Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка технологии орошения сахарной свеклы очищенными сточными водами в условиях предгорной зоны юга Казахстана

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии орошения сахарной свеклы очищенными сточными водами в условиях предгорной зоны юга Казахстана"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Жамбылский гвдромелиоративно-строительный институт

ОД

• На правах рукописи

МУСАБЕКОВ КЫДЫРАЛЫ КАБУЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОРОШЕНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ СЧИЩЕННЫМИ СГОЧШШ БОДШИ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ зона КГД КАЗАХСТЖД

Специальность 05.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Жамбыл - 1996

работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственные мелиорации ^анбылского гидромелиоративно-сгроительного института

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

Серикбаев Б.С.

Официальные оппоненты: Доктор сельскохозяйственных наук,

Джумабеков A.A.

Кандидат технических наук, доцент Еданов Г.Н.

Зедущее предприятие: Депертаненг водного хозяйства ЖамбылскоЯ области

Защита диссертации состоится "_"_1996 года

в _ часов на заседании специализированного Совета K.I8.03.0I

по присуждению ученой степени кандидата технических наук в 2ам-былском гидромелиоративно-строительном институте по адресу: 434022, г.Еамбыл, ул.Академика Сагпаева, 28, ЖГМСИ.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан *" f/fPSr 19ЭЪ года.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять на имя ученого секретаря специализированного совета в адрес института.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. В настоящее время имеющимися ■ ресурсами сточных вод в Казахстане мокно оросить до 600 тыс. га земель, что имеет большое народно-хозяйственное значение в условиях дефицита водных ресурсов. В перспективе, в связи с ростом населения городов, поселков и промышленности ожидается увеличение объема сточных вод на 40-5056.

Среди неотложных мероприятий по охране окружающей среды от загрязнения одно из главных мест принадлежит развитии оросительных систем с использованием сточных вод (ОССВ). В Казахстане площадь сельскохозяйственных культур ' орошаемых сточными водами составляет 25 тыс. га, а обьем утилизированных сточных вод - более 89 млн. м3.

Однако "не всё виды сточных вод используются в полной мера, которые требует более детального изучения взаимосвязанных факторов в цепочке "вдда-почва-растение" для каждого . почвенно-югаматического региона.

Существующая технология полива не учитывает взаимосвязь сточной воды с биологическими и физиологическими особенностям^ сельскохозяйственных культур и экологические условия орошаемых " земель. В этой связи для повышения эффективности возделывания сахарной свеклы на ОССВ юга Казахстана требуется разработка оптимальной технологии орошения.

Цель и задачи. Цель исследования - разработать рациональную технологии орошения сахарной свеклы при поливах очищенными . городскими стоками в условиях обыкновенных сероземов . предгорной боны, обеспечивающих . устойчивый урокаи и благоприятный агромелиоративный реним орошаемых земель.

Для достижения поставленной цели необходимо решить елвдупциа задачи:

- изучить химический состав и агромелиоративный потенциал городских сточных вод в целях определения удобрительной ценности и пригодности их для орошения;

- определить водопотреблениэ сахарной свеклы как по фазам развития, так и за период вегетации в целом;

- разработать дифференцированные режимы орошения сахарной свеклы при поливах сточными водами;

- выявить особенности роста, развития и формирования урожая сахарной свеклы в зависимости от режима орошения и нормы удобрений;

выявить влияние орошения .сточными водами на агромелиоративное состояние обыкновенных сероземов;

- обосновать технологии полива по бороздам для осуществления рекомендованного режима орошения;

определить вффективность использования сточных вод для орошения сахарной свеклы.

Научная новизна работы заключается в том, что на' обыкновенных сероземных почвах предгорной зоны юга Казахстана впервые установлены влияние различных режимов увлажнения при поливах очищенными городскими стонами и минерального питания на формирование урожая сахарной свеклы, его качество, на мелиоративный режим почв. Определены никние пределы оптимальной предполюаной влажности расчетного слоя почвы по основным фазам развития сахарной свеклы. Разработана технология полива, ' учитаващая специфические свойства городских сточных вод.

Практическая значимость. На основании результатов полевых и лабораторных исследований рекомендованы производству оптимальный режим и технология орошения сахарной свеклы при поливе очищенными городскими стоками , обеспечивающие получение урожая сахарной свеклы в пределах 550 - 600 ц/га.

Апробация работы. Основные положения диссертации

докладовались и обсувдэлись на научных конференциях Жамбылского гэдромелиоративно-строительного института (Жамбыл, 1985-1988), на заседаниях кафедры "Агромелиорация" (Жамбыл, 1989-1990), на заседаниях кафедры "Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации" МШИ (Москва, 1990), на городской научно-практической конференции "Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно-технического прогресса (Жамбыл, 1988), ев заседании кафедры "Эксплуатация и автоматизация оросительных систем" ТШИМСХ (Ташкент, 1994).

Реализация результатов исследовании. разработанный

оптимальный реким и рациональная технология полива сахарной свеклы внедрены в хозяйствах Жамбылской и Алматинской областей на площади 50 га.

• Публикация. Материалы исследований опубликованы в 7 печатных работах.

