Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
РЕСУРСО-, ВОДОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ РАЦИОНАЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И УЛУЧШЕНИИ ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель
Автореферат диссертации по теме "РЕСУРСО-, ВОДОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ РАЦИОНАЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И УЛУЧШЕНИИ ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ"
На правах рукописи
Нагорный Владимир Афанасьевич
РЕСУРСО-, ВОДОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ РАЦИОНАЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И УЛУЧШЕНИИ ЭКОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНОГО СОСТОЯНИЯ ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация н охрана земель
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
Пенза 2004
Работа выполнена в Федеральном государственном научном учреждении «Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации» (ФШУ «ВолжНИИГиМ») и ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».
заслуженный мелиоратор РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Туктаров Б.И. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Надежкин С.М.; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Проездов П.Н.; доктор технических наук, профессор Щербаков В.А.
НИИСХ Юго-Востока
Защита состоится рО'А мая 2004 года в 10 часов на з?. -ч. • -; диссертационного совета Д 220.053,01 прн ФГОУ ВПО «П..^гнслш, государственная сельскохозяйственная академия» пи адресу: 440014, г. Пенза, пос. Ахуны, ул. Ботаническая, 30.
Научный консультант: Официальные оппоненты:
Ведущее предприятие:
1И
С диссертацией можно ознакомиться в библиот «Пензенская ГСХА».
Автореферат разослан апреля 2004 г.
зХ
Р-7 яг
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор: сельскохозяйственных наук,
профессор! В.А. Гушнна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Оценка современного состояния агропромышленного комплекса Саратовской области показала, что для вывода его из кризисной ситуации и перехода на путь стабильного развития необходимо повсеместное внедрение ресурсосберегающих технологий и поиск дополнительных резервов, повышающих эффективность орошаемого земледелия,
В связи с возрастающим дефицитом водных ресурсов и увеличением энергетических затрат на орошение необходима рационализация водоподачи в орошаемом земледелии и разработка наиболее приемлемых оросительных норм, которые сравнительно точно учитывали бы погодные условия и природно-хозяйственные условия территории.
Проблемы повышения урожайности, рационального использования водных, земельных, энергетических и др. ресурсов, улучшения плодородия почв вызывают необходимость совершенствования технологии и режимов орошения и использования мелиорированных земель, основанную на сохранении благоприятной эколого-мелиоратнвной обстановки территории и охране окружающей среды.
Поэтому разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур и использование рациональных севооборотов будет способствовать увеличению производства продукции растениеводства с учетом эффективного использования водных ресурсов, сохранению и улучшению плодородия и эколого-м ел н о ратнвн ого состояния земель регулярного и лиманного орошения.
Актуальность задач по совершенствованию системы орошаемого земледелия, в рамках данного исследования, состоит и в применении принципиально новых теоретических позиций при обосновании моделей расчета элементов водного баланса почвы, научном обосновании и установлении достоверной системы норм и режимов орошения, дифференцированных по территории, меняющихся в пространстве, с вероятностными (прогнозными) их значениями и колебаниями в многолетнем периоде и соблюдением экологических требований.
Целью наших исследований является методическое обоснование и разработка ресурсосберегающих режимов орошения сельскохозяйственных культур в составе севооборотов при регулярном и лнман-ном орошении в различных природных зонах Саратовской области.
обеспечивающих рациональное использование оросительной воды, высокую продуктивность и улучшение эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель и экологическую устойчивость агро-ландшафтов.
Для достижения этой цели решались следующие задачи;
1. Произвести оценку природной тепло-, влагообеспечеиности земельного фонда области по коэффициенту увлажнения Ку, установить его территориальную изменчивость и выделить агроклиматические зоны с идентичными параметрами орошения.
2. Установить средние многолетние и вероятностные (для лет 5, 25, 50, 75, 85 и 95 %-й обеспеченности) значения суммарного водо-потребления и оросительных норм (дефицитов водопотребления) основных зерновых и кормовых культур (озимой пшеницы, кукурузы, люцерны) как основы водосберегаюшего и экологически безопасного орошения.
3. Установить зависимость суммарного водопотребления зерновых и кормовых культур от коэффициента природного увлажнения Ку с целью определения их территориальной изменчивости,
4. Провести районирование территории области по размерам суммарного водопотребления и оросительных норм, установить их изменчивость во времени, т.е. их значения в разные по влагообеспеченности, годы отвечающие требованиям водосбережения и экологической безопасности, и районировать их по природным (агроклиматическим) зонам области.
5. Разработать ресурсосберегающий экологически безопасный режим орошения сельскохозяйственных культур в типичных для орошаемых земель сухостепной и полупустынной зон Саратовского Заволжья зериотравянопропашных севооборотах.
6. Провести оценку изменения плодородия почвы и мелиоративного состояния орошаемых земель при применении различных режимов орошения.
7. Разработать комплекс агромелиоративных приемов по установлению эффективных сроков и норм затопления при реконструкции крупных систем лиманного орошения, обеспечивающих значительное сокращение и более рациональное использование энергетических и водных ресурсов, экономически обоснованную продуктивность кормовых культур и сохранение эколого-мелиоративного состояния лиманных земель в Саратовском Заволжье.
8. Определить зерновую и кормовую продуктивность и эффективность культур, возделываемых в составе севооборотов, при уве-
личении производства экологически безопасной растениеводческой продукции в условиях регулярного и лиманного орошения,
9. Дать экономическую и агроэнергетическую оценку возделывания зерновых и кормовых культур при использовании ресурсосберегающей технологии регулярного и лиманного орошения.
Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка агроклиматических условий различных зон Саратовской области, позволяющая установить нормативные параметры орошения по коэффициенту увлажнения и определить среднем ноголетнне и прогнозные величины суммарного водопотребления и ороснтельные нормы зерновых и кормовых культур с территориальной изменчивостью и степенью увлажненности каждого года и обеспечить водосбереже-нне и экологическую безопасность орошения.
Ресурсосберегающий экологически безопасный режим орошения зерновых и кормовых культур в составе типичных для зон зер-нотравяно-пропашных севооборотов, разработанный для условий сухостепной и полупустынной зон Саратовского Заволжья, обеспечивает поливы без поверхностного стока и препятствует инфильтра-цнонным потерям влаги в нижние слои почвогрунта.
Определены экономически и агроэнергетически обоснованные ресурсо-, водосберегающие режимы затопления реконструируемых инженерных систем лиманного орошения в полупустынной зоне для основных кормовых культур: многолетних трав и кукурузы на силос -при сохранении благоприятного эколого-мелиоративного состояния земель и стабильного производства кормов высокого качества.
Установлено влияние интенсивного и ресурсосберегающего режимов регулярного и лиманного орошения на рационализацию использования оросительной воды, плодородие и эколого-мелиоратнв-ное состояние орошаемых почв.
Определена экономическая и агроэнергетическая эффективность применения ресурсосберегающих технологий и режимов орошения сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость. Научно обоснованные параметры режимов орошения зерновых и кормовых культур, дифференцированные территориально по природным зонам и во времени в зависимости от засушливости лет, обеспечивают значительное водосбере-жение и улучшение экологического состояния орошаемых земель, а также стабилизируют их продуктивность. Разработанные для различных поч вен но-клим этических зон дефициты водопотребления и режимы орошения позволяют оптимизировать водохозяйственные
расчеты и могут быть использованы при технико-экономическом и экологическом обосновании параметров оросительных систем, а также обеспечивают планирование и рациональное водопотребление в орошаемом земледелии Саратовской области.
Применение ресурсосберегающего режима орошения в сухо-степной зоне высокопродуктивных зерновых и кормовых культур позволяет повысить продуктивность возделываемых культур в орошаемом севообороте с 6,3 до 6,8 т зерновых единиц и с 6,6 до 7,6 т кормовых единиц при сокращении оросительной нормы на 500 м3/га, или на 20 %, уменьшении расхода оросительной воды на единицу продукции на 31 % и улучшения эколого-мелиоративного состояния орошаемых почв.
Для полупустынной зоны разработан и предложен производству комплекс мер по рациональному использованию орошаемых земель при возделывании адаптивных высокопродуктивных зерновых и кормовых культур в составе севооборота и применении ресурсосберегающего режима орошения, позволяющий улучшить эколого-мелиоратнвное состояние орошаемых почв, повысить эффективность использования оросительной воды на 21 % и обеспечивать получение стабильных урожаев на уровне 5,97 т к.ед/га с низкими энергетическими затратами.
Разработаны и предложены производству при реконструкции крупных систем лиманного орошения экологически, экономически и агроэнергетически обоснованные ороснтельные нормы при весеннем сроке затопления кормовых культур на лиманах, обеспечивающие гарантированное получение урожая сена многолетних трав - 3,5-3,7 т/га и зеленой массы кукурузы - 22-24 т/га при сокращении затрат водных ресурсов на 10-11 % на единицу кормовой продукции, снижении оросительной нормы на 22-25 % и значительной экономии энергетических ресурсов.
Минимизация объема сбросных вод и инфильтрационных потерь при проведении ресурсо-, водосберегаюших режимов затопления инженерных систем лиманов приводит к снижению интенсивности ирригационной нагрузки, подтопления прилегающей территории и улучшению экологического состояния земельных ресурсов.
Реализация результатов исследований. Материалы исследований были использованы при подготовке рекомендаций производству: «Система ведения агропромышленного производства Саратовской области на 1996-2000 гг.» (Саратов, 1997); «Концепция развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005
года» (Саратов, 2000); Целевая программа «Обеспечение воспроизводства плодородия земель сельскохозяйственного назначения в Саратовской области на 2002-2005 гг.» (Саратов, 2001), а также монографий: «Основы водосбережения при орошении в Саратовской области» (Саратов, 2001), «Ресурсо-, водосбережение на орошаемых землях Саратовской области» (Саратов, 2004).
Производственная проверка и внедрение разработанных ресур-сосберегающнх технологий орошения сельскохозяйственных культур в рациональных севооборотах проводились на государственных оросительных системах и в хозяйствах сухостепной и полупустынной зон Саратовской области на площади 16,9 тыс. га с экономическим эффектом 3,2 млн руб. (в ценах 2003 г.).
Апробация работы. По основным теоретическим положениям исследований были сделаны доклады на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО СГАУ им. Н.И. Вавилова (2000-2003 гг.); ФГНУ «ВолжНИИГиМ» (1996-2003 гг.); на областных и районных совещаниях работников сельского хозяйства Саратовской области (1992-2003 гг.) и на международных, всероссийских и региональных научно-практических конференциях в городах Москве (1995, 1998, 2000), Волгограде (1998), Пензе (2003,2004), Улан-Удэ (2003).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации была опубликована 51 печатная работа, в том числе 6 рекомендаций производству, 3 научных издания.
Научные разработки проведены самостоятельно и под руководством доктора сельскохозяйственных наук A.B. Колганова и доктора сельскохозяйственных наук Б.И. Туктарова совместно с соискателями П,П, Беликовым, Д.Ш. Рамазановым, С.А. Подмаревым и сотрудниками ФГНУ «ВолжНИИГиМ», которым автор выражает искреннюю и глубокую благодарность.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
• оценка природной тепло-, влагообеспеченности, испаряемости, атмосферных осадков и коэффициента увлажнения территории (А'у) Саратовской области и экспериментальное обоснование методики расчета оросительных норм для различных условий водо(влаго)-обеспеченности;
• водосберегающие, экологически безопасные поливные нормы и режимы орошения зернокормовых культур для различных природных зон и разных по увлажненности (обеспеченности) лет, обеспечивающие поддержание оптимальной влажности;
• ресурсосберегающие режимы орошения в сухостепной и полупустынной зонах Заволжья, обеспечивающие снижение затрат и рациональное использование ороситель ной воды, формирование высоких и стабильных урожаев зерна и кормов, предупреждение снижения уровня плодородия почвы и ухудшения эколого-мелиоративной обстановки орошаемых агроландшафтов;
• ресурсо-, водосберегающий режим затопления инженерных систем лиманов при подпитывании из рек ранней весной в различные по увлажнению годы оросительной нормой 2500-3000 м3/га для многолетних трав и 2000-2500 м3/га для кукурузы, обеспечивающие снижение энергозатрат, рациональное использование оросительной воды и сохранение эколого-мелиоративного состояния агроландшафтов;
• экономическая и агроэнергетическая оценка ресурсо-, водо-сберегающих режимов орошения сельскохозяйственных культур в системе рациональных севооборотов в сухостепной и полупустынной зонах и режимов затопления систем лиманов при выращивании многолетних трав и кукурузы в травяно-пропашном севообороте в условиях полупустынной зоны Заволжья.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 9 глав, основных выводов и рекомендаций производству, списка литературы из 570 наименований. Основное содержание работы изложено на 369 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 101 таблицу, 18 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Проблемы и методы исследований
Гидрологические, мелиоративные и агротехнические основы повышения эффективности регулярного и лиманного орошения, энергосберегающие и экологически обоснованные технологии использования орошаемых земель нашли отражение в трудах известных ученых России (А.Н. Костяков, 1960; Б.Б. Шумаков, 1979,1994,1997,1998; И.П. Айдаров, 1985, 1990; И.П. Кружилнн, 1995, 2000; М.С. Григо-ров, 1992, 2002; А.Н. Каштанов, 1994, 1999; Б.С. Маслов, 1999; Л.В. Кирейчева, 1999 и др.).
