Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование технологии полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Республики Таджикистан

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Республики Таджикистан"

На правах рукописи

Сатторов Шахриёр Джаборович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ДЕХКАНСКИХ ХОЗЯЙСТВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

Специальность: 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и охрана земель

2 4 ОКТ 2013

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

005535494

Работа выполнена в Таджикском аграрном университете им. Ш. Шотемура

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор сельскохозяйственных наук, Рахматиллоев Рахмонкул

доктор технических наук, Храбров Михаил Юрьевич.

Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова Россельхозакаде-мии, зав. лаб. технологии орошения

кандидат технических наук, Данильченко Анатолий Николаевич. Московский государственный университет природообуст-ройства, доцент кафедры мелиорации и рекультивации земель

Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга»

Защита диссертации состоится «14» ноября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01. во Всероссийском научно - исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ВНИИГиМ) по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, 44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГиМ им. А.Н.Костякова.

Автореферат разослан «14» октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

С.Д. Исаева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В связи с проводимыми реформами в аграрном секторе Республики Таджикистан на смену коллективным формам землепользования пришли независимые фермерские хозяйства. Площадь хозяйств в хлопкосеющей зоне в основном составляет от 0,5 до 10 га. Планирование водопользования в настоящее время ведется с использованием рекомендаций, которые рассчитаны на обеспечение получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур. Однако технология полива, применяемая в дехканских хозяйствах расположенных в предгорной зоне, не позволяет эффективно использовать воду из-за отсутствия технических средств водораспределения на землях с повышенными уклонами. Возникают проблемы распределения воды между хозяйствами при её дефиците в наиболее напряжённые периоды оросительного сезона. Старая сельскохозяйственная техника не приспособлена к работе на небольших площадях дехканских хозяйств, а для приобретения малогабаритных машин у дехкан нет средств. Недостаток минеральных и органических удобрений не позволяет получить предусмотренную при планировании водопользования урожайность и, соответственно, достичь необходимую экономическую эффективность использования воды.

Анализ практики проведения аграрных реформ в государствах СНГ и других странах показывает, что эти проблемы в значительной степени можно решить за счет планирования, организации водопользования и применения более совершенной технологии полива даже в хозяйствах, площадь которых не превышает 3,0 га.

Цель исследований - разработка технологии полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Республики Таджикистан, позволяющей значительно повысить эффективность использования водных ресурсов.

Для достижения основной цели были решены следующие задачи:

1.Проведен анализ существующих методов планирования использования водных ресурсов в дехканских хозяйствах Гиссарской долины.

2.Составлена методика планирования водопользования с учётом особенностей орошения в дехканских хозяйствах.

3.Разработано новое техническое устройство для водораспределения при орошении сельскохозяйственных культур на небольших участках, позволяющее повысить эффективность использования водных ресурсов.

4.Проведена апробация технологии водораспределения при орошении в условиях дехканского хозяйства.

5.0существлена оценка экономической эффективности технологии полива при внедрении в производство.

Научная новизна исследований. Разработана технология водораспределения при поливе сельскохозяйственных культур, включающая планирование, организацию водопользования и новые технические средства в цепочке «внутрихозяйственный ороситель - временный ороситель - выводная борозда - поливная борозда». Разработанное техническое средство водораспределения (трубчатый водомер-водовыпуск) позволяет регулировать величину поливных

струй с учетом изменения водно-физических характеристик поливных борозд в течение оросительного периода. Предложена методика расчета параметров трубчатого водомера-водовыпуска. Для условий дехканских хозяйств Таджикистана впервые разработана научно обоснованная методика планирования водопользования, учитывающая особенности технологии полива в дехканских хозяйствах. Выполнена адаптация программы «СЛОРЭДАТ — 8.0» для расчёта во-допотребления сельскохозяйственных культур с учётом климатических условий и фаз развития культур с разработкой декадных гидромодулей для планирования водопользования, исходя из обеспеченности сельскохозяйственных культур осадками.

Практическая ценность работы. Планирование водопользования на основе разработанной модели, учитывающей обеспеченность осадками в период вегетации, позволяет сокращать оросительные нормы на 10-30% и производить подачу воды на поле в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур. Применение предложенной технологии водораспределения позволяет повысить КПД техники полива в дехканских хозяйствах до 0,7 — 0,8. Технология обеспечивает снижение эрозии почв и риск подъёма уровня грунтовых вод.

Достоверность результатов. Достоверность полученных экспериментальных данных подтверждена проведением опытов по методике по Б.А. Дос-пехова, статистической обработкой полученных результатов методом дисперсионного анализа, использованием фундаментальных положений мелиоративной науки. Проверка разработанных элементов технологии полива проведена в опытно - производственных условиях и при внедрении результатов исследований в дехканских хозяйствах.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Технология полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Таджикистана с учетом особенностей формирования на орошаемых полях борозд различного типа.

2.Методика планирования водопользования в дехканских хозяйствах, включающая расчёт водопотребления сельскохозяйственных культур с учётом климатических условий, фаз развития культур и обеспеченности осадками.

3.Методика расчета параметров трубчатого водомера-водовыпуска.

Личный вклад соискателя заключается в определении параметров технологии полива по бороздам, изучении удельного впитывания поливных струй в бороздах с различной шероховатостью, определении закономерностей продвижения и продолжительности добегания поливных струй до конца борозд, имеющих разный уклон, в разработке методики планирования водопользования и методики расчета параметров трубчатого водомера-водовыпуска, в уточнении режимов орошения в зависимости от ожидаемой обеспеченности осадками с использованием компьютерной программы «С1ЮР\\^АТ - 8.0», а также в проведении полевых исследований и их внедрении.

Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты исследований использованы при планировании водопользования во вновь созданных ассоциациях водопользователей Республики Таджикистан на площади около

2000 га в 2006-2007 гг. Материалы по совершенствованию технологии планирования водопользования и составления плана водопользования, в зависимости от ожидаемой обеспеченности вегетационного периода осадками с использованием компьютерной программы «СЯОРЧУАТ - 8.0» используются в учебном процессе по курсу «Эксплуатации гидромелиоративных систем» в ТАУ им. Ш. Шо-темура с 2010 года.

Технология полива с применением трубчатых водовыпусков-водомеров внедрена в Джиликульском и Шахринавском районах при орошении хлопчатника на площади 3 га, а усовершенствованная технология планирования водопользования и орошения проходила опытную проверку в дехканском хозяйстве им. А. Шарипова, в районе Рудаки, на площади 1 га (2010 - 2011 гг.).

