковский я др.). Обсуждены различные подходы к проблеме оценка глубинного оттока влаги ;(Щувалов, бурлаков, 1974;Цу-ромцев, 1985; ФаЕбшаенко, 1985) ' при поливе дождеванием. Изложены . подхода к щенке формирования контура увлажнения капель-.

ном орошении (Ромащенко, 1981; Айдаров, 1963; Еалцату, 1984). Рассмотрены вопросы появления глубинного оттока влаги при капельном оропении (Панасенко, Петров, Гагарина, 1984),

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ КССЛЕДОВАЮИ

Объекты исследования. Исследования проводились в проиэводст-венных условиях на орошаемых системах ЫССР, Крымской обл., УССР, Одесской обл. УССР. Объектами исследования явились; Чернозем обыкновенный (МССР) - мицелярно-карбонатный, условия его образования характерны для обыкновенных черноземов, УГВ не вскеит (больше 15 м), материнская порода лессовэдшые суглинки. По механическому составу относится к тяжелосугдинастии, крупно-пылевато-иловатым (табл. I). Фактор дисперсности по Качинскому для горизонта Ак равен 10,2^, что говорит о высокой водоустойчивости агрегатов. Содержание хумуса в горизонте А равно Ь,2%, Почва имеет благоприятные гидрофизические свойства, высокое значение ненасыщенной гидравлической проводимости [фактически во всем диапазоне давления влаги (рис. I). Чернозем южный (Крымская обл. УССР) - карбонатный, остаточно-солонцеваты Й, условия его образования характерны для южных черноземов, УГВ не вскрыт, материнская порода лессовидные суглинки» По механическому составу относится к тяжелосугдинистым, крулно-пылевато-иловатым (табл, I). Фактор дисперсности по Качннскоцр для горизонта Апах равен 6,8?, Гидрофизические свойства почш благоприятна, хотя значения ненасыщенной гидравлической проводимости ниже, чем у черноземов о сЬпшо венных в МССР при соответствующих величшшх давления влаги (рис. I). На этих двух почвах проводились исследования по глубинному оттоку влаги при капельном способе полива. Интенсивность подача воды при капельном орошении составляла 3-4 и 6-7 л/чао (в са-

Некоторые водоо-физич ескл э сюйства почв районов исследована*

Таблица I

место! Горизонт! Глубина! Плот- 'Плотность по чш! Плот- ! Пористост! ! ! см !ность !пря влажности ¡иость

; | ¡тв.фа-!

! ! (/г/см*3!

I I г г

•/с«3

{общаяГагр«- !межаг-! ! !гатвая!рвгат-! I ! !няя ! ]_!_1_I

\ш/ Iм» _1мин !

&

а о

3

О

§ I «

о

Ак А1 АВ В1 1С ВС

0-16 ?,54 16-49 2,5? 4 £>-100 2,64 100-120 2,69 120-165 2,68 155-210 2,70

1,14 /20,9/ 1,67

1,35 Д6,5/ 1,69

1.30 /23,1/ 1,73 1,34 /23,5/ -

1.31 /21,2/ -1,31 /20,7/ -

55.1 23,4 47,5 27,3 50,8 25,9

50.2 -

51.4 -

51.5 -

31,7 31,0 20,2 34,0 27,6 26,3 26,7 26,5 26,0

18,6 31,1 1,5 2,7 1,4 2,1

6,9 4,9 4,7 6,6 6,5 3,9

Ак 0-7 2,69 1,29 /7,7/ 1,79 55,4 22,5 32,9 30,1 2,2 6,9

А1 7-28 2,70 1,36 /16,8/ . 1,79 50,0 25,4- 24,6 28,2 1,2 м

я о Ш 3 АВ 28-70 2,70 1,35 Д4,2/ 1,72 50,7 26,2 22,6 24,5 2,4 10,7

£ а о о В1 70-133 2,71 1,45 /16,о/ - 46,5 - - 22,3 4,5 22,0

п 5 01 д V К В2 133-179 2,71 1,42 /12,9/ - 47,6 - - 22,5 2,2 10,0 .