Дальнейшее повышение технологического уровня гидромелиоративных систем должно проводиться на основе ресурсосберегающих прнродозащитных технологий возделывания сельскохозяйст-
венных культур, и в первую очередь обеспечивающих эффективное использование водных ресурсов на основе экологически целесообразных режимов орошения сельскохозяйственных культур и установления оптимальных площадей орошения.
В связи с этим настоящие исследования направлены на разработку рекомендаций по использованию рациональных режимов орошения, способствующих сохранению и улучшению экологического состояния природы и уменьшению оросительных норм, рациональному использованию оросительной воды на создание урожая в различных природных зонах Саратовской области.
Условия, объект и методика проведения исследований
Поставленная цель работы - научно-методическое обоснование и разработка ресурсосберегающих режимов орошения сельскохозяйственных культур в составе севооборотов при регулярном и лиманном орошении в различных природных зонах Саратовской области -реализовалась проведением исследований по следующим схемам:
I. Оценка природной тепло-, влагообеспеченности территории Саратовской области по коэффициенту увлажнения и научно-методическое обоснование средних многолетних и вероятных (для лет 5, 25, 50, 75, 85 и 95 %-й обеспеченности) значений суммарного водопотребления и оросительных норм (дефицитов водопотребле-ния) основных зерновых (озимой пшеницы) и кормовых (кукурузы и люцерны) культур проводились в 1991-1995 гг. с территориальной изменчивостью для всех агроклиматических зон области, основы водосберегающего и экологически безопасного орошения а гролад ш афтов.
При этом использовались ландшафтно-географнческие и климатические показатели (тепло, испаряемость, осадки) основных метеостанций, характеризующих все агроклиматические зоны территории Саратовской области за 43-летний период (с 1950 по 1992 г.).
Объектом исследований являлись орошаемый и перспективный для орошения земельный фонд Саратовской области и режимы орошения основных сельскохозяйственных культур, возделываемых на орошаемых землях. В качестве основы методологии исследований использовались системный подход, балансовые методы, методы математической статистики и теории вероятностей. Количественные оценки состояния и функционирования объекта исследований дополняются качественными оценками.
2. Полевой опыт по разработке ресурсосберегающего режима орошения сельскохозяйственных культур в сухостепной зоне проводился в 1995-1998 гг. в ЗАО «АФ Волга» Марксовского района Саратовской области.
Климат зоны засушливый, резко континентальный. Среднегодовое количество осадков составляет 350 мм, в том числе за апрель-октябрь 220 мм. Сумма активных температур воздуха (выше 10 °С) -2900 °С, продолжительность безморозного периода -150 дней.
Преобладающий тип почв — тем но-каштановые среднесуглиии-стые. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое (0-0,3 м) составляет 2,7-3,2 %, а сумма поглощенных оснований 21-25 мг-экв на 100 г почвы. Нитрификационная способность почв 16-18 мг, содержание подвижного фосфора 44-59 мг и обменного калия 208267 мг на 1 кг почвы.
Водно-физические свойства метрового слоя почвы характеризуются плотностью — 1,30 т/м3, наименьшей влагоемкостью (НВ) - 25,8 % от массы сухой почвы и влажностью устойчивого завядания (ВУЗ) -10,0 %. Грунтовые воды с минерализацией 3-5 г/л залегают на глубине 3,5-4 м.
В составе орошаемого севооборота испытывались адаптированные в условиях этой зоны полевые культуры: 1 - яровая пшеница с подсевом многолетних трав; 2 и 3 - люиерна синегнбридная; 4 - кукуруза на зерно; 5 - кукуруза на силос; 6 - соя на зерно; 7 — горохо-овсяная смесь; 8 - озимая пшеница.
В полевых опытах применялись 3 режима орошения сельскохозяйственных культур: 1 — интенсивный с поддержанием предполив-ной влажности почвы в слое 0,6-0,8 м соответствующим периодам вегетации не ниже 70-80-70 % НВ с проведением поливов нормой 600 м3/га; 2 — интенсивный с поддержанием влажности корнеоби-таемого слоя почвы 0,4-0,6 м на уровне 70-80-70 % НВ, но с поливной эрозионнобезопасной нормой 400 м3/га; 3 - умеренный ресурсосберегающий с поддержанием влажности корнеобитаемого слоя почвы 0,3-0,4 м не ниже 70-70-60 % НВ поливами нормой 400 м3/га.
Опыты закладывались в четырехкратной повторности методом расщепленных делянок. Общая площадь делянки первого порядка (фактор А) - 1,8 га (120x150 м) и второго порядка (фактор Б)— 0,6 га (120x50 м).
3. Разработка ресурсосберегающего режима орошения сельскохозяйственных культур в полупустынной зон проводилась в составе
зернотравянопропашного севооборота в 1999-2001 гг. в ЗАО им. Жидкова Новоузенского района Саратовской области.
Преобладающий тип почв - светло-каштановые тяжелосуглинистые. Содержание гумуса (по Тюрину) в пахотном слое (0-0,3 м) составляет 2,1 %. Реакция почвенного раствора - слабощелочная (рН 7,2-8,6), Содержание нитратного азота - 18-23 мг, подвижного фосфора - 21-24 мг, обменного калия - 500-600 мг на 1 кг почвы.
Климат - засушливый, резко континентальный, среднегодовое количество осадков составляет 245 мм. Сумма активных температур воздуха - 3000-3200 °С (ГТК = 0,4), продолжительность безморозного периода - 200 дней.
Водно-физические свойства метрового слоя почвы характеризуются плотностью - 1,37 г/см3, наименьшей влагоемкостью (НВ) - 25,8 % от массы сухой почвы н влажностью устойчивого завядания (ВУЗ) -13,9 %. Грунтовые воды залегали на глубине 3-5 м.
Предусматривалась разработка режимов орошения, позволяющих одновременно добиваться экономии и рационального использования поливной воды и получения высокого урожая сельскохозяйственных культур: 1) интенсивного с поддержанием влажности корне-обитаемого слоя почвы 0,7-0,8 м по периодам вегетации 75-80-70 % НВ и проведением поливов нормой 600 м7га; 2) интенсивного с поддержанием влажности корнеобитаемого слоя почвы 0,4-0,5 м на уровне 75-80-70 % НВ и полнвной эрозионно безопасной нормой 400 м3/га; 3) ресурсосберегающего с поливной нормой 400 м /га в основные фазы развития растений и поддержанием влажности кор-необитаемого слоя почвы 0,4 м не ниже 70-70^65 % НВ.
Полевой опыт закладывался методом расщепленных делянок в четырехкратной повторности с площадью делянок первого порядка (фактор А) - 0,9 га (120x75 и) и второго порядка (фактор Б) - 0,3 га (120x25м).
4. Полевой опыт по разработке ресурсо-, водосберегающего режима лиманного орошения закладывался в 1999-2001 гг. на третьем ярусе Бурдинской системы лиманного орошения, расположенном на территории СПК «Центральный» Александровогайского района Саратовской области (полупустынная зона).
Преобладающий тип почв - лугово-каштановые тяжелосуглинистые. Количество гумуса (по Тюрину в модификации ЦИНАО) в слое 0-0,2 м составляло 3,5-3,7 %, а в слое 0,2-0,4 м - 1,5-2,0 %. Содержание нитратного азота не превышало 13-16 мг, подвижного фосфора - 20-25 мг и обменного калия - 470-680 мг на 1 кг почвы.
Реакция почвенного раствора в пахотном слое слабощелочная (pH 7,4-7,6).
Почвы в слабой или средней степени засолены, тип засоления хл ори д но-сул ьфатны й.
Водно-физические свойства метрового слоя почвы характеризовались следующими данными: плотность - 1,37 т/м\ наименьшая влагоемкость (HB) — 25,7 % от массы сухой почвы и влажность устойчивого завядания (ВУЗ) - 15,1 %.
Полевой опыт закладывался методом расщепленных делянок в четырехкратной повторности с площадью делянок первого порядка (фактор А) - 3750 м2 (75x50), второго порядка (фактор Б) - 750 м2 (15x50) для каждой культуры.
По фактору А определялись наиболее экономичные и экологически безопасные сроки затопления.
По фактору Б давалась оценка ресурсосберегающим оросительным нормам, при которых окупаемость затрат поливной воды выходом кормовой продукции была бы наибольшей.
Научные исследования и наблюдения проводили, используя методы полевой, системный, балансовый, математической статистики и теории вероятностей, лабораторный, по стандартным общепринятым методикам: Б.А. Доспехова (1973, 1985), A.A. Роде (1969), ВНИИ орошаемого земледелия (1991), ВНИИ «Радуга» (1986), ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (1987). Результаты исследований обрабатывались методами дисперсионного и регрессионного математического анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Оценка природной тепло-, влагообеспеченностн
территории Саратовской области и модели расчета суммарного вод о потребления сельскохозяйственных культур
Испаряемость является показателем, определяющим энергетические ресурсы климата, и одним из главных параметров при расчете суммарного испарения. В большинстве методов определения этого показателя использовались эмпирические связи испаряемости с суммой температур воздуха, с суммой дефицитов влажности воздуха или с элементами теплового баланса орошаемой поверхности (Г.К. Льгов, И.А. Кузник, A.M. Алпатьев, С.М, Алпатьев, В.П. Остапчик,
B.C. Мезенцев, М.И. Будыко, Г.Т. Селянинов, H.A. Багров, А.Р. Константинова и др.). Недостатки предложенных зависимостей, приводящие к ошибкам в расчетах норм орошения, проанализированы в работах А.Р. Константинова.
В настоящее время широкое распространение получили комплексные методы расчета испаряемости, в которых используются одновременно элементы водного и теплового балансов деятельного слоя почвы, а также динамические показатели атмосферы (методы
C. И. Харченко, X.JI. Ленмана, Н.В. Данмльченко и др.). В данной работе принят метод Н.В, Данильченко (ВНИИ «Радуга»), согласно которому расчетная формула для определения испаряемости имеет вид:
(1)
где Е - испаряемость, мм; К, - энергетический фактор испарения, мм/мб; d - дефицит влажности воздуха, мб; Дг) - ветровая функция, учитывающая влияние скорости ветра на интенсивность испарення.
Входящие в формулу (1) факторы определяются по следующим зависимостям:
К, -0,0061(25 + 04"'! (2)
¿ = ¿,(1-0;ОМ); (3)
Xv) = 0,64(1+ 0, 19v2), (4)
где t - среднесуточная температура воздуха за расчетный интервал, °С; La - упругость насыщенного пара при этой температуре, мб, А -относительная влажность воздуха, %; v2 - скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли, м/с.
Для определения испаряемости в конкретных условиях в работе использованы декадные значения температуры и относительной влажности воздуха, скорости ветра с марта по октябрь за 40-45-летний ретроспективный период по 23 метеостанциям Саратовской и пограничных с ней областей.
По данным статистической обработки (по методике ВНИИ «Радуга») автором получены средние многолетнне и вероятностные (обеспеченные) значения испаряемости, а также показатели их достоверности и вариации.
В работе представлено районирование территории области по средней многолетней испаряемости (рис. 1) и разработана таблица вероятностных (обеспеченных) ее значений (табл. 1), позволяющая оценить изменчивость испаряемости по годам различной увлажненности, от влажного до острозасушливого (от года 5 %-й обеспеченности до года 95 %-й обеспеченности).
Рис. 1. Территориальная изменчивость средней многолетней испаряемости (потенциальной эвапотранспирацни) за период с температурой воздуха
выше +5 "С
Таблица 1
Вероятностные (обеспеченные) значения испаряемости Е(
Средняя многолетняя Ец, мм Вероятностные (обеспеченные) значения мм, по годам влагообес печ енности
5%-И 25 %-й 50 %-И 75 %-й 85 %-Й 95 %-й
600 420 510 600 690 750 860
650 440 550 650 740 8)0 930
700 470 590 700 800 880 1000
750 500 630 750 860 940 1060
800 540 680 800 920 1010 ИЗО
850 570 720 850 970 1060 1180
900 620 770 900 1030 1120 1240
950 670 820 950 1080 1170 1290
Установлено, что в средний год испаряемость, характеризующая энергетические ресурсы климата за теплый период, увеличивается от
600-700 мм в лесостепной зоне до 1000 мм и более в сухостепной и полупустынной. По сравнению со средней многолетней испаряемость во влажные годы как в лесостепной зоне, так и в степной и сухостепной в 1,2-1,5 раза ниже, а в острозасушливый и сухой годы в 1,2-1,4 раза выше средней многолетней.
