Автореферат (Режим орошения и водопотребление хлопчатника на светлых сероземах Северного Таджикистана)

На правах рукописи

Ахмедов Гайбулло Сайфуллоевич

Режим орошения и водопотребление хлопчатника на светлых сероземах Северного Таджикистана

Специальность: 06.01.02 – мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2011

Работа выполнена в Государственном учреждении Таджикский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (ГУ«ТаджикНИИГиМ»)

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пулатов Яраш Эргашевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Безбородов Юрий Германович

кандидат сельскохозяйственных наук

Губин Владимир Константинович

Ведущая организация: ФГНУ ВНИИ «Радуга»

Защита состоится «24» ноября 2011 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.

Автореферат разослан «___»_________________2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук С.Д. Исаева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. За последнее десятилетие в мире повысилось внимание к рациональному использованию и охране водных ресурсов. В совместном заявлении, подписанном Главами государств Центральной Азии (Алматы, 2009) об улучшении экологической и социально-экономической обстановки в бассейне Аральского моря, развития деятельности Международного Фонда Спасения Арала и разработки Программы Бассейна Аральского моря на 2011-2015 годы, первостепенное значение приобретает рационaльное использование водных ресурсов и внедрение в практику прогрессивных водосберегающих технологий орошения и систем земледелия в целом. В связи с нарастанием нагрузки на водные ресурсы и из-за технологических нарушений процесса поливов сельскохозяйственных культур ухудшается мелиоративное состояние орошаемых земель.

Важным фактором повышения урожайности хлопчатника является поддержание водно-воздушного и питательного режимов почвы. Между тем, в производственных условиях в Согдийской области поливы хлопчатника устанавливаются по внешним признакам состояния растений, без дифференциации числа поливов по фазам развития. Поливы проводятся большими нормами с растянутыми межполивными периодами, при этом наблюдаются большие непроизводительные потери, а продуктивность использования оросительной воды очень низка. Существующие рекомендации по режимам орошения хлопчатника требуют уточнения, поскольку опытные данные применительно к светлым сероземам Согдийской области отсутствуют. Поэтому в условиях интенсификации орошаемого земледелия установление водопотребления хлопчатника и разработка режима орошения являются актуальной задачей, решение которой имеет большое научно-практическое значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка рационального режима орошения, обеспечивающего высокую урожайность хлопчатника при снижении оросительных норм в условиях Северного Таджикистана при орошении светлых сероземных почв.

Для решения основной цели были решены следующие задачи:

-разработать режим орошения, определить поливные и оросительные нормы, количество и распределение поливов по фазам вегетации хлопчатника;

-разработать комбинированный метод диагностирования сроков полива хлопчатника по критической концентрации клеточного сока (ККС) листьев;

-определить коэффициенты испарения (биофизический, биологический и коэффициент культуры) и биоклиматический коэффициент для расчета оросительной нормы и водопотребления хлопчатника;

-изучить особенности роста, развития и продуктивность хлопчатника в зависимости от различных режимов орошения;

-определить экономическую эффективность и провести производственную проверку разработанного рационального режима орошения;

-провести дифференцирование режимов орошения хлопчатника по районам Согдийской области.

Научная новизна исследований. Разработан режим орошения хлопчатника на светлых сероземах Согдийской области Республики Таджикистан. Предложен комбинированный метод определения сроков поливов, который включает термостатно-весовое определение запасов влаги в почве в фазы «всходы-бутонизация», а в фазы «цветение-плодообразование» - по ККС листьев. Предложено назначать время полива по данным систематического определения критического уровня ККС в фазы «цветение-плодообразование». Проведено дифференцирование режимов орошения хлопчатника по районам Согдийской области. Установлено среднесуточное и суммарное водопотребление хлопчатника. Уточнены значения биоклиматического коэффициента для расчета оросительной нормы хлопчатника, а также коэффициенты испарения (биофизического, биологического) для расчета водопотребления хлопчатника.