Обьем работы Диссертвция состоите из введения, 5-ти глав, выводов. Изложена на 220 страницах машинописного текста, включает 47 таблиц, 18 рисунков, 5 • приложений. Список использованной литературы состоит из 168 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ отмечается актуальность, научная новизна и практическая ценность исследований, определены цель и задачи работы.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приводится анализ имеющихся отечественных и зарубежных литературных источников по использованию сточных" вод для целей орошвния н влиянии их на окружащую среду. Здесь освещаются вопросы о качественном и количественном составе сточных вод и особенностях водного режима почв при орошении сахарной свеклы.

Теоретические и практические аспекты рассматриваемых вопросов освещены , . в работах Р.Р.Вильямса, М.Ф.Буданова, А.М.Мокейко, А.И.Львовича, И.П.Канардова, . В.М.Новикова,

A.Г.Андреевв, П.А.Радугина, В.И.Марнмова, Ц.С.Григорова, О.З.Зубаирова, .Б.б.Серикбаева, А.И.Ыусаева, А.Т.Айменова,

B.М.Константинова и др.

Как показывает обзор опубликованных работ, только при применении научно-обоснованной технологии орошвния можно получать ¡гстоичивые урожаи сельскохозяйственных культур и поддерживать ЗлагоприятныЙ мелиоративный режим орошаемых земель.

Однако ряд вопросов остается еще не решенным,а сущэствупцне разработки невозможно с высокой вффективностьп использовать в условиях предгорной зоны ига Казахстана, поэтому возникает юобходимость постановки специальна! полевых исследований.

ВО ВТОРОЙ'ГЛАВЕ рассматриваются климатические, гидрогеологи-

ческие, почвенные условия, схема к методика проведения опытов.

Полевые исследования были выполнены в 1984 - I93S гг. на опытном участке колхоза "40 лег Казахстана" Илийского района Алматинской области, расположенном в предгорно-степной зоне.

Почеы опытного участка представлены обыкновенными сероземами, средне-тякелосуглинистые по механическому составу. Плотность метрового слоя составляет - 1,42 т/м3, общая порозность почбы - 48% от объемной массы. Наименьшая влагоемкость (НВ) в метровом слое составляет в среднем 20 - 21% от массы почвы, водопроницаемость за первый час - 5,4 см/час.

Уклон полей по направлении полива был в пределах 0,0026 ...0,010. Содержание подвижного азота в слое О...30 см равно 4,6 мг, фосфора -2,6 мг, калия 33 мг на 100 г абсолютно сухой , почвы.

Поглощающий комплекс этих почв насыщен кальцием (до 85%) и ,. поэтому они устойчивы к осолондеванию. Анализ водной вытяжки показал, что почвы участка незасоланы, и они пригодны для • возделывания сельскохозяйственных культур.'

Грунтовые вода в течение вегетации находились ниже 7.0 м.

Среднемноголетннее количество осадков составляет 560 мм. Распределение их по годам и месяцам неравномерное: максимум осадков приходится на весну и осень (до 65S), минимум на лето и зиму. Количество дней с температурой более Ю°С составляет 178 дней с суммарной температурой 3246°0.

По гидрометрическому коэффициенту (ГТК) вегетационного периода первый год исследований относится к сухому году, второй и третий годы - среднему.

•Полевые опыты гфоводились нв фоне агротехники, разработанной . для данной зоны, и предусматривали изучение поставленных задач на пяти вариантах по следующей схеме (табл.1).

Площадь делянок 960 м2, повторность опытов четырехкратная, порядок размещения делянок в палевом опыте - одноярусный. • . Учет поливной вода, поступающей на опытные делянки '. производился с помощью тонкостенного, везатопляемого трапециедальнего водослива с шириной порога 50. см, установленного

стационарно непосредственно перед опытным участком.

Таблица 1

Схема опыта

KJ вариан- Предооливная влажность почвы по периодам развития, Ж от HB Вид поливной воды Условия минерального питания

тов I / II I III (кг/га д.в.)

1. 70 70 70 речная вода без удобрений

2. ТО 70 70 сточная вода без удобрений

3. 70 70 70 стсчнвя вода 11 i г 120 90 60

4. 70 80 70 сточная вода м в г 1Z0-90 60

Б. 80 80 80 сточная вода 20^90^60

Примечание: I - формирование листового аппарата; II - рост корнеплода; III - накопление сахара.

Поливы проводились по бороздам с помощью сифонных трубок и гибких шлангов при достижении нижнего порога влажности почвы. Нормы вегетационных поливов определялись по разнице мевду HB почвы и фактической влажностью ее перед поливом.

Отбор поливных сточных вод, для изучения их химического, состава и удобрительной ценности, проводился в течение всего вегетационного периода. Анализы химического состава сточных вод проводились по методике Ю.Ю.Лурье и А.И.Рыбниковой.

Механический состав почвогрунтов определялся по методу Н.А.Качинского. Наименьшув влагоемкость определяли методом заливаемых площадок. Водопроницаемость с поверхности почвы изучалась по методу А.В.Нестерова, ежегодно, в начале и в конце вегетации сахарной свеклы.

Плотность почвы определяли в начале и в конце вегетационного периода по слоям, через 10 см,до глубины одного метра. Влажность зочвы - термостатно-весовым методом. Пробы на влажность отбирались почвенным буром перед каждым поливом, на второй день гасле полива, и в межполивной период, через каждые 4-5 дней юслойно на глубину до одного метрв. Водопотребление сахарной ;веклн определялось методом водного баланса.

Для установления влияния орошения сточными водами на плодородие и мелиоративное состояние почв в начале и в конце вегетационного периода послойно, через 10 см, до глубины 1,5 метра отбирались образцы почвогрунтов в трехкратной повторно ста. На почвенных образцах определяли • водно-растворимые соли, емкость поглощения, рН, валовые и подвижные формы взота, фосфора, калия.

