Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Пути улучшения мелиоративного состояния земель рисовых севооборотов (на примере Акдалинского и Каратальского массивов орошения)

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Пути улучшения мелиоративного состояния земель рисовых севооборотов (на примере Акдалинского и Каратальского массивов орошения)"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РГ8 ОД

1 3 1Г°Г

11а правах рукописи

ТИНАСИЛОВ Мухир Донбяежш

ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕМЕЛЬ 1'ИСОП!>1Х СЕВООБОРОТОВ (НА ПРИМЕРЕ АКДАЛИНСКОГО И КАРАТАЛЬСКОГО МАССИВОВ ОРОШЕНИЯ)

06.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Алчаты - 1995 г.

Работа вшолнена в Казахском Ордена Трудового Присного Зшшни сельскохозяйственном институте

- Кандидат сельскохозяйственных наук, доценг Т.А.АТлКУЛОБ

- Доктор сельскохозяйственных наук, профессор Е.Ц.ЗЕШОВА

Кандидат сельскохозяйственных шук, старший научный сотрудник, Заслуженный агроном Республики Казахстан В.М.11ЕГРУ1КН

- Казахский научно-исследовательский институт зешеделия им.В.Р.ЬПЛЬНЬСА

Защита состоится " " /НД. 1995 г. в " //у/" час.

11а заседании специализированного совета Д 18.02.02 по присуждению степени кандидата сельскохозяйственных наук при Казахском Государственном сельскохозяйственном института.

Ваши отзывы (в двух экземплярах, заверенные печать») просим направлять по адресу: 480021, г. /Шматы, проспект Лба я, В, Казсельхозинституг,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан и.22п 199э г.

Научной руководитель Официальные оппоненты

Ведунья организация

УченьЯ секретарь специализированного совета

Кацдидм сельскохозяйственных наук, доцент

К,КЖЖ0В

ОБ^АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акт^алькость^емш Значительная часть селъскохозяйствен-ной продукции Казахстана производится на ороааекых землях, а продовольственном., балансе республики особая роль принадлежит • затопляемой культуре - рису, иотребноеть в риссзой крупе на 2010 год составляет 760 тыс.т. В 1991 г. бшм произведено 520 тыс.т, а в последние годы - еце меньше. Дальнейшее кара-цизакне производства затруднено из-за вынужденного сокращения посевных плоцэдей со 140 ткс.га в 19о5 г. до /гл* тис.га в 1993 г. Дефицит оросительной воды предопределяет неизбежность интенсификации производства, которая, в частности, предусматривает высокую агротехнику, улучшение мелиоративного состояния земель, совершенствование оросительных: систем.

Крупномасштабное строительство рисовых оросительных систем на пустынных землях способствовало включению в севооборот крайне пестрых почвенных разностей но механическому состав;/, засолению и гидрогеологическим условиям. Принятая конструкция рисовых ирригационных систем краснодарского, дальневосточного типов и карты-чеки широкого фронта затопления не в полной мере отвечали природным условиям зоны рисосеяния Казахстана. Крайне сложные мелиоративные условия требовали творческого применения общепринятые рекомендаций, разработанных Казахским ШИ водного хозяйства, Казахским КИИ земледелия и другими учреждениями стран СНГ,'Японии, СыА.

Однако, опыт показал, что рис, требующий большого количества воды на единицу площади, при низкой культуре .земледелия и при несовершенной мелиоративной системе отрицательно влияет на водный и солевой режимы почвогрунгоз. Поэтому на рисовых системах необходимо провести реконструкцию, внедрить совершенные конструкции всех элементов системы, упорядочить водопользование и усовершенствовать технологию орошения ' культур рисового севооборота. . -

1«алоизученность вопросов водного и солевого режимов в конкретных природных условиях производства риса, в условиях, жесткого дефицита оросительной воды и обострения экологиче- ■ ской ситуации определили актуальность проводимых исследований.

Целью исследования является разработка научно-обоснованных мер регулирования водного и солевого режимов земель рисовых севооборотов, способствующее повы£е,-"го экономической з^ектиЕнести использования водно-земельных ресурсов в рисосеющем регионе Казахстана.

Основными задачами работы являются :

- обобщение существующего представления о сформировании водного и солевого п.'Яимов земель рисовых севооборотов в условиях континентального климата ;

- количественно охарактеризовать водные и солевые балансы разных элементов рисовой системы ;

- еыявить особенности, формирования водного и солевогс режимов земель а течение ротации рисового севооборота ;

- разработать принципиальную схему (модело) водно-солевого режима земель рисовых систем и рекомендации по прогнозированию оросительных норм культур рисового севооборота, способствующих стабильному мелиоративному состоянию земель.

^ето5ика_иссле£ований. Б качестве основополагающего принципа принято умение о биологическом и геологическом круговороте веществ. С различной детализацией во времени и в пространстве изучались водные и солевые балансы.

Сопутствующие метеорологические, почвенные, гидрогеологические и гидромелиоративные наблюдения проводились по общепринята»: методикам, инструкциям и наставлениям.

Анализ миграции влаги и солей осуществлялся методами (физико-химической гидродинамики.

Объекты исследований - опытно-производственные участки Каратальской и Акдалинской рисовых систем Казахстана. Типичность их обоснована специальными изыскательскими работами, выполненными институтом "Казгипрозодхоз".

заключается в разработке новой модели водно-солевого релика земель рисовых севооборотов на засоленных почвах, позволяющей оптимизировать условия роста

и развития всех культур рисового севооборота, снизить затраты поды на единицу площади посевов риса, значительно улучшить мелиоративное состояние земель.

Урактиуеская_значимдсть_и ^ез^льтатов^раодты^

Результаты разработок и исследований позволяют прогнозировать водно-солевой режим земель рисового севооборота, обеспечить расчет дренажа и рекиы орошения культур рисового севооборота, Материал» исследования легли в основу Tbl) строительства Акдалинсксго массива орошения.

