Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Водосберегающие технологии полива кормовых культур дождевальной машиной "Кубань-ЛК"

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Водосберегающие технологии полива кормовых культур дождевальной машиной "Кубань-ЛК""

На правах рукописи

ГРИГОРОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

УДК 633

ВОДОСВЕРьГАЮ 1ЦИЕ ТЕХ1ЮЛОГИ И ПОЛИВА КОРМОВЫХ КУЛЬТУР ДОл\ДЕВАЛЬНСИ МАШИНОИ 'КУБАНЬ - ЛК"

Специальность 06. 01. 02. - мелиорация и орошаемое

земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 1995

Диссертационная работа выполнена в Волгоградской Говударственной сельскохозяйственной академии.

Научный руководитель - заслуженной деятель науки м техники Российской Федерации, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Щуыаков Б .Б.

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАСХН, доктор технических неук, профессор Ольгеренко В.И., кандидат технических наук, зам. директора ЮжНИИГиЫ Бурдук A.A.

'Ведущее предприятие - АО ВСЛГОБОДПРОШ, г. Волгоград.

Защита' состоится *

. " 1995 Г. в

10 часов на аасединим специализированного совета К. 120.76.01 при 11овочерхасском шавнерно-ыелнор&тивном институте мы. А.К. Коршунова.

Ддрес> 346406, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. 1^«кискал III.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат ревоеяам " 1ß т , 1995 г.

Учений секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных на* уж, профессор Г.Н. Иартыненхо.

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсификация сельскохозяйственного производства на современном этапе развития мелиоративной науки ставит перед исследованиями Есё более сложные задачи по разработке и образованию ресурсосберегающих, экологически сбалансированы»: ( безопасных) технологий орошения. На территории Волгоградского Заволжья, клитеатические условия которого относятся к зоне недостаточного увлажнения, неравномерное к часто недостаточное в отдельные декада вегетации-выпадение атмосферных осадков, параида-щее недостаток почвенной влаги, вызывает необходимость её искусственного восполнения при создании оптимального водного режима для сельскохозяйственных культур, особо отзыечизых на увлажнение.

Настоятельная необходимость всемерного укрепления кормовой базы животноводства и практика использования орошаемых земель показала, что в условиях Волгоградского Заволжья поливные эеипи целесообразно отдавать под культуры с продолжительным вегечыи:-энним периодом. Из всех кормовых культур, возделываемых в Нетнеы Поволжье кукуруза является одной из наиболее ценных. Спределя-этся это возможностью получения из нее высококачественных кордов в виде зерна, зеленой с силосной ыассы, которые используют-¡я для откорма скота практически круглый год. Относясь к группе теплолюбивых и относительно засухоустойчивых растений, она ход*,-. га отзывается прибавкой урожая на поливы при недостатке атмосферных осадков.

Также следует заметить, что эффективность орошаемого зеы-:едалия в целом по области оставляет желать лучшего. Причин то-у несколько, но среди них есть одна, зависящая только от науки

( научного обоснования}. Это рекомендуемые технологии орошения сельскохозяйственных культур.' Никаким производственным путем и никакой развитой интуицией не представляется возможным угадать необходимые темпы полива и величину его нормы. Очевидно, что полученное разрешение данной проблеют имеет большое народнохозяйственное значения с точки зреми« создания устойчивой кормовой базы для животноводства, ото, собственно-и обусловило направленность наших исследований м выбор теш диссертационной работы. Цель и задачи исследований - разработка водосберегакщего режима орошения кукурузы, обеспечиващего в сочетании с эффективным пищевым режимом почвы, получение высоких ( не менее 80...90т/га. урожаев зеленой массы кукурузы, идущей на силос. Параллельно мы определяли наиболее приемлемые для Волгоградского Заволжья формулы по расчёту суммарного водопотребления кукурузы.

Задачи исследований заключались в следующем: разработать оптимальный режим орошения кукурузы в сочетании с уровнем минерилъного питания, обеспечивающий на фоне минеральных затрат поливной воды получение максимального урожая кукурузы; уточнить фсрцулы Д.А. Штойко по определению величины суммарного водопотребления для растений кукурузы; установить эмпирическую зависимость связыванию поправочкой коэффициент ^ в формуле A.M. и С.М. Алпьтьевых для корректировки расчётов по ней. Научная новизна, теоретическая и практическая значимость.