||Jt Ал 0-25 ' 2,60 1,39 /IS,6/

í® ЯК-f *

AI 25-45 2,58 1,34 /19,0/

Sist ♦

AB 45-63 2,66 ' 1,33 /15,6/

}Ц

Sä

BI 63-82 2,67 1,49 /15,0/

ki Iis А СИВ 2,66 1,35 /26,5/

AB 48-73 2,65 1,39 /27,5/

M В 73-11? 2,66 1,44 /23,2/

1 gl ВС II7-I37 2,63 1,50 /23,0/

Продолжение тебжш I

1,71 46,5 34,2 10,7 24,3 О,И 70,3

1.67 48,0 35,3 19,6 23^9 2,3 53,8 1,66 4В,1 35,8 17,9 22,0 2,6 59,1

1.68 44,2 37,1 II,3 21,0 1,3 73,8

1,56 49,2 41,3 13,4 .27,3 1,2 16,8

1,62 47,5 38,9 14,2 27,7 1,4 20,7

1,60 45,9 39,8 10,0 24,9 1,0 37,8

1,60 43,0 39,2 6,2 23,7 1,1 23,8

' Ъа. 1, Основше гвдофвзичесянв функции всследовзншх ПОЧВ:

■ Основная ШфофизЕЧеская зависимость (е, б, в, Г) в зависишсть вевасыденной гадраэ-^ляесяой 1ф6мдаоств-( к » м^/сен.кг) от давления влаги (д, в, х, 3)

Ч*^ ОДЕССКАЯ

•"ЗчЧ Ш Г

ОбЛ

Ч°5-МССР

ПОЙМЕННАЯ АУГО-Я ПОЧ&Л^КРЫМ

(Я гз а / ^ г'о * ' б/ 24" 21] ¿9 ■ ^ ~т) 1г

Т; Г; *•■ О-

О

^п Г «о

- ТТ-т» .

1о д/ Л? " "

Н/ " ■ " " ^ з/

дах ШСР и Крымской обл. соответственно), поливная вода - гкдро-карбонатно-кальциевая, хорошего качества.

Исследования передвкяйтк волы при доздевании-проводились, в основном, на черноземах юкных Одесской обл. УССР, на первой очереди Г!ижне-£нестровской оросктельноХ системы. :

Чернозем ганый (Одесская обл.) - тяжелосуглгашстнй, условия его образования л свойства характерны для южных черноземов (табл. I, рис, I). Участки исследования находились в непосредственной близости друг от друга и отличались преяще всего уровнем залегания грунтовых вод: УГВ около 20 м - УЧХОЗ ОСХИ т.1, т.2, колхоз им,Дзержинского т.1; УГВ около 5-6 м - колхоз им. Дзержинского, т,2, т,4.

Пойменная луговая почва (Крымская обл.) - легксгланистая, на аллювиальных отложениях реки Салгир, УГВ около 1,5 м, вскипает от присутствия карбонатов по всему профилю. Аллювий реки характеризуется незасоленностьга и хорошев водопроницаемостью*

[■1атоды идэдедовандд. Основная гидрофизическая характеристика почш и ненасыщенная гидравлическая проводимость определялись- в полешх условиях текзиометричвсклм методой (Глобус, 1969) и в лабораторных условиях на мембранном прессе (Щеин, Воронин,' Ее-резин, Гудима, 1985, 1986). Давление почвенной влаги в полешх условиях' определялось тенэиометрами с ртутными манометрами, точность достигала ± 0,13 кПа, Гранулометрический и микроагра- ■ гатный состав почв определялся методом пипетки по Качинскому (Вадшина, Корчагина, 1973) и на еедиграфе (Березин, 1988),/ Транспирация растений определялась по методу Иванова {Иванов и др., 1950). Физическое испарение с поверхности измерялось го- . парителями конструкции Рыкачева, влалность — термостатно-весовым методом в 3-х кратной повгорности.