Основные результаты исследований освещены в 6 научных статьях.

Диссертационная работа, изложенная на 197 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав и заключения, включает 34 таблицы, 15 рисунков. Список использованной литературы включает lib наименований.

ОДЙШШЕ даССКРТАдКОНИОИ РАБОТА

Существующие представления о водно-солевом режиме рисовых систем

При освоении новых земель в Казахстане предусматривались 4-й подьные севообороты с возделыванием многолетних трав и введением занятого пара. Благодаря им на крайне бедных почвах наблюдалось улучшение пищевого и воздушного режимов. В целом улучшение мелиоративного состояния земель происходит при условии высокой культура земледелия и правильном водопользовании. Однако, в бездренажных условиях при слабом вертикальном водообмене ухудшаются процессы воздушного режима и выноса солей.

Люцерна в рисовом севообороте способствует восполнению запасов питательных вецеств и улучшению водно-физических свойств почв. Кроме того, за счет люцерны улучшается кормовой баланс дая животноводства. Несмотря на очевидную акту-альноеть введения ссоооборотон положительную роль люцерны в по рте плодородия земель, вопросы эффективного исполь-

эоэанкя оросительной вода а мелиоративного состояния земель в структуре севооборота изучены слабо.

Кз давно установлено, что рис и люцерна являются мелиорирующими ку-ьтурами. Лицесна с псмоцью корневой системы прерывает восходящий поток почвенной влаги и выполняет рать биологического дренажа, ослабляет темпы соленаколления в поверхностных горизонтах почвы.

'¿акт снижения "шасов солей в почве за счет слоя еоды в рисовых .чеках установлен давно, блреснение засоленных" почв обеспечивается нисходк^ики токами воды, которые образуются при фильтрации вода на рисовых чеках. Степень опреснении почвы зависит от величины вертикальной фильтрации и хорошей дренировакности земель. Например, на Акдалкнскок массиве рисосеяния, при посеве риса удалось рассолить лшаь почвы легкого и среднего механического состава, ¡¿а тяжелых почвах содового засоления урожай риса был крайне низким до применения химических :.:елиореций для ликвидации солонцеватости. Установлено, что степень рассоления почвы при затопляемой культуре риса пропорциональна величине фильтрационного оттока боды.

наряду с псдо;\ителькыъ; Бездействием орошения риса, выра-хащеуся в снижении токехк.коетх солей в почве, имеются и отрицательные явления : г.очва пед рисом уплотняется, разрушается структура, вмюсятся питательные ьецества, поЕьпается рп, развиваются восстановителькыь процессы, которые приводят к енпгениа почвенного плодородия. Особую проблему представляет борьба с сорняка.:;:, интенсивно раз ви ьаецп;../ с я на рисовых полях. Лереч/.слонные признаки ухудшения плодородия пс-:в проявляется теи отчетливее, чек продолтительнес возделывание риса на одной и том ае поле севооборота.

Возделывание затопляемого риса часто приводит к быстрому подтопления и заселенно окружающей территории.- аеэтег-у, строительство еисоеых систси целесообразно размещать на ке-лиоративно неблагополучных землях. Об это/ убедительно свидетельствует опыт успешного освоения плавней Краснодарского края, заболоченных массивов Дальнего Ъостока, подовых понижений Украины и в последние годы засоленных земель Казахстана.

Поэтому считать рис мелиорирующей кулыурой можно лиль условно, оговаривая природные и хозяйственные условия, при которых он выращивается. Действительно, рис кожет ухудеить почвы, но, в случае размещения его на заболоченных и засоленных землях, почти всегда удается повысить их качество, если обеспечить отток грунтовых вод. Вообще, мелиоративное оздоровление земель объясняется не самой культурой риса, а темк условиями, которые ему создаются с помощью агротехнических и гидромелиоративных мероприятий.

Эти и другие важные для науки и практики закономерности мелиоративных, процессов установлены трудаыи известных отечественных и зарубежных исследователей'. В Казахстане большой вклад в изучении вопросов рисовой ирригации внесли Боровский и его ученики, Бакяроз ia.» Бмшольсгсий S.O., Дяимбе-тов B.I1., Дуденко В.П., Илялетдинов iii.h., Кван P.A., Коваленко В.И., Кошкаров С.И., Мустафаев Е.С.» Нетруннн Ь.к., Pay А.Г., Сиргельбаев К.С., Шарапов И.Д. и др.

Таким образом, во всех районах рисосеяния непременным условием интенсификации производства риса и одновременного улучшения мелиоративного состояния орошаемых земель является применение искусственного дренирования территории с аоыс^ьэ дренажа. Обширный опыт применения дренажа на рисовых системах показал, что он. значительно ускоряет опреснение псчвы, уменьшает развитие болотных процессов, уваютиеаеу степень и. глубину рассоления, предотвращает"ухудшение мелиоративного, состояния прилегающих территорий и. создает более благоприятные условия для суходольных культур рисового севооборота.