В работе впервые для условий светло-каштановых почв Волгог радского Заволжья определены эмпирические коэффициенты входящие в формулу Д.А. Штойко для растений кукурузы. Откорректированная формула Алпатьевых по расчёту суммарного водопотребления кукурузы, определена биоклиматические коэффициенты. Разработаны теоретические основы технолруии орошения, баэирущиеся на опреде

ленной аналитическим путем поливной норме, гарантирущей поддержание заданных водшх условий на увлажняемых почвах Волгоградского Заволжья, при минимальных затратах оросительной вода.

Результаты исследований могут служить основой для разработки водосберегапцих технологий оропения сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-производственных конференциях молодых ученых ( 1691-1995 гг) и профессорско-преподавательского состава ( 1992-1995 гг) Волгоградской Государственной сельскохозяйственной академии ©ГСХА). Цублккаиии. Основные положения диссертации освещены в 4 работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов и предложений производству. Общее количество страниц^./^ из них машинописного текста ,/Лт* таблиц 32, рисунков 17. Список литературы содержит 276 наименований, в т.ч. 4 иностранных авторов.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность работы, научная новизна результатов исследований и их практическая значимость.

В первой главе "Обзор литературы" представлен анализ современного состояния вопроса исследований в нашей стране, обосновываются цель и задачи исследований.

Решение стратегической задачи кашей эконоцики-увеличение производства сельскохозяйственной продукции до размеров, полностью удовлетворяющих потребности страны в н^й, вывод сельскохозяйственного производства из-под влияния неблагоприятных климатических условий, придание ецу устойчивости и динамичности н»-

возможно без ыидиоративных мероприятий, в частности орошения.

Орошение обеспечивает наиболее благоприятный для жизнедеятельности растений водный, питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почвы. Поливная вода существенно изменяет физики-химические свойства почв: при оптимальном увла жнении улучшается структура почеы, в почве одновременно протекают аэробный и анаэробный процессы разложения органических веществ что способствует с одной стороны, снабжению растений питательными веществами в усвояемой форме, с другой - сохранению питательных веществ.

Исследование поливных угодий под посевы поливных культур обе спечивает гарантированное производство кориов, особенно в засушливые годы.

Анализ литературных источников по формированию естественного водного режима светло-каштановых почв Волгоградского Заволжья показывает необходимость его регулирования для получения устойчиво высоких урожаев кормовых культур.

Во тторой главе "Условия и методика проведения исследований' рассматриваются методические вопроси постановки и проведения исследований. Исследования проводились в 1992-1994 гг. на орошаемом участке совхоза "Ахтубинский" Среднеахтубинского района Волгоград ской области в условиях средне - и тяжелосуглкнястых почв Волгоградского Заволжья. 3 годы исследований в 100 г сухой почвы содержанке Я Од, Р^>05 и KgO составило соответственно 0,40; 2,75 и 31,9 кг. Водно-физические свойства почвы опытного участка ь слое 0-0,5 и 0-0,8 и характеризовались следующими показателями, ссст ветственно по слоям: наименьшая вгагоемкость <¿1,6 и ^ массы сухой почеы, объемная масса 1,39 и 1,44 т/м3, плотность ¿,67 и íi,67 т/м3, пористость 48,4 и 46,В %.

То методике Селянинова года исследований характеризуются сле-зущим образом: 1992 год - среднезасушливий; 1933 год - влаж-Ф1й; 1994 год - засушливый.

Исследования проводились в двухфакторнои полевоы опыте 50 среднеспелым гибридом кукурузы Краснодарский 440 МБ. Предшественник - кукуруза. Способ полива - дождевание машиной кругового действия "фбань - ШТ.

Все исследуаше варианты опыта приведены в таблице I.

Таблица I.

Схема полевого опыта

Номер варианта Глубина увлажнения почвы, м Нормы внесения удобрений

I 0,5 без удобрений

а 0,5

3 0,5 У140Р1^01{90

4 0,5 и 0,8 без удобрений

5 0,5 и 0,8 ^МО^О^О

б 0,5 и 0,8 'иЛго^эо

7 0,8 без удобрений

8 0,8 14 Ср 1*0%)

9 0,8

В третьей главе "Анализ терминологии и экологическое боснование режима орошения" освещается сущность терминологии роцесса подачи води для посева сельскохозяйственных культур, досматриваются пути принятия решения о возможности (необхо-даости) орошения.

