Диссертация (Обоснование необходимости развития водных мелиораций в Московской области по агроклиматическим показателям), страница 2

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 ихстатистическимпоказателямсиспользованиемматрицпереходныхвероятностей для оценки тепло-, влагообеспеченности почв.3.

Оценка зависимости урожайности сельскохозяйственных культур отприродной тепло-, влагообеспеченности, дефицита водопотребления ивеличины оросительной нормы на основе расчетных методов.4. Биоклиматическое обоснование необходимости применения водныхмелиораций на основе зависимости относительной урожайности культур отпродуктивных запасов влаги в почве с учетом методологических подходовВ.В. Шабанова.5.Алгоритм расчета режимов орошения сельскохозяйственных культур сиспользованием методики ФАО с учетом сезонной динамики тепловлагообеспеченностипочв в условияхПодмосковья по программе«CROPWAT-8.0».Теоретическаязакономерностиидинамикипрактическаяурожайностизначимостьработы.сельскохозяйственныхВыявленыкультурвзависимости от природной тепло-,влагообеспеченности на основе многолетнихметеоданных.

Разработаны методики определения продуктивных запасов влаги впочве при возделывании картофеля и обоснования потребности, в водных8мелиорациях базируясь на биоклиматическом методе. Проведена модернизацияалгоритма расчета режима орошения сельскохозяйственных культур с учетомстатистического анализа метеоданных. Выполненные расчеты по тепло-,влагообеспеченности позволяют планировать урожайность сельскохозяйственныхкультурвестественныхусловияхсучетомвероятностныхизмененийклиматических факторов и при проведении водных мелиораций. Результатыисследований могут быть использованы при проектировании мелиоративныхсистем, определении параметров оросительной или осушительной сети, расчетовпотребности в воде для зоны орошения, а для осушаемой зоны позволяют датьоценкуобъемовдренажныхвод.Разработанныйрежиморошениясельскохозяйственных культур в зависимости от тепло-, влагообеспеченности поадаптированной методике ФАО может быть применен сельскохозяйственнымипредприятиями и фермерами в производственном процессе.

Полученные вдиссертации материалы могут быть использованы в учебном процессе помелиорации и агрометеорологии.Методология и методы исследования. Теоретико-методологическуюосновуисследованийдинамическогосоставляютмоделированияметодыдлясистемногооценкистатистическогоприроднойитепло-,влагообеспеченности, продуктивных запасов влаги в почве и относительнойпродуктивностисельскохозяйственныхкультур.Количественныйанализприродных условий проводился по метеостанциям «ВДНХ», «Можайск»,«Коломна», расположенным соответственно в центральной, западной, и юговосточной частях области за 47-летний период. По климатическим показателям ииспаряемости составлялись хронологические ряды иобработаны методомматематической статистики с применением теории стохастических процессов.Определение параметров водного режима почвы при водных мелиорацияхпроведено методом водного баланса с использованием прогноза продуктивныхзапасов влаги в почве.

Относительная продуктивность сельскохозяйственныхрастений определено по методике В.В.Шабанова. Расчеты режима орошениясельскохозяйственных культур выполнено по методике ФАО.9Степеньдостоверностирезультатовисследованийосновананаиспользовании длительных рядов климатических данных для обоснования водныхмелиораций в Московской области. Обработка полученных метеорологическихданных проводилась методами математической статистики с использованиемзаконов распределения случайных величин. Для условий Московской областиприменялись известные математические модели В.В.Шабанова и В.А.Понько.Оценка результатов моделирования выполнена путем сравнения расчетныхзначений продуктивности сельскохозяйственных культур с фактическимиданными.Апробация результатов исследований.

Основные положения и результатыисследований докладывались и обсуждались на международныхнаучно-практических конференциях преподавателей, молодых ученых и аспирантоваграрных вузов РФ в 2014 и 2015гг. (Москва, РУДН). Полученные материалыисследованийиспользовалисьприпроведениикурсовогоидипломногопроектирования, а также в учебном процессе. Результаты выполненныхисследований докладывались в 2013, 2014 и 2015г. в агроинженерномдепартаменте Аграрно-технологического института Российского университетадружбы народов.Личный вклад автора заключается в сборе, анализе и обработке исходнойинформации, обосновании методики исследований, выполнении расчетов сиспользованием многовариантных схем, обобщении и анализе полученныхрезультатов, написании статей по теме диссертации.Публикации.