Дренаа той или иной конструкции с правильно назначенными размерами является необходим™ элементам рисовой оросительной системы. Существуйте цетадц расчета дренажа осш- ■ ванн на воднобаяансовых соотношениях и методах теории фильтрации водного и солевого регими

Водные и солевые режимы

Боднс-солевой режим ссчаогруитав тзсш. связан с: при-' родно-хозяйственныыи особенностями райской рисосеяния, и

последние годи площадь посевов риса несколько стабилизировалась и даже наметилась тенденция её сокращения из-за дефицита оросительной воды, ухудшения мелиоративного состояния земель и экологической обстановки. Неблагоприятное мелиоративное состояние земель отражается на продуктивности сельскохозяйственного производства и, что не менее важно, требует дополнительного количества оросительной воды для промывок, дефицит которой и без того принял хронический характер. Оросительные системы Акдалинского и Каратальского массивов орошения имеют крайне низкий КД - 0,6. Существующие рисовые системы не затрудняют оперативное регулирование миграции солей в почве, так как слабо оснащены дренажем. Водопользование такле требует улучшения. Такое положение приводит не только к накоплению солей в почве и, связанному с ним снижению урожайности, но и к перерасходу оросительной воды за счет излишней проточности воды с рисовых плантаций. Необходимость увеличения дренированности земель и строительства дренажа в последнее время стала совершенно очевидной, что было доказано на опытно-производственных участках горизонтального (открытого и закрытого) и вертикального дрен ала в Казахстане.

Изучение водно-солевого баланса орошаемых земель лоэво ляет определить характер водопользования, составляющие расходы оросительной нормы риса, выявить направленность мелиоративных процессов, наметить мощность дренажных сооружений и т.д. Сущность метода водного баланса заключается в расчете всех элементов и сравнении величин' расходных и приходных слагаемых, ото позволяет объективно оценить факторы формирующие водный и солевой режимы почв. Ь целях получения более достоверных данных характеризующих оросительную систему мы рассмотрим водно-солевой баланс севооборотных полей на Ка-ратальской оросительной системе, как наиболее сложном массиве в мелиоративном отношении. ¡1о данным Каратальского управления оросительных систем в 1569 г. на массиве по причине сильного засоления почв не было использовано га ирригадионно-подготоаленных зеыель, а в 199и г. - ¿Ь41 га. Разрабатывались проекты реконструкции коллекторно-сОросной сети (154о г. и г.) и восстановление системы г.),

В результате удалось ликвидировать явление заболачивания почв, но засоление земель продолжало иметь место. В настоящее время на массиве ежегодно рис возделывается на 4,1) -4,5 тыс.га.

Для характеристики водного и солевого балансов использованы результаты многолетних наблюдений за глубиной грунтовых вод, водоподачей и сбросом воды Каратальсксго управления оросительных систем. Сушаркоа испарение различной растительности измерялось с помощью лизиметров,с ненарушенной структурой грунта. Опытные участки били оборудованы наблюдательными скважинами (6Ь шт.), пьезометрами с набором глубин от 2 до 16 м (7Ь ит.), лизиметрами с высотой монолита почвы от I до 1,Ь м (14 шт.), иетеоплощадкой, гидрометрическими постами на всех каналах и дреиаа.

Балансовыми исследований!« охвачена территория (табл. 1), занимающая 16200 га орошаемых и неорошаемых земель, с охватом всех источников поступлении и расходования воды.

Таблица I

Водный Салоле КаратальскоЯ оросительной системы ■

№ ( П/П| Элементы водного баланса Приходные '1-й год |г-оя год ' З-ий : !

X. Атмосферннэ осадки 375,3 2ЪЬ,2 1Ь7,0

2. Водоподача' (по гвдро-узлу 1? I) 2062,3 2иь3,3 кЬь2,7

3. Приток по логам 47,4 52,и 2с,9

4. Восходящее движение грунтовых вод Ьо,Ь 7Ь,Ь 39,4

Шдземный приток со стороны гор з,и 3,0 3,0

В С ь Г 0 ¿£>73,Ь <о4.,и

Продолжение таблицы 1

№ 1 п/п| ¡элементы водного баланса Расходные |х-ЫЙ год |^-ой год 'з-ий 1 !

X. Отток грунтовых вод нисходящим током- о4,3

2. Лодземный отток а р. Каратал Г 1Ь,Ь 11),0

3. Испарение и транспирация рисом Г?ь,г

4. Испарение и транспирация суходольными растениями 103,4 33,3 ЛЬ,7

5. Испарение и транспирация тростником 446,7 377,5

о. Испарение и транспирация л.оцерной 1ъЬ,2 ¡¿7<:,0

7. Испарение с почвы после осуаения чеков (сентябрь) 67,3 о1,*>

6. Испарение в ыежвегета-ционный период Ь5,0 • 77,о 92,2

9. Сброс по коллектору 1 ьоо, 2 1030,о 9о7,4

10. Сброс по коллектору № 4 6Ь,3 70 ,Ь 7^,3

Л. 110дач а воды на "СЗК" 22о,7 230, Ь

12. Сброс в р. Каратал по мал™ коллекторам - Ь0,4 ЬА.О 9о,и

ВСЕГО ¿41«:,3 ¿мь, и

Б результате установления величин входящих в уравнение водного баланса следует, что в приходной части преобладает оросительная вода, которая подается на поля севооборота. Атмосферные осадки составляют от 6,Ь до 14,4 %. Остальные элементы в количественном отношении играют еще меньшую роль в водном балансе. Ь среднем за три года водоподача по системе на 1 га посевов составила 224кЬ ы^.

- и -

В расходной части водного баланса преобладают поверхностные сбросы и водопотребление сельскохозяйственных культур. В среднем за три года расход оросительной воды на ¿. га возделываемых культур составил <¿621 и^. Отток воды в нижележащие горизонты наблюдается в условиях заполненных водой рисовых чеков, и при интенсивном орошении суходольных культур. Нисходящим оттоком из балансового слоя выносятся легкорастворимые соли.

Солевой баланс на системе устанавливался в производственных условиях. Расчет баланса проводился по следующему уравнению (т/га) :

С » С. + С

-•с„ -с„

с„

где С

Са С„

г в

гн

в "Н ~ГВ "О "к гн

изменение запасов солей в балансовом слое ; поступление солей с атмосферными осадками ;

поступление солей с оросительной водой ;

.поступление солей с напорной водой в коллектор * I ; ,

поступление со;чей в балансовый слой с восходящими токами грунтовых вод ;

вынос солей со сбросными водами по коллектору № 4, СьК (северо-зешадннй коллектор) и малым сбросом (См) ;

отвод солей коллектором № д. (главный колг лектор) ;

вынос солей из балансового слоя снисходящими тонаш грунтовых вод.