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на международной научно-практической конференции «Региональная рабочая встреча по обмену опытом по вопросам использования почво- и водосберегающих технологий в бассейне реки Амударьи» (Душанбе, 2010); на научно-практической конференция ТАУ им. Ш. Шотемура (Душанбе, 2005- 2013гг), на международной научно-практической конференция «Знание техники и профессии» ТАУ (Душанбе, 2010). Кроме того, постановка и проведение полевых опытов ежегодно принимались комиссией гидромелиоративного факультета Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура. Результаты исследований ежегодно докладывались на ученом совете гидромелиоративного факультета ТАУ им. Ш. Шотемура.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 204 страницах, содержит 58 таблиц, 30 рисунков, приложение - на 13 страницах. Список использованной литературы включает 224 источника, в том числе 7 - зарубежных авторов.

Содержание работы

В первой главе диссертации даны результаты анализа состояния водохозяйственного комплекса Гиссарской долины. Дана характеристика географического положения, климата, геоморфологических и почвенно-мелиоративных условий региона. Оценены водные и земельные ресурсы, особенности их использования. В главе рассмотрены технико-эксплуатационные показатели гидромелиоративных систем, применяемые техника и технология полива.

Гиссарская долина по характеру рельефа делится на три области: горную, предгорную и равнинную. Основные климатические показатели Гиссарской долины приведены в (табл. 1.).

Природный потенциал орошаемых земель Гиссарской долины, имеет высокий балл бонитета почв (около 83%) и позволяет, при достаточном обеспечении посевов сельскохозяйственных культур влагой, получать урожаи, превышающие собираемые в настоящее время в 1,5-3,0 раза.

Таблица 1. Основные климатические показатели Гиссарской производственно-

хозяйственной области

Климатические показатели Значения показателя

Суточная амплитуда температуры воздуха за август - сентябрь,"С 19-20

Температура воздуха,0С среднегодовая за период апрель - сентябрь 14,1 - 15,1 21,8-22,8

Сумма эффективных температур (выше 10 ° С), ° С 2192-2510

Относительная влажность воздуха, % ; среднегодовая за период апрель - сентябрь 46-53 39-50

Сумма часов солнечного сияния 2600-2800

Сумма прямой солнечной радиации, МДж/м2 3896,6 - 4148,1 (93 - 99 ккал/см2)

Сумма рассеянной солнечной радиации, МДж/м2 2199,8 - 2346,4 (52,5 - 56,0 ккал/см7)

Осадки,мм сумма за год сумма за апрель - сентябрь 475 - 705 144 - 248

Испаряемость,мм сумма за год сумма за апрель - сентябрь 1252- 1597 1016-1232

Отношение годовой испаряемости к сумме осадков сумма за год сумма за апрель - сентябрь 2,6 - 2,3 7,1-5,0

В Гиссарской долине на 83% сельскохозяйственных земель развиты сероземные почвы, при этом площади полей с уклонами местности от 0,008 до 0,05 составляют 53,7%. Специфика условий подтверждает актуальность проводимых исследований по планированию водопользования и совершенствованию технологии орошения сельскохозяйственных культур.

Вторая глава содержит анализ научно-технической литературы в области планирования водопользования с учётом новых форм хозяйствования, а также анализ тенденции развития технологий полива по бороздам.

Развитие мировой экономики на современном этапе характеризуется стремлением к применению ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий, в том числе и в орошаемом земледелии. Ресурсосбережение в орошении направлено на экономию водных, земельных, материальных, энергетических, трудовых и временных ресурсов (Безднина С.Я., Губер К.В., Губин В.К., Икромов И.И., Исаева С.Д., Кизяев Б.М., Кирейчева JI.B., Нурматов Н.К., Рахматиллоев Р., Храбров М.Ю.).

В Республике Таджикистан полив по бороздам производится на 749,25 тыс. га или 99,1 %, а в Гиссарской долине - на 76,32 тыс. га или 99,3 %. от общей площади орошения.

Теория расчета элементов техники полива при различных способах подачи воды в борозды разработана Костиковым А. Н. В дальнейшим ее совершенствованием занимались ученые Авербух P.M., Аверин Б.А., Алиев И.Г., Арефьев В.А., Беспалов Н.Ф., Бончковский Н.Ф., Валентини JI. А., Гаранина A.C., Давидов Д. Д., Жарова К.А., Журавская Г.Л., Кабаков М.М., Камбаров Б. Ф., Коваленко Э.Г., Кривовяз С.М., Лактаев Н.Т., Сурин В.А., Шейнкин Г.Ю.и др.

Исследования показывают, что различная степень уплотненности и шероховатости дна борозд существенно влияют на скорость продвижения воды по борозде. Например, на землях с уклонами местности 0,025 скорость продвижения воды по уплотненным бороздам в 1,5-2 раза выше, чем скорость течения воды по рыхлым бороздам.

В настоящее время в Республике Таджикистан применяют ручное распределение воды между поливными бороздами, при котором наблюдается неравномерность распределения воды между бороздами и разное время добегания поливных струй до конца борозд. Это приводит к значительным потерям воды на поверхностный сброс, инфильтрацию и испарение с поверхности воды. Потери воды на поле во время полива достигают 50-70% от подаваемой поливной нормы. Устранение таких недостатков возможно лишь путём механизации и автоматизации бороздкового полива (МАБП). Анализ литературных источников показывает, что в настоящее время в развитых странах и разработаны эффективные средства МАБП. Так, например, в Российской Федерации при совершенствовании технологии поверхностного полива большое внимание уделяется обеспечению экологической безопасности его проведения, исключению эрозии почвы, экономии оросительной воды за счёт механизации и автоматизации полива.

Размеры большинства дехканских хозяйств не позволяют внедрять высокопроизводительную технику, предназначенную для орошения больших площадей. Поэтому требуется разработка средств малой механизации, которые должны обладать мобильностью и обеспечивать подачу заданного расхода при невысокой стоимости. К таким устройствам относятся различные конструкции переносных водовыпусков: трубочек, сифонов.

Современная практика планирования водопользования в орошаемом земледелии в Таджикистане сложилась во 1950-1960-е годы и не претерпела существенных изменений. Для повышения эффективности использования воды при планировании водопользования необходимо учитывать реальные или близкие к ним климатические условия, как основные факторы, влияющие на эва-потранспирацию культур, КПД техники полива, технологию выращивания и биоклиматические параметры культур.

В работе проведены расчеты обеспеченности осадками для условий Гис-сарской долины, оценено распределение осадков в годы с разной обеспеченностью и предложены дехканским хозяйствам декадные гидромодули нетто распространенных сельскохозяйственных культур для различного уровня обеспеченности осадками. Для адаптации существующих режимов орошения к условиям лет разной обеспеченности осадками использована программа

«CROPWAT - 8.0», которая разработана на основе метода расчета эвапотранс-пирации культур, предложенные Пенманом-Монтейтом. Дехканские хозяйства и ассоциации водопользователей (АВП) с учетом прогноза обеспеченности осадками из предложенных им вариантов используют декадные гидромодули для составления режима орошения, требуемого для их условий.

В третьей главе изложены методика и результаты полевых и лабораторных исследований.