- 9 _

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ШРЩИьЕНКЯ ВОДО В ПОЧВЕ ПРИ ДОПЕВАНИИ

При стационарных исследованиях водного режима почв для коли— чественяой оценки глубинного оттока влаги используют в основном два метода: метод водного баланса и термодинамический метод. Оба они позволяют количественно оценить водный режим почв при различных способах полива. Остановимся на характеристике водного режима'черноземов, орошаемых дождеванием. Отметим, что эти исследования проводились в 1986-88 годах, которые по метео-ус-ловлям относились к среди ємного летним^ Все участки находились в производственных условиях под посевами лщерны 3-5 годов. Л*>-дерна выращивалась на зеленый корм. Из данных ю влажности поч-ш составлены хроноизоялеты относительной влажности. На почвах, • расположенных а автомогфых условиях, ври УГВ больше 10-15 м, водный режим имел следующие характерные особенности (рис, 2). Так на участке УЧХОЗа OCSí т.2 в начале вегетационного сезона вся толща почш имела влажность большо 70% КВ. В течение сезона постепенно иссушалась в к концу ее влажность во всем 2-метровом сдое снизилась до 7Oí НВ в менее. Полиш увлажняли почву до 60-90 си, а их действие проявлялось в течение 7-12 суток (рис. 2а). Даннне по давлении влаги позволили построить іроно-изоплеты давления, посредством которах молпо долее подробно охарактеризовать водный режим потеы (рис. За). На участке ГШЗа ОСХЙ т.2 в начале сезона давление влаги, в поверхностно» слое почт, (0-20 см), достигало величин от -30 цв-50 кПа, что говорит о значительном высыхании почт. Следует отметить, что к концу вегетационного сезона почва сильно шсыхала до глубины 150200 си. Т.о. вся толща почт активно участвует в водооСмгае и в снабжении растений водой. Поверхностные елои'почш (40-60 си)

й) Одесская обл., колхоз км. Дзерлжнского, т.2; в) Одесская обл., колхоз им. Дэеретнского, т.4

ОСЛА*И, пьли ьн Al

Рис. 3. Хроноизоплети матричного давления влаги (Р, rila) (значения приведены с противоположным знаком). Вегетационный сезон I9B8 г.: а) Одесская обл.,>4X03 ОСИ, т.2; б) Одесская обл., к-з лп. Дзержинского, т.2; в) Одесская ". обл., р.!-з игл. Дзержинского, т.4

уже к шел» иссушаются до давлений менее -50-*Ла. Полиш увлажняют ПОЧВУ до 100-120 см и их действие Проявляется в течение 7-12 суток. Оптимизация водного рекша почвы в этих условиях со стоит в более четком соблюдено предаю ливных условий. Аналогич-шм образом складывался водный режим а на других участках с УГВ глубже 10 м (УЧХОЗ 0СХИ т.1 и к-з ем. Дзержшсйого, Т.І). \ На почвах с УГВ около 5-8 ы (к-з им. Дзержинского, т.2) формирование режима влажности связано с более высоким залеганием УТВ.-В-начале вегетационного сезона здесь влажность в поверхностных сдоях почт достигала значений 70-90£ НВ, и почва постепенно иссушалась к концу сезона (рис. 26). Глубинные слов почш более влажные (около 6ЦС НВ), по сравнению с участком УЧХОЗ ОСХИ. После полива почва увлажнялась до 80-100 сЦ и отмечается отдельные периоды, когда относительная влажность превышает 100$ (ряс.26). Данные но давлению влага (рас. 36) тоже указывают на постепенное высыхание почвы к концу сезона (от -13 до -50 кПа), при довольно влажных глубинных горизонтах (ва глубине 120-150 см давление около -25 кОа)* После поливов, почва увлажняется до I и.Т.о. при УГВ около 5-8 м люцерна ухе заходится в более благоприятных условиях за счет запасов влаги в глублшых слоят. Паркода с давлением влага меньше -50 кПа весьма кратковременное, достигая глубины 40 си, с продолжиталь- -ностью до 5 суток.