Ресурсы влагообеспеченности земельного фонда области, зависящие в основном от атмосферных осадков, понижаются за теплый период года от лесостепной зоны к степной и сухостепной в средний год от 320 мм до 220 мм. Во влажные годы по всей территории величина осадков в 1,3-1,6 раза выше, а в сухие и острозасушливые годы в 1,5-2,0 раза ниже средних многолетних,
В качестве комплексного показателя оценки избытка или недостатка тепла и влаги на территории области, а следовательно, потребности в орошении, принято соотношение водных и тепловых ресурсов, характеризуемое коэффициентом увлажнения Ку. Из рассмотренных нами авторов (Г.Т. Селянинов, П,И, Колосков, Д.И. Шашко, М.И. Будыко, Н.В. Данильченко, Л. В. Дун и н-Баркове кий и др.) выбран метод определения коэффициента увлажнения Ку, предложенный Н.В. Данильченко, исследованный, широко апробированный и применяемый в разных регионах России. Для оценки природной тепло*, влагообеспеченности территории по этому методу использована зависимость:
ГО
где /Су - коэффициент увлажнения за период с температурой воздуха выше 5 °С (/ > 5 °С); И'а - активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода температуры воздуха через +5 °С), мм; Р - количество атмосферных осадков за расчетный период, мм; Е - испаряемость (потенциальная эва-потранс пи рация) за тот же период, мм,
В отличие от методов других авторов, для оценки тепло-, влагообеспеченности территории по Ау производится многофакторное ее обоснование с использованием температуры н влажности воздуха, скорости ветра, атмосферных осадков, влажности почвы.
Коэффициент увлажнения Ку сопрягается с составляющими водного и теплового балансов. Уравнения связи среднего многолетнего Ку с испаряемостью (табл. 2) и атмосферными осадками позволяют оценить размеры этих элементов в любой точке территории области в разные по влажности годы.
Таблица 2
Уравнения связи испаряемости Е, мм, и коэффициента Ку
Год Уравнения связи Е =_Дмм
Влажный Ш6~2239К;+ 1765А'/
Средневлажный = 1278-2290«;+ 1666А/
Средний Е}И4= 1403-2222А;.+ 1432А'/
Среднесухой Е75... = 1532-2091*;+ 1105 А/
Сухой Ев5„ = 1598 - 2000Л1,- 908А'/
Острозасу ш л и вы й Е,5К= 1706+ 1865А;.-615А'/
Для определения суммарного водопотребления (эвапотранспи-рацин) принята методика Н.В. Даиильченко, представляющая собой усовершенствованный биоклиматический метод, учитывающий одновременно влияние климатических и биоценотических факторов. Основу метода составляет следующее уравнение:
Е, = ЕКьКъ, (6)
где Еу — суммарное водопотребление, мм; £ - испаряемость (потенциальная эвапотранспнрация), мм; К„ - биологический коэффициент, характеризующий роль растений в расходовании влаги сельскохозяйственным полем; Ка — коэффициент, учитывающий изменение микроклимата сельскохозяйственного поля под влиянием орошения.
Биологические коэффициенты А'б, рекомендуемые в принятой методике, адаптированы применительно к почвенно-климатическим условиям Саратовской области на основе использования опытных данных, полученных как непосредственно на территории области, так и в других близких по природным условиям регионах.
Представленные биологические коэффициенты характерны для средних многолетних условий. В конкретные годы используются текущие коэффициенты А'6„ определяемые по зависимости:
- Ква
0,21— +0,79
Е,
(7)
где Кбо- средний многолетний биологический коэффициент для расчетного периода (декады); Ео - средняя многолетняя испаряемость за расчетную декаду, мм; Е, — фактическая испаряемость за тот же период в реальном году, мм.
Микроклиматические коэффициенты Я1« зависящие от размера орошаемой площади и коэффициента увлажнения А"у, полученные в опытах, изменяются на протяжении вегетации от 1,0 до 0,8, что при-
водит к снижению суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур под влиянием орошения в лесостепной зоне на 5-10 %, в степной - на 10-20 %.
Модели суммарного водопотребления зерновых и кормовых культур разработаны автором по принятой методике за 35—45-летний предыдущий период. Одновременно произведена статистическая обработка результатов и установлены вероятностные значения суммарного водопотребления £у для лет 5, 25, 50, 75, 85 и 95 %-й обеспеченности, Районирование среднего многолетнего суммарного водопотребления зернокормовых культур по территории области представлено в виде карт, а его вероятностные значения приводятся в таблицах.
Группировка значений суммарного водопотребления зернокормовых культур по природным (а грокл им этическим) зонам произведена посредством установления зависимостей между £\, и к\ и дифференцирования значений Еу согласно диапазонам изменения Ку по природным зонам (табл. 3).
Таблица 3
Суммарное водолотребление Е„ мм, по природным зонам Саратовской области
Природная зона КV Суммарное недопотребление, мм, при обеспеченности
5 %-й | 25 %-и | 50 %-Й | 75 %-й | 85 %-й | 95 %-й
Люцерна прошлых лет на сено
Полупустынная 0,21-0.30 550 620 700 780 830 900
Сухостепная 0.31-0.40 480 540 610 690 730 800
Степная 0.41-0.50 430 490 550 620 660 730
Лесостепная 0,51-0.60 400 460 510 570 610 670
Озимая пшенииа
Полупустынная 0,21-0,30 270 300 330 350 370 400
Сухостепная 0.31-0.40 260 290 320 340 360 390
Степ г гая 0.41-0-50 250 280 310 330 340 370
Лесостепная 0.51-0.60 240 270 300 320 330 360
Кукуруза на силос
Полупустынная 0.21 -0,30 370 420 460 500 520 570
Сухостепная 0.31-0.40 340 380 420 460 480 520
Степная 0,41-0.50 320 360 400 430 450 490
Лесостепная 0.51-0.60 300 340 380 410 430 460
Расчетные значения суммарного водопотребления орошаемых культур были сопоставлены с опытными данными, полученными на территории области (И.А, Кузни к, М.Н. Багров, И.С. Костин, М.С. Филимонов, Г.С. Ефимов, Л,А. Косова, В.Т. Морковин и др.), и они, как правило, ниже опытных, полученных, в основном, с применением метода водного баланса.
Оптимизация оросительных норм и поливных режимов сельскохозяйственных культур, их дифференциация по агроклиматическим зонам
Для установления оросительных норм использована расчетная модель, согласно которой оросительная норма нетто принимается равной сумме за вегетационный период подекадных или пофазных дефицитов водопотребления культуры:
(8)
где ДЕ„- суммарный за вегетацию дефицит водопотребления культуры, в мм или м3/га; Мт - оросительная норма нетто, в тех же единицах; ¿¿VI - дефицит водопотребления за выбранный расчетный период (месяц, декада).
Установленные оросительные нормы нетто зернокормовых культур, дифференцированные территориально по природным зонам и во времени (в разные по обеспеченности годы), приводятся в табл. 4,
Таблица 4
Дефициты водопотребления (оросительная норма нетто Мнт = Д£„ мм) зернокормовых культур в разные по влажности (обеспеченности) годы
Природная зона Коэффициент увлажнения Дефицит недопотребления ДЕу. мч, при обеспеченности Статистнчес кие характеристики ¿Еу
Sii.fi 23 %-й 50 %-й 75 %-й 85 %-й 95 %-й С, е„, % %
] 2 3 4 5 Ь 7 8 9 10 П
Зерновые Колосовы с
0.21-0.30 КО 140 190 230 260 300 0,32 12 4.9
Очостепная 0.31-0.40 50 МО 160 200 220 260 0,38 12 6,0
Степная 0.41 -0.50 20 «0 140 180 1__200_| 230 0.52 13 8.0
Лесостепная 0.51-0,60 10 60 120 160 180 210 0,58 12 8,6
Кукур^а на силос
Полупусты ииля 0.21-0.30 140 220 т КО 3«0 420 0.28 12 4,4
Сухостепная 0.3 Г-0,40 90 :оо 2?0 290 320 370 0.34 12 5,4
Степная 0,41 -0,50 40 120 190 250 2Я0 330 0.50 13 8,0
Лесостепная 0,51-0.60 20 80 150 210 240 290 0,53 12 7.7
) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 Г"8 | 9 1 ю | II
Люцерна на сено
Полупустынная 0.21-0,30 270 330 470 580 650 730 0.29 12 4.6
Стаостепная 0.31-0.40 150 260 350 450 510 590 0,34 12 5,3
Степная 0,41-0.50 70 170 260 350 400 480 0,48 12 7,5
Лесостепная 0.51-0.60 ?0 120 210 .100 340 400 0.51 12 7.7
Для установления оросительной нормы заданной обеспеченности для любого объекта на территории области разработаны уравнения связи Д£„ =ДАЛУ), приведенные в табл. 5. Они позволяют определить оросительную норму для любого пункта на территории области при известном значении коэффициента увлажнения Ку.
Изменчивость оросительных норм проиллюстрирована картами районирования их средних многолетних значений н таблицами оросительных норм для лет различной увлажненности (обеспеченности).
Анализ результатов районирования показывает, что территориально в пределах Саратовской области размеры оросительных норм сельскохозяйственных культур увеличиваются с северо-запада на юго-восток.
Таблица 5
Уравнения свя:ш оросительных норм с коэффициентом увлажнения К¥
Увлажненность (обеспеченность года) ДЕг =■ А' , мм Озимая пшеница Кукуруза на силос Люцерна на сено
5%-я Д£, = 230-740А у+ +609ЛУ Д£„ = 383-12НК,+ 1 СЮОАУ Д£„ = 683-2ША'Т+ + 1754 АУ
25 %-я Д £,. = 23(МЬ50/й+ + 455 Ау1 Д£,, = 450-1064А.', + +728 К* Д£. = 810-2156А*У+ +1640А;1
50%-я Д£„ = 306-559/1'у+ +349 АУ Л£„ = 510-1033^+ +676КУ ДЕ,. = 915-2173/Гу+
75 %-я Д£,. ■= 331 -469А"у + +261А*У1 Д Е, = 541-889Ау+ +534 кУ Д£„=1031-2210Л> +1534ЛУ
85 %-я Л£,. - 344-430А*у + +226АЯ1 Д£,. - 555-820А'у+ +468 КУ2 &Е„ = ] 094-2232А\+ + 1520К,.г
95 %-» = 363-373А"у+ + 171 Л'у2 Д£,.= 54|-542Ау+ +167АУ = 1196-2270А'У+ +1505АУ
Количественно для каждой культуры пространственная изменчивость средней многолетней оросительной нормы имеет следую-
щие диапазоны: для озимой пшеницы оросительная норма увеличивается с севера на юг примерно в 2 раза (от 100 мм до 200-220 мм); для кукурузы на силос - в 2-2,2 раза (от 140 мм до 300-320 мм); для люцерны (на сено) - в 2,5-3 раза (от 200-220 мм до 540-560 мм).
Для расчета режимов орошения зернокормовых культур для рельефно-почвенных условий установлены достоковые (эррозионно допустимые) поливные нормы.
Повышенное внимание к определению поливных норм и режимов орошения уделено потому, что именно реализуемые режимы орошения и технологии полива, а не сами по себе оросительные нормы, в наибольшей степени воздействуют на мелиоративное и экологическое состояние земель при орошении и урожай конкретной сельскохозяйственной культуры.
Для расчета режимов орошения, кроме данных полевого эксперимента, использован графоаналитический метод, который основан на использовании оросительной нормы заданной обеспеченности и ее внутрисезонного распределения.
Оросительные нормы и количество поливов, рассчитанные графоаналитическим методом и осредненные по природным зонам области в разные по влагообеспеченности годы, приведены в табл. 6.
Таблица 6
Средние значения оросительных норм и количества поливов зернокормовых культур по агрокл иматическ*ии зонам области в разные по влагообеспеченности голы
Природная зона Оросительная норма нетто, м'/га, (количество поливов)
/> = 5% Р = 25 % Р = 5 0 % Р = 75% Р— 85 % Р-95 %
1 2 3 4 5 6 7
Озимая пшеница
Полупустынная, К„< 0.30 800 (2) 1400 (3) 1900 2300 (4-5) 2600 (5-6) 3000 (5-6)
Степная, Ку = 0.31-0.50 400 (I) 950 (2) 1500 (3) 1900 (4-5) 2100 (4-5) 2500 (5-6)
Лесостепная, К,. >0.50 100 (0-1) 600 (2) 120 (2-3) 1600 (3^1) 1800 (4-5) 2000 (4-5)
Кукуруза на силос
Полупустынная. К»< 0.30 1400 (2-3) 2200 (4-5) 2900 (5-7) 3500 (6-8) 3800 (7-9) 4200 (8-10)
Степная, К,. = 0.3Т-0.50 650 (1-2) 1400 (3-1) 2100 (4-5) 2700 (5-<>) 3000 (6-7) 3500 (7-8)
1 2 3 4 5 6 7
Лесостепная, 200 800 1500 2100 2400 2900
Ку > 0.50 (0-1) (2) (3-4) (4-5) (5-6) (6-7)
Люцерна на сено
Полупустынная, 2700 3800 4700 5800 6500 7300
К,< 0.30 (4-5) (6-7) (8-9) (10-11) (11-12) (12-14)
Степная, 1100 2200 3500 4500 4600 5900
К„ = 0,31-0.50 (2-3) (4-5) (6-7) (7-8) (8-90 (10-П)
Лесостепная, 300 1200 2100 3000 3400 4000
К, >0.50 О) (2-3) (4-5) (6-7) (7-8) (9-10)
В расчете на планируемую урожайность сельскохозяйственных культур по природным зонам Саратовской области оросительные расчетные нормы существенно отличаются от ранее рекомендованных производству.
