Диссертация (Обоснование необходимости развития водных мелиораций в Московской области по агроклиматическим показателям), страница 6

(2014) с учетом изменения климатическихвозможностей в каждой климатической зоне уровень продуктивности снижается взависимости от потенциально допустимого до климатически обеспеченного.Авторысвязываютспотенциальнымуровнемурожайностивведениесоответствующих коэффициентов. Данный подход учитывают существующуювариабельность значений действительно возможного уровня урожайностикультуры, вероятностные распределения значений которого может бытьвосстановлено на основе анализа выборки значений реального урожая.

По даннымреального урожая можно перейти к оценке климатически обеспеченного урожаядля региона.Для комплексного проведения мелиорации земель Голованов А.И., КожановЕ.С., Сухарев Ю.И. [23], рекомендуют составлять систему моделей позволяющиеполучать количественную характеристику изменений параметров круговоротов. Вкачестве одной из системы предлагается рассмотреть три блока, связанных междусобой потоками вещества и энергией: первый – приземный слой атмосферы,второй - почвы и растения и третий – грунтовые воды. Такая система может бытьописана балансовыми уравнениями, в которых отражены элементы теплового ихимического балансов.Общая характеристика модели орошаемого поля была предложена В.А.Платоновым (1982).

Автор сформулировал специфические требования к модели.Она должна:- описывать влияние на продуктивность возделываемой культуры условийвлагообеспеченности;- процессы протекающие на поле и быть достаточно простой;- модель должна быть качественно инвариантной относительно малыхизменений ее параметров.27Сложность и многообразие процессов формирования урожая, особенно еслиречь идет об урожае сложного типа, неустойчивость отдельных показателейфотосинтетическойдеятельностидиктуютнеобходимостьотказаотрассмотрения детальных механизмов роста и развития растений. Такая схемадолжна содержать:- модели физических процессов на поле, позволяющие прогнозироватьусловия влагообеспеченности посева;- модели изменений условий при проведении поливов;- модели реакции растений на недостаток влаги в любой момент вегетации ивлияния недостатка влаги на конечный урожай.Приоптимизацииусловийвлагообеспеченностипосевовсельскохозяйственных культур модель должна быть основана на совместноманализе физических, биологических аспектов проблемы орошения.

Авторомразработанкомплекссоответствующихразличнымусловиямалгоритмов,численного решения задачи оптимизации режима орошения для отдельного поля,а также массива орошаемых полей.Таким образом, в работе дан краткий обзор существующих статистическихи динамических моделей. Однако, статистические методы моделирования неучитываютмногиеважныефакторыпродукционногопроцессасельскохозяйственных культур. В то время как динамическое моделированиеболее полно охватывает главные процессы формирования, определяющиепотенциальнуюпродуктивностьсельскохозяйственныхкультур.Точностьрезультатов моделирования в основном определяется наличием информационногообеспечения параметров входящих в модель и длительностью рядов наблюдений.В целомматематическое моделирование продукционныхпроцессовсельскохозяйственных культур позволяет воспроизводить многолетние процессыдля прогнозирования потребности в осушительных и оросительных мелиорациях.281.3.

Управление мелиоративными режимами на орошаемых и осушаемыхземляхНа орошаемых и осушаемых землях следует поддерживать оптимальныймелиоративный режим посредством комплексного регулированияводно-воздушного, солевого и питательного режима почв применительно к различнымприродным зонам. Он может быть благоприятным в том случае, когдаформируется научно обоснованный режим орошения или осушения земель ипроведен весь комплекс мероприятий, обеспечивающий повышение урожайностии плодородия почв.

При неблагоприятном мелиоративном режиме отмечаютсяпроцессы засоления, заболачивания почв и снижения ее плодородия[22].Задача управления мелиоративными режимами на орошаемых и осушаемыхземлях состоит в установлении управляющих воздействий обеспечивающихпостоянное поддержаниеэнергетического состояния почвы и как следствиеплодородия, или его расширенное воспроизводство.Критерием благоприятности мелиоративного режима служит приращениеэнергии в орошаемой или осушаемой почве. К основным показателяммелиоративного режима можно отнести [22]:величину влагообмена в почве, который создает благоприятныйводо-воздушный и солевой режимы орошаемых и осушаемых почв;буферностьилиустойчивостьпочвкнеблагоприятнымвоздействиям на почвообразовательные процессы;содержание необходимого количества питательных веществ имикроэлементов;наличие гумуса обеспечивающего энергетический потенциал иее структурное состояние, а также благоприятных физико-химическихпроцессов;окислительно-восстановительный потенциал почв.Мелиоративный режим формируется в процессе функционированиямелиоративной системы и взаимодействия с природной средой.