Из анализа полученных данных следует, что соловой баланс рассматриваемого массива формируется за счет солей оросительной воды, восходящего движения грунтовых вод и стока., солей по коллектору (табл. к). Как показывают расчеты, в толчение всего трехлетнего периода происходило накопление солей

С

С

С

Таблица Ц

Солевой баланс Каратальской оросительной системы

~ '¡¡кители 'Индекс" иго^йсследований----

____________I_____!_1-ый год!2-ой^од13-ий год

Лоступление, т/га

Атмосферные осадки Са 0,4о 0,36 и,23

Водоподача на поля Св Ь,39 и,

Напорное питание коллектора Сн г.Ьг г,ьа

Восходящее движение грунтовых вод ^гн Ь,43 0,01 2,Ь0

Итого : ' 14,Ы) 14*. 35

Вынос, т/га

Отток по К-4, СЗК и малый каналам Со 1,17 1,20 . 1,42

Отток по коллектору М1 I Ск 9,20 -11,43- 9,21

Ьисходящий отток грунтовых вод Сгн 1.71 1,69 1,Ы

Итого : 12,16 14,32 12,14

Изменение солей в балансовом слое, т/га С +2,04 +0,03

в корнеобитаеыоы слое. При этом интенсивность накопления солей определяется в основном соотношением восходящих и нисходящих токоь грунтовых вод.

Из данных следует, что в целом по системе водозабор завышен. Только за счет проточности и бесхозяйственных сбросов при орошении риса в среднем на 1 га посевной плоуади бесполезно расходуется от до 1030,Ь м^ оросительной воды, ото ¡свсрл с кеотлаженном водопользовании на системе.и низкой

технологии орошения сельскохозяйственных культур. 11ри правильном режиме орошения и технологии орошения культур рисового севооборота можно значительно улучшить мелиоративное состояние земель, снизить соленакопление.в расчетном балансовом слое, налаживанию дисциплины водопользования в настоящее время будут способствовать правовые полокения платного водопользования с учетом предельных издержек подачи воды потребителям за истощение и загрязнения водных ресурсов. Следует широко применять прогрессивные способы полива, автоматизировать водо-распределение и повсеместно наладить водоучет.

В целях более детального изучения составляющих водно-солевой баланс в различных почвенно-гидрогеолого-мелиоратив-ных условиях было организовано три опытных участка,' различающихся расположением, площадью, степенью дренированности и хозяйственным использованием земли. На них были вьполнены детальные наблюдения за условиями формирования водного и солевого режима. Ллощадь нетто участка № I - '¿Ь4 га, № 2 - хЬО.З га и » 3 - 45 га.

Опытные участки характеризуются следующими показателями На опытном участке 0 I (называемом также экспериментальным участком) почвы в значительной степени засолены, грунтовые воды высокоминерализованы. Водоупорные породы залегают на глубине от 0 до 20 м. Дренированность грунтовых вод весьма слабая, расходуются они в основном на транспирацию и испарение. Данный участок характеризуется наиболее сложными мелиоративными показателями. Участок № 2 находится в центре оро-йгаеетого тссмв&. Вздоигещащие грунт и здесь достигают эначи-тельной мощности. Зои» аэрации и грунтовые воды засолены в слабой ж средне» степеия» Цути расхода грунтовых вод - суммарное испарение, подзеиный отток и частично дренажный отток по каналам Ы'-к и ЬР-ъ. Третий участок находится в юго-западной чадти'орошаемого массива вблизи р. Каратал. Участок отличается высокой степенью естественной дренированности грун-тоьых оод, обеспечиваемой р. Каратал. Водоупорные породы залегают глубоко 1свьше 1ии ы), водопроводимость пласта высокая - 52,Ь «'"/сутки. почвы легкого механического состава, опреснены по всему профилю. Грунтовые воды в ме'иполивной период

опускаются до глубины 5-7 м, расходуются они преимущественно на подземный сток в р. Каратад и, „в меньшей степени, на суммарное испарение.

Расчеты показывают, что в течение межполивного периода (МБ) происходит увеличение влагозаласов в балансовом слое за счет слабого испарения (табл. 3), В летнце месяцы (В) испарение резко возрастает и по величине превышает сумму всех приходных составляющих элементов, обуславливая соответствующую убыль влагозаласов. По мере дальнейшего понижения грунтовых вод, снижения величины испарения, темп снижения влагозаласов замедляется.

Таблица 3

Водный баланс опытного участка № I б вегетационный (Б) и межвегетационный (¡¿В) периоды

Годы'Л'гж ! Приходные элементы ¿к'!/)!Расходные элементы ¿мм)!Раз-

<°А "Гд Г з Тр" 7-Т I !всеТ~ !.и+т7 ^ 7* 1все!ность

! ! 1 ! ! к ! !го ! ! ! ! Г !г0 1

1-2 1В 76,0 '19,0 23,Ь 77,0 70,0 149,4 - - 147,0 +1,9

1 В 124,9 73,4 41,0 - . 6Ь4,Ь - ■ 170,3 409 ыА^ь -¡¿7~о, 2

1-2 год 201,о 122,4 ь4,Ь 77,0 70,0 170,3 £¿>9,0 0о4,Ь - - 532,3 -¿73,3

2-3 13 220,3 199,3 46,2 92,2 1ЬО,0 • 46Ь,Ь - - 277,2 -г 188,6

3 В' 32,1 Ь2,1 - 407,3 и02Э,3 - -17Ь,0 145,1 - 629,3 -422,У

2-3 год 252,4 2Ы.4 46,2 92,2 1ЬЬ,и • 17Б,0 146,1 Ь73,1 62*,3 - 33,4

Обозначения : А - атмосферные осадки, Ь . - водоподача на орошение, Р - непарное питание грунтовых вод, як -фильтрация из каналов, й - поток воды с окружающих холмов при таянии снега и при ливневых осадках, И - испарение с поверхности почвы, И т Т - испарение и транспирация, Д - сток

