Главная » 2014»Август»6 » Скачать Модели, методы и технические средства регулирования солевого и пищевого режимов почв при орошении. Николаенко, Александр бесплатно
9:54 PM
Скачать Модели, методы и технические средства регулирования солевого и пищевого режимов почв при орошении. Николаенко, Александр бесплатно
Модели, методы и технические средства регулирования солевого и пищевого режимов почв при орошении
Диссертация
Автор: Николаенко, Александр Николаевич
Название: Модели, методы и технические средства регулирования солевого и пищевого режимов почв при орошении
Справка: Николаенко, Александр Николаевич. Модели, методы и технические средства регулирования солевого и пищевого режимов почв при орошении : диссертация доктора технических наук : 06.01.02 Москва, 2005 336 c. : 71 05-5/433
Объем: 336 стр.
Информация: Москва, 2005
Содержание:
ГЛАВА 1 ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
11 Местоположение
12 Геоморфология
13 Геологическое строение
14 Гидрогеолого-мелиоративные особенности
15 Климат
16 Почвы
17 Водные ресурсы
Выводы:
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
21 Местоположение
22 Гидрогеологические условия
23 Характеристика почв опытного участка
24 Ирригационная оценка воды
25 Состав и методика исследований
ГЛАВА 3 ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ
31 Обицее представление о водном режиме
32 МоиА,ность биологически активного слоя почвы
33 Запасы влаги в биологически активном слое почв
34 Атмосферные осадки
35 Эвапотранспирация
36 Капиллярный приток влаги от грунтовых вод
37 Инфильтрация почвенной влаги
38 Нормы орошения
39 Водный режим почв
Выводы:
ГЛАВА 4 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА
41 Общее представление о температурном режиме
42 Температура в приземном слое атмосферы
43 Температурный режим почвы
44 Влияние температуры на рост и развитие агрофитоценозов
45 Зависимость между испаряемостью и атмосферными осадками
46 Районирование территории по коэффициенту увлажнения
Выводы:
ГЛАВА 5 СОЛЕВОЙ РЕЖИМ ИРРИГАЦИОННО-ГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ
51 Происхождение, движение и накопление солей в почвах
52 Содержание и состав солей в исследуемых почвах
53 Поступление солей с оросительной водой
54 Поступление солей с капиллярным притоком от грунтовых вод
55 Вынос солей с инфильтрацией
56 Солевой режим ирригационно-гидроморфных почв
Выводы:
Введение:
Черноземы в нашей стране имеют различную по продолжительности антропогенеза историю эволюции от 400-500 лет на севере до 150-200 лет на юге (133). Интенсивное развитие земледелия и использование чернозёма началось на Южном Урале после отмены крепостного права в России (257). За сравнительно непродолжительный примерно столетний период использования в условиях высокой степени распаханности чернозема произошло снижение содержания гумуса более чем в два раза (103, 106, 257). Причинами дегумификации черноземов является водная эрозия склоновых участков и отрицательный баланс органического вещества в почвах, под влиянием отчуждения его с урожаем (93, 94, 103, 106). Агропедогенезу сопутствует процесс глубокой трансформации почвенно-гидрологических и гидрохимических условий зоны аэрации чернозема под влиянием оросительной мелиорации.Исследования изменений почвенных режимов чернозёма в условиях орошаемого земледелия и разработка приёмов рационального землепользования является актуальной проблемой.Возрастающая агрогенная, мелиогенная, техногенная нагрузка на чернозем, сопровождающаяся его деградацией, требует разработки новой концепции его использования, построенной на целенаправленном регулировании почвенных режимов.На протяжении длительного периода времени в нашей стране сложилось землепользование на основе экстенсивного ведения сельского хозяйства. Удовлетворение постоянно растущих потребностей в продуктах питания осуществлялось за счет увеличения площади namни, численности работников, продолжительности рабочей недели, рабочего дня.Общественно-политический кризис не мог не затронуть сельскохозяйственного производства. Назревшая необходимость реформирования сельскохозяйственной отрасли требует безотлагательного его перевода на интенсивные формы землепользования. В свою очередь интенсивное землепользование требует гарантированной продуктивности пашни и краткосрочной окупаемости капиталовложений.В условиях континентального климата земледелие Южного Урала развивалось при постоянном дефиците ресурсов тепла и влаги.Стохастический характер распределения естественных ресурсов тепла и влаги без искусственного регулирования почвенных режимов не может гарантировать полной окупаемости денежных средств в течение одного года.Закономерности динамики показателей почвенных режимов, моделирование продуктивности агрофитоценоза на условия вероятностной обеспеченности ресурсами тепла, дозированное регулирование водного режима - это слагаемые гарантированной рентабельности и окупаемости, вложенных труда и средств. В настоящее время биологическая продуктивность чернозёма имеет сравнительно высокие показатели. В условиях полевого опыта получены урожаи капусты, достигающие 300 т/га, столовой свёклы ПО т/га, картофеля 80-85 т/га.Биологическая продуктивность чернозёма превышает фактическую урожайность сельскохозяйственных культур в сельскохозяйственных предприятиях в 5-10 раз. Причиной столь высокого разрыва между фактической и биологической продуктивностью является крайне высокий дефицит почвенной влаги и элементов минерального питания. главным образом, азота и фосфора в биологически активном слое чернозёма.Чтобы выполнить объективную оценку ресурсов тепла и влаги необходимо обоснование могцности биологически активного слоя чернозема. Регулирование водного режима в биологически активном слое с использованием экологически обоснованных оросительных и поливных норм, с учетом естественной дренированности чернозема, в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла гарантируют экономически целесообразное увеличение продуктивности агрофитоценоза.