Потребление почвой сельскохозяйственного поля влаги эвапотранспирация,.суммарное испарение) включает расходование.

влаги на физическое испарение почвы и транспирацию растений. Не рис. I. отражена динамика -водопотребления в зависимости от вла-гообеспеченности корнеобитаемого слоя почвы.

10й%

Су мдащэ е_и£пащние _ Сэвапотранспирация)

Менее35% -----

ИГ %рИтическ§гаажностГ ив

Труднодоступная влага Продуктивная влага Н6Я0С- таток воздуха

Статически Динамически дос-доступная тупная(активная)

Улащиваемая почвой без сбтюса Подвижная

Рис.I.Потребление почвенной влаги сельскохозяйственным полем

при различной влагообеспеченности: 1?,, , К3 , - уровни физиологически активной радиации ( <1?4<Е» ).

Погодные условия (температура и влажность воздуха, интенсивность солнечного излучения, ветер) определяют максимум фунв ции "суммарное испарение - почвенные влагоэапасы". Точка перегиба этой кривой характеризует качественный рубеж, определяю^ влажность завядания ( ВЗ} - нижний предел почвенных влагозапа-сов, при котором прекращается нарастание урожая. •

Сплошная линия на рис. I., (Р2) соответствует условиям Енеыней среды ( в корнеобитаемом слое и приземном слое воздухе при которых никний предел биологически оптшальиой влажности.

почвы приближенно совпадает с ВРК. При более напряженных условиях ( Рз) этот предел приближается к наименьшей влагоемкости, при менее напряженных ( Р^) - удаляется от неё. На графике это отражено- большими или меньшими значениями максимума функции. Прогноз реальных последствий антропогенного воздействия на природный комплекс возможен после объективного анализа всей вероятных путей его последующего развития. Только при таком подходе заключение о целесообразности мелиоративного вмешательства, в том числе и орошения, будет обоснованным и достоверным.

lia рис. 2. представлена схема возможного обоснования ирригации.

Одной из характеристик, определяющих степень влияния дождевания на почвенное плодородие, является допустимая интенсивность впитывания воды почвой. Изменение интенсивности впитывания во времени, графически, представляет собой гиперболическую функцию I рис. 3.) Для её описания А.Н. Костяковым предложена формула

K-L- K0t \l )

где, K-fc. - интенсивность впитывания в момент времени ;

Ко - водопроницаемость почвы в начале процесса впитывания:

d- - показатель степени, иэменяпцийся от 0,3 до 0,8 в зависимости от свойств почвы и её начальной влажности .

Рис. 3 показывает, что интенсивность впитывания во времени асимптотически убывает к некоторой констамтв-собстввино коэффициенту фильтрации данной почвы.

Kt - ("F ) + КчкдТ»

-е-

Ряе. 2.

Схема пути принятия решения о возможности орошения.

где

А -

ампирический параметр;

■м"- установившаяся скорость впитывания при дождевании. /С.

(О

Ряс. 3. График изменения интенсивности впитывания £

дождевой води в почву во времени (площадьш соотвйтс; Бувт поливной нота, полностью впитав,вейся почвой),

Бремя необходимое дия снижения интенсивности впитывания до аданной отметки.

^оп = АС К-г

(3 }

эриа полива связана с его интенсивностью

тва - К<р )

а;е - норма полива, полностью < без образования луа) впи-

тавшаяся почвой;

Кч> - фиксированная интенсивность полива, эскольку интенсивность проводимого полива постоянна во времени, а О) и И) получаем

т«0 - АК^, (К^-Кчст)

(5 )

По" формуле (5) не сложно вычислить допустимые нормы полива э заданной интенсивности искусственного дождя, если известны эы-

пирические параметры А *» . К^ст .

. В четвертой главе "Режим орошения кукурузы на силос при поливах дождеванием" проводится фактический режим орошения кукурузы, результаты исследований по её суммарному водопотребле-нию, и также расчет основных элементов водного баланса почвы. В годы исследования заданные параметры по глубине увлажнения и принятому нижнему порогу влажности почвы ввдерживались в соответствии с установленными схемой опыта пределами на всех вариантах. Опредатенные данные по фактически слоиившецуся режиму орошения кукурузы сведены в таблице 2.

