Автореферат (Обоснование необходимости развития водных мелиораций в Московской области по агроклиматическим показателям)

На правах рукописиПОДДУБСКИЙ АНТОН АЛЕКСАНДРОВИЧОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ РАЗВИТИЯ ВОДНЫХМЕЛИОРАЦИЙ В МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ ПОАГРОКЛИМАТИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМСпециальность:06.01.02 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»Авторефератдиссертации на соискание учёной степеникандидата технических наукМосква 2016Работа выполнена в Аграрно-технологическомуниверситета дружбы народов.Научный руководитель:институтеРоссийскогодоктор сельскохозяйственных наук, профессор,Шуравилин Анатолий ВасильевичОфициальные оппоненты: Шабанов Виталий Владимирович,доктор технических наук, профессор, Институтприродообустройства им.А.Н.Костякова ФГБОУ ВОРГАУ-МСХАим.К.А.Тимирязева,кафедрамелиорации и рекультивации земель, профессорБрыль Сергей Валерьевич, кандидат техническихнаук, Коломенский институт (филиал) ФГБОУ ВО«Московскийгосударственныймашиностроительныйуниверситет(МАМИ)»,кафедра строительного производства, заведующийВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное научноеУчреждение«Всероссийскийнаучноисследовательский институт систем орошения исельхозводоснабжения Радуга»Защита состоится « 6 » октября 2016 г.

в 10.00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научноисследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова поадресу: 127550, г. Москва, ул. Б. Академическая, д. 44, к. 520.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ ВНИИГиМ им.А.Н. Костякова и на сайте: http://sovet.vniigim.ruАвтореферат разосланиюля 2016 г.С.Д. ИсаеваУчёный секретарь диссертационногосовета, доктор технических наук2Общая характеристика работыАктуальность темы. Московская область по природным условиямувлажнения относится к зоне неустойчивого увлажнения: в весенний и осеннийпериоды, как правило, отмечается переувлажнение почвы, что требует проведенияв ряде случаев осушительных мелиораций, а в летний период наблюдаетсядефицит влаги и возникает необходимость в орошении сельскохозяйственныхкультур.

В условиях глобального изменения климатических факторов возрастаетнеобходимость обоснования развития осушения или орошения путем сравнениятребований растений к водному фактору. При обосновании потребности в водныхмелиорациях, наряду с климатическими показателями, необходимо учитывать ибиоклиматическую продуктивность агроэкосистем. Применительно к природноклиматическим условиям Московской области наиболее рациональной модельюдля обоснования необходимости проведения водных мелиораций являетсяметодика, в которой учитывается продуктивность растений в зависимости отвлагообеспеченности территории.

Комплексное использование ретроспективногоанализа многолетних метеонаблюдений, выполненного по обоснованнымметодикам, и модели биоклиматической продуктивности, разработанной В.В.Шабановым, позволит подойти к научному обоснованию необходимостипроведенияводныхмелиораций,используявероятностныеоценкиагроклиматических показателей. Такой подход дает возможность обосноватьнеобходимость развития орошения и/или осушения земель при возделываниикартофеля, овощей и зерновых культур в условиях Московской области дляреализации продукционного потенциала агроэкосистем.Степень разработанности темы. Проблеме обоснования необходимостипроведения водных мелиораций с учетом агроклиматических показателейпосвящены многочисленные работы: Айдарова И.П., Алпатьева А.М., БудыкоМ.И., Галямина Е.П., Голованова А.И., Данильченко Н.В., Добрачева Ю.П.,Жуковского Е.Е., Иванова Н.Н., Кирейчевой Л.В., Климова А.А., Мезенцева В.С.,Мушкина И.Г., Нерпина С.В., Пеннинга Ф., Полуэктова Р.А., Понько В.А.,Пчелкина В.В., Селянинова Г.Т., Сухарева Ю.И.,Терлеева В.В., Топажа А.Г.,Хворовой Л.А., Шабанова В.В., Шашко Д.И., Эйкхофа П., Эмбергера Л., ЯкушеваВ.П., Hesketh J.D., Jones J.W., Hubbard K.G., Hanks R.J.