Полевые опыты посвящены изучению водно-физических свойств почв, исследованию закономерностей добегания поливных струй по сухой борозде, когда междурядья не обрабатываются, при выращивании пшеницы, хлопчатника, овощных культур. Полевые опыты проводились в течение 3 лет (2006-2008гг), на полях дехканских хозяйств ассоциации водопользователей «Мироб» (АВП Мироб) Шахринавского района. Материалы исследований обрабатывались с применением методов математической статистики и компьютерной программы (Excel).

Назначение элементов техники полива проводилось с использованием зависимости длины добегания струи (L) от времени (t): L = f (t). Характер изменения впитывания воды в борозде по длине и во времени и удельное впитывание по всей длине смачивания, на которой происходит полное впитывание подаваемого в голове борозды расхода, рассчитывается по формуле:

Чу = у—> (1)

где qy -удельное впитывание по всей длине смачивания, л/с; q-неразмывающий расход струи, подаваемый в голове борозды, л/с; Ьпр-длина смачивания борозды, на которой происходит полное впитывание в почву поливной струи , м.

Использование зависимости L= f (t) даст возможность найти взаимосвязь предельных параметров добегания: (предельной длины борозды (Lnp ), времени прекращения продвижения воды по борозде (tnp), удельного впитывания (qy). Это в свою очередь позволит назначать элементы техники полива по уже известным значениям величины удельного впитывания. Удельное впитывание при заданной длине борозды можно также определить по формуле:

где дн,,<]с — соответственно максимальный неразмывающий и сбросной расход поливной струи, л/с; ¡6 - длина опытной борозды, м.

Как показывает практика, удельное впитывание стабилизируется в течение 1-2часов после добегания поливной струи до конца борозды. В опытах рассмотрено впитывание воды в почву в зависимости от уклонов и типов борозд при поливах картофеля, пшеницы, кукурузы, хлопчатника. В борозды подавались струи с рекомендуемым не размывающим расходом. Длина борозд составляла 100 м. Замеры поступления воды в борозды и сброса в конце борозд проводились с помощью водосливов «Томсона», установленных в начале и конце борозд, в четырехкратной повторности по каждому из типов борозд. Исследованы различные культуры, типы борозд и число поливов (табл. 2).

Таблица 2. Удельные расходы при впитывании воды в зависимости от уклонов поверхности поля и типа борозд при орошении различных культур

_ _(данные за 2006-2008 гг.)__

№ п/н Возделываемые культуры Уклоны борозд Типы формируемых борозд Поливная струя, л/с Удельные расходы впитывания по поливам, л/с на 100 м В сред-

Номера поливов нем

1 3 5 7 7

Рыхлые 0.30 0.120 0.107 0 114

0,01 Уплотненные 0,30 0,111 0,097 0,104

Рыхлые 0,15 0,095 0,090 0,093

1 Пшеница, 0,03 Уплотненные 0,15 0,092 0,085 0,089

Рыхлые 0,10 0,090 0,080 0,075

0,05 Уплотненные 0,10 0,084 0,077 0,072

0,01 Рыхлые 0,30 0,136 0,128 0,120 0,121 0,126

Уплотненные 0,30 0,132 0,123 0,115 0,110 0,120

2 Овощные (то- 0,03 Рыхлые 0,15 0,110 0,105 0,101 0,094 0,103

маты) Уплотненные 0,15 0,107 0,095 0,092 0,085 0,095

Рыхлые 0,10 0,095 0,083 0,080 0,073 0,083

0,05 Уплотненные 0,10 0,088 0,075 0,065 0,064 0,073

0,01 Рыхлые 0,30 0,143 0,135 0,12 0,092 0,123

Уплотненные 0,30 0,125 0,12 0,1 0,085 0,108

Хлопчатник и кукуруза Рыхлые 0,15 0,125 0,1 0,09 0,070 0,096

3 0,03 Уплотненные 0,15 0,1 0,082 0,065 0,050 0,074

Рыхлые 0,10 0,08 0,062 0,053 0,045 0,060

0,05 Уплотненные 0,10 0,077 0,056 0,047 0,042 0,056

При прочих равных факторах удельное впитывание зависит от уклона местности и числа поливов. Так на рыхлых бороздах при посевах томатов и изменении уклона от 0,01 до 0,05 оно уменьшается в 1,23 - 1,81 раза от первого полива к седьмому, по рыхлым бороздам - в 1,09 - 1,30 раза, а по уплотненным бороздам - 1,36 - 1,54 раза. Зависимость изменения удельного впитывания поливных струй от числа поливов хорошо аппроксимируется линейным уравнением (рис.2).

0,16 0,14

Д 0,12

І" одо 0,08 с 0,06

0,04

пі} и і — О.ОЛрых.Оор прпі — О.ОЗухіл.бор

— ХГинеПнля (Прпі «= 0.01рых.С>ор)

— Линсйнля (при і =■ О ,ОЗупч. бор)

5 4 5

Номери поливов

прії.і = 0„0Л.упгт.«5ор. прпі — 0.05рьссбор

--Линейная (при і =■ О.ОЛ упп.бор.)

---Лишайная (прпі 0,05рьк.бор)

6 7 8

і прпі — О.ОЗрых.бор П|ШІ — О.ОЗупл.Оор

---"Линейная (прч і — О.ОЗр ьгс. бор)

--- Лі меГгнпя (при і — 0.05угт. бор)

Рис. 2. Зависимость изменения впитывания поливных струй при поливах овощных культур от уклона борозд и числа поливов.

Удельное впитывание поливных струй при орошении хлопчатника и кукурузы в зависимости от числа поливов уменьшается в 1,5 — 2,0 раза на уплотненных бороздах ив 1,63 - 1,77 раза на рыхлых бороздах. Уклон поливной борозды также заметно влияет на удельное впитывание. Например, при увеличении уклона от 0,01 до 0,05 удельное впитывание на рыхлых бороздах уменьшается в 1,88 — 2,26 раза, а на уплотненных бороздах в 1,62 — 2,14 раза.

Неразмывающая (первоначальная или максимальная) поливная струя определяется расчетным путем или выбирается из представленной на рис. 3 номограмме, которая была составлена с использованием совмещенной номограммы максимальных и измененных расходов поливной струи, разработанной Шейн-киным Г.Ю., Гордеевым В.Б. (1989 г).

I -СиЛьиОООАОГ>РОНИиЭеМЬ!ОПОЧЩ,'(ЧуД

. ~ более 0.004 л/с.м. Куст более 0.16 м/час)

оодопромиипемостьюсіуд* 0.00-5 • 0,0021 л/с.м. Куст « 0.16 -0.08 м/чэс

о і л _—"'."..., У.. .і. _I_I_^_' —і--£—!—1—1-1—I—----Почвы со сосдней иодоппонииаемостью

О О.ООЬ 0,01 О.ОІБ 0.02 0.025 0.03 0,035 0,04 0.045 I

Уклон полипных борозд

Рис. 3. Номограмма для определения максимально неразмывающей поливной струи.