В 5 научных работах, в том числе 4 работы опубликованыосновные положения диссертации в журналах, рекомендованных ВАК РФ.Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 185страницах и состоит из введения, 5 глав, заключения и приложений. Онасодержит 64 рисунка, 40 таблиц и 29 приложений.

Список используемойлитературы включает 128 наименований, из которых 19 зарубежных источников.10Глава 1. Обзор литературы: оценка природнойвлагообеспеченности, ее учет при моделировании продукционныхпроцессов в агроландшафтах и управление мелиоративнымирежимами1.1. Оценка естественной влагообеспеченности земельПотребность в гидротехнических мелиорациях зависит от зональных иазональных особенностей природных условий и во многом определяется тепловлагообеспеченностьютерриториизанятойприроднымиикультурнымифитоценозами в любых физико-географических условиях [5,22]. Природные икультурныефитоценозыземнойповерхностиявляютсякрупнейшимипотребителями водных ресурсов [4,5]. Потребность в воде базировалась на учететранспирационных коэффициентов, полученных в условиях вегетационногоопыта.

В подавляющем большинствеметодов испарение не было связаноколичественно с энергетической его основой- с ресурсами тепла за периодвегетации. Все это затрудняет определить водный режим больших территорий,необходимых для проведения мелиоративных мероприятий [2,4,22].В России осадки и температура воздуха распределяется крайне неравномерно. При этом наибольшее количество осадков выпадает в северныхрайонах, а более высокие температуры воздуха приходятся на южные районынашей страны.

По оценкам известных ученых ООН Россия отнесена к группестраха с пониженной биологической продуктивностью земель. В основном этообусловлено особенностями географического положения территории. При этомбольшая площадь земель страны расположена в зоне вечной мерзлоты,пониженных температур, короткого вегетационного периода и избыточногоколичества выпадающих осадков.В целом значительные площади сельскохозяйственных земель расположеныв зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения, а также в зоне избыточногоувлажнения. Примерно только 10% площадей сельскохозяйственных угодий посвоим климатическим, почвенным и гидрогеологическим условиям являетсяблагоприятными для сельскохозяйственного производства в естественных11условиях [23].

Отсюда следует, что уровень производства сельскохозяйственныхкультур является нестабильным и в основном зависит от климатических условийконкретного года и природных условий территории.Степеньблагоприятностиклиматаилиотносительнаятепло-влагообеспеченность, как отмечает [15] зависит от показателя эффективногоувлажнения, который учитывает среднемноголетние осадки и среднегодовуютемпературу воздуха. При этом главным источником продуктивного запаса влагидля питания растений и расхода воды на транспирацию растения определяетсявлажностью почвы.Влияние влажности почвы на урожайность сельскохозяйственных культурможно определить по методике разработанной В.В. Шабановым (1981), покоторой определяются относительные доступные влагозапасы в корнеобитаемомслое почвы за каждую декаду вегетационного периода.

При выяснении степенивлагообеспеченности растений важно знать не общую сумму осадков, адоступные или продуктивные запасы влаги в почве, за счет которых развиваютсярастения [30]. Поэтому показателем влагообеспеченности должна служитьсредневзвешенная влажность почвы за вегетацию растений, которая учитывает нетолько характер распределения влаги в почве, образовывавшейся от осадков, но иот конденсации водяных паров и др.В агрометеорологических исследованиях для оценки территории по влаготеплообеспеченности широко используется методы водного и теплового балансовпочвы.

При определении показателя увлажнения испаряемость определяется подефициту насыщения, радиационному балансу или температуре воздуха[4,9,37,104,105].Поклиматическимтеплообеспеченностипоказателямпочвывипреждеестественныхвсегоусловияхпоможновлаго-исудитьопотребности в осушении и орошении, и об урожайности сельскохозяйственныхкультур.