В типичные фазы развития сахарной свеклы проводился отбор растительных образцов, в трехкратной повторносги, для определения химического состава корнеплодов и 6отеы.

Учет урожая проводили сплошным методом, по кавдому варианту и повторностям отдельно, с последующей статистической обработкой методом дисперсионного анализа.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ изложены результаты полевых исследований по режимам орошения и водоготреблению сахарной свеклы при глубоком залегании грунтовых вод, а также оценка пригодности . сточных вод для орошения.

Оценка пригодности сточных вод для целей орошения. Объемы сбрасываемых сточных вод г. Алмвты с каждом годом увеличивается.' В 1970 году объем стоков составлял 302 тыс. ы3/сут., в 1984 году - 639, а в 1995 г. - более 926 тыс. м3/сут.

Используемые на орошение сточные вода, после проховдения очистных сооружений, характеризуются невысокой минерализацией-(559-681 мг/л ) и слабощелочной реакцией (рН=7,5-7,9), низким 'содержанием органических веществ (< 200 мг/л ). В состава биогенных элементов преобладает азот (до 29 мг/л ), в том числе аммиачной формы - 24,1 мг/л. В одном литре сточных вод содержится 11,6 - 26,3 мг азота, 3-10,5 мг фосфора, 10,8-12,0 мг калия. По удобрительной ценности эти воды относятся к низкоудобрительным, по агромелиоративным показателям - пригодны для орошения.

Режим орошения и водопотребление сахарной свеклы. Принятый в опытах нижний предел влажности расчетного слоя почвы поддерживался поливами.

Вариант I, контроль. В сухом году за вегетационный период проводилось семь поливов нормой 530-920 м3/га. Ыежполиввой период был В' пределах 13-17 дней. В средние годы для поддержания предполивной влажности на уровне 70-70-70 % НВ понадобилось пять

вегетационных поливов нормой 600-910 м3/га. Межполивные периоды варьировали в пределах 13-16 дней.

Вариант 2. На атом варианте ежегодно, за исключением сухого года, проводилось по пять поливов нормой 800-900 м3/га. Межголивные периоды - от 13 до 20 суток. В сухом году было проведено семь поливов нормой 520-900 м3/га. Межполивной период

составлял 13-18 дней. .....

Вариант "3. На этом варианте в сухом году было проведено семь " поливов. В средние года для поддержания заданной предполивной • влажности потребовалось проведение пяти поливов, с поливными аормами - 840 - 900 м3/га. Менполивные периоды составляли 13 - 17 цней.

Вариант 4. В сухом году за вегетацию было проведено восемь юливов нормой 560 - • 910 м3/га. Межполивные периоды были в 1ределах 10 - 17 дней. В средном году на атом варианте было зроведэно семь поливов, при поливных нормах 430 - 900 м3/га.

' Вариант 5. Для поддержания предполивной влажности на уровне 30-80-802 НВ в сухом году понадобилось десять поливов, с юливннми нормами 460 - 700 м3/га. Межполивные периоды составляли .. :0 - 13 дней. В средние года на этом варианте проведено 8 поливов !екполивные периоды бвли в пределах 10 - 15 дней, поливные нормы * - 450 - 750 м3/га.

Суммарное водопотребление сахарной свеклы при глубоком (алегашш грунтовых вод определяли то уравнении водного баланса:

Е - М + цР + (№ - Ш), м3/га (3.1)

да Л - оросительная норма нетто, м3/га;

цР - использования осадков за вегетационный период, м3/га; Ш - запас почвенной влаги в начале вегетации, м3/га; №к - запас почвенной влаги в конце вегетации, м3/га.

На основании изучения составлящих элементов водного аланса на вариантах было определено суммарное водоптребление ахарной свеклы при различных режимах орошения (табл.2)

Водопотребление по годам исследований колебалось в пределах 800 - 7730 м3/га. С увеличением оросительной нормы повышается и е удельный вес в суммарном водопотреблении сахарной свеклы. В ^

Таблица 2

Водопотрвбление сахарной свеклы в зависимости от режимов орошения при поливах сточной водой

ва Предполивная Ороситель- Использо- Запасы влаги в почве, Водо-

ри влакность ная норма, вание ос- в нача- в конце раз- потре-

ан почвы, ы3/га адков за ле вег- вегета- ность бление^

ты % нв Еагетацию етации ции м3/га

1.

2.

' 70-70-70 (контроль)

70-70-70 (поливы сточ-. ной водой)

5400

76,6 5430

Сухой гад 1050

76,6

3. 70-70-70 5440 (поливы сточ- „Д , ной водой +НРЕ) 'ь'4

4. 70-80-70 5750

(ПОЛИВЫ СТОЧ- ГГ7 о НОЙ водой +Ш>К)

5. 80-80-80 6150 •(поливы СТОЧ- по с ной водой +НРК)

1. 70-70-70 (контроль)

2. 70-70-70 (поливы сточной водой )

4330 63,6 4390 64,0 4400

14,9

1050

14,8

1050

14,8

1050

14,1

1050

13,5

Средний год 1936

2574 2574

2574

1974 1960

1944

2574 1920

2574 2044

3. 70-70-70 _

(поливы стач- п ной водой +ЫРК) Ь4»и

4. 70-80-70 (поливы сточной водой +NPK)

4800 65,8 5180

28,4 1936 2&~3 1936 28,2 1936 26,6 1936 25,7

2T9Q 2245

2790 2260

2790 2251

2790 2235

2790 2356

5. 80-80-80 _

•(ПОЛИВЫ СТОЧ- со е-

ной водой +КРК) . ,ь Примечание: * - в числителе водопотрвбление знаменателе - в процентах.