Для разработки технологии полива в цепочке «внутрихозяйственный ороситель - временный ороситель - выводная борозда - поливная борозда» необходимы средства малой механизации, которые должны обладать мобильностью и обеспечивать подачу заданного расхода при невысокой стоимости. Этим требованиям отвечает разработанный в процессе исследований трубчатый водо-выпуск-водомер, который имеет простую конструкцию, удобен в эксплуатации, изготавливается с использованием серийного оборудования (рис 4).

Рис. 4. Трубчатый водовыпуск - водомер со съёмными штуцерами.

фиг. 1 - в плане, фиг. 2 - в разрезе, фиг. 3 - набор штуцеров разного калибра, в том числе с

заглушкой.

Обозначения: 1 и 2 рейки; 3 - русло канала; 4 - выход водовыпуска-водомера, 5 - корпус во-довыпуска-водомера; б - уровень; 7 - регулировочный винт уровня; 8 - комплект штуцеров; 9 - фланец штуцера; 10 - уровень верхнего бъефа; 11- уровень нижнего бьефа.

Расход водомера-водовыпуска ( Q, л/с) можно определить по формуле: при незатопленном режиме работы

Q = ¡х — ЩЩ; (3)

где Нвх - высота слоя воды над центром входного отверстия корпуса, м; d-диаметр отверстия водомера-водовыпуска, м; А4 - коэффициент расхода; g -ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2, при затопленном режиме работы

Q = /¿~^3(НВХ-НВЫХ), (4)

где Нвых - высота слоя воды над центром выходного отверстия корпуса, м.

После преобразований (3) и (4) мы имеем частную формулу для определения расхода воды трубчатых водовыпусков-водомеров.

Q = 0,62зй\!2д(Нъх - ЯЕЬК); (5)

Для подбора нужного диаметра трубчатого водовыпуска-водомера составлена номограмма с использованием формулы (5). В случае необходимости пре-

кращения подачи воды в корпус трубчатого водовыпуска-водомера устанавливается штуцер с заглушкой.

Результаты исследований по измерению расхода водовыпусков - водомеров в зависимости от напора приведены в диссертации. Зависимости расхода водовыпуска-водомера от напора, полученные расчетным и опытным путем, дают практически одинаковые результаты. Точность проведения опытов составляет ± 0,041%.

В работе выполнена адаптации программы «CROPWAT - 8.0» для разработки режимов орошения и совершенствования планирования водопользования в дехканских хозяйствах. Анализируя данные по динамике осадков, минимальных и максимальных температур и влажности воздуха, скорости ветра за 1980 -2008 гг., установлено, что наибольшему колебанию подвержены осадки. Именно осадки больше всего влияют на величину оросительной нормы, гидромодуль и, в конечном итоге, на план водопользования.

Учитывая, что действующие режимы орошения разработаны исходя из 50% обеспеченности осадками, выбор коэффициентов влагообеспеченности культур для расчета оросительных норм по программе «CROPWAT - 8.0» проводился таким образом, чтобы интегральные кривые рекомендуемых оросительных норм и расчетные были близки (рис.5). _

- Интегральная кршляо1кш№шгшо1»шсог.гашор№оменд>№иргж»1лыо1>ошгмйьйта ^щетащюя^шмлЩГЖ

Рис. 5. Сопоставление рекомендуемых и составленных на основе программы «СКОР\¥АТ - 8.0» интегральных кривых оросительной нормы томатов для условий сероземных почв Гиссарской долины.

Количество осадков, особенно за период с февраля по май, существенно влияет на сроки начала поливов. Перенос начала поливов на более поздний срок может составлять для различных культур от 3 - 7 до 25 - 38 суток, а при отсчете от даты посева или посадки - от 40 - 45 до 70 - 83 суток. Оросительные

нормы в зависимости от обеспеченности года осадками меняются, зависимость носит прямо пропорциональный характер. Графики этих зависимостей показаны на рис. 6, а расчетные эмпирические зависимости в табл. 3.

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 о

.....♦.......Озимая пшеница-первый урожай

А Томаты Картофель

40 50 60 70 80 90 100

0БЕСЖЧЕШ0СТИ#С4р$уй на мрно пераый ураиД —X— Хлопчатник

.............Линейная (Озимаялшеница -первый урожай)

Рис. 6. Зависимость оросительной нормы сельскохозяйственных культур от обеспеченности осадками в условиях Гиссарской долины.

Таблица 3. Эмпирические зависимости для расчета сдвига начала поливов и величины оросительной нормы в зависимости от обеспеченности осадками

Наименование культуры Эмпирические формулы для расчета сдвига начала поливов, сут. Я2 Эмпирические формулы для расчета оросительной нормы, м /га Я2

Озимая пшеница Т= 189-0,43Р 0,95 М = 404+24,53Р 0,93

Кукуруза на зерно Т = 63-0,32Р 0,98 М = 3723+24,80Р 0,85

Томаты Т = 63-0,49Р 0,98 М = 5393+ 20,06Р 0,89

Хлопчатник Т = 82-0,3 9Р 0,87 М= 4647 + 16,61 Р 0,67

Люцерна прошлых лет Т= 100-0,59Р 0,97 М = 6041 +16.61Р 0,67

Люцерна года посева Т = 98-0,41Р 0,99 М = 5576 +16,61Р 0,67

Картофель Т = 77-0,17 Р 0,98 М = 2381+14,13Р 0,93

где Т - начало поливов соответствующей культуры от даты посева или посадки, сут.; М -оросительная норма соответствующей культуры, м3/га; Р - обеспеченность осадками, %.

Полученные зависимости позволяют дехканским хозяйствам с учётом прогноза погодных условий в Гиссарской долине планировать объемы водозабора и составлять графики поливов сельскохозяйственных культур, а также корректировать сроки выполнения других технологических операций по выращиванию культур, связанных с погодными факторами.

В четвёртой главе изложены результаты производственных испытаний разработанной методики планирования водопользования и орошения сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах. Эта методика включает следующие этапы:

> подготовка исходных данных;

> уточнение режимов орошения в зависимости от ожидаемой обеспеченности года осадками;

> расчет элементов технологии полива, параметров внутрихозяйственной

оросительной сети;

> разработка графика проведения поливов и определение необходимого количества воды для дехканского хозяйства;

> оценка ожидаемых результатов на основе технико-экономических показателей.

Опытно-производственная проверка методики планирования водопользования и технологии полива с применением трубчатых водовыпусков-водомеров проводилась в 2010 - 2011 гг. в дехканском хозяйстве им. А.Шарипова. Контролем служило примыкающее соседнее дехканское хозяйство «Акрам», где применялась традиционная технология планирования водопользования и поливов по бороздам. Площадь каждого хозяйства составляла 1 гектар. Хозяйства специализируются на возделывании томатов, картофеля и кукурузы на зеленый корм.