Таблица 2

Фак-ичееки сложившийся режим орошения кукурузы га силос

(в среднем за период исследований)

| Число|¡Относительная Вариант > поливов Поливная норма, мм (норма, мм

I. 7 29,3...36,3 234,3...239,1

2. 8. ..П 29,6,,.35,7 269,9...369,1

3. 8. ..9 29,7...37,2 268,х...309,8

4. 6. ..8 ¿8 . .о5,5/61,4...72,7 266,2...360,1.

5. 6. ..8 * .33,4/66,8... 70,5 268,9...362,6

б. 6. ..8 29,0.. .35,3/67,7...71,3 306,2...306,6

7. 5. 66,0...72,0 344,4...406,6

8. . 6 63,5...71,0 , 403,7...413,7

9. 5. -.6 64,1...72,9 350,9...420,*

Анализ таблицы 2. показывает, что в каждом орошаемом варианте проведено различное количество поливов при примерно равной

относительной норые. Оптимальным при урожайности является вариант, предусматривающий увлажнение в начале вегетации слоя почвы 0,5 и, и 0,8 м - в конце.

Обработка экспериментальных данных по относительной продуктивности кукууузы в средней влакности расчетного слоя почвы, позволила нам установить значение параметра /«Ев формуле предложенной Шабановым В.З.

В целом, обобщая результаты данного раздела можно сделать вывод, что эффективный режим орошения кукурузы предполагает увлажнение в течение вегетации дифференцированного слоя почвы.

В пятой глове "Влияние орошения и удобрений на урожайность -'

дения опытов, качество и питательность получаемых кормов. Пользуясь данными химического анализа зеленой массы, а также даннши об урожайности кукурузы ( таблица 3 ), нами расчитан вынос основных макроэлементов с I га с урожаем зеленой массы. Приводятся результаты биометрических и фенологических наблюдений. Проведен деух-факторный дисперсионный анализ данных по продуктивности кукурузы при различных водном и лицевом режимах и дана бионергетическая оценка эффективности её возделывания при орошении.

кукурузы* анализируется водно-пищевой режим почвы в условиях прове-.

Структура урожая зеленой массы кукурузы ( среднее за 1992...1954 гг)

- " 1 * ; ■ . . ■ . ...............| м ■ I ■ . ^........... ■■ ■ _ | ...... |

Вари- I Слой , Шорьш удо- ! Густота ! т/га!средняя (Количество ! Масса почет-

ент ¡увлажнения !брений кг/га ! посевов ! зелено? в том $маеса-од !почат. на I ков с одного

! м ! д.в. ! тыс.шт. ктссы (числе ¡ного рас (одном рас- ( растения, кг

1 ! 1.1' почат. !тения,кг !тении шт. !

1 0,5 Без удобрений _115,2 63,6 16,0 0,552 • 0,95 0,¡39 ,

2 0,5 *14&12<р90 П1'1 75>7 18'3 °'681 1»15 °'165 ^

3 0,5 »180Р цоКд^ 106,4 60,6 19,3 0,743 1,23 0,17В

4 0,5 и 0,8 без удобрений II?,3 70,2 18,1 0,598 1,20 0,154

5 0,5 и 0,8 »иоР^о^О П0'0 83'6 * 0,760 . 1,30

6 0,|5 и 0,8 »щоРко^) ^^ 9б»7 0»е93 1«33

7 0,8 без удобрений 114,8 67,5 16,3 0,587 1,07 0,142

8 0,8 'иЛго"» 114,5 79,3 21,7 °'б9к! 1,20 0,190

9 0,8 »ЮОРКО^ЭО 118,2 87,6 23,0 0,741 1,28 0,195

-13В заключение следует сделать вывод, что благодаря повышению [родуктивности кукук/эы, выход сырого жира, сырой клетчатки, сияй золы, БЭВ и кальция возрастал с улучшением водного и пищевого >ежимов почвы.

В шестой главе "Уточнение эмперических зависимостей опреде-[ения суммарного водопотребления". Выполнена корректировка форму-[ы Д.А. Штойко, путем введения в неё эмпирического коэффициента 'вязываицего результаты расчётов с конкретной с/х культурой.

ь - ^ юо (7 ^

С - эмперический коэффициент; Е - суммарное водопотребление культуры; 2Х~ суша среднесуточных температур воздуха, С0; "Ье- среднесуточная температура воздуха, С0; а - среднесуточная относительная влажность.