Высоко продуктивные агрофитоценозы, при рентабельном ведении хозяйства единственно возможный вариант расширенного воспроизводства плодородия чернозема.Концепция интенсивного землепользования требует дифференцированного подхода к использованию всей площади пашни. В речных долинах на хорошо дренированных почвах, с близко расположенными источниками воды и выровненным рельефом, необходимо создавать оазисы орошаемого земледелия.На орошаемом черноземе предполагается применение интенсивных технологий, направленных на расширенное воспроизводство плодородия, систематическим внесением специально приготовленных вермикомпостов.На участках, подверженных водной эрозии, следует провести задернение почв многолетними травами и использовать их в дальнейшем, как сенокосы и пастбища. Эти кормовые угодья могут быть использованы на основе экстенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур.Сформировалось устойчивое мнение о том, что главным лимитирующим продуктивность агрофитоценозов фактором, является дефицит почвенной влаги. Это мнение справедливо только в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла. В годы высокой обеспеченности ресурсами влаги лимитирующим плодородие чернозёма фактором являются ресурсы тепла.Природные ресурсы тепла и влаги находятся в обратной, но не в функциональной, зависимости. В холодный год выпадает много атмосферных осадков, но почвенная влага из-за дефицита ресурсов тепла малодоступна. В жаркий год при высоких ресурсах тепла наблюдается острый дефицит влаги. Формирование высоко продуктивного агрофитоценоза возможно в годы высокой обеспеченности ресурсами тепла, но при искусственном регулировании водного режима.В каждом десятилетии примерно пять лет сравнительно благоприятных по естественному увлажнению, но с дефицитом тепла и, пять лет с сравнительно благоприятной обеспеченностью теплом, но с дефицитом влаги. За последние пятьдесят истекших лет только два года (1978, 1997 г.г.) характеризовались благоприятным сочетанием тепла и влаги и было зарегистрированы рекордно высокие урожаи сельскохозяйственных культур.До настоящего времени при разработке оросительной нормы учитывались условия естественного увлажнения осадками и игнорировались тепловые ресурсы почв. Дефицит водопотребления в биологически активном слое чернозема в год 75% обеспеченности влагой не соответствует дефициту водопотребления в год 75% обеспеченности теплом и это обстоятельство несет потенциальную угрозу неблагоприятных экологических и экономических явлений от орошения. В условиях цикличной изменчивости обеспеченности почв естественными ресурсами влаги трудно определить дефицит водопотребления растений на конкретный год. Принято использовать понятие расчётного года, за который чаще принимается средне сухой год 75 % обеспеченности. Под обеспеченностью понимается вероятность, что в течение 75 лет из 100 дефицит водопотребления в биологически активном слое почвы будет покрыт оросительной нормой, а в течение оставшихся 25 лет оросительной нормы будет недостаточно для получения проектной урожайности сельскохозяйственных культур.Опыт ирригации чернозёма на Южном Урале показал, что орошение несет угрозу усиления степени гидроморфизма черноземов, развитие процессов вторичного засоления и осолонцевания биологически активного слоя (5, 56, 126, 199). Для предупреждения негативных явлений от орошения рекомендуется строительство дренажных систем (95, 126,259).Природно-климатические условия Южного Урала близкие к условиям Западной Сибири и с экономических, и с экологических позиций обуславливают нецелесообразность устройства дренажа (215, 220).В условиях глубокого промерзания и позднего оттаивания чернозёма, при невысокой мощности гумусово-аккумулятивного горизонта, при укороченном почвенном профиле и, наконец, при низкой водопроницаемости почвообразующей породы необходим поиск профилактических приемов, предупреждающих непроизводительные потери оросительной воды и заболачивания чернозема.Комплексным профилактическим экологически и экономически целесообразным приёмом, является сокращение непроизводительных потерь оросительной воды за счет проектирования и строительства закрытой оросительной сети и разработки увлажнительного режима орошения чернозёма.Для увлажнительного режима орошения необходимо чтобы оросительная норма разрабатывалась на год 75-85% обеспеченности ресурсами тепла. Чтобы норма полива определялась бы с учётом мощности биологически активного слоя. А число и сроки поливов диагностировались бы температурным режимом чернозёма и приземного слоя атмосферы. Проектирование и строительство оросительных систем необходимо вести на участках с хорошей естественной дренированностью, которая обеспечивала бы своевременное отведение инфильтрационных потерь почвенной влаги за пределы оросительной системы Адаптация сельскохозяйственного производства к конкретным ландшафтным условиям, экологизация землепользования на основе оптимизации почвенных режимов является актуальной проблемой для исследований.Целью исследований явилась разработка теории, методологии и методик комплексного регулирования почвенных режимов (водного, температурного и солевого) оросительной мелиорацией.Реализация поставленной цели достигалась при поэтапном решении следующих задач: 1. Изучить особенности гидротермического и солевого режимов орошаемых почв в зависимости от обеспеченности их ресурсами тепла и влаги.2. Выявить зависимости между основными показателями водного и температурного режимов орошаемых почв.3. Установить закономерности влияния водного и температурного режимов на соленакопление в биологически активном слое ирригационно-гидроморфных почв в условиях варьирующей обеспеченности ресурсами тепла и влаги.4. Разработать рациональные приемы регулирования почвенных режимов оросительной мелиорацией в годы расчётной обеспеченности ресурсами тепла и влаги.