В зависимости от обеспеченности осадками, используя данные таол. з, календарные даты начала поливов сельскохозяйственных культур уточнены и представлены в табл. 4. Результаты расчетов показывают, что дата начала полива во влажный 2011год отодвинулась на 20 дней.

Таблица 4. Уточненная дата полива сельскохозяйственных культур в дехкан-

ском л Годы .ОЗЯИСТВЄ ИМ. л.шариішва. Обеспеченность осадками, % Дата начала полива сельскохозяйственных культур

Томаты КаптосЬель ТСукуоуза на зеленый

2010 50 20.05 10.05 01.07

2011 30 10.06 20.05 01.07

В соседнем дехканском хозяйстве «Акрам» при выращивании тех же культур планирование водопользования велось существующим методом без учёта количества осадков. Хозяйство заключило договор на поставку 1840 м воды для орошения картофеля, 3200 м3 - для орошения 0,5 га кукурузы повторного посева и 4400 м3 - для орошения 0,5 га томатов. Общий объём заявок на воду за два года (2010 и 2011 гг.) хозяйством «Акрам» составило 18880 кубометров, тогда как требования дехканского хозяйства им. А.Шарипова, для орошения тех же культур и на таких же площадях за эти два года составило 17609 кубометров воды или почти на 6,7% меньше.

С учетом выполненных исследований далее представлен детальный порядок расчета и реализации усовершенствованной технологии планирования водопользования и орошения.

Подготовка исходных данных

-землеустроительная карта дехканского хозяйства; . *

- возделываемая культура, характер формирования борозд;

-ожидаемые климатические условия и количество осадков; • ■ " ■

-почвенные условия, средний уклон по длине бор зды. ' ' '■ '

' ' ' ▼

Определение режимов орошения в зависимости от ожидаемой обеспеченности осадками

-расчет поливных норм;

- уточнение.ожидаемой/обеспеченности осадками и выбор декадных гидромодулей; ' !> . -определение календарных дат начала, поливов сельскохозяйственных,Культур;-/-^1 .-построение интегральных кривых,дефицита, водопотребле'ниясиспользованием; ото-;;:

^бранных>декаднь1х.'тдромодулей^опредблёние.'количества?й'$с^посл^дующих'>полич^

BOB. . " •

_I_

Расчет элементов технологии полива, параметров оросительной

сети

-определение удельных расходов впитывания, назначение первоначальных и измененных расходов после добегания поливных струй; ;

-расчет длины, борозды, продолжительности добегания, периода доувлажнения, поливных норм брутто с учетом сброса воды; КПД техники полива, равномерность; увлажнения;

-выбор технологии полива и. расчет диаметров трубопроводных водовыпусков и; штуцеров, их количество и типоразмеры. ,

_▼_

Подготовка и проведение поливов -разработка графика поливов сельскохозяйственных культур и определение потребности хозяйства на воду;

-нанесений на карту дехканского хозяйства схемы поливной сети; '

-обучение поливальщиков;

-проведение поливов и определение технико-экономических показателей производства сельскохозяйственной продукции.

В пятой главе представлена технико-экономическая оценка разработанной технологии планирования водопользования при орошении сельскохозяйственных культур с использованием трубчатых водовыпусков-водомеров. Результаты учёта показывают что, оросительная норма нетто томатов в дехканском

хозяйстве им. А.Шарипова на 9-15%, а оросительная норма брутто — на 1625%, меньше, чем в дехканском хозяйстве «Акрам».

За счет лучшего управления регулированием поливных струй КПД техники полива в дехканском хозяйстве им. А.Шарипова был выше, чем в дехканском хозяйстве «Акрам» на 6,14 - 16,73%. Потери воды в дехканском хозяйстве им. А.Шарипова были в 1,5—1,7 раз меньше чем в контрольном хозяйстве.

Равномерность распределения воды между бороздами при использовании трубчатых водовыпусков выше, чем распределение на контроле, где выпуск воды в борозду осуществлялся с помощью бумажной салфетки, почти в 2,3 раза. Стандартное отклонение (б) распределения расходов при использовании трубчатых водовыпусков составляет 0,0176, а на контроле 0,041 (рис. 7).

•Распределение поливных струй при пснользованннтрубчатых код о к ы п ус ко и, л/с q-ü,1510,018 'Распределеннеполнвных струй нрн обычной технологии, л/с q=0,14±0,041

Рис. 7. Распределение поливных струй между бороздами при использовании трубчатых водовыпусков и при обычной технологии.

С учетом стоимости вторичного полиэтилена, из которого можно изготавливать трубчатые водовыпуски и штуцеры к ним, общая стоимость комплекта на один гектар составляет 1475,1 тыс. рублей или (50$) при сроке их службы не менее 5 лет.

Наблюдения показали, что затраты труда при использовании трубчатых водовыпусков-водомеров на 14,3-44,4% или в среднем на 30,3% меньше, чем при существующей технологии полива. Соблюдение всех агротехнических требований и своевременное проведение поливов обеспечили получение устойчивой прибавки урожаев. Прибавка урожая томатов за два года составляла 3844%, картофеля 6—22% и кукурузы до 7%. Затраты воды на единицу урожая по усовершенствованной методике планирования водопользования и проведении поливов с использованием трубчатых водовыпусков были на 13-48% меньше по сравнению с существующей технологией.

Самый высокий годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии планирования орошения с применением трубчатых во-

домеров-водовыпусков получен при выращивании томатов (в среднем за два года 151673,51 руб/га), на втором месте картофель (средний годовой эффект равный 84957,48 руб/га). Повторный посев кукурузы после картофеля позволил дополнительно получить годовой экономический эффект - 39804,67 руб/га

Чистый дополнительный доход от внедрения предлагаемой технологии планирования водопользования и орошения сельскохозяйственных культур с использованием трубчатых водовыпусков - водомеров 9098 долл. В контрольном дехканском хозяйстве годовой доход получен на уровне 6823 доллара или на 25 /о меньше, чем доход в опытном хозяйстве.

Выводы

1. Для орошения сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Таджикистана разработана усовершенствованная технология полива. Технология учитывает водораспределение в цепочке «внутрихозяйственный ороситель -временный ороситель - выводная борозда - поливная борозда», с учетом особенностей формирования поливных борозд различного типа. Для назначения сроков начала поливов и определения величины оросительных норм получены эмпирические зависимости, описываемые линейными уравнениями

2.Исследованиями установлено, что удельные расходы впитывания поливных струи В зависимости от уклонов поливных борозд изменяются от О 077 до 0 143 Удельные расходы при повышении уклонов от 0,01 до 0,05 по всем культурам уменьшаются в 2,6-1,4 раза от первого к последнему поливу, пшеницы на 4-15/о, томатов на 12,7-37,5%, хлопчатника и кукурузы в 1,47-2 раза

3. При совершенствовании водопользования в условиях новых форм хозяйствования на сероземных почвах Гиссарской долины уточнена методика планирования водопользования в дехканских хозяйствах. Методика включает расчёт водопотребления сельскохозяйственных культур С учётом климатических условии, фаз развития и обеспеченности осадками. Установлены декадные значения поливного гидромодуля, учитывающие обеспеченность сельскохозяйственных культур осадками.