по коллекторам, С - поверхностный сброс, А - подземный сток. • ;

Расчетный уравнением солевого баланса для участка в вегетационный и межвегетационный период является :

с«са + ср ♦ сф

(т/га)

где

С

- СД

О - изменение запасов солей в балансовом слое ; Са - поступление солей с атмосферными осадками ;

поступление солей с напорными водами ;

Сф - поступление солей с фильтрационными водами ;

С„ - поступление солей с талыми водами ;

Сд - отвод солей с дренажным стоком.

Ь солевом балансе наибольлшй удельный вес занимают соли , напорных вод и дренажные стоки (табл. 4).

• Таблица 4

Солевой баланс участла в вегетационный (В) и межвегетационный (1Ш) периоды, т/га

Год '!• I ,период, ! I Са ! 1 V ! ! ! ! VI 1 I Г 1 1 сп ! ! : ! 1 сд 1 Шэмеке-, т. с соле-• зепасоп !

1-2 МВ 0,05 - .5,05 - : о.ох

2 В 0,15 - 6,02 0,53 о,оь - о ,75 .

1-г год 0,20 - ¿1,07 0,53 0,0о . ¿,17 ■ У,Ь9'

2-3 МВ 0,14 - 16,34 .. 0,03 ' Ь,74 10,77'

3 В 0,04 о,ьь 4,ЗЪ >.42.

2-3 год 0,16 ' -о,ьь Л>,72 0,45 \ 0,и3''

- 1С -

Следует подчеркнуть, что урожаи люцерны и покровной культуры (пшеницы) были получены без поливов. Ьодопотребление культур удовлетворялось за счет, накопленной в зоне аэрации при орошении риса в предыдущем году. Люцерна второго года использовала запасы почвенной влаги и грунтовые воды. Ьто привело к незначительному увеличению содержания солей. Оросительная нориа составила более IVЬО м /га. фактически измеренное количество солей в почве во 2-3 годах составило 13,о т/га,

формирование водного баланса на староорошаемых землях (участок К* 2) с высокоэалегаюцими грунтовыми водами, но с незначительной сработкой купола грунтовых вод во еневегетаци-онный период несколько увеличило составляющие элементы, ио сравнению с экспериментальным участком здесь приходная и расходная части увеличились соответственно на ЦЬ2 и оОО м^/га (табл. Ь),

Таблица Ь •

Водный баланс участка в оросительный (Ь) и иеквегетациокный ((¿В) периоды, ми

' !_____Ьлементы водного баланса___—____

Год ! период 1_ _ _п£иходные_____]___расходные_____ _

___1___Г_А1""_Р_~ГВсегоТ_Й_

2 Ь 124,9 -40,9 903,Д - 91о,ь - 910,о 2-3 МБ 220,3 - 164,6 92,2 - ?4,7 Ы,9

3 В • 32,1 769,1 22,Ь Ь)гЗ,7 - 799,о - 799,о 2-3 год 252,4 769,1 -33,2 9оЬ,3 92,2 799,6 74,7 9о6,о

¿1о далным солевого баланса количество солей за год снизилось на 1,77 т/га. Для количественной характеристики солена-колления следует учесть, что при вертикальном водообмене, в зависимости от направления двикения влаги, величина расчетной шнералиэацин воды неодинакова. Б приходной части солевого баланса наибольший вес занимают соли поступившие с оросительной ведой, £ в расходной части - вынос солей с дренажной водой.

Третий балансовый участок полностью был занят рисом. Исследования водно-солевого режима при высокой дренированности земель показали, что здесь преобладающими элементами расхода воды являются суммарное водопотребление, фильтрация и непроизводительный сброс. Всдоподача на балансовый участок составила 2476967 ы3 или 49540 м^/га. Сброс воды достиг или 4710 ы3/га. Суммарное водопотребление риса - Ъ364 ы /га. Установлено, что фильтрация из чеков изменялась в широких пределах, в зависимости от расположения фильтрующих колец по отношению к каналам, от Ь79 до 2244 км, в среднем 123о мм. Б основном оросительная фильтрационная вода расходуется на подземный сток в сторону реки Карат ал. Третий участок отличается от предыдущих тем, что грунтовые воды здесь залегают глубоко - свше 3 м.

Как показали исследования земли с замедленным оттоком подземных вод (участок № х) отличаются прогрессирующим засолением. Севообороты, находящиеся на повышенных отметках рельефа (участок № <?.), характеризуются стабильным солевым режимом, а поля размещенные в зоне интенсивного дренирования (участок Р 3), имеют максимальные запасы солей в почве вследетвии пас* тоянного их выноса оросительной водой. ,

Существенно изменяется водно-солевой баланс по сезонам года, ото измеьениз особенно выраяено на слабодренированных терр1ториях (участор № I). Как правило, б период таяния снега происходит частичная промывка почвы инфильтрувщейся водой, что приводит к снижению запасов солей в учетном слое. Решаю- ', щее значение в формировании водно-солевого' режима имеет оросительная норма севооборотных культур и степень дренирован-ности земель. При орошении риса почти повсеместно запасы со-, лей в почве снижаются, а полив суходольных культур в суцест- • вующих условиях (недостаточная дренированность) не'препятстт вует увеличению солевых запасов.