Для условий лесостепной зоны эти значения ниже на 200-700 м'/га для большинства изучаемых культур в различные по водообес-печенности годы. В степной зоне водосбереженне составляет для озимой пшеницы 500, кукурузы - от 100 во влажные до 500 м^/га в засушливые годы и для люцерны на сено - от 500 до 800 м3/га.
Для условий полупустынной зоны характерно снижение водопо-дачи на посевах зерновых культур и отсутствие различий в методах определения оросительных норм для кукурузы и люцерны.
Ресурсосберегающий режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте — реальный путь рационального использования оросительной воды для получения планируемого урожая
Для поддержания заданной предполивной влажности почвы по принятым режимам орошения вегетационные поливы различались нормами, количеством н сроками проведения, что связано с биологическими особенностями возделываемых культур, исходными запасами влаги в почве и складывающимися погодными условиями гола. При соблюдении интенсивного режима орошения 70-80-70 % НВ с поливными нормами 600 м'/га в сухостепной зоне оросительные нормы сельскохозяйственных культур в севообороте наибольшие и в среднем за 4 года исследований составили: для яровой пшеницы 2215 м'/га; озимой пшеницы 1675 м3/га; многолетних трав 4440
м3/га; кукурузы на зерно и силос 2230 и 2020 м3/га; сои на зерно 2430 м3/га и горохо-овсяной смеси 1365 м3/га (табл. 7).
Применение при таком режиме орошения эрозионно безопасных норм поливов 400 м3/га ведет к увеличению числа поливов от 1 до 2 в течение вегетации орошаемых культур, что способствует сокращению межполивных периодов на 2-7 дней, предотвращению стока поливной воды в микропонижения и инфильтрации, улучшению микроклимата и хода микробиологических процессов в почве. Оросительная норма снижается на посевах зерновых культур яровой и озимой пшеницы, сои на 470-490 м3/га, многолетних трав на 7001200 м3/га, кукурузы на зерно и силос на 260-280 м3/га. При использовании умеренного режима орошения <70-70-60 % НВ) с поливными нормами 400 м3/га оросительные нормы снизились по сравнению с ранее принятым интенсивным режимом орошения на посевах зерновых культур - яровой и озимой пшеницы, сои - на 650-1000 м3/га (на 35—45 %), кукурузы на зерно и на силос - на 650-700 м3/га (на 30 %) и многолетних трав — на 1400-1800 м3/га (на 39-40 %). В то же время количество поливов за вегетационный период орошаемых культур оставалось почти на том же уровне.
Водопотребление возделываемых культур в значительной степени определялось не только режимом орошения, но и погодными условиями в период их вегетации. В острозасушливый год по сравнению с влажным годом для поддержания заданного режима орошения в два раза увеличивается оросительная норма и соответственно количество поливов, а в суммарном испарении с 30-35 до 60-70 % повышается доля оросительной воды.
Использование интенсивного режима орошения с эрозионно безопасной нормой полива, а также умеренного режима орошения способствует снижению оросительной нормы и ее доли в суммарном испарении. У зерновых культур соответственно режимам орошения эта величина снижается до 39-53 и 35—44 %, кукурузы - до 53-55 и 45-47 % у многолетних трав до 63 и 55 %. При этом долевое участие почвенной влаги возрастает до 25-38 %.
Ресурсе-, водосбережение при орошении способствовало более эффективному использованию воды на урожай. В остро- и среднеза-сушливые годы наилучший результат дает интенсивный режим орошения с эрозионно безопасной нормой полива, где коэффициент водопотребления на посевах яровой пшеницы снижается до 900950 м3 на 1 т зерна (на 35-38 %), озимой пшеницы - до 750-800 м3/т (на 15-20 %), сои - до 2105 м3/т (на 13 %), кукурузы на зерно - до
473 ,ч3/т (на 10 %) и на силос - до 48 м3/т (на 10 %), зеленой массы многолетних трав - до 96 м3/т (на 22 %). Во влажные годы на посевах зерновых культур эффективен умеренный режим орошения.
Таблица 7
Водопотребление сельскохозяйственных культур в севообороте в зависимости от режимов орошения в сухостепной зоне, среднее за 1995-1998 гг.
Культуры севооборота Режим орошения, % НВ, поливная норма, м'/га Суммарное водо-псгребле-ние, м'/га Оросительная норма, м!/га Количество поливов Коэффициент ВОДСЬ-потребления, м7т Расход ороситель ноп воды, м'/г
Яровая пшеница 70-80-70. т = 600 3813 2215 4 1448 667
70-80-70, т - 400 3255 1625 4 889 444
70-70-60. т = 400 2973 1227 3 1058 434
Люиерна 70-80-70. т = 600 6147 4440 7-8 124 90
70-80-70. »1 = 400 5132 3250 8 96 61
70-70-60. т - 400 4835 2650 7 115 66
Кукуруза на зерно 70-80-70. т = 600 3954 2230 4 523 295
70-80-70, = 400 3699 1970 5 473 252
70-70-60. т = 400 3419 1550 4 510 231
Кукуруза на силос 70-80-70, т = 600 3771 2300 4 53 32
70-80-70. т = 400 3691 2020 5 48 26
70-70-60, т = 400 3462 1630 4 58 27
Соя на зерно 70-80-70, ю = 600 4388 2430 4 2429 1373
10-80-70, т-400 4062 2150 5-6 2105 1114
70-70-60. т = 400 3673 1630 4 2721 1207
Горохо-овсяная смесь 70-80-70. т = 600 2840 1365 2-3 87 42
70-80-70, т = 400 2578 1125 3 74 32
70-70-60, т = 400 2388 832 2 82 29
Озимая пшеница 70-80-70. т - 600 3536 1675 3 920 436
70-80-70. ш = 400 3050 1203 3 749 296
70-70-60. т = 400 2922 1025 2-3 807 283
При применении ресурсосберегающих режимов орошения на 1932 % снижаются показатели расхода оросительной воды на 1 т урожая: яровой пшеницы - до 440-450 м3, озимой - до 290-300 м3, сои -до 1110-1200 м\ кукурузы на зерно и на силос - до 240-250 и 26-30 м и зеленой массы многолетних трав — до 61-66 м.
Продуктивность орошаемых культур зависит как от увлажненности года, так и от уровня увлажнення почв при использовании
различных режимов орошения. Так, величина урожая всех сельскохозяйственных культур в составе севооборота в сухостепной зоне была наименьшей в острозасушливом 1998 г. и возрастала в среднем на 18-22 % во влажном 1997 г.
При возделывании сельскохозяйственных культур в зернотравя-но-пропашном севообороте оказалось наиболее эффективным применение интенсивного режима орошения с иредполивной влажностью почвы в течение вегетации 70-80-70 % НВ с поливами эрози-онно безопасной нормой 400 м3/га, что ведет к повышению урожайности яровой и озимой пшеницы на 0,26 и 0,23 т/га (10,2 и 60 %), кукурузы на зерно и на силос на 0,26 и 5,5 т/га (3,4 и 7,6 %), зеленой массы многолетних трав на 3,7—4,1 т/га (6,0-7,4 %), горохо-овсяной смеси на 2,3 т/га (7,0 %) и сои на зерно на 0,16 т/га (9,0 %). Использование такого же режима орошения, но поддерживаемого поливами нормой 600 м3/га, снижает продуктивность зерновых культур в среднем на 6,8 % и кормовых культур на 7,0 %. Умеренный режим орошения целесообразно применять на посевах яровой и озимой пшеницы и только во влажные годы, так как в засушливые годы он снижал урожайность зерновых культур на 19,7 % и кормовых -на 20,1%.
Использование ресурсо-, водосберегающего режима орошения сельскохозяйственных культур в зернотравянолропашном севообороте обеспечило создание 6,80 т зерноединиц, или 7,62 т кормовых единиц с 1 га, то есть на 7-15 % больше, чем при рекомендованном ранее интенсивном режиме орошения с поливными нормами 600 м3/га. Сократилась на 500 м3/га, или на 20 %, подача оросительной воды на орошаемый севооборот, снизились в среднем на 18 % коэффициенты водопотребления и на 25 % расход оросительной воды на создание единицы урожая сельскохозяйственных культур. Расход оросительной воды на производство 1 т зерновых и кормовых единиц не превысил соответственно 496 и 265 м3.
В полупустынной зоне для поддержания планируемой влажности в среднем за три года (1999-2001) при интенсивном орошения (75-80-70 % НВ) с поливными нормами 600 м3/га оросительные нормы составили для яровой пшеницы 1733 м3/га; озимой пшеницы -2000 м'/га; кукурузы на зерно - 3467 м3/га; сои на зерно - 3533 м3/га; многолетних трав на зеленую массу - 4250 м3/га и кукурузы + сорго на силос - 2800 м3/га (табл. 8).
Применение в полупустынной зоне для орошения тяжелых по гранулометрическому составу светло-каштановых почв эрозионно-
безопасных поливов кормой 400 м3/га способствовало эффективному использованию растениями поливной воды.
При интенснвном режиме орошения (75-80-70 % НВ) с поливными нормами 400 м3/га снижалась также соответственно по культурам оросительная норма на 66-133 м3/га. Умеренный ресурсосберегающий режим орошения (70-70-65 % НВ) с поливными нормами 400 м3/га по основным фазам развития сельскохозяйственных культур способствовал сокращению оросительных норм на посевах яровой и озимой пшеницы на 500-600 м3/га, кукурузы, сорго и сои - на 900-1000 м3/га и многолетних трав - 1200-1300 м3/га, то есть в среднем на 28-33 %.
При этом, доля оросительной воды в суммарном водопотребле-нин сельскохозяйственных культур снижается с 63-71 % до 51—60 %, а доля осадков и почвенной влаги соответственно повышается с 2735 до 31^10 % и с 6-10 до 9-18 %.
Таблица 8
Водопотребленне сельскохозяйственных культур в зависимости от режимов орошения в полупустынной зоне, среднее за 1999-2001 гг.
Культуры Режим орошения, %НВ, поливная норма, м'/га Урожайность, т/га Суммарное водопотребленне, м'/га Оросн тельная норма, м'/га Коэф-фнц»екг водопо-требле-ння, м'Л Затраты оросительной воды, м'/т
Яровая пшеница на зерно 75-80-70, т = 600 3,10 2744 1733 885 559
75-80-70, т = 400 3.31 2651 1600 801 483
70-70-65, т = 400 2,95 235] 1200 797 406
Озимая пшеница на зерно 75-80-70, ;н = 600 3,50 2821 2000 806 571
75-80-70, т = 400 3,77 2786 1867 739 495
70-70-65, т =400 3,32 2430 1333 732 402
Кукуруза на зерно 75-80-70, т = 600 6.25 4894 3467 783 555
75-80-70, т = 400 6,58 4856 3467 738 526
70-70-65, т - 400 5.52 3980 2400 721 435
Соя на зерно 75-80-70, т - 600 1,83 5611 3533 3066 1930
75-80-70, т = 400 1,96 5010 3467 2556 1769
70-70-65, т = 400 1,64 4190 2533 2555 1545
Многолетние травы на зеленую массу 75-80-70. т = 600 47.00 6439 4250 137 96
75-80-70, т = 400 49,30 5867 4150 119 84
70-70-65, т = 400 35,85 4876 2950 136 82
Кукуруза + сорго на силос 75-80-70, л, = 600 44,32 3944 2800 89 64
75-80-70, от = 400 47.83 3874 2667 81 56
70-70-65, ш = 400 34,11 3343 1S67 98 55
При сравнении в сопоставимых кормовых или зерновых единицах продуктивности орошаемых культур в севообороте наибольшую урожайность показала кукуруза, возделываемая на зерно, смешанные посевы кукурузы и сорго на силос, а также многолетние травы, а наименьшую - зерновые и зернобобовые (яровая и озимая пшеница, соя).
Продуктивность орошаемых культур зависит как от увлажненности года, так и от уровня увлажнения почв при использовании различных режимов орошения. Так, величина урожая всех сельскохозяйственных культур была наименьшей в засушливом 1999 г, и возрастала на 12-17% во влажном 2000г.
Интенсивный режим орошения (75-80-70 % НВ) с проведением учащенных поливов эрозионно безопасной нормой 400 м /га способствовал исключению стока поливной воды и более эффективному использованию ее на создание урожая. Применение этого режима орошения по сравнению с ранее принятым повысило урожайность зерна яровой пшеницы с 3,10 до 3,31 т/га (или на 6,8 %), озимой пшеницы - с 3,50 до 3,77 т/га (или на 7,7 %), сои - с 1,83 до 1,96 т/га (или на 7,1 %) и кукурузы - с 6,25 до 6,58 т/га, то есть на 5,3%.
Кормовые культуры более отзывчивы на проведение интенсивного режима орошения с малыми поливными нормами. При выращивании многолетних трав повышение урожая зеленой массы составило 44,0-49,3 т/га (или 12,0 %). На смешанных посевах кукурузы и сорго на силос прибавка урожая была меньше - соответственно от 44,32 до 47,8 т/га (или 7,4 %).