600 7050

8.5 614

8.6 630 8,8 648 8Д 530 6^9

100 7094

100

7120 • 100 7448 " 100 7730 100 . ;

6811 100 6856 '100 • 6875 100 7291 100 7550 •100 м^/га, в

545 8,0 530

т/г

539

555 7*6 434 5,8

в

сухом году на 1,2,3 вариантах оросительная норма составила 76,5Ж, на 4 варианте - 14,2%, на 5 варианте - 79,6% от суммарного водопотребления. Использование осадков за вегетационный период находилось в пределах 13,5 - 28,4%, из запасов влаги в почве -5,8 - 8,8% от суммарного водопотребления.

В течение вегетации сахарная свекла потребляла воду неравномерно. Так, из общей суммы расхода вода,на первый период вегетации приходится 2100-2200 м3/га, на второй 3400 - 3760 м3/га и на третий - 1800 - 1970 м3/га.

В начале вегетации (первый период) среднесуточный расход вода на всех вариантах опыта невысокий 28,6 - 35 м3/га. Во втором периоде развития среднесуточный расход воды свекловичным полем быстро возрастал и достигал своего максимального значения -55,7 -62,0 м3/га. Третий период характеризуется нарастанием корнеплода и преимущественно сахаронакоалением, поэтому общее водопотреблешв снижается. Среднесуточный расход вода в этом периоде, по вариантам опыта,-колебался в пределах 37,5- 41 м3/га.

Динамика роста надземной части и корнеплода сахарной свеклы. Уже во второй декаде июля четко обозначалось лучшая обеспеченность растений ассимиляционным аппаратом в вариантах,где.-нижний порог влажности почвы был выше и вта тенденция сохранилась вплоть до уборки (рис.1).

На контрольном варианте, где минеральные удобрения не вносились, у сахарной свеклы заметно отставала площадь листовой поверхности. Поливы сточной водой без внесения минеральных удобрений (вариант 2) способствовали увеличению ассимиляционной поверхности сахарной свеклы. При поливах сточной водой площадь листьев на I га посева, по сравнению с контролем, при одинаковых порогах влажности, увеличивалось в 1,3 - 1,5 раза и достигала 3,5 - 4,1 гв. На 3 варианте (поливы сточной водой с внесением удобрений) площадь листьев на I га посева достигала 4,8 га. Поддержание поливного режима 70-60-70% ЕВ и внесение удобрений так же способствовало увеличению листовой поверхности сахарной свеклы. Площадь листьев в среднем по годам исследований на этом варианте достигала 4,3 - 5,0 га, однако при одинаковых уровнях минерального питания, при влажности почвы 80-80-80% НВ,

/ у \ > \\ N ' <3 \ \ V \ *

/ /

' л' ч N \ х \ \ \ \ \

# --(7С 4-«С7С •—«С7С — (ее )-70-70)/ >- 70- 70)5 V-70-70)/ >-80-70)° >-80-803? Ш (кон ШВ (пол МВ (пол '[|В (пол £НВ (пол гроль) 5В СТОЧИ лв ст.во 1В ст.во лв ст.во ой водо( дой+ИРК. ДОЙ+МРК, дой+МРК,

£12

Е>>

О

-10 «

о к о

с £ 8 (Зч

о я

ь

в 6

К: О,

с;

а а: э-о

ь< >,

о ц>

о. о

1/У1 1/УП 2 (У УН 15/УШ 1/1X 15/1X

Рис Л. Динамика листовой поверхности в зависимости от поливного режима и минерального питания

/ \ \

/ 7/- \\

1 ' У* / _ 1

р 1

ч \ 1

N 1 1 1 -

0

1

1/УИ 20/УП 15/УШ 1/1Х

Рис.2. Среднесуточные приросты корней в в зависимости от поливного рейта и минерального питания

)

по сравнению с 70-70-70-% НВ и 70-80-70% НВ наблюдалась самая большая ассимиляционная площадь листьев.

В 5 варианте в начале вегетации масса корнеплода была на 19 - 35 г больше, чем в 3 варианте, а перед уборкой разница между этими вариантами достигала 55 - 69 г.

В 4 варианте перед уборкой масса корнеплода была на 21-43 г больше, чем'на 3 варианте.

Поливы сточной водой (вариант 2) заметно увеличивал массу корнеплода по сравнению с контролем. Разница в массе кореплода между втими вариантами перед уборкой составила 29 - 69 г.

Растения контрольного варианта, не получившие минеральных удобрений, в течение всей вегетации имели наименьше суточные приросты, которые колебались от 1,8 до 7,5 г. На втором варианте, где влакность почвы перед поливами составляла .70-70-70% НВ, также как и в контроле, суточные приросты были в пределах 2,5 - 8,2 г (рис.2).

Самый высокий среднесуточный прирост корнеплода 11,2 г отмечался в варианте, где полиеы проводились сточной водой при влажности почвы 80-20-8055 НВ в период с 25 июля по 18 августа.