Не участие о УГВ около 1,5 и (к-з им.Дзержинского, т.4) почва слабо иссушалась, к концу сезона, влажность редко достигала значений 705С НВ (рис* 2в). В поверхностных слоят влажность практически весь сезон 70-90£ НВ. С глубиной она резко растет, что обусловлено влиянием УГВ к их включением в процесс водообмена. Хроноизоплеты давления влага тоже указывают ва иссушение почш с поверхности (0-20 см) где давление'влаги около -50 кПа

' - 13 _

(рис. Зв). Однако более глубокие слов дочш влажные, и примерно со 160 см давление влаги близко к 0. После полива увлажняется весь профиль и вода достигает УГВ, который поднимается (Капри-мер, после п&лива в середине поля). Это позволяет сделать предположение о возможности оттока поливной вода в грузггоше водо. Точный ответ на это может дать лишь детальное исследование градиентов давления влаги и расчет количества нисходящеtl вода.

Известно, что отток влаги имеет место, если градиент давления влага меньше I. Исследование градиента давления на участке УЧХОЗ ОСХИ т.2 и к-з иы.Дзержинского T.I (при УГВ >10 и> показало, что ок практически весь сезон меньше 1 (рис. 4а). Каза-. лось бы, на первый взгляд, это, парадоксальная ситуация, - в засушливых условиях, при низких давлениях влаги в глубинных ело- . ях почш, наблюдается отток влаги за пределы 150 см толщи. Ко в действительности градиент давления говорит однозначно лишь о направлении потока влаги, а не о количестве перетекшей воды. В этих условиях на участке к-эа им.Дзерлшекого т.1 величина перетекшей воды за весь сезон составляла 5 мм, что является незначительным. Почва здесь вила заметно иссушена (-30, -60 кПа), венасщцен^ая гидравлическая проводимость почш низкая, около 10-дїр(м.сек.кг ). Т.о. хотя градиент давления » течение сезона меньше I в слое 150-200 см, количество перетекшей воды незначительное (4-7 ш за сезон). Последнее связано с низким давлением влаги (^-50 кПа)и вяз пой ненасыщенной гидравлической проводимостью. Это количество влаги безусловно потребляется корнями лщерны. О том, что люцерна потребляет эту влагу свидетельствует падение давления влаги на глубине 200 см дс -25 кПа, и уменьшение относительной влажности от 80$ до 50?.