При возделывании зерновых культур в составе орошаемого севооборота оросительная вода наиболее эффективно использовалась на создание единицы урожая зерна в условиях умеренного ресурсосберегающего режима орошения. Затраты оросительной воды на 1 т зерна на посевах яровой и озимой пшеницы не превышали 402—406 м3, то есть снижались на 28-30 % по сравнению с рекомендованным интенсивным режимом орошения, а коэффициенты водопотребления снизились на 9-17 %.
На посевах кормовых культур, более отзывчивых на насыщение почвы влагой, наименьшие затраты оросительной воды на формирование 1 т зеленой массы смешанных посевов кукурузы и сорго - 5060 м3 и многолетних трав - 73-84 м3 были отмечены при проведении интенсивного режима орошения с эрозионно безопасными нормами полива.
Затратами оросительной воды на получение сопоставимых кормовых единиц оценивалась высокая эффективность возделывания
смешанных посевов кукурузы н сорго на силос и кукурузы на зерно. Эти показатели на 1 т к.ед. не превысили 280-300 м3. На посевах сои на зерно расход оросительной воды был более 1100 м3 на 1 т к.ед.
Рационализация применения режимов орошения сельскохозяйственных культур в севообороте на основе сокращения оросительных норм на посевах зерновых и зернобобовых культур до 400 м3/га в основные фазы развития растений и проведения интенсивного режима орошения с эрозионно безопасными нормами на посевах кормовых культур обеспечивала снижение объема водоподачи с 3015 до 2485 м3/га и уменьшение расхода воды на единицу продукции на 21 % при одновременном повышении плодородия и улучшении эколо-го-мелиоративного состояния почв.
Качество зерна и кормов определяется экологическими и технологическими условиями выращивания сельскохозяйственных культур, В условиях интенсивного режима орошения происходило снижение качества зерна яровой и озимой пшеницы по содержанию белка и клейковины. Применение интенсивного режима орошения с эрозионно безопасной нормой полива повысило содержание каротина и аминокислот в кормовых культурах н снизило содержание нитратов в кормовой и зерновой продукции.
Ресурсосберегающий режим орошения при сокращении оросительной нормы способствовал повышению качества зерна с 4-го до 3-го класса и незначительному увеличению содержания нитратов {не более ПДК - 500 мг/кг).
Ресурсосберегающий режим затопления и продуктивность кормовых культур при лнманном орошении
Режим влажности почвы н водопотребление кукурузы. На формирование оптимальной продуктивности кукурузы в условиях лиманного орошения влияет уровень влагообеспеченности растений в период их вегетации, что зависит от сроков и норм затопления лиманов.
При весеннем затоплении малой оросительной нормой 2000 м3/га, рассчитанной на увлажнение слоя почвы до 1,4 м, влажность метрового слоя почвы ко времени посева кукурузы создавалась на уровне 93 % НВ. При этом влажность верхнего полуметрового слоя почвы составляла 84 % НВ, а нижележащих слоев превышала наименьшую влагоемкость вследствие образования подпертой влаги из
нижних слоев. С увеличением оросительной нормы до 3000 м3/га и более влажность верхнего метрового слоя почвы повышалась, до 106 % НВ, а во втором метре почвы в результате поднятия уровня капиллярной каймы фунтовых вод до 0,8 м достигала 123 % НВ.
При осеннем затоплении в связи с растеканием образующегося купола фунтовых вод к сроку посева кукурузы до отметок 1,8-3,0 м изменялись условия формирования водного режима. Это способствовало во-первых, по сравнению с ранневесенним сроком затопления снижению влагозапасов верхнего метрового слоя почв на 381, 587 и 790 м3/га при соответствующих нормах затопления 2000, 3000 и 4000 м'/га, и, во-вторых, значительному сокращению различий запасов влаги перед посевом полевых культур, что соответственно нормам затопления составило 3097, 3201 и 3371 м3/га.
Глубокое увлажнение почвы гарантировало хорошее водоснабжение растений лишь в первую половину вегетационного периода. Обеспеченность кукурузы доступной влагой зависела от сроков и норм проведения влагозарядки. При осеннем затоплении нормой 2000 м3/га влажность слоя почвы 0-0,5 м снижалась до уровня влажности разрыва капилляров - 60-65 % НВ в период выметывания метелки, то есть в критический по интенсивности накопления биомассы, а при норме 3000 м7га - после выметывания метелки, на 1315 дней позже. В условиях весеннего срока затопления в связи с большим содержанием влаги в почве ко времени посева кукурузы удлинялся период обеспеченности растений легкодоступной влагой при оросительной норме 2000 м*7га до фазы цветения метелок и 3000 м3/га до начала потемнения нитей початков.
Применение различных режимов лиманного орошения оказывало определенное влияние на водный баланс слоя почвы 0-1,6 м. При малых оросительных нормах -2000 м7га 70-71 % суммарного водо-потребления составляла почвенная влага, 8-9 % - фунтовые воды и 20-22 % - осадки. Увеличение нормы лиманного орошения до 3000 м3/га снизило долевое участие почвенной влаги в формировании урожая кукурузы до 61-64 %, осадков — до 17-19 %, доля фунтовых вод в суммарном водопотребленни кукурузы повысилась до 17 и 22%.
Величина суммарного испарения влаги при осеннем затоплении лиманов на 142-451 м3/га меньше, чем при весенней влагозарядке. В условиях осеннего затопления нормой 2000 м3/га суммарное испарение влаги составляло 2288 м3/га, а при повышении оросительных норм до 3000 и 4000 м3/га - 2657 и 2966 м3/га. При ранневесеннем
сроке затопления эти показатели увеличивались до 2430,2945 л 3417 м'/га (табл. 9).
Таблица 9
Водопотребление кормовых культу р в зависимости от режимов орошения, среднее за 1999-2001 гг.
Культура Оросительная норма, м /га Урожайность, т/га Суммарное водопотребление, м3/га Коэффициент водопо-требления, м'/г Расход оросительной воды на 1 т продукции, м3
Осеннее затопление
2000 21,61 2288 106 93
Кукуруза на силос 2500 3000 23,32 24.53 2160 2657 106 108 107 122
3500 25.25 2788 110 139
4000 25,43 2966 121 157
2000 1,88 1902 1012 1064
Многолетние травы на сено 2500 3000 3500 2,24 2,48 2.50 2121 2279 2430 947 919 972 1116 1210 1400
4000 2.52 2580 1023 1587
Весеннее затопление
2000 18,10 2430 134 НО
Кукуруза на силос 2500 3000 23,51 25.81 2633 2945 112 114 106 116
3500 26.02 3284 126 135
4000 25.89 3417 132 154
Многолетние травы на сено 2000 2.11 2116 1002 948
2500 3000 3,03 3.68 2369 2815 782 765 825 815
3500 3.82 3321 869 916
4000 3.78 3307 874 1058
При лиманном орошении большими нормами значительное количество воды остается не использованной урожаем. При затоплении нормой 2000 м3/га на формирование урожая кукурузы расходуется до 89-97 % оросительной воды, а при 3000 м3/га эффективность ее использования снижается до 72-82 %, при 4000 м3/га - до 62-73 %. Затраты оросительной воды на 1 т зеленой массы кукурузы при малых нормах 2000-2500 м3/га составляют всего 93-106 м3. Повышение норм затопления до 3000—4000 м3/га приводило к снижению эф-
фективности использования воды на создание единицы урожая на 45-47%.
Режим влажности почвы н водопотребление многолетних трав. При ранневесеннем затоплении лимана малыми нормами 2000-2500 м /га впитывание влаги происходило во время отрастания многолетних трав, что способствует созданию в верхнем полуметровом слое высокой насыщенности влагой (90-96 % НВ) только в период кущения - трубкования злаков. В период от выметывания метелки до начала цветения многолетние травы испытывают недостаток влаги в связи со снижением влажности почвы до 58-62, а затем до 42-43 % НВ. Наилучшее снабжение растений влагой создавалось при затоплении нормами 3000 и 3500 м /га. Влажность верхнего полуметрового слоя почвы во время выметывания метелки многолетних трав находилась на большем уровне - 72-52 % НВ и лишь ко времени цветения снижалась до 46-53% НВ. При использовании оросительной нормы 4000 м3/га влажность почвы в период от трубкования до выметывания метелки превышала или была близка к 100 % НВ и только к началу цветения снижалась до 62-67 % НВ.
Условия влагообеспе ч е н ия многолетних трав после осенней влагозарядки были значительно хуже, чем при ранневесеннем затоплении. Это вызвано тем, что в осенне-зимний период происходит сработка уровня грунтовых вод н снижение влажности метрового слоя почвы, а весной после отрастания трав сильно иссушаются верхние слон почвы. В период кущения трав влажность верхнего полуметрового слоя почвы при осенней влагозарядке нормой 3000 м3/га составляла всего 90 % НВ, а в фазу выметывания метелки, то есть в период интенсивного накопления биомассы, снижалась до 60 % НВ.
Запасы влаги в метровом слое почвы ко времени отрастания многолетних трав при ранневесеннем затоплении нормой от 2000 до 3000 м3/га составляли на 220-637 мэ/га больше, чем при осенней влагозарядке.
На урожай многолетних трав при осенней влагозарядке нормой 2000 м3/га оросительная вода используется на 70 % от ороснтельной нормы, а при ее увеличении до 3000 и 4000 м3/га использование снижается до 59 и 52 %.
В условиях ранневесеинего затопления оросительная вода на формирование урожая использовалась более эффективно, и этот показатель соответственно нормам затопления составлял 85, 80 и 70 % от оросительной нормы.
Наиболее рациональное расходование оросительной воды -815-825 м3 на 1 т сена - происходило в условиях ранневесеннего затопления нормой 2500-3000 м3/га. Затопление лиманов повышенными нормами или проведение его осенью приводило к неэффективному использованию оросительной воды,
При весеннем затоплении лимана оросительной нормой 2000 м3/га продуктивность кукурузы на силос невысока- 18,) т/га.
При осенней влагозарядке той же оросительной нормой создавались условия для более раннего - на 1,5-2 недели - посева, в результате урожайность кукурузы повышалась на 19,4 %, то есть до 21,6 т/га. Однако такая оросительная норма не обеспечивала растения влагой в течение всей вегетации кукурузы, и растения до уборки испытывали водное голодание. Улучшение условий влагообеспече-ния достигалось повышением оросительных норм. Использование нормы 2500 м3/га при осеннем затоплении способствовало повышению урожайности кукурузы до 23,32 т/га (на 7,9 %), при весеннем -до 23,51 т/га (на 29,9 %). Увеличение нормы лиманного орошения до 3000 м3/га повышало урожайность соответственно до 24,53 (на 13,5 %) и 25,81 т/га (на 42,6 %), Дальнейшее повышение оросительной нормы до 3500 м3/га незначительно увеличивало урожайности кукурузы.
В условиях лиманного орошения наибольший эффект при возделывании кукурузы на силос достигается при использовании весеннего затопления оросительной нормой 2500 м3/га и осеннего - нормой 2000 м3/га, при которых окупаемость 1 мэ оросительной воды наибольшая - 9,4 и 10,8 кг силосной массы соответственно. Увеличение нормы до 4000 м3/га ведет к непроизводительным тратам воды, и, несмотря на общий рост урожая кукурузы (на 10,1 и 17,7 %), окупаемость 1 м3 оросительной воды урожаем продукции снижается на 31,2 и 41,1 % соответственно.
В зависимости от норм и сроков затопления определяли возможность прогнозирования урожайности кукурузы с использованием метода криволинейной регрессии (рис. 2): при осеннем затоплении
;у=-1,2005*2+ 9,1199* + 8,1411, л = 0,53;
при весеннем затоплении
у = —3,7629л:2 + 26,195* - 18,972, I) - 0,87;
где у - урожайность, т/га; х - оросительная норма, тыс.м3/га; т| - корреляционное отношение.
Рис. 2. Зависимость урожайности кукурузы от нормы затопления при лиманном орошении
Использование низких оросительных норм - 2000 м3/га для многолетних трав малоэффективно, так как урожайность в условиях осеннего затопления не превышала 1,88, весеннего —2,11 т/га.
Дальнейшее увеличение нормы до 2500 м3/га обеспечило наибольшую прибавку урожая сена при осеннем (0,36 т/га) и весеннем (0,92 т/га) сроках затопления. Последующее увеличение оросительных норм до 3500 м3/га приводило к снижению прибавки урожая до 0,24 т/га при осеннем и 0,65 т/га при весеннем сроках затопления.
Анализ режимов лиманного орошения с позиций ресурсосбережения и максимальной кормовой отдачи выявил низкую эффективность осеннего срока затопления и применения больших оросительных норм 3500,4000 м3/га.
Прогнозирование урожайности сена многолетних трав с учетом сроков и норм затопления осуществляли с использованием метода криволинейной регрессии (рис. 3); при осеннем затоплении
у = -0,2571.x-2 + 1,8509х - 0,7857, 11 = 0,88;
при весеннем затоплении
у = -Д6943.Г + 4,9917* - 5,0954, 51 = 0,95.