Самый высокий процент сахаристости (16,6Ж) как перед уборкой;' так и в течениэ всей вегетации отмечался в первом варианте. В варианте 2 произошло уменьшение сахаристости по сравнению ' с контролем. Разница в среднем за годы исследований составила 0,3%. Самая низкая сахаристость (15,IX) наблюдалась на 5 варианте, где предполивная влажность была на уровне 803 во все периоды роста и развития растений.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены плодородие и солевой режим обыкновенных сероземов, урожайность, коэффициенты водопотребления сахарной свеклы и дана оценка * ■ экономической эффективности орошения сточными водами. "

Влияние орошения сточными водами на плодородие почвы. Опыты показали, что орошение сточной водой с внесением удобрений существенно изменяет обеспеченность обыкновенных сероземов питательными элементами.

На 2 варианте наблюдалось накопление гидролизуемого взота. В пахотном слое (0 - 30 см) содержание гидролизуемого азота

увеличилось по сравнению с исходными на 10,4 мг/кг, а в слое 0 -100 - 7,8 мг/кг.

Основной причиной этого яеилось внесение минеральных удобрений. При внесении удобрении нормой ИчаоРзоКбо в пахотном слое количество гидролизуемого азота по сравнению с контролем возрасло на 23,5 мг/кг.

При поливах речной водой (вариант I), отмечалось уменьшение гидролизуемого азота в пахотном и подпахотном слоях.

Использование сточных вод на орошение оказали влияние на содержание подвижных форм фосфора и способствовали их накоплению в почве.

До закладки опыта в пахотном слое почвы содержалось

25,9 - 26,2 мг/кг подвижного фэсфора, а в метровом" слое - 11,5 -12,3 мг/кг. В соответствии с принятой градацией обеспеченности почвы характеризовались низким содержанием втого влемента.

Если на контрольном варианте, за годы исследований, в пахотном слое количество подвижного фосфора уменьшилось на 1,5 мг/кг, то на 2 варианте оно увеличилось на 2,5 мг/кг. При внесении расчетных норм удобрений 'N120P90K6G содержание подвижного фосфора возросло на 5,2 мг/кг (вариант 3).

Под действием изучаемых факторов концентрация обменного калия менялось. Если на неудобренных делянках (вариант I) количество подвижного калия в слое 0 - 30 см оставалось на уровне исходного содержания, то при поливах сточной водой (вариант 2) прирост его содержания составил 36 мг/кг.

В значительной степени концентрация обменного калия повышалась при внесении удобрений. Содержание его в пахотном слое в среднем увеличивалась на .49 мг/кг (вариант 3). В вариантах, где поливы сточной водой проводились при влажности почвы 70-80-70% НВ и 80-80-802 НВ, также отмечено увеличение содержания обменного калия в пахотном и подпахотном слоях.

Солевой режим обыкновенных сероземов_в_условиях орошения

сточными водами. Результаты исследований показывают, что по общему содержанию солей исследуемая почва относится к категории . • незасоленных (0,087 - 0,091Ж). При орошении сточной водой наблюдается незначительное увеличение солей, т.е. аа три года

общее их содержание в среднем увеличилось на 0,0064 - 0,0150%.

Солевой баланс почвогрунтов метрового слоя показал, что больше всего солей поступает в почву за счет сточной воды, на отдельных вариантах она достигает 3,92 - 4,12 т/га солей. В целом на всех вариантах осенью наблюдалось увеличение содержание солей, но критических значений их величина на достигала (табл.3).

Таблица 3

Солевой баланс почвогрунтов в метровом слое при различной г водообеспэченносги сахарной свеклы, т/га

Годы Ва ри ант Начальный запас солей в почве, Бн Конечный запас солей в почЕе, Бк Поступление солей с оросительной во дой, Бм Разность солевых запасов, ДБ=Зк-Бн Вынос со лей за пределы метрового слоя почвы, Бв=Бм-АБ Сезонная ак кумуля ция солей, САС= 5к/Бн

I. 12,47 12,84 1,73 0,47 1,26 1,04

2. 12,50 13,82 3,93 1,36 2,34 1.И

1984 3. 13,08 14,84 3,71 1,76 1,95 1,13 .

4. 12,94 15,17 3,92 2,23 1,69 1.17

5. 12,68 15,34 4,19 2,66 1,53 1,21

I. 12,26 12,86 1,37 0,60 0,77 1,05

2. 13,27 14,67 2,87 1,40 1,47 1,10

1985 3. 13,56 15,54 2,89 - 0,98 0,91 1,15

4. 13,47 15,63 2,92 2,16 0,76 1,16

5. 14,16 .16,85 . 3,28 2,69 0,59 1,19

• I. 12,44 13,34 1,40 0,90 0,50 1,07

2. 13,70 14,67 2,48 0,97 0,51 1,07 ,

1986 3. 15,24 16,36 2,48 1,12 1,36 1,07

4. 15,29 16,82 2,56 1,53 1,03 1,10

5. 15,37 17,27 • 2,82 1,90 1,92 1,12

На всех вариантах содержание поглощенных оснований в метровом слое изменялось незначительно от 13,33 до 16,54 мг -экв на 100 г почвы. По содержанию поглощенного натрия наблюдалось тенденция слабого осолонцевашя почв (вариант 5).

Влияние орошения сточными водами на продуктивность__сахарной

свеклы. При орошении сточной водой с предполивным порогом влажности почвы 70-70-70Ж НВ средняя урожайность за годы исследований составила 432 ц/га, что на 43 ц меньше, чем при поливах сточной водой при таком жв пороге влажности почвы.