На участке к-за им. Дзержинского т.2 при УГВ около 5-8 к

«■.•ту»; !■■■:.■

трэйшент давления на глубине 150-200 сш, практически весь сезоті

- І4 -

больше I, т.е. грунтошй отток влаги отсутствует (рис. 46). Напротив, направление градиента давления говорит о том, что глубинные слои почва "подпитывают" вышележащую толщу почш. Они активно принимают участие не только в прямом водоснабжении люцерны, о чем говорит снижение влажности и давления влаги в слоях глубже 150 см, но и снабжают водой шшележащие слои почш. Количество притекшей вода составляет за сезон 5-20 мм, В целом этот процесс надо оценивать положительно в отношении водоснабжения растений к следует его учитывать при планировании-режима орошения. На участке к-за им.Дзержинского т.4 при УГВ около 1,5 м данные о динамике градиента давления влаги указывают на возможность появления глубинного оттока влаги в период с 10 по 20 июля,-с 25 июля по 5 августа, когда градиент давления меньше I (рис. ' 4в), Значения давления влаги на глубине 100-150 см колеблются от -5 до -10 кПа, ненасыщенная гидравлическая проводимость почвы высокая, что создает предпосылки дяя появления глубинного оттока влаги и подъема.УГВ. Действительно, после полива 24 июля 1988 г. за пределы 120 см толщи поступило 16 мл воды. Последнее следует оценивать как негативное' явление. Потеря поливной воды в грунтовые воды составляла 31,45? от поливной нормы. Б целом за сезон, учитывая периоды подпитывания грунтовыми водами вышележащих слоев, потери вода составляли около 7 км. Поэтому можно сделать швод, что в этих условиях появляется заметный, экологически опасный глубинный отток влаги с периодами, когда градиент давления меньше I, а также- с низкими по абсолютной величине значениями давления влаги и высокими значениями ненасыщенной гидравлической проводимости в глубзшких слоях почвенного профиля. Ярким примером наличия глубинного оттока вле£ги при дождевании явились данные эа 1987 г., полученные на пойменной аллювиальной почве (рис, 4г). Здесь значения давле-

-гения влаги на глубин« 100-150 с« были в течение всего сезона больше -Ю кПа и норш полива были шсокши (54—60. ш>. Градиент давления влаги практически весь сезон бил меньше I (рис. 4г), влагопроводность почш высокая и безвозвратная потеря воды в этшс условиях достигала 25% от поливной. норш. Чрезшчайной экологической опасности ;этот отток не представляет, потому что ■ вся вода дренировалась в русло реки Салгир. Но необходимо учитывать неэкономную потерю воду и питателышх веществ из почш и следгот принимать меры по ликвидация глубинного оттока, прежде всего за'Счет оптимизации режима орошения. ■ Следует уточнить одну методическую особенность определения глубинного оттока влаги при орошении, которую следует учитывать при воднорежимних наблюдениях. Для сравнения, ш попытались осенить глубинный отток влаги и традиционным балансовым методом. Измерялись: изменение запасов влаги в 150 си толще почш по

значениям влажности, трансшраадш растений, физическое испаре-

*

ние с поверхности почш, поливные норма и количество осадков (тобл. 2). Оказалось, что в большинстве случаев по балансовому методу имеет место приток влаги в 150 ш толщу почш, причем его величина из глубинных слоев достигала значительных величия, около 25-эп мм и для участков, расположенных в автоморфшсс условиях (УЧХОЗ 0СЯ1 и т.1 я-э им. Дзержинского). Эта даяние на- • холятся в противоречии с данными, полученными термодинамический методом, где в .этих условиях имел место отток влаги. По-видимо- ■ му, это связано с потребление« воды лтаерноЗ из глубинных (глубже 150 см) слоев почш. Это количество вода учитывалось в транспарашш растений и относилось к 150 см толяе почш. То, что лшерпа действительно потребляет влагу из глубинных слоев -почш свидетельствует падение давления влаги к концу сезона с -10 кГ!а до -50 кПэ.Т.о. дачзые балансового метода не дают до-

■ . ■ ,. ■ ' " Таблица 2

Элементы водного баланса ¡шиг черноземов, орошаеилс дожде вотеи

Место (Период измерений (Изменение (Но;щ ! Осадки,! Трш ¡спи- Мш ич ее-! Грунт он; й! Гяшасс а ! . (запасов (полива! ш (рация, (кое яс- !пр:1т0к(+)!лястьсв, ( (влаги, ш( ш ( ! ш (парение,!отток(-) ! и/га _!__(_( . !_\_! т ( к 1 (_