^Эффективность бороздкового полива в дехканских хозяйствах обеспечивается за счет усовершенствования конструкций водораспределителей. Для этого разработана конструкция трубчатого водовыпуска-водомера со съёмными штуцерами. Получены номограммы для подбора диаметров трубчатых водовыпус-ков-водомеров и штуцеров к ним, для равномерной подачи воды в борозды с учетом напора в распределительных каналах и оптимального расхода в бороз-

™ 0беспсчивает повышение КПД техники полива по бороздам на 6,1416,73 /о.

5.Соблюдение всех агротехнических требований и своевременное проведение поливов обеспечивают получение устойчивой прибавки урожаев. Прибавка урожая томатов за два года составляла 38-44%, картофеля 6-22% и кукурузы до 7%. Затраты воды на единицу урожая при усовершенствованной технологии планирования водопользования и проведении поливов с использованием труб-

чатых водовыпусков были на 13-48% меньше по сравнению с существующей технологией.

Рекомендации производству.

1.В целях уменьшения поверхностного сброса, ирригационной эрозии почвы и равномерного увлажнения орошаемого поля для дехканских хозяйств площадью 1-3 га, рекомендуются проводить поливы с применением комплекта трубчатых водовыпусков-водомеров со съёмными штуцерами.

2.Каждое дехканское хозяйство должно быть обеспечено комплектом трубчатых водовыпусков-водомеров со съёмными штуцерами, количество и параметры которых должны быть определены на основе расчета с использованием декадных номограмм и предлагаемых технологических схем полива.

3.Для оперативного планирования водопользования, уточнения даты поливов, определения расходов воды, подаваемых в дехканское хозяйство, предлагается использовать декадные гидромодули, учитывающие количество выпадающих осадков.

Список опубликованных работ

По списку ВАК РФ

1 .Сатгоров, Ш. Дж. Производственные испытания технологии полива по бороздам с применений трубчатых водовыпусков - водомеров [Текст]: / Сатторов Ш. Дж., Рахматиллоев Р./ Вестник Тадж. Аграр. Университета,- 2012. № 1. С. 35 — 38.

2.Сатторов, Ш. Дж. Расчет элементов технологии полива сельскохозяйственных культур по бороздам на сероземных почвах в условиях Гиссарской долины [Текст]: /Сатторов Ш. / Вестник Тадж. Аграр. Университетам 2013. № 1(№57). С. 37-40.

3.Сатторов, Ш. Дж. Совершенствование планирования водопользования и адаптация программы «СИОР^УАТ - 8.0» для разработки дифференцированных режимов орошения сельскохозяйственных культур в условиях Гиссарской долины [Текст]: Сатторов Ш. Дж., Рахматиллоев Р./ Вестник Тадж. Аграр. Университета,- 2013. № 2 (№58). С. 46 - 48.

Патенты

1.Трубчатый водовыпуск-водомер [Текст]: «описание изобретения к малому патенту» 2004 г (19) Т1 (11) 15 / Сатторов Ш. Дж., Нурматов Н.К., Пулатов Я.Э. Республика Таджикистан Государственное патентное ведомство.

2. Устройство для измерения расхода воды в малых водотоках и скважинах [Текст]: Сатторов Ш. Дж., Нурматов Н.К., Курбонов Р. «описание изобретения к малому патенту» 2008 г (19) ТО (11) 232 / Республика Таджикистан Государственное патентное ведомство.

Статьи

1.Сатторов, Ш. Дж. Распределения воды в новых условиях хозяйствования [Текст]: /Сатторов Ш. Дж., Икромов И. /Тезисы докладов Материалы международной научно - практической конференции математические проблемы технической гидромеханики, теории фильтрации и орошаемого земледелия (пос. 70 — летию д.т.н., проф. Сатторова М.А.) - Душанбе: 2008. С. 14-17.

™Рования водопользования махиллоев Р., Акрамов ЕП^ м^ Ш ДЖ" ^ - практической конференции математичео^. Т межДУнародной научно ханики, теории проблемы технической гадроме-

проф. Сатторова МЛ.Т-Душанбе°2ОТ8^^ 43 45ДеЛИЯ ^ ~ Ле™

и'водопользования в АВП культур [Текст]: / СатторЯ^ьГ^Х^Г ТТ Сель™яйственньК ев Ф./ Материалы мел^арЗ™™ Акрамов А" Рахматилло-техники и профессия - ^Г20!Гс 23~0 - 5Г6СКОЙ К0НФеРе™ Знание

борозда^с'при^юнием^ру^ ™огии полива по

ров Ш. Дж., РахматнллоевТСа1вТ/?Г "В0Д0Мер0В [Текст^: ' Сагго-- практической конференциишГстерс™ Г,!'^риалы научно Республики Таджикистан ГУ «ТаджикНИ^р^^

Подписано к печати Ю .10.2013г. Заказ Тираж 100 шт. ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии 127550, Москва, ул.Б.Академическая,44

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Сатторов, Шахрёр Джаборович, Москва

ТАДЖИКСКИЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ШИРИНШО ШОТЕМУРА

04201364211 САТТОРОВ ШАХРЁР ДЖАБОРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ДЕХКАНСКИХ ХОЗЯЙСТВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

Специальность 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и охрана земель Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор сельскохозяйственных наук

Рахматиллоев Рахмонкул

МОСКВА 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Введение 5

Глава 1.Краткий анализ почвенно-мелиоративных и природных условий Гиссарской долины 3

1.1. Географическое положение и климат 8

1.2. Гидрогеологические и рельефные условия 11

1.3. Почвенно-мелиоративные условия 12

1.4. Водно-земельные ресурсы и их использование 17

1.5. Развитие новых форм хозяйствования и планирования водопользования в условиях рыночной экономики 21

Выводы 23

Глава 2. Основные предпосылки к совершенствованию технологии орошения и водопользования в дехканских хозяйствах 24

2.1. Тенденции развития технологии полива по бороздам 24

2.2. Особенности формирования борозд на поле и разработка технологии полива по бороздам пропашных сельскохозяйственных культур

2.3. Предпосылки к совершенствованию технологии водораспределения по бороздам в условиях Гиссарской долины 39

2.4. Совершенствование планирования водопользования в дехканских хозяйствах 44

Выводы 50

Глава 3. Результаты лабораторных и производственных испытаний по совершенствованию планирования

водопользования в дехканских хозяйствах 52

3.1. Условия и методика проведения исследований 52

3.1.1 Исследование добегания поливной струи по борозде 53

3.1.2 Методика лабораторных исследований по определению зависимости расхода трубчатых водовыпусков-водомеров от напора воды 56