Практическая ценность работы. Рекомендованы сроки поливов, поливные и оросительные нормы хлопчатника, обеспечивающие получение урожая хлопка-сырца 40-45ц/га на светлых сероземах в Согдийской области при рациональном расходовании поливной воды. Рекомендуемые режимы орошения хлопчатника позволяют получить чистую прибыль 31000 руб/га при сокращении оросительной нормы брутто на 20-25 %. В целях диагностики сроков полива в производственных условиях рекомендованы критические значения концентрации клеточного сока листьев хлопчатника.

Методика исследований. Сбор, обобщение и анализ исследований проводились по методике СоюзНИХИ в стационарном полевом опыте. Лабораторные анализы проведены в Согдийской агрохимлаборатории и ГУ«ТаджикНИИГиМ». Определение гранулометрического состава почвы проведено по Н.А. Качинскому. Наблюдения за ростом, развитием и плодоношением хлопчатника выполнена по методике СоюзНИХИ. Математическая обработка данных учетов и наблюдений проводились дробным методом, а урожайные данные – методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову.

На защиту выносятся следующие результаты:

- рациональный режим орошения, включающий сроки и нормы поливов хлопчатника для поддержания заданного уровня влажности почвы;

-диагностика сроков полива хлопчатника по комбинированному методу;

- оценка водопотребления хлопчатника при различных уровнях предполивной влажности почвы.

- дифференцирование режимов орошения хлопчатника по хлопкосеющим районам Согдийской области.

Личный вклад автора состоит в оценке закономерностей водопотребления хлопчатника при различных уровнях предполивной влажности почвы, в определении снижения расхода оросительной воды на единицу продукции. Разработаны параметры рационального режима орошения и комбинированный метод диагностики сроков полива хлопчатника. Проведено районирование дифференцированных режимов орошения хлопчатника по хлопкосеющим районам Согдийской области. При участии автора проведены полевые опыты и проанализированы экспериментальные данные, полученные на землях АО «Таджикистан» в Б.Гафуровском районе в Согдийской области.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований реализованы в проекте реабилитации ирригационной и коллекторно-дренажной сети Б. Гафуровского и Канибадамского районов Согдийской области (2006-2009гг.). Разработанные режимы орошения хлопчатника внедрены в Б. Гафуровском и Канибадамском районах на общей площади 955 га. Предложенные разработки использованы при составлении планов водопользования на оросительных системах в хлопкосеющих хозяйствах, а также проектными организациями как нормативный документ.

Апробация работы: Результаты исследований и основные положения диссертации доложены: на международной научной конференции «Управление водно-земельными ресурсами» (Душанбе, 2008), Центральноазиатских научно-практических конференциях (Бишкек, 2005; Алматы, 2006), на республиканской конференции. «Проблемы мелиорации и орошаемого земледелия и пути их решения» (Душанбе, 2006), республиканских конференциях в Душанбе (2007, 2009, 2010) и ежегодно на ученых советах ГУ«ТаджикНИИГиМ» (2006-2010гг.). Кроме того, полевые опыты ежегодно апробировались специальной комиссией ГУ«ТаджикНИИГиМ».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 в изданиях рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 141стр., содержит 33 таблицы, 11 рисунков и приложение на 12 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству и списка использованной литературы, включающего 215 источников, из них - 21 иностранных авторов.

Содержание работы

В первой главе приводится краткий обзор литературы по обоснованию оптимальной предполивной влажности почвы, сроках и нормах поливов хлопчатника. В регулировании поливного режима хлопчатника важное значение имеет установление верхней и нижней границ оптимальной влажности почвы перед поливами в корнеобитаемом слое, при которых обеспечивается нормальный рост и развитие растений, получение высокого урожая при своевременном его созревании. Верхним пределом влажности почвы является наименьшая влагоемкость почвы.