б - 11,06 7,0 5,3 +5,7 12,1

II - 13.06 -36,1 7,0 5,3 +23,7

13 - 15,06 +11,5 3,8 12,2 +27,6 14,2

15 - 18.06 +9,2 12,2 +7,5 -

18 - 20,06 -11,5 4,5* 8,Г ■ +1,1 . 16,4

20 - 27,06 -37,5 25,9 9,6 -1,0 30,0

27 - 30,06 . -10,9 9,2 3,2 +1,5 -

I - 15.07 +18,1 \ 34,9 41,0 ' 34,9 17,6 -5,2 34,2

15 - 21.07 ; +5.о 14,0 . 7,5 +16,4 36,1

21 - 26.07 " -22,2 16,6 5,6 +0,1 41,3

26 - 31.07 . -15,5 11,6 4,8 -0,1 -

I - 5.08 -6Д 15,5 13,1 +22,5 46,7

6 - 13,08 +50,4 56,1 25,5 6,3 +26,Г -

13 - 21,08 -31,4 24,6 8,5 +1,7 -

22 - 27.08 +15,9

&

Я

ü m -

14 . - 20,06 -24,3

21 - 26.06 -С ,6

29 - 1.07 -0,5

2 - 9,07 -9,6 ■ »

10 - 13,07 +62,3

14 -18,07 -12,3

19 - 23,07 • -35,7-

24 -29.07

ЗО -2.06 -14,3

3 -10.00 -13,9

II -15.06 -13,8

16 -20.08 -30,9

21 - 25,0В +1,0

26 - 29JD8 -3,9

24 - 27.07 +30,8

28 -i.œ . +0,3

2 - 8,06 -И ,6

9 - І5.Ш -24,3

16 -20,08 -13,4

21 -28.08

28 - 30.08 +27,8

ЗО - 1.09 +9,6

§

a 10 - 13,07 +62,3 31,6 41,0

<0 щ

Іч

и

о о

54,5 27,5

51,0

[8 28 - 30.06 +27j8 24,0 44

І§

Продолжение тайлида 2

16,3 0,9 +1,3 -

44,5 . 2,6 +22,8 18,2

40,7 4,4 +44,2 20,8

19,6 2,2 +21,2 36,6

59,8 8,8 +59,1 38,4

29,9 0,1 +20,0 -

34,4 3,8 +26,0 44,4

65,7 10,6 +40,6 64,6

22,4 11,8 +26,1 71,5

14,6 1,6 +1,9 14,4

90,1 3,2 +80,2 49,6 •

80,5 2,8 +15,1 64,1

84,0 3,3 +28,8 85,7

37,4 7,0 +43,5 85,9

9,8 5,5 +7j4 -__

19,7 9,0 +11,8 -

28,7 ' 2,0 +31.0 23,2

71,3 2,8 +62,6 33,7

102.0 4,8 +82,5 66,5

37,0 2,0 +25,5 75,6

18,7 8,8 +21,5 -

12,3 6,0 +16,2 * H

13,5 5,0 +27,5 ■ - ■

статочно точной картини в случае расчета передвижения влаги за прадеды 150 см толщи яочш, при глубокой к мощной корневой системе лвдерны, т.к. лшерна потребляет влагу из глубинных (больше ISO см) слоев почш, которая не учитывается при изменении влажности. В эттс условиях более достоверную картину дает термодинамический метод. Он указывает на значительный подток влаги при УГВ 5-8 м (к-а им. Дзержинского» тЛу* и заметную потерю вода на глубинную инфильтрацию при УГВ 1,5 м(к-з им. Дзержинского, т.4) и на пойменной луговой почва.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ШРЩПШШ ВОДЫ ПРИ .

КАДЕШЮМ СПОСОБЕ ПОЛИВА

При локальном способе полива (капельное орошение), когда об. разуется трехмерный контур увлажнения,, формирование водного рекимз и условия возникновения глубинного оттока влаги будут другие, чем при доядеванш (Снеговой и др., 2986;Jt)*crot-л,, 1983). Балансовым методом в этих условиях вести наблюдения за оттоком влаги весьма затруднительно. Для этих целзй возможно использование термодинамического метода (по градиенту давления почвенной влаги).