Внесение удобрений при поливах сточной водой положительно влияло на продуктивность сахарной свеклы. В третьем варианте внесение питательных элементов в количестве NisoPgoKeo в среднем дало прибавку урожая на 97 ц/га по сравнению с вариантом 2. По ливной режим 70-80-70% НВ на фоне питательных элементов N120F90K60 также положительно повлияло на урожайность сахарной свеклы. В этом варианте в среднем получен урожай 605 ц/га, что на 173 центнеров больше, чем в контроле и на 33 центнера .больше- по сравнению с 3 вариантом. Однако наибольший урожай был получен на 5 варианте - 620 ц/га, что на 188 ц/га больше контроля.

Максимальная величина коэффициента водопотребления-172 м наблщдалась в сухом году на I варианте, где для создания 410 ц/га урожая затрачено 7050 м3/га воды. В средние по влажности годы на этом варианте коэффициенты водопотребления колебались от 150 -158 м3/т.

На 5 варианте коэффициент водопотребления составил 123 м3/т, что на Гм3/т больше, чем в 3 варианте, где влажность почвы поддерживалась на уровне 70% БВ. Наименьший коэффициент водопотребления (121м3/т) наблюдался в варианте, где предполивная влажность поддерживалась на уровне 70-80-70Ж НВ.

Сравнительно низкий выход сахара отмечался в варианте, где поливы проводились речной водой без внесения удобрений, он составил 71,7 ц/га. Поливы сточной водой (2 вариант) повысили выход сахара, по сравнению с контролем, на 5,7 ц/га. Наибольший условный выход сахара наблюдался в 4 варианте - 95,0 ц/га.

Поливы сточными водами способствовали накоплению в •' корнеплодах зольных . элементов, наименьший процент которых

отмечался на контрольном варианте - 2,05%, тогда как в 2,3,4,5 вариантах их количество было больше - 2,35; 2,43; 2,56; 2,83%.

Отмечалось также незначительное увеличение сухого Еещества в корнеплодах. Наибольшее содержание сухого вещества наблюдалось на 5 варианте 21,30%, наименьшее в контрольном варианте - 19,94%.

В целом поливы сточными водами не оказали отрицательного влияния на качественные показатели сахарной свеклы.

Экономическая__эффективность орошения сахарной_свеклы

сточными водами. Поливы сточными водами обеспечивают высокие •экономические показатели. При одинаковых уровнях предполивной влажности (70-70-70% НВ) поливы сточными водами дают больший годовой экономический эффект, по сравнению с поливами речной водой. При этом дополнительный чистый доход составляет 10,1 тыс.тенге с гектара. Наиболее высокие экономические показатели достигаются в 4 и 5 вариантах. Величина дополнительного чистого дохода в этих вариантах составляет -30,7; 32,8 тыс.тенге/га. Однако по себестоимости (135 тг/ц) эффективнее оказался 4 вариант.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ 'приводятся данные по установлению максимально-допустимых струй и определению основных элементов, . карактеризующих качество полиеов при различных технологиях.

Скорость впитывания воды в почву нами изучалась как на стационарных площадках так и непосредственно на поливных бороздах.

Коэффициент скорости впитывания за первую единицу на юследуемых почвах изменялся от 0,9 мм/мин до 3,4 мм/мин, а соеффициент затухания скорости впитывания (а) колебался в феделах 0,3 - 0,6. Инфильтрация наблюдалась с 30 - 40 мин от гачала опыта и длилась около 450 - 500 мин, на 230 - 250 мин от гачала впитывания наблюдалась изменения процесса впитывания. На "рафике функциональной зависимостей У=Г(1;) втот период отмечен гереломом несколько медленнее по сравнению с впитыванием "чистой" гады, однако наблюдалось выравнивание скоростей впитывания к гаступлению стадии фильтрации.

Определение_элементов_твхники_полива по__бороздам при

адпнннт политдатгг нормах. Величина допустимой максимальной шинной струи 'устанавливалась на основании мутности воды по

- 16 -

длине поливных борозд, а также степени деформации борозд.

Количество смытой почвы из одной борозда за один полив • определяли по формуле:

Эбор = 1СГ3 2 (Р ЛЮ ; - (5.1)

где Р - расход твердого стока в конце борозды или на ее отрезке, кг/г; - интервал времени между очередными замерами, с.

Твердый сток определяли из выражения:

Р = < Рк ~ Рн> ?сбр; (5.2)

где рн, рк - мутность еоды в начале и конце борозда или ее отрезка, г/л; ЧСф- средний между очередными замерами расход сбросной вода в конце борозда или ее отрезка, л/с.

Массу смытой почвы с одного га за один полив устанавливали из зависимости:

эпол = 104 эбор ' а ^ор : <5-3>

где а - расстояние между бороздами, м; 1б0р - длина борозды," м.

Данные полевых опытов по определении твердого стока (Р) и массы смытой почвы из борозды (Эбор) в различные моменты времени с достаточной степенью точности описываются формулами В.А.Сурина и С.С.Зухридинова (1985).