Природные условия Акдалинскоги массива орошения резко, ( отличаются от Каратальской системы. Лкдалинркий массив характеризуется широким распространением'такыровидных равнин с отдельными островками бугристо-грядовых песков. К из общей^ площади (152,3 тыс.га) такыровидные почзы занимают .109,2 ты?.

гектаров, что составляет 72 %, Ути почвы пригодны для возделывания риса и культур рисового севооборота без проведения сложных иелиораций, хотя они и засолены в различной степени.

В результате исследований установлено, что составляющие оросительной нормы риса, мало изменяются по годам, за исключением непроизводительных сбросов (проточность, сбросы). Так, на насщение почвогрунтов затрачивается от I до 4,5 тыс.кг/ га, на суммарное водопотребление риса от Ь до ¿.I тыс.кг/га и фильтрационные потери от Ь до 1ь тыс.м^/га в зависимости от геоморфологических условий. К непроизводительным расходам включаются проточность, сбросы воды, которые колеблятся от Ь до 40 тыс.м^/га. иоэтому, оросительные нормы нередко^превы-шают проектные в два и более раз, достигая ЪО-ЬО тыс.м°/га.

Урожайность риса по годам исследований (табл. о) соответствует общему засолению почв участков и динамике изменения содержания солей в период наблюдений.

Таблица с

Урожайность риса на опытно-производственных участках по годам исследований

Ноыз£ ^часгка_ Ц'од_исследоьаний__«айность_риса,

I

¿3,7 2У,5 34,7 25,ь Зо.Ь 41,5 25,о

I

3 I

11

3

1

2

3

Обоснование оптимальных величин модуля дренажного стока и оросительных норм

Описанные вине явления опреснения почвы во время возделывания риса и последующей реставрации засоления в период орошения люцерны и других суходольных культур подтверждается повсеместно. Следовательно, в ротации рисово-люцернового севооборота имеет место чередование процессов засоления (во время возделывания люцерны) и рассоления почвы при возделывании затопляемой культуры риса. Конкретное соотношение темпов засоления и рассоления почвогрунтов определяемое, в основном, степенью дренирования земель и величиной оросительной нормы люцерны, характеризует собой направленность мелиоративного процесса.

¿¡о данным лизиметрических наблюдений установлено, что водопотребление люцерны на 70-90 % удовлетворялось за счет грунтовых вод. Отсюда следует, что люцерна второго и последующих лет жизни в рисовом севообороте способна полностью удовлетворить потребность во влаге за счет грунтовых вод. Однако, при этом грунтовые воды должны иметь низку» концентрацию солей и не содержать токсичных ионов. Оптимальной, в рассматриваемых условиях, является залегание грунтовых вод на глубине 1,ь0-1,Ь0 м. Она обеспечивает максимальный урожай и требует относительно небольшого количества оросительной воды. Один укос люцерны позволяет получить не менее 30-40 ц/га сена. Суммарное испарение люцерн« на Акдалинском массиве рисосеяния, при глубине грунтовых вод 1,2 м составляло в первый год 776, С мм, в третий год - 1436,Ь мм. Водопотребление удовлетворялось преимущественно за счет грунтовых вод (ь0-90 %).

Основным мелиоративным мероприятием цовыиения продуктивности рисовых севооборотов является применение дренажа и оптимального режима орошения севооборотных культур. Режим орошения риса и люцерны, солевые запасы в почве, глубина грунтовых. вод, степень дренироважности земель и физико-химические свойства почвогрунтов тесно взаимосвязаны и требуют учета При назначении размерив дренажа. Особо видным являются ьеры по предотвращению загрязнения окружающей среды.

Для обоснования дренажа необходимо иметь показатели

водно-солевого режима земель для периода времени не менее одной ротации севооборота. С учетом этого, предлагаем водно-солевой р^ким земель рисовых севооборотов интерпретировать следующим образом (рисунок 2). Для общего анализа процесса, величины вертикальных перетоков влаги и степени засоления почвы представлены в относительных (условных) величинах. Существующие условия на рисовых системах (схема "А") характеризуется отсутствие®! дренажа и редкими поливами лэцерны.

Осуществление промывного рбкиыа орошения сельскохозяйственных культур и одновременное обеспечение достаточной нормы осушения обычно требует применения сравнительно глубокого дренажа. Глубокий дренаж создает интенсивные нисходящие токи воды с поверхности рисовых чеков. 11ри этом скорости фильтрации по кеждренью неравномерны. Если параметры дренажа рассчитаны на скорость в ыеждренье, то придренные полосы подвергаются "перепромывке", и с них выносятся питательные вещества (схема "Б"). Смена риса люцерной, которая орошается по типу периодически промывного режима, то есть увеличенными промывными норками, не приводит к изменению направления движения влаги. Интенсивность нисходяцих токов здесь определяется оросительной нормой. Таким образом, в течение всей ротации происходит непрерывное нисходящее движение влаги, то есть своеобразная постоянная промывка почв.

Оптимальный водно-солевой режим рисово-люцерновых севооборотов характеризуется таким соотношением восходящих и нисходящих токов влаги, которое обеспечивало бы за время возделывания люцерны заданную величину соленакопления, и последующее рассоление её до исходной величины при орошении риса (схема "В"). Величина амплитуды солевых запасов характеризует собой как бы резервную емкость для накопления солей между поливами и расходования их во время поливов или промывок. Следовательно,.для обоснования рационального состава и объема мелиоративных мероприятий иа землях, подверженных засолению при оршении, необходимо назначение двух уровней (порогов) допустимого содержания солей в почве. Соответственно назначается величина а*!г.литуды изменения засоления : от максимальной при пресных грунтовых водах, до минимальной - при

(

высокоминерализованных грунтовых водах.