Исследования проводились в яблонэгах садах интенсивного типа в МССР я в Крымской обл. УССР в 1984-8? годах. Из полевых исследований дкнамикя давления влаги были составлены топоязоплеты матричного давления влети (рис. 5а>.

При капельном орошении на формирован^ тослеполивного контура увлажнения и на глубинный отток влаї'и влияют не только значения давления в глубине почш под капельницей, но и давление влаги в междурядий, в мезга цельной зона. Чем ниже будет это давление, тем ниже будет значение ненасыщенной гидравлической проводимости. Тем слабев будет выражен поток влага в стороны от оси капельницы и значительнее он фдет направлен в глубинные слои почет. Т.к.

41-§ »

капельница /

т о

т

30.08.84

150 $0

01.09.84

б/

] О- 5 кПа I -- ~| 5-10 10-25

У//А 25-50 И I III 50-70 УХХХ1 больше 70

Рис. 5. Тогоизобагы в черноземе обыкновенном (МССР), орошаемом капельным способом: а) да полива (эо,08.64); б) после полива норда» 122 д/дерево (1.09.84)

в течение сезона поверхность почш в междурядьях интенсивно иссушалась (рис. 5а), после полива в конце сезона образовывался

г

узкий .и штянутый по вертикали контур увлажнения (рис. 56) иэ-эа того, что распространение влаги в горизонтальном направлении затруднено иссушенными зонами в междурядьях. Напротив, глубинные слои почш иссушены значительно меньше, распределение давления в них более равномерное, что и определяет лучшее распространение влаги в стороны и по вертикальной оси капельницы. Сильное иссушение междурядий обычно имеет место при низких пред-полиэних порогах и в конце вегетационного сезона. Контур увлажнения, сформировавшийся в таких условиях является предпосылкой к появлению глубинного оттока .плати, который в данном случае составлял от поливной норш. Вполне понятно, что на отток . влаги^ в этих условиях будет влиять не только степень иссушения междурядий, но и связанные с физическими свойствами низкие значения ненасыщенной гидравлической проводимости, т.е. гидрофизические свойства почш. И если гидрофизические свойства поч-ш такош, что ненасыщенная гидравлическая проводимость более заметно уменьшается при снижении давления влаги, то следует ожидать и большего глубинного оттока влаги. Так в Крымской обл. чернозем южный обладал заметно более низкой некасыщакноЕть проводимостью, чем чернозем обыкновенный в МССР. Наблюдения в Крымской обл. показывает (рис, 6 а-б), что сально иссушенная почва в междурядии после полива привела к вытянутом/' контуру увлажнения, и к появлению глубинного оттока влаги, который в этих условиях уже составлял 8-15$ от поливной нормы (участок I). Вполне понятно, что для снижения оттока влаги необходимо способствовать увеличению готова в стороны, т.е. в горизонтальном направлении. Последнее связано с увеличением влагопроводность почш в поверхностных межкапельных зонах. Поэтому и было ш-

- ZZ -

капель ниш

Участок 2-17.08.87- ■ Участок 2-22.08.87

Рис. 6. Топоизойари в черноземе южном (Кршская обл.), орошаема* капельным способом; а, в - до полива} б, г - после полива. Участок I - одноразовая выдача наливной норш; участок 2 - дробная.

двинуто предложение не выдавать, как это принято, есл поливную норму сразу, а предварительно выдать ее часть,'увлажняющую поверхностные слои. После некоторого перерыва и перераспределения этой влаги в горизонтальном направлении в верхних слоях почш, выдают остальную часть поливной нормы. И действительно, это повлекло за собой некоторое расширение контура увлажнения и заметное снижение потерь поливной воды на глубинную инфиль-тргЦшз (участок 2, рис. 6в, г).

ВЫВОДЫ

1. Черноземы хшше и обыкновенные, лугово-черноеємная почва и пойменная почва в исследованных районах Кршской обл., Одесской обл. и ЖСР имеют в целом благоприятные водно-физические 'свойства в пределах всего профиля для развития орошения.