© III
Ж А №4**
О иски — — 1еснА
1.0 3.0 3.5 4.0 4.5
Оросительная норма, тыс.иЛга
Рис. 3. Зависимость урожайности многолетних трав от нормы затопления при лиманиом орошении
Влняниелнманного орошения на эколого-мелноратнвное состояние земель
Сроки и нормы затопления оказывают существенное влияние на условия формирования баланса грунтовых вод и солевого режима почв лиманов. Наблюдения за солевым режимом почв при весеннем и осеннем затоплениях показали, что промывной эффект весеннего затопления (солеотдача почв) выше. При одинаковой оросительной норме - 3000 м3/га - вынос солей при весеннем затоплении по отношению к осеннему составлял 10,8 %, в т.ч. по сумме токсичных солей - 20,0 % и по хлору - 39,4 %, Это связано с тем, что глинистые и тяжелосуглинистые почвы лиманов в иссушенном состоянии сильно растрескиваются. При осеннем затоплении наличие трсшиноватости ведет к провальной фильтрации, что значительно снижает промывной эффект и увеличивает долю инфильтрационных потерь, которые в последующем не используются в водопотреблении растительного покрова лиманов, а идут на подпитку и подъем уровня фунтовых вод на прилегающей территории. Максимальная глубина сезонного понижения уровня грунтовых вод перед весенним затоплением составляла 3,1-3,2 м, перед осенним - 2,5-2,7 м.
о л
X 2 з.о
I *
2,5 2,0 1,5 1,0
1,5
Перевод системы на весенний срок затопления, который больше соответствовал природному циклу увлажнения - иссушения, и снижение оросительных норм до 2500-3000 м3/га позволили при приемлемом уровне продуктивности минимизировать величину фильтрационных потерь, являющихся основной причиной ухудшения эколо-го-мелиоративной обстановки при создании инженерных систем лиманного орошения.
В условиях осенней влагозарядки почва перед посевом кукурузы является более созревшей и в ней активизируется микробиологическая деятельность. После весеннего затопления, наоборот, почва переувлажнена и в ней недостаточно воздуха для микроорганизмов. Это различие четко отражается на содержании нитратов в период вегетации. После осеннего затопления нормой 2000 и 4000 м3/га количество нитратов в почве составило соответственно 15,4 и 16,3 мг/кг, а после весенней влагозарядки - 10,6 и 7,3 мг/кг. В период выметывания метелки на фоне осеннего затопления отмечалось снижение, а при весеннем, наоборот, увеличение содержания нитратного азота, что свидетельствует о создании оптимальных условий аэрации и влажности для процессов нитрификации.
Наилучший режим питания в начальный период вегетации многолетних трав складывался при осеннем затоплении лимана нормой 3000 м3/га. Содержание питательных веществ в почве в фазу кущения было максимальным: N-N03 — П,7 мг/кг; Р1О5 - 19,1 мг/кг. В период трубкования и выметывания, когда начинается активный рост и накопление биомассы, содержание в почве N-N03 при весеннем затоплении было выше на 1,4 мг/кг и составляло 4,3 мг/кг; Р205 соответственно - на 0,7 мг/кг и 2,6 мг/кг, чем в условиях осенней влагозарядки, что вызвано постепенным иссушением верхннх слоев почвы и подавлением микробиологических процессов.
Эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель при использовании ресурсосберегающих режимов орошения
Режимы орошения оказывают существенное влияние на условия формирования баланса фунтовых вод. При интенсивном режиме орошения с поливными нормами 600 м3/га на среднесуглинистых почвах сухостепной зоны каждый очередной полив вызывает сток поливной воды до 115-120 м:7га в микропонижения, переувлажнение ах, ежегодную инфильтрацию до 30,5 мм и подъем уровня фунтовых вод на 0,3 м. Использование на орошаемых землях этого ре-
жима орошения в течение четырех лет (1995-1998 гг.) привело к поднятию уровня грунтовых вод с 3,5 до 2,29 м при их минерализации 3,74 г/л.
Подъем грунтовых вод выше критической глубины {< 3,0 м) способствовал отложению солей в метровом слое почвы и увеличению степени засоления орошаемой почвы при хлоридно-сульфатном его типе.
Учащенные поливы (на 1-2) эрозионно безопасной нормой 400 м3/га при соблюдении интенснвного режима орошения в сухостеп-ной зоне обеспечивают равномерное увлажнение почвы, резко снижая сток поливной воды в микропонижения и ежегодную инфильтрацию до 11,3 мм. При этом подъем фунтовых вод за 4 года снизился до 0,38 м и уменьшилась вероятность ухудшения эколого-мелиоративной обстановки на орошаемых землях.
Водосберегаюший режим орошения с эрозионно безопасной нормой полива снизил на 6-8 % распад структурных агрегатов (>0,25 мм) почвы, уменьшил образование илистых частиц, создал более рыхлое сложение пахотного слоя почвы (на 0,02 т/м3), способствовал большему накоплению органического вешества в почве и улучшению ее плодородия.
Светло-каштановые почвы Саратовского Заволжья малоплодородны, характеризуются низким содержанием гумуса и азота. На посевах многолетних трав при низком уровне минерализации гумуса весной содержание доступных форм азота в почве было невелико — 19-20 мг/кг. При возделывании пропашных культур - кукурузы и сои — в связи с усилением обработки почвы содержание азота в период посева этих культур повышалось до 22-23 мг/кг. Осенью в период уборки азотный режим на посевах пропашных культур ослабевал в связи с большим выносом азота на урожай по сравнению с посевами многолетних трав и сои.
При использовании интенсивного орошения создавался промывной режим, что отрицательно влияло на содержание доступных форм азота в верхних слоях почвы.
При возделывании различных сельскохозяйственных культур в севообороте активные процессы оструктуривания почвы проходили на посевах бобово-злаковой смеси многолетних трав в связи с мощно развитой их корневой системой, значительным накоплением пож-нивно-корневых остатков и отсутствием механической обработки почвы. Гранулометрический состав пахотного слоя почвы (0-0,25 м) на 18-20 % по сравнению с посевами яровой и озимой пшеницы и на
25-28 % - с пропашными культурами изменялся в сторону уменьшения содержания илистой (<0,001 мм) фракции. Сумма фракции физической глины (<0,01 мм) не превышала 47-50 %, т.е. снизилась на 9-16 %, и увеличилось содержание агрономически ценных структурных агрегатов (>0,25 мм).
Возделывание пропашных культур в севообороте привело к разрушению части структурных агрегатов и увеличению содержания физической глины и илистых частиц в ней, а также повышению коэффициента дисперсности с 6,5-6,8 до 8,0-8,3.
Изменения структурного состава почвы происходили под влиянием чередования культур в севообороте и агротехнических приемов их возделывания, а также зависели от интенсивности режимов орошения, что оказало в итоге определенное действие на уплотненность почвенного профиля и на его водопроницаемость. Под многолетними травами пахотный слой почвы сильно уплотнялся (1,29-1,31 т/м3) и резко, до 111-124 мм/ч (1,8-2,1 мм/мин), снижалась его водопроницаемость. Более рыхлое сложение почвы из-за частой ее обработки (1,15-1,18 т/м3) отмечалось при возделывании пропашных культур (кукурузы, сорго, сои), что увеличивало ее водопроницаемость до 3,6-4,1 мм/мин.
Применение умеренного ресурсосберегающего режима орошения, сокращение оросительных норм сельскохозяйственных культур и снижение поливных норм до эрозионно безопасной величины предупреждало разрушающее действие поливной воды на почвенные агрегаты и предотвращало уплотнение почвы. При этом на 5-6 % уменьшалось образование фракции физической глины, на 9-10 % - илистой фракции и на 7-16 % увеличивалось содержание водопрочных агрегатов (>0,25 мм). Плотность почвы снижалась на 0,02-0,03 т/м5 и на 0,2-0,4 мм/мин увеличивалась ее водопроницаемость, что в определенной степени уменьшало ирригационную эрозию и улучшало водно-воздушный режим почвы.
Экологическую устойчивость агроценозов в значительной степени определяет содержание органического вещества — гумуса в почве.
При возделывании различных сельскохозяйственных культур в составе орошаемых севооборотов постоянно изменялось содержание гумуса в почве в зависимости от накопления пожнивно-корневых остатков, степени гумификации и от его потерь при минерализации. На посевах яровой и озимой пшеницы при соотношении С:К в растительных остатках более 20-30 минерализация органического ве-
шества преобладала над накоплением. Ежегодный дефицит расчетного баланса гумуса составлял 0,23-0,31 т/га. Возделывание пропашных культур - кукурузы на зерно и смешанных посевов кукурузы и сорго на силос — в связи с частым рыхлением почвы способствовало усилению минерализации (С;Ы = 30—40) и ежегодной потере гумуса 0,13-0,29 т/га.
Накопителями плодородия почвы в севообороте являются многолетние травы и соя (C:N < 20). На посевах многолетних трав при накоплении в почве до 150-200 кг/га и более биологического азота создавался ежегодный положительный расчетный баланс гумуса до 1,3-1,6 т/га, а сои на зерно - 0,14-0,22 т/га. Сочетание зерновых, зернобобовых, пропашных культур и многолетних трав также способствовало образованию положительного баланса гумуса за ротацию орошаемого севооборота в зависимости от применяемых режимов орошения на уровне 1,7-2,9 т/га.
Применение интенсивного режима орошения способствовало уменьшению соотношения гуминовых и фульвокислот в составе гумуса, а в сочетании с эрозионно безопасными нормами полива 400 м3/га - получению более высокого урожая сельскохозяйственных культур и увеличению накопления гумуса ежегодно на 0,10,2 т/га.
Экономическая и энергетическая оценка ресурсосберегающих технологий при орошении
Энергетическая оценка сельскохозяйственного производства при применении ресурсосберегающих режимов орошения позволила определить о(уьем энерго- и массообмена в орошаемой агроэкоси-стеме (табл. 10).
Возделывание орошаемых культур и получение нормативных урожаев требует больших энергозатрат, где около 18-44 % отводится подаче оросительной воды и обслуживанию мелиоративного комплекса и 25-^2 % - использованию минеральных удобрений и пестицидов.
Расчеты показали, что при использовании ресурсосберегающих оросительных норм снижаются энергетические затраты, повышается обменная энергия на 1 м3 оросительной воды и энергетическая эффективность.
Применение интенсивного режима орошения 70-80-70 % НВ с эрозионно безопасной нормой полива 400 м3/га обеспечивает значн-
тельное повышение урожая и накопление биоэнергии при почти тех же энергетических затратах на производство продукции, что увеличивает энергетическую эффективность возделывания сельскохозяйственных культур в севообороте в среднем на 10-11 %.
Таблица(0
Энергетическая н экономическая оценка возделывания кормовых культур
Показатель Кукуруза Многолетние травы
весеннее затопление осеннее затопление весеннее затопление осеннее затопление
2000 м'/га 2500 м3/га 2000 м3/га 2500 м3/га 2500 м3/га 3000 м3/га 2500 м'/га 3000 м3/га
Урожайность, т/га 18.10 23.51 21.61 23.32 3.03 3,68 2.24 2.48
Накопление обменной энергии. ГДж/га 112,2 145,8 134,0 143,8 26,0 25,0 15,2 16,9
Общие энергозатраты, ГДж/га 9,7 11,5 30.5 36,4 6,9 8,0 31,5 37,2
Энергетические затраты на 1 т. ГДж/га 0,54 0,49 1,41 1,56 2,28 2,17 14,1 15,0
Обменная энергия на 1 м3 оросительной воды. МДж 56,1 58,3 67,0 57,5 8,24 8,33 6,08 5,6
Энергетическая эффективность 11,6 12,7 4,4 4,0 3,8 3,1 -0,48 -0,45
Условный чистый доход, тыс. руб./га 1,24 1,84 0,70 0,78 0.59 0,74 -0,73 -0,83
Уровень рентабельности. % 40,0 48,4 15,6 16,2 49,2 52,1 -35,6 -36,2
Экономическая оценка подтвердила высокую эффективность возделывания кукурузы на силос, кукурузы на зерно и многолетних трав. Применение ресурсо-, водосберегающего режима орошения снизило экономические затраты на 7,6-14,1 % и повысило рентабельность производства сельскохозяйственной продукции на орошаемых землях на 9,7-28,6 %,
При возделывании яровой и озимой пшеницы применение ресурсосберегающего режима орошения по сравнению с интенснвным режимом орошения привело к сокращению затрат на подачу оросительной воды, способствовало повышению качества зерна, стоимости продукции и уровня рентабельности производства зерна на 2735 %.
На землях лиманного орошения полупустынной зоны возделывание кормовых культур с различными оросительными нормами в зависимости от сроков затопления лиманов обеспечивает неодинаковую энергетическую эффективность.
При возделывании пропашных культур (кукурузы) рациональные оросительные нормы во влажный год 2000 м /га и в годы с небольшим количеством осадков - 2500 м3/га при весеннем сроке затопления обеспечивают энергетическую эффективность до 11,6-12,7 ед. с накоплением 56-58 МДж обменной энергии на каждый затраченный кубометр воды. Уровень рентабельности повышается до 4048 % по сравнению С 15-16 % в условиях осеннего затопления.
При осеннем затоплении происходило увелтение энергозатрат в 3 раза за счет повышения доли энергоресурсов по перекачке воды из рекн Волги.