Р = (Рн- Ру) е"к1: + Ру, <5"4)

эбор " эст ~ е"** > + ру 1 ! <5'5>

где Рд - расход твердого стока в начальный момент полива, кг/ч; г - время от начало полива, ч; к - параметр уравнения, определяемый опытным путем; е - основание натурального логарифма; Эст - масса смытой почвы из борозды за время от начало до момента стабилизации расхода твердого стока, кг; Ру - установившийся расход твердого стока, кг/ч;

Эсг = <РН - Ру) / К ; (5.6)

'' Установленные опытами параметры уравнения уклонах и поливных струях приведены в таблице 4.

при различных

Таблица 4

Параметры характеризующие расход твердого стока и массу смытой почвы из борозда

Уклон борозды q, л/с Рн, кг/ч р„ кг/ч ^ 9 эст; кг К Эбор'

0,0066 0,4 2,99 0,29 3,11 0,81 4,81

0,5 3,96 0,61 4,20 0,80 7,И

0,6 5,33 0,86 5,80 ' 0,77 10,30

0,7 6,95 1,55 7,24 0,74 16,24

0,0095 0,3 3,34 0,36 3,50 0,95 5,72

0,4 4,50 0,47 5,73 0,70 8,23

0,5 6,49 0,85 8,24 0,68 13,24

0,6 8,57 1,40 11,13 0,64 19,13

кг

Опыты показали для условий ■ предгорий максимально допустимый расход поливной струи на уклонах 0,006 - 0,007 должен «ть в пределах 0,5 - 0,6 л/с, а на уклонах 0,009-0,01-0,4 л/с.

Результаты исследований показали, что при постоянной. одоподаче эффективность полива уменьшается в первую очередь з-за увеличения сброса' с концевой части борозд, вызывая еравномерное увлажнение почвы по длине борозды.

Неравномерность увлажнения расчетного слоя почвы по длине эрозды предопределяло пестроту урожая корнеплодов сахарной зеклы.

За годы исследований при уклоне 1=0,0095 разница урожайности >жду головной и конечной частями составляла 15 - 17%. Такая жономерность наблвдалась и при уклонах 1=0,0066, 1=0,0026.

При переменной водоподаче более высокая равномерность ¡лахнения по длине борозды (Кр=0,75-0,86) достигнута за счет вчительного уменьшения поверхностного и глубинного сброса абл 5). При этом урожайность сахарной свеклы по отрезкам борозд актически не отличалась мевду собой, что доказывает еимущество полива переменной струей.

Производительность труда на поливе. Полив является одним из

Основные элементы технологии полива по бороздам

Таблица 5

Технология ! Поливная! Длина 'Продолжи-Шоливная норма, ¡Сброс, !$иль-

полива ¡струя,л/с! борозди ¡гельносгь! м /га_! м /ra'jrpa-

I.. . | м jполива,м |бругто , нетто.. . ;ция-

Коэффициенты

^ ! 9 ! & ! /С

Сп j , С.Г- | Се j 'v®

С постоянной ' ; 0,4 : .. 150330

в од о пода чей " •

О переменной 0,4/0,2 .150 • 506 водоподачей.

С постоянной .0,6' ; 200 305'

водоподачей

'С переменной 0,6/0,3 . ' 200 419

водоподачей • л

С постоянной . 1,0 . 250 - 228 водоподачей

I = 0,0095 ' /.'■.

816' 617 ' 192

810 i . 122 52

,¿= 0,0066

810. 644 174

■¿г 0,0026

870 ' 661 • 131

61 0,71 0,07 0,22 0,55 87 ■ 0,84 .0,10 0,06 0,75

52 0,74 "0,06 0,го е,б1

810 ; 748 35 ' 87 0,83 0,10 0,04 0,82

78 0,76 0,09 0,15 0,70

С переменной 1,0/0,5 250 .. 310 водоподачей

870

766

95 0,88 0,11 0,01 '0,86

самых трудоемких агроприемов. Затраты труда на проведение поливов составляет 20 - 25% от общих затрат по возделыванию сахарной свеклы. Производительность труда поливальщика, при оптимальных параметрах элементов техники полиеэ, составила 1,9 - 3,1 га за десяти часовую смену. Применение мелкой поливной арматуры позволило увеличить производительность еще на 10 - 15%.

вывода

I. Сточные воды г.Алматы, после прохождения очистных сооружений, по существующим ирригационным методам оцениваются как пригодные для орошения сельхозкультур. По содержанию элементов питания они относятся к сточным водам низкой удобрительной ценности.

. 2. Высокая продуктивность сахарной свеклы при орошении зточными водами, в условиях обыкновенных сероземных почв 1редгорий, обеспечивается при поддержании влажности расчетного злоя почвы в первый период вегетации на уровне 70% НВ, во- второй гериод на уровне 80% НВ, третий период г 70S НВ. Для етого в зухие годы необходимо провести восемь вегетационных поливов с >росительной нормой 5740 м3/га, в средние годы - семь поливов ■ >росительной нормой 4770 м3/га.

3. Суммарное водопотребление сахарной свеклы, при штимальном режиме орошения, по годам исследований колеблется от '190 м3/га до 74G0 м3/га, а коэффициент водопотребления от 17 м3/т до 129 м3/т. Наибольшее водопотребление приходится на порой период роста и развития, и составляет 52,5% от суммарного, ipeднесуточное водопотребление повышается до 64,7 м3/га, а в :ервом и третьем периодах составляет соответственно 27,3 и 1,2 и3/та.

4. Оптимальный режим орошения в сочетании с внесением инеральных удобрений обеспечивает урожайность сахарной веклы 605 ц/га, что на 33 ц/га больше, чем при поливах с редполивной влажностью 70% НВ в течение вегетации. При атом ачество растениеводческой продукции не ухудшается.