2. При поливах дождеванием водный режим черноземов южных с глубоким уровнем грунтовых вод (УГВ) характеризуется заметной долей растил влаги глубоких слоев почш а водном питании люцерны. >..-

3. Исследования экологически важных процессов глусйнного от-1 ока/притока влаги при поливах дождеванием показали, что при УГВ больше 10-15 м наблвдается небольшой отток влаги за пределы 150, см слоя почш (около 4-5 мм за вегетационный период). При УТВ около 5 м приток влаги составлял 5-15 мм за вегетационный Сезон. При УГВ около 1,5 и наблюдаются как периода притока так и оттока влаги, причем в условиях исследования преобладала неэффективная и экологически опасная потеря влаги (до 10 мм за вегетационный сезон); Условия возникновения экологически опасного оттока: градиент давления меньше I, высокая НГП в нижних слрях вочш. Такой отток отмечается в почвах с УГВ около 1,5 м при поливах високими нормами (больше 50 мм).

4. При исследовании глубинного оттока и притока влаги более удобным является термодинамический метод по сравнению с балансо-шм, который должен учитывать потребление влаги люцерной из глубинных (больше 150 СМ) слоев почш,

5, При КО в условиях формирования 3-мерного контура увлажнения, глубинный отток влаги наблюдается при заметном иссушении межкапельных зон. В этом случае поток влаги в горизонтальном науМ

правлениисчет низкой проводимости и наиболее интенсивен в вертикальном направления. Потери влаги за пределы расчетной толщи могут достигать величин около 3-5JÎ от поливной ног».«. В этих условиях перспективным является снижение поливной нормы, ее дробная выдача при поздних вегетационных поливах.

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1. Шеин Е.В., Гудша И .И,, Меиггянкова Л. Формирование контура

увлажнения при локальном (капельном) поливе // Вестн, Шсх. ун-та, Сер'. 17, Почвоведение, 1983, № 2

2. Особенности полевых определений давления влаги и ненасыщен-

ной гидравлической проводимости (Гудша И.И., Шеш Е.В,, Гончаров В.М., Межгянкова Л. // Докл. I всесоюзного совещания "Гидрофизические функции и влагометрия почв", Ленинград, 1987, С. 24

3. Особенности водного, солевого режимов почв и изменения физи-

ческих свойств черноземов при капельном орошении в условиях степного Крыма (Шеин Е.В., Гуляма И .И., Мештян-кова Л,, Васильева М.В. // Научно-практическая конференция "Итоги и перспективы водных мелпорадий в Крыму", Симферополь, 1987

4. Нештянкова Л. Распределение воды в почве при различных ти-

пах ороиения // Тезисы докладов I международной конфе-

ренции чехословацких аспирантов в СССР, ІЬсква,*1968,

С; 122-123 . / ' *.:

<

5. Мешгянкова Л* Условия возникновения и оценка глубинного от-

тока влаги цри различных способах полива // Тезисы докладов научной конферйнции "Молодае учвные - развитию агропромышленного комплекса", Ереван,1988,,С, II .

6.Неіа B,V,,Ueatanfcovci L.,Hovotny U.Dynaraika vody v pode pri >

kvupkovuj savlohe ovocnych dievin // Zabradniotvo,B*&-tieleva, 1907,lto 1,0. 14-16

П0С1ИШЛ0ВА Лпбица

ПВРЕДЩШШЕ БОЛУ В ПОЧВЕ ПРИ ДОьДЕВАНШ И КАПБЛЬНСМ СПОСОБЕ ПОЛИВА

(Автореферат) '.-■-■'

Подписано к печати 30.06.89. г. Формат 60x90 I/I6 1,7 п.л. Уч.иэд.л.1,5 Тираж 100 Заказ 688 Бесплатно

РЬтаприит <ВТ73-311Д), 109280, Москва, Автозаводская, 16