и других. Для условийМосковской области со значительной неравномерностью распределения осадков,как по годам, так и в пределах вегетационного периода в литературе отмечаетсясущественное варьирование урожайности сельскохозяйственных культур, поэтомудля регулирования водного режима почв необходимо проведение водныхмелиораций.

Прогноз продуктивных запасов влаги в почве и относительнойурожайности сельскохозяйственных культур возможно выполнить с помощьюопытных статистических рядов агроклиматических показателей. Сведения о такихисследованиях в Московской области практически отсутствуют. В тоже время наоснове моделирования агроклиматических показателей можно воспроизводить3многолетние процессы для прогнозирования осушительных и оросительныхмелиорациях.Цель исследований – обоснование потребности в водных мелиорациях вусловиях Московской области с учетом региональных закономерностей климата ис использованием многолетних рядов метеонаблюдений.Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:1.Выполнить количественный анализ метеорологических показателей(осадки, температура воздуха, дефицит влажности воздуха, радиационный баланс)и испаряемости за многолетний период по трем метеостанциям Московскойобласти.2.Провести анализ температурного и водного режимов почв трехрегионов Московской области в зависимости от климатических показателей длялет различной обеспеченности осадков и температуры с использованием методикН.Н.Иванова, Г.Т.Селянинова, М.И.Будыко, Д.И.Шашко; выполнить расчетыдефицита водопотребления и потребности в дополнительном орошении попоказателям увлажнения почв.3.Установить связь урожайности картофеля, зерновых и овощныхкультур за многолетний период с показателями увлажнения почвы, а такжеоптимальный диапазон продуктивных запасов влаги в почве для реализациипродукционного потенциала.4.Выполнить оценку продуктивных запасов влаги в почве по периодамвегетации для картофеля, яровой пшеницы и столовой свеклы методом водногобаланса.5.Определить относительную продуктивность культур для летразличной природной влагообеспеченности по методике В.В.Шабанова.6.Установитьвероятностьвостребованностиоросительныхиосушительных мелиораций при возделывании картофеля, столовой свеклы ияровой пшеницы в условиях Подмосковья.7.Разработать режимы орошения и схемы поливов картофеля, яровойпшеницы и столовой свеклы по методике ФАО для лет различной тепло-,влагообеспеченности для агроклиматических условий Подмосковья.Научная новизна работы.

На основании проведенных исследованийвыявлено влияние климатических ресурсов на естественную тепловлагообеспеченность почв и урожайность картофеля, столовой свеклы и озимойпшеницы в Московской области. Для трех регионов области установлен дефицитводопотребления и потребность в дополнительном орошении. Впервыеразработана и реализована методика комплексного количественного анализаклиматических данных по их статистическим показателям с использованиемматриц переходных вероятностей. Предложена методика использованиястатистических рядов метеонаблюдений для оценки продуктивных запасов влаги впочве на основе водобалансовых расчетов и установлен оптимальный диапазонпродуктивной влаги для посевов картофеля, яровой пшеницы и свеклы на4дерново-подзолистойпочведляПодмосковья.Определеныпределыотносительной урожайности сельскохозяйственных культур для условийразличной тепло-, влагообеспеченности с использованием модели В.В.Шабанова,установлена вероятность дефицита или избытка естественного увлажнения пофазам роста и развития картофеля для условий пригорода Москвы.Усовершенствованы и апробированы методы расчета характеристик водногорежима сельскохозяйственных культур, и впервые выполнена оценка вероятностивостребованности оросительных и осушительных мелиораций в Московскойобласти.

Предложен алгоритм расчета режима орошения сельскохозяйственныхкультур по методике ФАО с использованием программы «CROPWAT-8»,адаптированной к условиям Подмосковья.Основные положения, выносимые на защиту:1. Комплексная оценка влияния климатических ресурсов Московскойобласти на естественную тепло-, влагообеспеченность почв и урожайностькартофеля, столовой свеклы и озимой пшеницы в Московской области,базирующаяся на количественном анализе метеорологических параметроввнешней среды за многолетний период как случайных процессов.2. Методика количественного анализа климатических данных по ихстатистическим показателям с использованием матриц переходныхвероятностей для оценки тепло-, влагообеспеченности почв.3.