Назначение размеров дрен еда заключается в регулировании для каждого поля севооборота (или рисовой карты) величины допустимого засоления почвы во время стояния люцерны, исходя из условий получения достаточно высокого урожая трав при минимальных затратах оросительной вода и труда на поливе, накопившиеся соли за время возделывания люцерны подлежат вымыву фильтрационной водой при орошении риса.

За верхний допустимый порог засоления почвы, если отсутствуют экспериментальные данные, ыаяшо принимать, величину слабого засоления почвы. За ншший порог допустимого засоления берется показатель содеустойчивости люцерны первого года кизни, то есть период, когда она наиболее чувствительна к засолению. Расчет величины ежегодного накопления солей в почве при возделывании люцерны ыозшо производить по формулам физико-химической гидродинамики или по экспериментальным зависимостям.

Разность величин нижнего и верхнего порогов есть амплитуда изменения содержания солей. Она является основным показателем для расчета параметров дренажа и оросительных норм. ' На рисовых системах наибольшее распространение получил горизонтальный дренаж. Расчет размеров его сводится к вычислению расстояний между дренами по предварительно назначенной глубине дрена. Глубину-дрен лучше всего принимать в пределах Г,Ь-2,5м исходя из условий обеспечения достаточно высокого расселяющего действия и минимальных затрат оросительной воды на фильтрации. .

Технико-экономический анализ вариантов мелиорации земель с рисовыми севооборотами

Чтобы сделать всесторонне обоснованный выбор мелиоративных мероприятий, необходимо выполнить всесторонний анализ ; мелиоративных, водохозяйственных и экономических условий. . Технико-экономическая оценка разных приемов мелиорации выполнена на примере семипольного севооборота плоцадьй ^Ы г^Л ,. Рисовые карты Краснодарского типа, размером от У'до таг

- п-

фактическая глубина картовых сбросов не превышает 1,1-1,3 и, ограждающих - 1,5-1,7 м, коллекторов - 2,0-2,Ь и. Семипольный севооборот (42,Ь % риса) включает : I - поле люцерны,

2 - люцерна, 3 - лпцерна, 4 - рис, а - рис, Ь - занятый пар, 7 - рис. Для сравнительного экономического анализа включены

3 поля риса и 3 поля люцерны, ¡финятые величины коэффициентов земельного использования (КЗИ) соответствуют рисовым оросительным системам. Рассматриваемые схемы различаются по типу дрен, их глубине и по режиму орошения (табл. 7).

Таблица 7

Сравнительная эффективность вариантов мелиорации земель семипольного севооборота площадью ЫА га

тенге

показатели

______I________

Капитальные влояения

Коэффициент земельного использования

Продукция севооборота (стойкость риса и сена люцерны)

Уро«айность риса

Текущие прямые затраты

приведенные затраты

Разница в продуктивности

приведенные затраты с учетом разницы в продуктивности

_____Схема _______

"А" 1*" "В" Т ~"ЬИ

сущест- ,углубление,устройство вующие 'картовых закрытых мелиора- (сбросов до!дрен глуби-тивные .1,5-2,5 и (ной 1,0-условия ' + промыв- 2,Ь м ____ _! ной £е«им ]______

~ ~2 Г з ~ 7 ~ ~ 4

11^2,0 1430,2

41,2 49,7 47, и

701,Ь 905, и 93о,0

1702,В 1914,0 2150,ь

32о,Ь 5,3,ь -

д. ^7,3 21^0,о

Продолжение таблицы 7

I (21314

Стоимость услуг подачи воды

Текущий ремонт коллекторно-дренажноя сети

14Ь,2 1ъЬ.З 141,4 10,0 120,3

Средние объемы оросительной воды, подаваемой на единицу площади севооборота составляют : по схеме "А" - 11450 м^/га, по схеме "Б" - 14406 м^/га и по схеме "В" - П1Ьб м^/га.

ио результатам вычислений, реально учитывающих широкий круг факторов, включая введенную систему оплаты усЛуг по по-л даче оросительной воды, следует, что предпочтительным вариантом является углубленный открытый дренаж с промывным режимом орошения люцерны. Однако, схема "Б", хотя уступает альтернативным вариантам по величине приведенных затрат, но с точки зрения охраны окружающей среды имеет преимущество : технические решения предопределяют стабильный водно-солевой режим, большую сохранность питательных веществ в почве, экономное использование оросительной воды, улучшение санитарного состояния территории, надежность в работе. Таким образом, внедрения открытого и закрытого дренажа на Каратальской и Акдалт1ской рисовых системах целесообразно с технической точки зрения и рационально по экономическим показателям.

Основные выводы и предложения

1. Ь Республике Казахстан рисовые массивы, как правило, размещены в пустынной зоне, на почвах разной степени засоления. Они требуют сугубо специфических дорогостоящих оросительных систем, поэтому вопросы повышения плодородия земель, урожайности сельскохозяйственных культур и рационального использования воды являются наиболее важными.

2. Современный технический уровень рисовых оросительных систем в республике сравнительно низкий, открытый горизонтальный дренаж, в результате заллывания, не выполняет своих

функции. Солевой баланс на слабо дренированных почвах неблагоприятен, происходит чрезмерное соленакопление в зоне аэрации, за счет подъема солей из нижележащих горизонтов.

3. Ргзультаты водно-балансовых исследований показали, что главной причиной вторичного засоления почв является необеспеченный отток грунтовых вод. Лри наличии дренажа почво-грунты опресняются, уровень грунтовых вод понижается, что в итоге приводит к увеличению урожая севооборотных культур. Однако на дренированиях территориях возрастает оросительная норма за счет увеличения фильтрационной составляющей оросительной нормы, .

4. Установлена закономерность, что в период ротации рисового севооборота, независимо от степени дренированноста, происходит чередование процессов засоления и рассоления почвы. Соли накапливаются во время выращивания люцерны и смываются в нижелешцие горизонты - при затопляемой культуре рисе.