Определение данных коэффициентов проводились по декадам вегетаг дии кукурузы. Значения коэффициентов "С" представлены в таблице 4.'

Сроки поливов, назначенные на всех вариантах опыта по влаж-тести почвы сопоставлялись со сроками поливов., вычисленными по уравнению водного баланса метрового слоя почвы, решенного относительно конечных влагозапасов. В результате расчитанше по уточненной [•орцуле Штойко Д.А., сроки поливов не отличались от фактически назначенных более чем на 3 дня.

Также в этом разделе мы определили значения коэффициентов "Ч^", го декадам вегетации, входящих в формулу Алпатьевых, и значения биоклиматических коэффициентов для растений кукурузы (таблица 5). Погрешность в определении сроков проведения поливов в этом случае не превышает 3 днбй.

Знечеьтя поправочных коэффициентов С в формуле Д.А. Штойко ( s среднем за 1992-1994 гг.).

? . : I |

Вариант ! М?й j Июнь ! Ишь Август ! Сентябрь

---------,-1-,-'-~т--!-!-1-

Опита ! 2 { 3 } I , 2 | 3 f I I 2 ,3 } . 1 j 2 j 3 | I j 2

I -0,16 0,0 0,43 0,36 0,26 1,18 i,ев 1,01 0,77 0,31 0,13 0,04 0,00

2 0,34 0,31 0,79 0,75 0,95 1,56 1,73 1,92 1,33 0,45 0,18 0,01 -0,09

3 0,35 0,37 0,76 0,74 0,80 1,53 1,55 1,81 0,57 0,30 0,M 0,09 0,01

4 0,43 0,48 0,95 0,92 0,92 1,24 1,29 1,53 1,70 0,93 0,15 0,03 0,00

5 0,26 0,46 0,79 1,12 1,23 1,53 1,48 1,79 1,01 0,26 0,00 -0,12 -0,18

1 6 0,28 0,44 0,67 0,82 1,24 1,60 1,76 2,10 .2,61 0,55 0,33 0,07 0,02

7 0,54 0,56 2,23 0,93 1,25 1,89 1,36- 2,03 I;33 0,86 0,47 0,05 0,00

8 0,21 0,67 1Д1 1,88 2,16 2,45 2,46 1,51 1,00 0,44 0,48 0,36 0,11

9 0,11 0,72 1,26 .1,92 2,09 2,35 2,22 1,13 1,01 0,78 0,59 0,34 0,11

Значения биоклиматических коэффициентов ( среднее за 1992-1994 гг), мм/ыб

1 ! I I 1

Вариант ; Май 1 Июнь ! Ишь { Амует I Сентябрь

-1-!-1-1-^-1-,-1-1-1-1-[-:-;-

2 ! 3 1112 ! 3 ! I I 213112.1311 !2 _:_I > ! ! ! ! 1 ' I \ . ! !

1 0,13 0,16-0,17 0,27 0,34 0,45 0,42 0,31 0,23 0,2 1 0,34 0,20 0,20

2 0,20 0,23 0,24 0,37 0,40 0,47 0,44 0,47 0,37 0,25 0,34 0,20 0,20

3 0,21 0,25 0,24 0,37 0,35 0,46 0,43 0,45 0,26 0,21 0,22 0,25 0,23

4 0,22 0,29 0,26 0,41 0,40 0,41 0,38 0,40 0,43 0,31 0,24 0,22 0,20

5 0,19 0,28 0,29 0,46 0,48 0,46 0,39 0,44 0,31 0,21 0,16 0,19 0,14

6 0,19 0,27 0,28 0,39 0,4 6 0,48 0,43 0,50 0,42 0,24 0,29 0,17 0,22

7 0,24 0,30 . 0,31 0,4 1 0,53 0,06 0,43 0,37 0,33 0,32 0,24 0,14

8 0,27 0,31 0,30 0,62 0,59 0,57 0,52 0,39 0,31 0,25 0,31 0,33 0,14

9 0,18 ' 0,33 0,31 0,63 0,60 0,63 0,51 0,36 0,31 0,29 0,27 0,32 0,24

-16В седьмой главе "Определение водосберегащой поливной норыы в условиях докдевания". Водно-экологическое равновесие на оросительных системах Судет иметь место, если забор воды для орошения из источников в острозасушливые периоды вегетации не превысит установленной санитарной нормы, а следствием орошения не окажутс. формирование эрезионно/опяского стока, нексяателыю изменение природного рикша грунтовых вод и неблагоприятнее изменения стру! туры орошаемых и прилегающих территорий.