Многолетние травы требовали меньших затрат энергии на технологию возделывания в отличие от пропашных культур. Возрастание энергозатрат происходило при осеннем сроке затопления, когда отмечались отрицательные показатели агроэнергетической и экономической эффективности.
Наиболее рациональный режим лиманного орошения оросительными нормами 2500 и 3000 м /га в зависимости от гидротермических условий года при весеннем затоплении лиманов, где энергозатраты не превышают 6,9-8,0 ГДж/га, а энергетическая эффективность достигает 3,1-3,8 ед. с уровнем рентабельности 49-52%.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. В сложившихся социально-экономических условиях Саратовской области создание устойчивого и высокопродуктивного сельскохозяйственного производства без возрождения орошения практически невозможно. Разнообразие и территориальная изменчивость рельефа, почв, атмосферных осадков и тепловых ресурсов области требуют применения дифференцированных приемов и методов использования орошаемых земель, и в том числе научно обоснованных норм и режимов орошения сельскохозяйственных культур с учетом как климатических особенностей, так и требований растений.
2. На основе оценки природных ресурсов, определяющих целесообразность развития и эффективность орошения, выполнено районирование территории области по коэффициенту природного увлажнения Ку, представляющему собой отношение фактических ре-
сурсов влаги за теплый период года к потенциально возможному испарению (испаряемости) за тот же период. Для выделенных агроклиматических зон установлены среднемноголетние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления, оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур и произведена оценка их изменчивости в пространстве и времени,
3, Установлены расчетные значения суммарного водопотребления (эвапотранспирации) основных зерновых и кормовых культур в различных природно-климатических условиях Саратовской области с использованием биоклиматического метода, скорректированного микроклиматическим и биологическим коэффициентами, где эта величина для озимой пшеницы изменяется с годами от 2700 до 4000 м3/га в степной зоне и от 2400 до 3600 м3/га в лесостепной зоне, то есть в 1,4-1,5 раза, а территориально всего на 15 %. В то же время суммарное водопотребленне кукурузы на силос изменяется по годам в полупустынной зоне от 3700 до 5700 мэ/га, в степной - от 3300 до 5100 м3/га, в лесостепной - от 3100 до 4600 м3/га, а территориально на 20-25%. Для многолетних трав изменение по годам составляет в полупустынной зоне от 5500 до 9000 м3/га, в степной - от 4500 до 7800 м3/га, а в лесостепной - от 4000 до 6700 м3/га, т.е. в 1,65-1,7 раза, а территориально на 30-35 %.
4, Обоснованные методически и подтвержденные экспериментальными данными оросительные нормы зерновых и кормовых культур, дифференцированные территориально и во времени, составят основу для оптимизации водопользования, обеспечат значительное водосбережение, улучшение экологической обстановки и получение стабильных урожаев на орошаемых землях. Рассчитанные оросительные нормы изменяются как во времени, так и в пространстве: в полупустынной зоне для люцерны от 2700 м3/га во влажный год до 7300 м3/га в сухой год, для кукурузы на силос от 1400 до 4200 м3/га и озимой пшеницы от 800 до 3000 м3/га. В степной зоне такое изменение составляет от 1100 до 5900 м3/га дня люцерны, от 650 до 3500 м3/га для кукурузы на силос и от 400 до 2500 м3/га для озимой пшеницы. В лесостепной зоне для люцерны - от 300 до 4000 м3/га, для кукурузы на силос — от 200 до 2900 м3/га и для озимой пшеницы - от 100 до 2200 м3/га.
5, Установленные нами дифференцированные территориально и во времени оросительные нормы озимой пшеницы, кукурузы на силос и многолетних трав на 20-30 % меньше рекомендованных ранее для проектирования и эксплуатации оросительных систем в Сара-
товской области, и их результаты могут быть использованы для водохозяйственных расчетов, технико-экономического и экологического обоснования параметров оросительных систем, а также научного обоснования планирования и реализации планового водопользования с целью оздоровления земель и повышения эффективности орошения в области.
6. Рекомендованный зональный системой орошаемого земледелия для оптимального удовлетворения биологических потребностей во влаге и получения максимальных урожаев зерновых и кормовых культур интенсивный режим орошения с повышенной предполивной влажностью почвы 70-80-70 % НВ в период вегетации с поливными нормами 600 м3/га и глубиной увлажнения слоя почвы 0,6-0,8 м способствовал, с одной стороны, формированию высокой продуктивности орошаемого гектара, а с другой - потерям оросительной воды, ее стоку и инфильтрации, поднятию уровня фунтовых вод выше критической глубины и ухудшению эколого-мелиоративной обстановки.
7. При возделывании сельскохозяйственных культур в зернотра-вянопропашном севообороте в условиях сухостепной зоны наиболее эффективно применение интенсивного режима орошения с предполивной влажностью почвы 70-80-70 % НВ и с поливами эрозионно безопасной нормой 400 м3/га, что ведет к частому увлажнению верхних (0,4-0,6 м) слоев почвы, снижению ирригационной эрозии, улучшению микроклимата, сокращению расхода оросительной воды в среднем по севообороту на 500 м3/га, или на 20 %, и повышению урожайности яровой и озимой пшеницы на 0,26 и 0,23 т/га (10,2 и 6,0 %), кукурузы на зерно и на силос на 0,26 и 5,5 т/га (3,4 и 7,6 %), зеленой массы многолетних трав на 3,7-4,1 т/га (6,0-7,4 %) и горохо-овсяной смеси на 2,3 т/га (7,0 %) и сои на зерно на 0,16 т/га (9,0%). При этом в среднем на 18 % снизились коэффициенты водопотребления орошаемых культур и на 25 % расход оросительной воды на создание единицы урожая.
8. В полупустынной зоне на посевах зерновых культур в целях ресурсосбережения наиболее эффективным является применение умеренного режима орошения с предполивной влажностью почвы в течение их вегетации 70-70-60 (65) % НВ и поливами эрозионно безопасной нормой 400 м3/га в основные фазы развития растений. По сравнению с интенсивным режимом (75-80-70 % НВ) оросительная норма сокращалась у яровой и озимой пшеницы на 530-670 м5/га (или на 31-34 %), сои и кукурузы на зерно — 1000 и 1070 м3/га (или на 31 и 29 %), а урожайность соответственно культурам повышалась
на 4,9 %; 5,2; 10,4; 11,7 %. При этом резко уменьшалась вероятность формирования инфильтрационного потока за пределы слоя активного влагообмена, на 8-17 % снизились коэффициенты водопотребле-ния и на 20-30 % затраты оросительной воды на создание 1 т зерна, а также происходило улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель. На посевах кормовых культур — многолетних трав и смешанных посевов кукурузы и сорго - наибольшее ресурсо-, водо-сбережение достигалось при интенсивном режиме орошения с эро-зионно безопасными нормами полива 400 м3/га, когда в отличие от условий норм полива 600 м3/га предупреждалась ирригационная эрозия, проводились частые поливы с увлажнением верхних (0,4-0,5 м) слоев почвы, улучшался микроклимат и повышалась урожайность зеленой массы на 3,5-5,3 т/га (или 7,9-12,0 %), а коэффициент водо-потреблення снижался на 9-13 %.
9. В условиях применения ресурсосберегающего режима орошения или эрозионно безопасных норм поливов 400 м3/га обеспечивается равномерное увлажнение почвы, предупреждается сток поливной воды в мнкропонижения, уменьшается ежегодная инфильтрация с 305 до 111 м7га, снижается подъем уровня грунтовых вод, отложение легкорастворимых солей в метровом слое почвы и вероятность вторичного засоления и заболачивания орошаемых земель. Предупреждается распад структурных агрегатов и снижается (на 9-10 %) образование илистых частиц, что обеспечивает более рыхлое сложение пахотного слоя (на 0,02-0,03 т/м3) и увеличение (на 5-11 %) водопроницаемости почвы. При оптимизации водного и воздушного режимов почвы на посевах сельскохозяйственных культур уменьшается вероятность вымывания нитратного азота в глубокие горизонты и повышается (на 20-27 %) содержание его в пахотном слое почвы.
10. Применение рациональных режимов орошения в зависимости от назначения посевов сельскохозяйственных культур способствовало снижению оросительной нормы по зернотравянопропашному севообороту в сухостепной зоне с 2525 до 2021 м3/га (на 20 %), в полупустынной зоне с 3015 до 2485 м3/га (на 17,6 %) при снижении затрат оросительной воды на создание 1 т к.ед. в сухостепной зоне с 383 до 265 м3 и в полупустынной зоне с 593 до 470 м3 и улучшении эколого-мелиоративного состояния орошаемых земель.
И. Использование ресурсо-, водосберегающего режима орошения сельскохозяйственных культур в зернотравянопропашном севообороте обеспечивало в сухостепной зоне создание 6,80 т зерноеди-ниц или 7,62 т кормовых единиц с 1 га с наибольшей экономической
(уровень рентабельности 199 %) и агроэнергетической (2,4) эффективностью; в полупустынной зоне — создание 5,97 т к.ед./га с уровнем рентабельности 119,5 % и наибольшей агроэнергетической эффективностью (3,9) при повышении качества зерна и кормов и экологически безопасном содержании нитратов.
12. В целях рационального использования систем лиманного орошения, улучшения их э коло го- мел иорат ивно го состояния и производства кормов высокого качества следует перейти от осеннего затопления водой водохранилищ или р. Волги на ранневесеннее затопление паводковыми водами рек, что снизило суммарные затраты энергетических ресурсов на подачу воды в 7,6 раза - с 0,368 до 0,048 руб. на 1 м3 оросительной воды, и применять ресурсосберегающий режим затопления — 3000 м3/га многолетних злаковых трав в годы с предшествующей засушливой осенью и с влажным осенне-зимним периодом - 2500 м3/га, а силосных культур (кукуруза) соответственно 2500 и 2000 м3/га, обеспечивающий наиболее эффективное использование оросительной воды и получение урожайности с наименьшими затратами оросительной воды на создание единицы кормовой продукции. Это способствует улучшению режима влажности почвы, предотвращению поднятия уровня грунтовых вод, опреснению метрового слоя почвы и снижению содержания солей на 10,8 % по сравнению с осенней влагозарядкой с образованием глу-бокозасоленных почв.
13. Использование ресурсо-, водосберегающих режимов затопления на реконструируемых системах лиманного орошения обеспечивало получение урожайности сена многолетних трав до 3,7 т/га и кукурузы на силос 23,5 т/га с наименьшими затратами оросительной воды на 1 т продукции (815 и 106 м3), наибольшей экономической (уровень рентабельности 52,1 и 48,4 %) и агроэнергетической эффективностью (3,1 и 12,7) и способствовало сохранению и улучшению эколого-мелиоративного состояния земель лиманного орошения.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для рационального водопользования в орошаемом земледелии Саратовской области необходимо использовать научно обоснованные, дифференцированные территориально и во времени на основе природного увлажнения среднемноголетнне и прогнозные значения суммарного водопотребления и оросительные нормы как на
стадии проектирования и реконструкции, так и при эксплуатации оросительных систем, а также для разработки мелиоративных и агротехнических мероприятий по ресурсо-, водосбережению и экологической безопасности орошения.
2. На орошаемых землях сухостепной и полупустынной зон Саратовского Заволжья в целях ресурсо-, водосбережения, рационального использования оросительной воды, предупреждения ее потерь на инфильтрацию и вторичного засоления и заболачивания мелиоративных агроландшафтов, улучшения плодородия и агрофизических свойств почвы, а также эффективного хозяйствования целесообразно применять при возделывании сельскохозяйственных культур в составе зернотравянопропашного севооборота:
- для зерновых и зернобобовых культур (яровая и озимая пшеница, соя, кукуруза) в засушливые годы — интенсивный режим орошения с предполивной влажностью слоя почвы 0,4-Ю,5 м 70-8070 % НВ в период вегетации с эрозионно безопасной нормой полива 400 м3/га и во влажные годы — умеренный режим орошения с предполивной влажностью слоя почвы 0,4-0,3 м 70-70-60 % НВ и нормой полива 400 м3/га;
— для кормовых культур (многолетние и однолетние травы, кукурузы, сорго на силос) интенсивный режим орошения с предполивной влажностью слоя почвы 0,4-0,5 м 70-80-70 % НВ и эрозионно безопасной нормой полива 400 м3/га.
3. Для эффективного использования лиманных земель с поддержанием на высоком уровне плодородия почвы и эколого-мелио-ратнвного состояния систем лиманного орошения необходимо проведение их реконструкции с целью уменьшения и равномерного затопления гоющадн ярусов до 50-80 га с переводом нх на весенний срок затопления, что обеспечит снижение оросительной нормы на 22-25 %, значительную экономию энергетических и водных ресурсов, получение высоких урожаев с наименьшими экономическими, энергетическими и водными затратами на производство единицы кормовой продукции и улучшение эколого-мелиоративного состояния лиманных агроландшафтов.