3.1.3 Методика адаптации программы «С110Р\уат - 8.0» для разработки оперативных режимов орошения 58

3.1.4 Методика оценки экономической эффективности предложенных мероприятий 59

3.2. Результаты исследования удельного расхода впитывания поливной струи в борозде 63

3.3. Расчет элементов технологии полива 68

3.4. Результаты адаптации программы «с1юр\уат-8.0» для разработки режимов орошения и совершенствования планирования водопользования в дехканских хозяйствах, ГВП и АВП 76

3.5. Результаты исследований по определению зависимости расхода

трубчатых водовыпусков-водомеров от напора 92

Выводы 96

Глава. 4. Совершенствование технологии планирования водопользования и орошения в дехканских хозяйствах 98

4.1. Технологии планирования водопользования и орошения в дехканских хозяйствах 98

4.1.1 Подготовка исходных данных 100

4.1.2 Разработка режимов орошения в зависимости от обеспеченности осадками расчетного года 100

4.1.3 Расчет поливных норм 103

4.1.4 Расчет элементов технологии полива и расходы воды 106

4.1.5 Определение расчетных расходов воды в дехканское хозяйство и диаметров трубчатых водовыпусков и штуцеров 109

4.1.6 Разработка графика поливов и определение требования на воду дехканского хозяйства, проведения поливов и оценка результатов с технико-экономическими показателями 113

4.2. Опытно-производственная проверка планирования водопользования и технологии полива с применением трубчатых водовыпусков-водомеров в условиях дехканского хозяйства 118

4.2.1 Исходные данные 118

4.3. Уточнение режимов орошения, элементов технологии полива, разработка графика поливов и требования (заявки) на воду для дехканского хозяйства им. Шарипова 122

4.4. Расчет диаметров трубчатых водовыпусков-водомеров, штуцеров, их количества и стоимости для поливных и выводных борозд, временных оросителей 135

Выводы 140

Глава. 5 Технико—экономическая оценка усовершенствованной технологии планирования водопользования и орошения сельскохозяйственных культур с использованием трубчатых водовыпусков-водомеров 142

5.1. Технико—экономические показатели 142

5.2. Расчет экономической эффективности внедрения технология орошения с применения трубчатых водовыпуков - водомеров 147

Выводы 161

Основные выводы 162

Рекомендации производству 163

Список использованной литературы 164

Приложение 187

Список сокращений

АВП Ассоциация водопользователей

АКЗ Агроклиматические зоны

ВП Валовая прибыль

ГВП Группа водопользователей

ГМР Гидромодульный район

ИВМИ Международный институт по управлению водными ресурсами

КЗИ Коэффициент земельного использования

КПД Коэффициент полезного действия

МАПБ Механизация и автоматизация бороздкового полива

МКВК Межгосударственная координационная водохозяйственная комиссия

НВП Наименьшая влагоёмкость почвы

НИИ Научно - исследовательские институты

НИЦ Научно-информационный центр

ОС Оросительная система

ПГО Почвенно-гидрогеологическая область

ПЗ Переменные затраты

ППВП Предполивная влажность почвы

ПХО Производственно - хозяйственные области

СВП Стоимость валовой прибыли

ФАО Федеральное агентство по образованию «Продовольственная и

сельскохозяйственная организация» ООН (БАО) (журнал);

ФАР Фотосинтетическая активная радиация

ХПК Химическое потребление кислорода

ЧП Чистая прибыль

ЧПС Чистая прибыль стоимости

Б Площадь (М2)

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В связи с проводимыми реформами в аграрном секторе республики Таджикистан на смену коллективным формам землепользования пришли независимые фермерские хозяйства. Площадь хозяйств в хлопкосеющей зоне в основном составляет от 0,5 до 10 га. Планирование водопользования в настоящее время ведется с использованием рекомендаций, которые рассчитаны на обеспечение получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур. Однако технология полива, применяемая в дехканских хозяйствах, расположенных в предгорной зоне, не позволяет эффективно использовать воду из-за отсутствия технических средств водораспределения на землях с повышенными уклонами. Возникают проблемы распределения воды между хозяйствами при её дефиците в наиболее напряжённые периоды оросительного сезона. Старая сельскохозяйственная техника не приспособлена к работе на небольших площадях дехканских хозяйств, а для приобретения малогабаритных машин у дехкан нет средств. Недостаток минеральных и органических удобрений не позволяет получить предусмотренную при планировании водопользования урожайность и, соответственно, достичь необходимой экономической эффективности использования воды.

Анализ практики проведения аграрных реформ в государствах СНГ и других странах показывает, что эти проблемы в значительной степени можно решить за счет планирования, организации водопользования и применения более совершенной технологии полива даже в хозяйствах, площадь которых не превышает 3,0 га.

Цель исследований разработка технологии полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Республики Таджикистан, позволяющей значительно повысить эффективность использования водных ресурсов.

Для достижения основной цели были решены следующие задачи:

1.Проведен анализ существующих методов планирования использования водных ресурсов в дехканских хозяйствах Гиссарской долины.

2. Составлена методика планирования водопользования с учётом особенностей орошения в дехканских хозяйствах.

3.Разработано новое техническое устройство для водораспределения при орошении сельскохозяйственных культур на небольших участках, позволяющее повысить эффективность использования водных ресурсов.

4.Проведена апробация технологии водораспределения при орошении в условиях дехканского хозяйства.

5.Осуществлена оценка экономической эффективности технологии полива при внедрении в производство.

Научная новизна исследований. Разработана технология водораспределения при поливе сельскохозяйственных культур, включающая планирование, организацию водопользования и новые технические средства в цепочке «внутрихозяйственный ороситель - временный ороситель -выводная борозда - поливная борозда». Разработанное техническое средство водораспределения (трубчатый водомер-водовыпуск) позволяет регулировать величину поливных струй с учетом изменения водно-физических характеристик поливных борозд в течение оросительного периода. Предложена методика расчета параметров трубчатого водомера-водовыпуска. Для условий дехканских хозяйств Таджикистана впервые разработана научно обоснованная методика планирования водопользования, учитывающая особенности технологии полива в дехканских хозяйствах. Выполнена адаптация программы «CROPWAT - 8.0» для расчёта водопотребления сельскохозяйственных культур с учётом климатических условий и фаз развития культур с разработкой декадных гидромодулей для планирования водопользования, исходя из обеспеченности сельскохозяйственных культур осадками.

Практическая ценность работы. Планирование водопользования на основе разработанной модели, учитывающей обеспеченность осадками в период вегетации, позволяет сокращать оросительные нормы на 10-30% и производить подачу воды на поле в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур. Применение предложенной технологии водораспределения позволяет повысить КПД техники полива в дехканских хозяйствах до 0,7 - 0,8. Технология обеспечивает снижение эрозии почв и риск подъёма уровня грунтовых вод.