Ограничения на нормы изъятия природных бсд из водоисточников и нормы водоподачи известны. Мы ке в наших исследованиях попытаемся определить ограничения норм полива, имекщие свойй целью сохранение водно-экологического равновесия, характерно дня авто-морфного почвообразования неорошаемых площадях, а также нарушение природной экологической ситуации, сложившейся до начала орошения на прилегающих территориях.

Затраты ресурсов потребляемых при поливе, равны сумме конкретных затрат

¿«а ч о 4

где 2. 2г - сумма удельных затрат ( на едеьицу площади) всех ресурсов, потребляемых при орошении;

¿[^ - затраты воды;

2.с - затраты электроэнергии;

2ь - затраты на текущий ремонт дождевальной техники;

Нь - затраты горюче-смазочных материалов;

- затраты рабочей силы;

- сельскохозяйственные затраты ( на агротехническую уборку, доработку и хранение полученной от орошения прибавки урохсая).

Анализ структуры удельных приведенных затрат, необходимых

дя реализации эксплуатационного режима орошения, говорит о том, то функцию цели оптимизации можно представить тек:

(¿У) * —*- (д)

■де л У

- прибавка урожая от орошения.

Целью наших исследований являлась минимизация затрат поливной оды, поэтому рассмотрим новое слагаемое С 8 ) более подробно.

Выразим затраты води, входящие в (8) через соответствующий квивачент (энергетической или ценовой), приведя их к единице оро-¡аемой площади.

( то )

•де С^ - эквивалент единицы вода ( м^/^или )

М - оросительная норма нетто, средневзвешенная по площади, М"Уга ;

И. -кратность полива (число поливов, взвешенное по участкам орошаемой площади) за вегетационный период, пол.;' ¿Ым - потери вода при технологических опорожнениях дождевальной машины в процессе последовательного полива участков в расчёте на единицу площади. м3/га пол.; дМ* - потери воды в процессе полива из оросительной сети за едишиу времени, и3/час;

- полное время, необходимое для полива единицы площади включая технологические переезда с позиций на позиции,

• ч/га пол.;

дМ.^- потери воды в процессе полива из дождевального облака

за единицу времени, и3/час; ^ - время, затрачиваемое на непосредст энный полив единицы площади ( без' учета холостых переездов), ч/га пол.

Связь оросительной нормы с дефицитом водопотребления общеизвестна

где - дефицит водопотребления сельскохозяйственной культур! {> - коэффициент пропорциональности, имещий размерность

количества поливов; СА. - норма полива

Введений в С II ^ коэффициент пропорциональности можно назвать количеством поливов, требуемых для перекрытия дефицита водопотребления при заданных метеорологических условиях к "Ъе

. и =. к + с 12

Расчитаем норму полива, при которой в наибольшей степени экономится поливная вода. Для этого распишем ( 10 } с учетом .( II ) и ( 12 ).

Шлное время полива единицы площади является суммой двух составляющих

где "Ьж. г время затраченное на холостые перегоны при поливе

единицы площади, час/га, пол. В свою очередь

г* (15

где С^п - часть расхода, подаваемая от насосной станции к

конкретной дождевальной машине. Используемый в расчёте известный показатель, позволяющий учесть потери вода, на испарение из дождевого облака.

и (?п ( 16

• -19-

Де 0 и - расход данной дождевальной машины, учётом ( 16 ) уравнение I 15 ) примет вид: ± _ т + л

еперь мы можем записать

2*= Су/ ( К+т£)Глт<,-и + (т + 4МИ) 1

I 17 )

I 18 )

ычисления показывают, что

еобходимое условие ыинга^уыа затрат воды на орошение

де У*ресурсосберегапцая величина поливной нормы м3/га пол. ли ш/пол выполняется если

де то - норма полива, при которой затраты воды на орошениЭ

минимальны. .

роверим выполнение условия достаточности ^ >0

чевидно, что в точке ( 20 ) функция ( 13 ) имеет глобальный ' иницуы.