4. В целях получения экономически обоснованных урожаев многолетних злаковых трав на сено хорошего качества в составе травя-нопропашного севооборота на уровне 3,7 т/га, наиболее эффективного использования оросительной воды на создание кормовой продукции, сохранения и улучшения эколого-мелиоративного состояния почв систем лиманного орошения следует проводить ранневесеннее
затопление агроэнергетически обоснованными оросительными нормами - 2500 м'/га в умеренные и 3000 м3/га в засушливые годы. При выращивании высокоурожайных силосных культур (кукурузы) необходимо осуществлять весеннее затопление паводковыми водами нормой 2000 м3/га в годы с предшествующим влажным осенне-зимним периодом и 2500 м3/га - в годы с предшествующим острозасушливым летом и малым количеством осадков в весенне-зимнее время.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:
Монографии и рекомендации
1. Туктаров Б.И., Нагорный В.А, Гордиенко В.В. Природно-мелиора-тивные условия и эффективность лиманного орошения в Заволжье И Лиманное орошение в Заволжье. Саратов: Изд-во СГАУ, 1998. С. 5-34.
2. Деоркин Б.З., Голубее А.В„ Аифиногеноеа A.A. Нагорный В.А. и др. Концепция развития агропромышленного комплекса Саратовской области до 2005 года. Саратов; Изд-во СГАУ, 2000. 131 с.
3. Решетос Г.Г., Нагорный В.А, Гордиенко В.В. Основные положения по промывкам засоленных земель Саратовской области. Саратов: Изд-во СГСЭУ, 2001.46 с,
4. Нагорный В.А. Основы водосбережения при орошении в Саратовской области. Саратов; Изд-во СГАУ, 2001. 153 с.
5. Туктаров Б.И., Нагорный В.А. Pecjpco-, водосбережение на орошаемых землях Саратовской области. Саратов, Изд-во СГАУ, 2004.315с.
Статьи в центральных журналах
6. Нагорный В.А. Орошаемое земледелие в Саратовском Заволжье сегодня //Мелиорация и водное хозяйство. 1997, № 6, С. 5-8.
7. Калганов A.B., Нагорный В.А. Требования к возделыванию яровой пшеницы на орошаемых землях Приволжской возвышенности Саратовской области // Агрохимия. 1999. № 8. С. 14-15,
8. Нагорный В.А. Возрождение орошения в Саратовской области - путь к созданию высокопродуктивного производства //Мелиорация и водное хозяйство. 1999. Ка 4. С. 36-37.
9. Данияъченко Н.В., Нагорный В.А. Оценка природной тепло-, влаго-обеспеченности Правобережной части Саратовской области и ее влияние на параметры оросительной мелиорации //Мелиорация и водное хозяйство. 1999. №4. С. 25-29.
10. Лисконое А.Т., Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Новые рыоозащнт-ные устройства на мелиоративных водозаборах // Мелиорация и водное хозяйство. 1999. № 2, С. 55-56.
11. Нагорный В.А. Успехи мелиораторов измеряются урожайностью // Мелиорация и водное хозяйство. 2000. Na 4. С. 4-8.
12. Викснэ A.A., Нагорный В.А. Мелиорация земель - стабилизирующее звено АПК в Саратовской области //Мелиорация и водное хозяйство. 2000. № 4. С. 2-4,
13. Лбдразакое Ф.К., Есин А.Н., Туктарое Б.И., Нагорный В.А. Проблемы использования орошаемых земель в Саратовской области //Вестник Саратовского ГАУ. 2001. № I. С. 39-43.
14. Нагорный В.А. Вода - это товар, и за нее надо платить //Сельское строительство. 2001. №6, С, 16-17.
15. Нагорный В,А., Кошкин Н.М., Гордиенко В.В., Фомин Г.И, «Фрегат» с реверсивным ходом и возможности его практического использования // Мелиорация и водное хозяйство. 2002. № 4, С. 23-25.
16. Нагорный В.А., Туктарое Б.Н., Тарбаее В.А., Л искомое A.A. Фито-мелиорация земель лиманного орошения Саратовского Заволжья // Плодородие, 2003. № 4(13), С. 23-24.
17. Туктароо Б.И., Нагорный В.А., Поджарее С.А., Тарасенко П.В, Энергосберегающие технологии использования современных систем лиманного орошения в Саратовской области // Вестник Саратовского ГАУ, 2003. X« 4. С. 69-71.
18. Нагорный В.А., Туктарое Б.П., Подмарев С.А.. Тарасенко П.В. Резервы ресурсо-, водосбережения на системах лиманного орошения в Саратовском Заволжье // Мелиорация и водное хозяйство, 2003. Ка 6. С. 8-10.
19. Туктарое Б.И,, Нагорный В.А., Великое H.H. Эффективность ресурсосберегающих технологий орошения сельскохозяйственных культур // Вестник Саратовского ГАУ, 2004, № 2.
20. Нагорный В.А.. Туктарое Б.Н., Беликов П.П. Ресурсо- и водосбере-жение на орошаемых землях // Вестник РАСХН. 2004. № I. С, 56-57.
Статьи в сборниках
21. Нагорный В.А, Обоснование водосберегающих и экологических норм и режимов орошения в Саратовской области // Вопросы мелиорации / ЦНТИ «Мелиоводинформ». 1998. Вып. 1-2.
22. Ляпин A.B., Волков A.B.. Леонов П.В., Нагорный В.А. и др. Программа «Техническое перевооружение и модернизация мелиоративного комплекса Саратовской области» на 1999-2001 гг.Саратов. 1998. 18с,
23. Нагорный В.А. Научное обоснование оросительных норм и режимов орошения зернокормовых культур в Саратовской области: Автореф, дне... канд. с.-х. наук. Саратов, 2000. 23 с,
24. Нагорный В.А. Эксплуатация государственных оросительных систем и гидротехнических сооружений // Техническое совершенствование и эксплуатация оросительных систем в засушливой зоне Российской Федерации: Сб. науч. трудов/ ФГНУ «ВолжНИИГиМ». М., 2000. С. 27-37.
25. Горбунов С.И., Зацепин A.B., Гришин П.И., Нагорный В.А. Итоги работы агропромышленного комплекса Саратовской области в 1999 году и перспективы развития его отраслей в 2000 году-. Саратов, 2000. 56 с,
26. Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Вода — это жизнь, и за нее надо платить// Комсомольская правда, 30.01.2001 г.
27. Кошкин Н.М., Кошкин А Н., Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Рекомендации для применения и эксплуатации комплекса технических средств аварийной защиты ДМ «Фрегат». Саратов: Изд. центр СГСЭУ, 2001. 24с.
28. Кошкин Н.М., Кошкин А.Н., Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Рекомендации для применения и эксплуатации запорных устройств, снижающих величину гидроудара при перекрытии напорного трубопровода, Саратов: Изд. центр СГСЭУ, 2001. 27 с.
29. Нагорный В.А. Энергосберегающий экокомплекс работ по воспроизводству плодородия почв на орошаемых дождеванием землях // Повышение устойчивости производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. работ/ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2001. С. 147-153.
30. Худенко М.Н., Нагорный В.А., Нарушев В.Б., Караваева Г.И., Беляева A.A. и др. Методические указания к лабораторио-практическим занятиям по дисциплине «Кормопроизводство». Саратов: Изд-во СГАУ, 24 с,
31. Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Проблемы и перспективы мелиоративного комплекса Саратовской области // Повышение устойчивости производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. работ. Т. 1 / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». М., 2001. С. 42-47.
32. Тохиян М.К., Гзнькин A.B., Мяпин A.B., Нагорный В.А. и др. Целевая программа «Обеспечение воспроизводства плодородия земель сельскохозяйственного назначения в Саратовской области на 2002-2005 годы». Саратов. 2001. 11с.
33. Кошкин ЯЛ/., Кошкин А.Н., Нагорный В.А., Гордиенко В.В. Рекомендации для применения и эксплуатации запорно-регулируюшнх устройств на закрытой оросительной сети. Саратов: Изд. центр СГСЭУ, 2002. 33 с.
34. Нагорный В.А. Использование орошаемых земель и состояние мелиоративного комплекса Саратовской области // Проблемы землеустройства и мелиорации земель в Саратовской области: Сб. науч. трудов / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов, 2002. С. 138-151.
35. Нагорный В.А., Гордиенка В, В., Кошкин Н.М. Дождевальная машина «Фрегат» для возделывания различных сельскохозяйственных культур под одной машиной // Актуальные проблемы мелиорации земель Поволжья: Сб. науч. трудов/ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2002. С. 119-126.
36. Нагорный В.А., Кошкин Н.М., Кошкин А.Н. Многофункциональная машина на базе ДМ «Фрегат», обеспечивающая работу при сниженных напорах //Актуальные проблемы мелиорации земель Поволжья: Сб, науч. трудов / ФГНУ« ВолжНИ ИГи M », Саратов, 2002. С. 67-73.
37. Нагорный В.А. О нау чном обеспечении мелиоративного комплекса Саратовской области //Актуальные проблемы мелиорации земель Поволжья: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2002. С. 3-9.
38. Нагорный В.А. О состоянии мелиоративного комплекса Саратовской области и принимаемых мерах по рациональному использованию водных ресурсов // Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб, науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2003. С. 3-9.
39. Нагорный В.А., Рыжко Н.Ф., Угнаеый В.А., Шушпанов ¡I.A. Ре-версная дождевальная машина «Фрегат» как источник экономного расходования воды Ü Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2003. С. 43^5.
40. Нагорный В.А,, Туктаров RH., Рамазанов Д.Ш. Рациональный режим орошення сельскохозяйственных культур в сухостепной зоне Саратовского Заволжья //Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2003. С. 102-107.
41. Нагорный В.А., Туктаров Б. И., Рамазанов Д.Ш. Во до потребление сельскохозяйственных культур в сухостепной зоне Саратовского Заволжья // Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2003. С. 108-116.
42. Нагорный В.А., Фомин Г.И., Мельников В.П. Аккумулирующие гидротехнические сооружения как основа экономного использования водных ресурсов // Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ», Саратов. 2003. С. 10-15.
43. Нагорный В.А,, Туктаров Б.Н., Подмарев С.А., Тарасенко П.В. Ресурсосберегающие технологии затопления кормовых культур в условиях лиманного орошения полупустынной зоны Саратовского Заволжья // Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб. науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ». Саратов, 2003. С. 117-126,
44. Нагорный В.А.. Морковин В.Т.. Иванов ВВ. Возможные варианты и схемы установки использования реверсивной ДМ «Фрегат» // Водосберегающие технологии как основа эффективного использования орошаемых земель: Сб, науч. трудов / ФГНУ «ВолжНИИГиМ», Саратов. 2003. С. 46-52.
45. Туктаров Б.И., Нагорный В.А., Лисконов А.Т., Тарбаев В.А. Роль многолетних трав в фитомелиорации земель лиманного орошения Саратовского Заволжья //Повышение устойчивости биоресурсов па адаптивно-ландшафтной основе: Материалы Межд. науч.-практ. конф. Оренбург, 2003. С. 59-66.
46. Нагорный В.А. Система мелиорации почв и мероприятий по защите почв от эрозии // Агробиологические основы выращивания сельскохозяПст-
венных культур: Сб. науч. работ / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Саратов,
2003. С. 61-71.
47. Туктаров Б.И, Нагорный В.А., ЯнюкВ.М., Под.иарев CA., Тарасенко П.В. Зависимость эколого-мелиоратквнога состояния крупных систем лиманного орошения от их территориального расположения // Агроэкологичеосие проблемы с.-х. производства: Материалы Всерос. науч.-практ. конф, Пенза, 2003. С, 70-72.
48. Туктаров Б.И., Нагорный В.А., Подмарев С.А., Тарасенко П.В. Повышение эффективности использования лиманного орошения в полупустынной зоне Поволжья // Устойчивое землепользование в экстремальных условиях. Материалы Межд. науч.-практ. конф. Улан-Улэ, 2003.
49. Туктаров Б.И., Нагорный В.А., Аистов В.Н. Плодородие орошаемых почв и использование технологии возделывания многолетних трав // Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства: Материалы Межд. науч.-практ. конф. Пенза, 2004, С. 55-56.
50. Нагорный В.А., Туктаров Б.И. Водосберегающие технологии на орошаемые поля //Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства: Материалы Межд. науч.-практ. конф. Пенза,
2004. С. 206-207.
51. Нагорный В.А., Туктаров Б. И„ Туктаров В.Б, Проблемы увеличения производства кормов в полупустынной зоне Заволжья //Региональные проблемы устойчивого развития сельской местности: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Пенза, 2004,
Подписано в печать 26.04.04. Формат 60*84 I Л<> Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печ. л. 2,0. Тираж 100. Заказ 433/360,
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И, Вавшова» 4)0600, Саратов, Театральная пл., 1.
-
Нагорный, Владимир Афанасьевич
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Пенза, 2004
-
ВАК 06.01.02
- Агроэкологический мониторинг и приемы повышения плодородия орошаемых земель сухостепной зоны Саратовского Заволжья
- Мелиоративные приемы ресурсосберегающей технологии возделывания многолетних трав в условиях орошения сухостепной зоны Саратовского Заволжья
- Приемы улучшения эколого-мелиоративного состояния почв и повышения производства кормов на крупных системах лиманного орошения в Саратовском Заволжье
- Ресурсосберегающий режим орошения сельскохозяйственных культур в полупустынной зоне Саратовского Заволжья
- Ресурсосберегающий режим орошения и продуктивность сельскохозяйственных культур в сухостепной зоне Саратовского Заволжья