5. Ь среднем на Каратальской оросительной системе происходит ежегодное накопление солей в зависимости от размещения полей севооборота от 0,03 до 2,64 т/га. Севообороты размещаются в тяжелых мелиоративных условиях, при глубине минерализованных грунтовых вод 0,5 м. Здесь содержание солей в приходной части баланса увеличивается до 1о т/га в год.

6. Наблюдения показали, что при возделывании люцерны на Л и ы годы после риса грунтовке водц заметно понилЬются, одновременно происходит подтягивание солей к верхним горизонта/.. Так, за три года возделывания люцерны грунтовые воды понизились с 0,6 до 2,2 м, а солесодержание а балансовом слое возросло с с4,Ь до 14^,4 т/га.

7. Исследованиями установлена оптимальная глубина грунтовых вод (1,6-1,Ь м) для люцерны, при которой получен наивысший урокай сена и достигнуто наиболее рациональное использование оросительной воды. Б водопотреблении люцерны доля использования грунтовых вод при глубине 1,о-1,с м составляет 70-Ь0 %.

Ь. Для обоснования рационального состава и объемц мелиоративных мероприятий на землях исдверленных засоления при

орошении, необходимо назначение двух уровней (порогов) допустимого содержания солей в почве : верхнего, назначаемого с учетом биологических требований растений и нижнего - по глубине и минерализации грунтовых вод.

9. На рисовых системах следует применять дрена»' временный, систематический, отсечный и кротовый. Обоснование и достаточно детализированное назначение их размеров по предлагаемой методике позволяет равномерно опреснить почву и получить высокий урожай севооборотных культур.

Перечень основных работ, опубликованных

по теме диссертации ■

1. к .Д.Тинасилов "Роль орошаемого земледелия в повшении сельхозпродукции", "Ькономика и жизнь" № 7, 1992 год стр. 66-6Ь.

2. М.Д.Гинасилов "Технико-экономический анализ вариантов мелиорации земель с рисовыми севооборотами", "Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана" № 4, 1994 год стр. 10Ь-112. 1 ■ \

3. М.Д.Тинасилов "помочь поливному гектару", "Экономика и жизнь" № 7, 1994 год стр. Ь4-Ь6.

4. Т.А.Атакулоп, К.Д.Тинасилов "О способах орошения в Республике Казахстан" //Тезисы докладов научно-произ-Еодственной конференции к оО-летию Казахского научно-исследовательского института экономики и организации АПК - Казсельхозакадемия, алматы, 1994 год. .

5. Т.А.Атакулов, М.Д.Тинасилов "Основные тенденции мировой практики использования водохозяйственных систем в сельскохозяйственной практике", "Вестник сельскохозяйствен^ ной науки Казахстана" № 12.

ы к з ц та ы

Диссерт&циялык ецбекте KYpim ауыспалы eriCTiri орналас-тиридатын керлерД1Н се кзне туа режицдерхн реттеудщ гылыми негi ядел ген шаралары талданган. Муныц esi Кааакстанныц курш ecipeTÏH аймагынца су-жер ресурстарын пайдаланудыц экономи-калик ти1ИД1Л1Гхн арттыруга жердемдеседх.

Ецбект1И гылыми сапалыгы мынада: сор тан, топыракти ктр1ш алкаптарында иердхц су-туз режиишщ жана yarici усынылады, аталмшя улг: KYpiui ауыспалы ericinn,eri барлык дакылдардыц öcin-eHyiHe барыша колайлы кагдай тугыаьт, Kypim егхлетш алкаптыч 6ip елшеьнне жумсалатин судиц штшн кемхтуге, jsepAiK ыелиорациялык жай-к-гМн айтарлыктай яаксартуга mymkíh-Д1к беред1.

Зертте^йерд^ нэтеаелер1 курш ауыспалы ericTÍri орналаса-тын жерлерД1ц су-туа режимin аддын ала болкауга cenTirÍH thtísin, дренаэдык есеп-кисабЭ'} мен курхш ауыспалы eriCTi rÍHAeri дакьш-дарды суланцырудыц реяиыгн камтамасыз етедг.

Енбекте усыныльш отырган «U стеме бойынша дренаждар ывл-inepiH нег1вдеп, егаей-тегжейл: ойластырып пысыггау топыракты б1ркальшты сортацсыадандыруга, caítTÍn ауыспалы eriCTeri дакыл-дардан мол bhím алуга атсапысады.

Диссертациялык енбек мешиннеыен басылган мэтгннщ 197 бет1нде XYHejJi баяидалган, ол к i pi следе н, терт тараудан жене корытьцдыдан тур еды, енбекте 34 кесте, 15 сурет бар.

THE WAYS OF IMPROVING THE RICE SOIL SOWING CONVOLUTION ( ON THE EXAMPLES OF AXDALINSK AND KARATALSK SOLID MASS OF CULTIVATION)

Scientifically and rationally the measures of using water and salt regims of rice land sowing convolution are contributing the effective economically increasing of the design of irregational systems in rice sowing regions of Kazakhstan.

The main important investigation in this dissertation is designing the new model of water- salt regime ¿novation in land rice sowing convolation on the richly salt soil and allow to optimize the conditions of growing and developing all kinds of of rice sowing convolution as well as to reduce the expenditure of water per unit to the square of seeding the rice and it would improve the melorative ability of the soil.

The results of the designing and researching would solve and allow the forcast of the salt- water regime of the rice seed sowing convolution, secure the expenditure of harvest and regime of water cultivation.

The detailed supplying and using the sizes of drainage by this proposed method would allow to freshen uniformly the soil and to get high harvest of sowing culture convolutions.

This dessartion work consists of 197 pages of typing text, including the introduction, four main parts, inference, 34tab!es and 15 drawings.