Существующаяпрактикаконтролязаприродно-мелиоративнымипроцессамипозволяет29комплексно управлять водным, солевым и питательным режимом почвы наорошаемых и осушаемых землях. Для поддержания энергетического баланса иблагоприятногоструктурногосостоянияпочвынеобходимовнесенияорганических удобрений в необходимых количествах и проведения необходимогокомплекса агромелиоративных и агротехнических мероприятий.

Оптимизациямелиоративного режима основывается на прогнозах водно-воздушного, солевого,питательного и биологического режимов почв.Под управлением мелиоративными режимами на орошаемых и осушаемыхземляхследуетпониматьцеленаправленноеизменениефакторовегоформирования для достижения нормативного функционирования продукционныхпроцессов путем изменения параметров почвенного плодородия до необходимогозначения и требуемых для этого мелиоративных и агромелиоративных приемов.Управление мелиоративными режимами при функционировании мелиоративныхсистем по данным [40] выполняется на основе:- информации о характеристике природных условий (материалы изысканийпри обосновании проекта, данные метеонаблюдений и др.);- информации о воздействующих мелиоративных и агромелиоративныхмероприятиях, включая агротехнологии;- данных агроэколого-мелиоративного мониторинга о параметрах состояниякомпонентов природной среды;- системы прогнозных моделей;- предлагаемых комплексов мелиоративных мероприятий;- современных технических средств.Методика обоснования управления мелиоративными режимами прифункционировании мелиоративных систем требует выполнения определенныхпроцедур в следующей последовательности:- анализ и оценка современного (текущего) мелиоративного состояниямелиорируемых земель и экологического состояния компонентов природнойсреды;30- выполнение (при необходимости) прогнозных расчетов и оценокпараметров мелиоративного режима;- корректировка или обоснование новых мелиоративных мероприятий принеудовлетворительнойилипрогнозно-неудовлетворительнойоценкемелиоративного состояния по исследуемому показателю;-мелиоративное состояние земель, которое определяет и мелиоративныйрежим почвы.Динамика изменчивости во времени факторов мелиоративного режима приэксплуатации мелиоративных систем рассмотрена в работах[40,42], в которыхрассмотрено два уровня их регулирования- оперативный и многолетний.

Воперативный уровень отнесены следующие показателя мелиоративного режима:- водно-воздушный режим почв;- питательный режим;- солевой режим почв в условиях вторичного засоления староорошаемыхземель;- уровень грунтовых вод при гидроморфном режиме;- качество оросительной и сбросной воды.Пределы регулирования водного режима орошаемых почв рассмотрены вработах [3,63].На осушаемых землях основными показателями водного режима являютсянормы осушения, влажность почвы, запасы почвенного воздуха, допустимыесроки затопления поверхности осушаемых земель, сроки освобождения пахотногогоризонта от гравитационной воды [75].В условиях автоморфного режимауправляющиевоздействия на водный режимпочв выполняются путемкорректировки режима орошения на основе прогнозных расчетов.Анализ солевого режима почв осуществляется путем сопоставленияфактической засоленности почвс допустимым значением.

Необходимостьанализа питательного режима возникает в случае превышения фактическихконцентраций биогенных веществ над нормативными значений (ПДК и ПДС) всбрасываемых коллекторно-дренажных водах. Для регулирования качества31сбрасываемых вод производится корректировка агротехнологий с цельюснижения использования удобрений.Мероприятия по регулированию теплового режима осуществляются наосушаемых землях для ускорения прогрева торфяных почв. Мелиоративныемероприятия по регулированию теплового режима на орошаемых земляхосуществляются для понижения температуры приземного слоя воздуха и почвы сцелью стимулирования процессов фотосинтеза в условиях высоких температурвоздуха (воздушной засухи) путем проведения мелкодисперсного дождевания[98].Такимобразом,функционированииуправлениемелиоративныхмелиоративнымсистем врежимомприоперативном регулированииосуществляется на основе корректирующих мелиоративных мероприятий,реализация которых приводит к функционированию системы в нормативномрежиме, обусловливающем благоприятный мелиоративный режим.Управление мелиоративным режимом в многолетнем регулированиитребует реализации мелиоративных мероприятий по предупреждению и/илиликвидации неблагоприятных последствий.