Достоверность результатов. Достоверность полученных экспериментальных данных подтверждена проведением опытов по методике по Б.А. Доспехова, статистической обработкой полученных результатов методом дисперсионного анализа, использованием фундаментальных положений мелиоративной науки. Проверка разработанных элементов технологии полива проведена в опытно - производственных условиях и при внедрении результатов исследований в дехканских хозяйствах.

На защиту выносятся следующие результаты: 1 .Технология полива сельскохозяйственных культур в дехканских хозяйствах Таджикистана с учетом особенностей формирования на орошаемых полях борозд различного типа.

2.Методика планирования водопользования в дехканских хозяйствах, включающая расчёт водопотребления сельскохозяйственных культур с учётом климатических условий, фаз развития культур и обеспеченности осадками.

3 .Методика расчета параметров трубчатого водомера-водовыпуска.

Личный вклад соискателя заключается в определении параметров технологии полива по бороздам, изучении удельного впитывания поливных струй в бороздах с различной шероховатостью, определении закономерностей продвижения и продолжительности добегания поливных струй до конца борозд, имеющих разный уклон, в разработке методики планирования водопользования и методики расчета параметров трубчатого

водомера-водовыпуска, в уточнении режимов орошения в зависимости от ожидаемой обеспеченности осадками с использованием компьютерной программы «CROPWAT - 8.0», а также в проведении полевых исследований и их внедрении.

Реализация и внедрение результатов исследований.

Результаты исследований использованы при планировании водопользования во вновь созданных ассоциациях водопользователей Республики Таджикистан на площади около 2000 га в 2006-2007 гг. Материалы по совершенствованию технологии планирования водопользования и составлению плана водопользования, в зависимости от ожидаемой обеспеченности вегетационного периода осадками с использованием компьютерной программы «CROPWAT - 8.0» используются в учебном процессе по курсу «Эксплуатации гидромелиоративных систем» в ТАУ им. Ш. Шотемура с 2010 года.

Технология полива с применением трубчатых водовыпусков-водомеров внедрена в Джиликульском и Шахринавском районах при орошении хлопчатника на площади Зга, а усовершенствованная технология планирования водопользования и орошения проходила опытную проверку в дехканском хозяйстве им. А. Шарипова, в районе Рудаки, на площади 1 га (2010-2011 гг.).

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на международной научно-практической конференции «Региональная рабочая встреча по обмену опытом по вопросам использования почво - и водосберегающих технологий в бассейне реки Амударьи» (Душанбе, 2010); на научно-практической конференция Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемура (Душанбе, 2005- 2013гг), на международной научно-практической конференция «Знание техники и профессии» Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемура (Душанбе, 2010). Кроме того, постановка и проведение полевых опытов ежегодно принимались комиссией гидромелиоративного

/

факультета Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура. Результаты исследований ежегодно докладывались на ученом совете гидромелиоративного факультета Таджикского аграрного университета имени Шириншо Шотемура.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 204 страницах, содержит 58 таблиц, 30 рисунков, приложение - на 13 страницах. Список использованной литературы включает 224 источника, в том числе 7 -зарубежных авторов.

Глава 1. Краткий анализ почвенно - мелиоративных и природных условий Гиссарской долины

1.1. Географическое положение и климат

Гиссарская долина исследователями выделена в состав отдельной производственно - хозяйственной области Таджикистана и занимает пространство между гребнем Гиссарского хребта на севере, гребнями Каратегинского хребта и Сурхку на востоке, северными склонами гор Ронгон, Актау и гребнем хребта Бабатаг на юге (рис. 1.1). Её территория расположена на высоте от 641 до 4500 метров над уровнем моря и по характеру рельефа делится на три области: горная, предгорная и равнинная.

Рис. 1.1. Агроклиматическое районирование Таджикистана. Гиссарский агроклиматический район обозначен № VI.

Районы: I — Далъверзинский; II — Северо — Туркестанский; III — Кураминский; IV - Исфаринский; V - Зеравшанский; VI — Гиссарский; VII — Вахшский; VIII - Кызылсуйский; IX- Каратегино - Дарвазский; Х - Западно — Памирский; XI — Восточно — Памирский.

В Гиссарскую долину входят Турсунзадевский, Шахринавский, Гиссарский, Рудаки, Варзобский, Вахдатский и Файзабадский административные районы Таджикистана.

Это крупный земледельческий район республики с большими запасами тепла и достаточным количеством осадков. В этом районе имеются почти все термические пояса[6, 19, 161]. Большие запасы тепла позволяют выращивать здесь большой набор сельскохозяйственных культур. Основные климатические показатели Гиссарской долины приведены в (табл. 1.1.)

Таблица 1.1. Основные климатические показатели Гиссарской производственно-хозяйственной области

Климатические показатели Значения показателя

Суточная амплитуда температуры воздуха за август - сентябрь, °С 19-20

Температура воздуха, °С среднегодовая за период апрель - сентябрь 14,1 - 15,1 21,8-22,8

Сумма эффективных температур (выше 10°С),°С 2192-2510

Относительная влажность воздуха, % ; среднегодовая за период апрель - сентябрь 46-53 39-50

Сумма часов солнечного сияния 2600-2800

Сумма прямой солнечной радиации, МДж/м 3896,6 -4148,1 (93 - 99 ккал/см2)

Сумма рассеянной солнечной радиации, МДж/м 2199,8 -2346,4 (52,5 - 56,0 ккал/см2)

Осадки, мм сумма за год сумма за апрель - сентябрь 475 -705 144-248

Испаряемость, мм сумма за год сумма за апрель - сентябрь 1252- 1597 1016-1232

Отношение годовой испаряемости к сумме осадков сумма за год сумма за апрель - сентябрь 2,6-2,3 7,1-5,0

Продолжительность безморозного периода изменяется от 296 дней в долинах до 115 дней в горной части региона.

Годовой ход относительной влажности воздуха типичен для континентального климата и представляет зеркальное отражение годового хода температуры воздуха с максимумом в зимние месяцы и минимумом в течение всех летних месяцев.

Положение Таджикистана в северной части субтропической зоны, небольшая величина покрытия неба облачностью определяют высокое значение солнечной радиации и большую продолжительность солнечного сияния.

В целом за год облачность снижает поступление прямой радиации на 32 - 35% от возможностей [185].

Максимум осадков в долине выпадает в основном в зимне - весенний период при полном или почти полном их отсутствии летом.

Средняя годовая скорость ветра изменяется в широких пределах — 1,2 — 4,5 м/с.

Отмеченные особенности формирования метеоэлементов оказывают существенное влияние на испаряемость, рассчитанную по формуле H.H. Иванова [56] с поправочным коэффициентом Молчанова 0,8, которая в годовом разрезе превышает количество осадков в 2,6 - 2,3 раза, а в период вегетации основных культур 5,0 - 7,1 раза.

Известно, что в процессе фотосинтеза растения образуют органические вещества, составляющие 90 - 95 % всей сухой биомассы растений. При этом они используют из спектра солнечной радиации