Назовем отношение дефицита водопотребдения к количеству

ерекрывапцих его поливов приведенным дефицитом, соответствен-

о обозначив тч" *

* Ое

ив ~ ^ " (21 )

огда

= У (22)

Таким образок очевидно, что водосберегающая поливная норма С 22 не зависит от энергетического ( ценового ) эквивалента воды, входящего в функцию затрат (10 а определяется величиной приведенного дефицита водопотребления С 21 ) за оросительный период, отношением расхода, довдевальной мйшины и расхода, подаваемого к ней от насосной станции, потерями воды из оросительной сети за время холостых перебазировок технологическими потерши из дождевальных маыин и потерями воды из дождевого облака при поливе.

В соответствии с ( 22 ) для доадевольиых машин непрерывного действия, ведущих поливов в движении I Дубань-ДК), водосберегаю-цая поливная норма будет минимальной, если холостые перегоны и перебазировки из технологии полива исключены. Дня других типов довдевальных машин величина водосберегаюцей поливной нормы определяется по С 22 ).

В восьмой главе "Оценка затрат на возделывание кукурузы на силос при поливах дождеванием в условиях Волгоградского' Заволкья" делается оценка экономической эффективности рассматриваемых в работе, вариантов.

Наиболее низкими показатели экономической эффективности был* на неудобренных вариантах, наивысшими - при максимальном в опыте уровне минерального питания. Самые оптимальные показатели при одинаковой корме удобрений имели место при поливном режиме, предусматривающем увлажнение дифференцированного слоя почвы.-

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Орошение в сочетании с удобрением светло-каштановых почв Волгоградского Заволжья способствует возникновению блахопри-ятных условий для получения высоких урожаев зеленой массы кукурузы.

2. При установлении режимов орошения кукурузы необходимо исхо-

дить из складывающихся погодных условий конкретного года и экологической безопасное'!м ирригации. Поддержание предполярной влажности почвы на уровне 75...80^ Ш с дифференцированном слое 0,5 и 0,8 м определило получение максимальных уроям ев зеленой кассы кукурузы при заданном пищевом режиме, "то обеспечивалось проведением 6...8 поливов поливными нормами ¿9,0...35,3 мм и 67,1...71,3 мм.

Оптимальная в опыте урожайность кукурузы была получена при поддержании в метровом слое почвы относительно влажности равной О,<¡4. Математическая обработка опытных данных по режиму влажности почвы в зависимости от данного эксплуатационного режима орошения, позволила подобрать уравнение, связывающее относительную влажность с оптимальной урожайностью кукурузы, определить эмпирические коэффициенты, входящие в его состав.

I. Наиболее важной составляющей уравнения водного баланса, является скммарное водопотребление. Его величина обусловливается как режимом орошения так и уровнем минерального питания. Оптимальные значения суммарного водопотребления получены на участках с переменной глубиной увлажнения, оросительная вода использовалась растениями кукурузы наиболее эффективно, что отразилось на росте продуктивности. Минимальные значения суммарного водопот-ребления - 380...605 мм Ьоответствуют неудобренным вариантам, а максимальные - 435...638 мм - вариантам с повышенной нормой

удобрений *Ю0^120^90 *

5. С ростом продуктивности посевов кукурузы по мере улучшения условий водообеспеченности и минерального питания интенсивнее протекали ростовые процессы, увеличивалась листовая поверхность и прирост биомассы растений. Максимальные значения показателей,

характеризупцих фенологические особенности развития кукурузы были достигнуты на участках с дифференцированной глубиной увлажнения и удобрением нормой ^бо^КО^О"

6. Зеленая масса кукурузы характеризовалась высокими кормовыми качествами. На варианте, предусматривающем увлажнение переменного 0,5 и 0,8 м слоя почвы при повышенном минеральном питании, все кормовые показатели имели максимальные значения. Урожай зеленой мессы кукурузы составил 96,7 т/га; сухой - 25,0 т/га; средняя масса одного растения достигла 0,893 кг; количество початков 1,33; содержание кормовых единиц составляло 0,91 кг на I кг абсолютно сухого вещества Содержание переваримого протеина 76,5 г, на I кг корювых единий; сырого протеина - 128,7 на Гкг сухого вещества.