5. Орошение сточными водами и внесение минеральных удобрений

в количестве N120PgQK60 кг/га д.в. приводить к улучшению питательного режима обыкновенных сероземных почв. Содержание питательных веществ в пахотном слое увеличивается по сравнению с исходным состоянием: азота - на 19,9 мг/кг, фосфора - 9,4 мг/кг, калия - 69 мг/кг,

6. Запасы солей в метровом слое после трехлетнего орошения сточными водами составляет О,II55E против исходного - 0,091%, в почвенно-поглощащем комплексе (ППК) наблюдается увеличение поглощенного натрия до 6,2%.

7. Установлено, что при бороздковом поливе сахарной свеклы на средних и больших уклонах предгорий оптимальным способом является полив переменной струей, изменяющейся от максимально-допустимой величины до ее половины. При этом исключаются сбросы поливной воды, достигается равномерность увлажнения до 0,86 с минимальной-допустимой величиной эрозии.

. 8. Рекомендуемая технология орошения сточными водами обеспечивает повышения урожайности корнеплодов сахарной свеклы в среднем 20 - 30% по сравнению с существующей технологией и низкую себестоимость (135 тг/ц).

. ПЕВДГОЖЕНВД ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для получения урожая сахарной свеклы в пределах 500 - 600 ц/га на обыкновенных сероземных среднесуглинистых почвах предгорий, при глубоком залегании уровня труятовых вод, водопользователям рекомендуется предполивную влажность метрового слоя почвы, по периодам развития,не опускать ниже 70-80-70 % НВ на фоне N12Q?g0K60 кг/га д.в.

2. На уклонах 0,006 - 0,007 при длине борозд 200 м сахарную свеклу следует поливать переменной струей q=0,6/0,3 л/с, в на уклонах 0,009 - 0,010 - струей q=0,4/0,2. Длина борозд при этом должна быть не более 150 м.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1. Техника полива сельскохозяйственных культур сточными водами в условиях колхоза "40 лет Казахстана" Алма-Атинской области //Совершенствование мелиоративных систем и технология орошения сельскохозяйственных культур в Казахстане - Ташкент: Тр. ТИИМСХ, вып. 142. 1985 - С. 76-79 (в соавторстве).

2. Рекомендации по технологии естественной доочистки сточных еод с целью использования их для орошении сельскохозяйственных культур с учетом усовершенствования оросительных сетей применительно к различным зонам юга Казахстана - Джамбул, 1987, 20 стр. (в соавторстве). ^

3. Оценка надежности полива пропашных культур по бороздам '/Тезисы докладов городской научно-практической конференции, госвященной 70-летига ВЛКСМ. - Джамбул, 1988. - С. 20 (в :оавторстве). "...

4. Полив по бороздам сахарной свеклы при орошении сточными одами г. Алматы //Совершенствование технологии' орошения ельскохозяйственных культур - Ташкент: Тр. ТИИМСХ, 1988.-0. 8-55.

5. Как.повысить аффективность ЗЛО в условиях Казахстана.' Мелиорация и водное хозяйство. - 1989. - * 7. - С. 52-53 (в эавторстве).

' 6. Применение средств механизации и роботизации при поливе ■очными водами //Весгшпс сельскохозяйственной науки Казахстана - - ' >90. - * 3. - С. 82-85 (в соавторстве).

7. Влияние орошения сточными водами на водно-физические о£ства почв. Информ. листок ЦНГИ, * 15-94. Жамбыл, 1994. - 3 с.

К.К- Мусабековттн "Онгусттк Казацстаннын •гау бектершде орналаек;ан аймацта кант кыэылшасын таэаланган шайынды сулармен сугарудвд технологиясы" атты диссертация-лык жумысынын

ТУЖЫРЫМЫ'

' I ■**

Диссертация ктртспеден 5 тараудан, цортындылардан жэне косымшалардан куралган. Жумыс машинага басылган 220 бет кол-жазбадан турада. Ррлжазбада 4? кесте 18 сурет бар.

Диссертациялщ кумыста Алматы каласынын шайынды суларын

- ' - - v

тау бектерлертндегт кэдтмгг сур tycti топырактарга орналас-, кан кант кызылшасы ericTiKTepiH сугаруга колдану маселелер1 Карастырылган. -.

.Алматы облысы 1ле ауданында жгрг131лген гылыми-зерттеу : ' • жумыстарыньщ нетижесшде шайынды сулардац топырак кунарлыгы- ' :

на, онын курамындагы туздардьщ мелшерше жэне кант кызылша-.....

сынын енгмдтл1гтне тиггзетш ecepi аныкталынып, ти1мд{ су- • тару технологиясы гылымл турде делелденген. '

. S ü 14 H A R T of K.Uussabekov*s candidate degree thesis

"Technology of the sugar-beet irrigation with purified

sewage water in the foothill zone of South Kazakhs ban".

The thesis includes 220 pages of the typewritten text with

47 tables' and 18 drawings.lt consists of the introduction,

5 chapters and conclusions. ..... ^ ,

There are exposed the results of experimental researches,, which have been carried out on the typical grey earth soils in ths foothill zone of Umaty region and aimed to develop the technology of sugar-beet irrigation with purified sewage water.

The achieved results have provided the scientific bases for the developed irrigation technology,which increases the soil fertility and productivity of sugar-beet crop without affecting the soil conditions.