С целью развития теории и практики режима орошения, определения сроков и норм полива и изучения водопотребления хлопчатника исследования проводились многими авторами: А.А. Рихтер и Н.Д. Страхов (1929); И.М. Васильев (1931); С.Н. Рыжов (1940, 1948); Н.Ф. Беспалов (1983); В.С. Шардаков (1948, 1957); А.А. Роде (1952); О.Г. Грамматикати (1952); М.П. Меднис (1953, 1967); А.Н. Нешина (1955); А.Н. Костяков (1951); А.П. Кочетков (1959, 1961); П.Д. Колесникова (1966); В.М. Легостаев и Б.С. Коньков (1951); Н.С. Петинов (1974); Н.Ф. Беспалов и Х.Д. Домуллоджанов (1982); С.С. Сатибалдиев (1971); Н.Т. Лактаев (1978); К. Хаммадов (1989); Р. Рахматиллоев (1979); С. Исомутдинов (1980); А. Акрамов (1984); Н. Азизов (2003); Я. Пулатов (1988, 2002); Ш. Пулатова (2006); А. Назиров (2006) В.Р. Шредер (1970) и др.

В диссертации приведен краткий анализ методов определения водопотребления (эвапотранспирации), широко применяемых в практике орошаемого земледелия. Суммарное водопотребление, транспирация растений и физическое испарение с поверхности почвы, как правило, определяется методом водного баланса. В связи с трудоемкостью этого метода предложен ряд формул. Так, А.Н Костяков (1951) предлагает определять суммарное водопотребление умножением коэффициента водопотребления на запланированную урожайность. И. А. Шаров (1952) полагает, что расход воды растениями находится в прямой зависимости от хода температуры. Г.К. Льгов (1960, 1968) рекомендует формулу в зависимости от суммы температур за вегетационный период. А.М. Алпатьев (1954), затем С.М. Алпатьев (1967, 1974) предлагают метод расчета суммарного водопотребления по дефициту влажности воздуха.

Анализ литературных данных показал, что метод назначения вегетационных поливов по влажности почвы является наиболее объективным и точным, хотя и трудоемким. Он широко применяется в полевых исследованиях и служит критерием оценки достоверности других методов. Режим орошения хлопчатника в целом формируется под влиянием почвенно-климатических и гидрогеологических условий, а также зависит от биологических особенностей культуры, способа и техники полива.

Вторая глава диссертации посвящена результатам анализа почвенно–климатических условий Согдийской области Таджикистана. Согдийская природно-хозяйственная область состоит из 4 природно-хозяйствененных районов: Сырдарьинская хлопководческая долина; предгорная засушливых районов орошаемого земледелья (садоводство и виноградарство); орошаемое земледелие среднегорных недостаточно увлажненных летних пастбищ, арчовых лесов и полеводство; слабо увлажненные земли высокогорных пастбищ. Климат Северного Таджикистана резко континентальный, среднегодовые значения (данные метеостанции «Ленинабад»): осадки-179,6 мм, температура воздуха +14,1⁰С, абсолютная влажность воздуха 8,3 мб, относительная влажность – 58 %, дефицит влажности – 12,1 мб. Сезон дождей начинается в ноябре и продолжается до апреля-мая. Хлопкосеющие районы Северного Таджикистана по показателю термических зон относятся к умеренно жаркой и жаркой зонам а показатель коэффициента теплообеспеченности в них изменяется от 088 до 13.

Орошаемые земли составляют в Согдийской области 237440 га. Почвы орошаемой пашни представлены светлыми сероземами, луговыми сероземами и серо-бурыми каменистыми. Площади орошаемой пашни представлены в табл.1.

Таблица 1. Орошаемая пашня в Согдийской области.

Анализ орошаемого земледелия показывает, что при существующем КПД системы (0,62) годовая оросительная норма хлопчатника в среднем составляет 10,5 тыс. м³/га, в том числе вегетационная - 9,35 тыс. м³/га и не вегетационная (промывные и влагозарядковые поливы) - 1,15 тыс. м³/га. Основной проблемой, связанной с использованием воды, являются потери ее в ирригационных системах. Основные потери приходятся на каналы в земляном русле и поверхностные сбросы с орошаемых полей.