7. Уточнение формулы Д.А. Штойко для растений кукурузы, позволило определить средние за период исследований декадные значения эмпирического коэффициента С. Выявлено, что наибольшая Еелнчина этих коэффициентов на вариантах с постоянной глубиной промачивания 0,8 и, минимальны, значения -при глубине увлажняемого слоя почвы равной 0,5 и. Разработана теоретическая зависимость, 'связывающая эти коэффициенты с эксплуатационным режимом орошения. Достоверность расчетов по уточненной форцуле была подтвервдена в 1994 году. Рассчитанные и фактические сроки поливов кукурузы отличались друг от друга не более чем на 3. дня.

8. . Данные исследований подтвердилт, что во влажные периоды

вегетации рост суммарного водопотребления кукурузы происходит интенсивнее роста дефицитов влажности воздухе. Обратная си!уация наблюдается в засушливые периоды. Это вызвало корректировки исходной формулы биоклиматического ие-

тода Алпатьевых, предложенной И.А. Узником. Обработка материалов по суммарному водопотреблению кукурузы сделала возможным построение графика зависимости для климатических условий Волгоградского Заволжья. Определены декадные значения биоклиматических коэффициентов кукурузы в зависимости от проводимого режима орошения. Максимальные их значения имели место на вариантах с глубиной увлажнения 0,8 и, минимальные - 0,5 м. Разработана теоретическая зависимость, связывающая изменения биоклииатических коэффициентов от осуществляемого поливного режима. Достоверность расчётов по уточненному биоклиматическому метода установлена.

9. Количественная связь между дефицитом водопотребления кукурузы и нормой орошения может быть выражена эмпирической формулой ( II ). Введенный при этом в расчёт эмпирический коэффициент ( количество дополнительных поливов, требуеыых для перекрытия дефицита водопотребления) зависит от типа почв и распределения атмосферных осадков ( естественный влагообеспеченности) вегетационного периода.

0. Для дождевальных машин работающих поэиционно, предложена формула (22 ) при которой затраты воды на полив минимальны. Для ДМ непрерывного действия, ведущих полив в движении, водос-берегапцая поливная норма будет минимальна, если холостые перегоны и перебазировки фдут исключены из технологии полива.

1. Экономическими расчётами подтверждена эффективность использования дифференцированного режима орошения в сочетании с нормой внесения удобрений Я^ср^срдО' СР°К окупаемости капитальных вложений при этом минимален лет, остальные показатели экономической эффективности также оптимальны.

-24-

ПРВДЛОЖЕНШ

I. Получение урожая зеленой пассы кукурузы на уровне 80 т/га в условиях светло-каштановых почв Волгоградского Заволжья возможно при осуществлении дифференцированного поливного режима предусматривающего увлажнение в первую треть вегетации слоя почвы 0,5 в последующий период 0,8 м, и внесение поверхностным способом удобрений нормой

'¿. При осуществлении эксплуатационного режима орошения целесообразно определять сроки проведения, поливов, используя уточненную для условий Волгоградской области формулу Д.А. Шгойко. ^лирические коэффициенты, полученные нами для кукурузы, необходимо вводить в исходную формулу.

3. Значительные отклонения в сроках поливов, вызванные поломками на оросительной сети, или метеорологическими условиями, вызыва! необходимость применения уточненной формулы Алпатьевых и разработанных нами зависимостей и биоклиматических коэффициентов.

4. Технология полива дождевальной машиной "Кубань - ЛК", в целях минимизации непродуктивных затрат оросительной воды, должна исключать холостые перегоны и перебазировки.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Григоров Ы.С., Рассказова Л.В., Решетников H.A., Григоров С.М. При дифференцированной глубине увлажнения // 1^куруза и сорго. - П., 1993, № 2. - С. 27-28.

'¿.Григоров С.Ы. Водосберегающие технологии орошения кукурузы на силос дождевальной машиной "Кубань - ЛК" в Волгоградском Заволжье // Совершенствование научного обеспечения и подготовки

кедров Д1Я а гропроыгяи энного производства Волго^радокой облял-ти Нат. науч. хонф. Боа го градского СХИ. - Волгоград. 1993. -

С. 184-185.

3. Григороэ Н.С., Рассказова Л.В., Григоров С.М. Зависимость во-допотрэбленмя и урожайности кукудояи оч диф*врв1В1*«ЩМи глубины увлажнения // Доклада Роесмысоаакадгаган. -М., 1994, 9 2. С. 47.

4. Григоров С.М. Водовбврвгаищиэ и экологически б»зопаотя технолог

»

гик оронения // Цу куру за я сорго. -М., 1995, 9 3. - С. 14-16.