Автореферат (Технология капельного орошения яблоневого сада интенсивного типа на основе моделирования режимов увлажнения)

На правах рукописиКУЧЕР ДМИТРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧТЕХНОЛОГИЯ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ЯБЛОНЕВОГО САДАИНТЕНСИВНОГО ТИПА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВУВЛАЖНЕНИЯСпециальность:06.01.02 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»Авторефератдиссертации на соискание учёной степеникандидата технических наукМосква 2015Работа выполнена в агроинженерном департаменте аграрно-технологическогоинститута Российского университета дружбы народов.Научный руководитель:Шуравилин Анатолий Васильевич,доктор сельскохозяйственных наук, профессорагроинженерногодепартаментааграрнотехнологическогоинститутаРоссийскогоуниверситета дружбы народовОфициальные оппоненты: Гостищев Дмитрий Петрович,доктор технических наук, профессор кафедрыпочвоведения, экологии и природопользованияФГБОУ ВО Государственный университет позамлеустройствуДанильченко Анатолий Николаевич,кандидат технических наук, доцент кафедрымелиорации и рекультивации земель Институтаприродообустройства им.

А.Н. Костякова ФГБОУВО РГАУ-МСХА им. К.А. ТимирязеваВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное научноеУчреждение«Всероссийскийнаучноисследовательский институт систем орошения исельхозводоснабжения Радуга»Защита состоится « »2016 г. вчасов на заседании диссертационногосовета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институтегидротехники и мелиорации им. А.Н.

Костякова по адресу: 127550, г. Москва,ул. Б. Академическая, д. 44, к. 504.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМАвтореферат разослан201 г.Учёный секретарь диссертационногосовета, доктор технических наукС.Д. Исаева2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. В настоящее время планируется увеличение площадейсадоводческих хозяйств в рамках решения проблемы продовольственнойбезопасности и импортозамещения в соответствии с ФЦП «Развитие садоводстваи питомниководства в Российской Федерации на 2012—2014 годы спродолжением мероприятий до 2020 года».

Одним из направлений в решениипроблемы – создание садов интенсивного шпалерно-карликового типа,достоинством которых являются скороплодность, сравнительная простотаформирования деревьев, уборки урожая, быстрая окупаемость капиталовложенийи ряд других качеств. Вместе с тем, такой сад требует особо благоприятныхпочвенно-климатических условий, строгого регулирования режима влажности вкорнеобитаемом слое и соблюдения правил агротехники. В настоящее время всеболее широкое применение находят малообъёмные способы орошения, которыепозволяют регулировать подачу воды в заданном диапазоне в соответствии спотребностями растений.

Одним из таких экологически безопасных способовполива является капельное орошение, при котором в почве создаётсяоптимальный водно-воздушный режим без поверхностного и глубинного сбросаоросительной воды. Капельное орошение может широко использоваться приразвитии садоводства в различных почвенно-климатических условиях.Перспективным направлением является использование капельного орошения дляполива плодовых садов в зонах с неравномерным природным увлажнением.Поэтому научное обоснование и разработка теоретических и экспериментальныхположений формирования рационального режима распределения влаги в почвепри капельном орошении яблоневого сада интенсивного шпалерно-карликовоготипа в Московской области является важной проблемой, которой и определяетсяактуальность настоящих исследований.Степень разработанности темы.

Обоснование режимов капельногоорошения плодового сада позволит обеспечивать требуемую влажность вкорнеобитаемой зоне в любой по климатическим условиям год, высокуюэкономическуюэффективность,ресурсосберегающуюнадёжностьиэкологическую безопасность. Выполненные к настоящему времени теоретическиеи экспериментальные исследования по капельному орошению плодового садаотносятся преимущественно к лесостепной, степной и полупустынной зонамРоссийской Федерации. Различные аспекты капельного орошения плодового садав стране были рассмотрены в работах В.В. Бородычёва, М.Ю. Храброва,О.Е.

Ясониди,А.И. Голованова,Д.П. Гостищева,А.В. Шуравилина,М.С. Григорова,Н.Н. Дубенка,И.П. Кружилина,А.А. Алексашенко,М.И. Ромащенко, В.Н. Шкуры, Г.А. Сенчукова, Н.Г. Степанова, А.М. Олейника,Е.В. Кузнецова, Н.В. Вдовина, Д.П. Семаша, Е. Акопяна, Ю.С. Уржумова,Е.В.Еремина и других. Учёными были разработаны теоретические основыкапельного орошения, а для отдельных регионов России проведены исследования3по технологии капельного орошения плодового сада и разработаны практическиерекомендации. Для природных условий Московской области, отличающихсязначительной неравномерностью увлажнения по годам и в разрезе вегетационногопериода, необходимо обоснование режима увлажнения корнеобитаемого слоя итехнологии применения капельного орошения яблоневого сада интенсивногошпалерно-карликового типа для создания благоприятных условий развитиярастений и повышения урожайности плодов.Цель исследований – научное обоснование и разработка технологиикапельного орошения яблоневого сада интенсивного шпалерно-карликового типав южно-таёжной зоне дерново-подзолистых почв Московской области,обеспечивающую высокую продуктивность и экологическую безопасность.

Длядостижения поставленной цели решались следующие основные задачи:− выполнить анализ и дать оценку эффективности применения капельногоорошения плодовых насаждений;− разработать методику расчета режима и контура увлажнения при капельноморошении яблоневого сада интенсивного типа на основе двухмернойматематической модели влагопереноса применительно к условиям южнотаежной зоны и дать сравнительную оценку результатов моделирования иэкспериментальных данных;− установить закономерности распределения влаги в почве при полосовомкапельном увлажнении яблоневого сада и определить параметры контуровувлажнения в зависимости от режима предполивной влажности и глубиныувлажнения;− разработать элементы режима орошения, обеспечивающего поддержаниеблагоприятного водно-воздушного и питательного режимов корнеобитаемогослоя почвы;− выявить влияние режимов капельного орошения на динамикуводопотребления яблоневого сада и уточнить значения биоклиматическихкоэффициентов водопотребления;− дать оценку влияния режимов предполивной влажности почвы и глубиныувлажняемого слоя при капельном орошении на рост и развитие деревьев,распространение корневой системы и урожайность яблок;− провести экономическую оценку эффективности капельного орошенияяблоневого сада интенсивного типа в зависимости от уровней увлажнения.Научная новизна работы.

Теоретически обоснована и экспериментальнодоказана эффективность применения капельного орошения на дерновоподзолистыхпочвахМосковскойобластиприформированиивысокопродуктивного яблоневого сада интенсивного шпалерно-карликового типа.Усовершенствована методика расчета режима и контура увлажнения поматематическоймоделидвухмерноговлагопереноса,предложеннойА.И.Головановым,при капельном увлажнении узкой траншеи, в которой4размещена основная масса корней яблонь. Выявлено влияние предполивнойвлажности почвы и глубины увлажняемого слоя на формирование параметровувлажнения и элементов режима орошения яблоневого сада и дана сравнительнаяоценка экспериментальных данных с результатами моделирования. Установленызакономерности распределения влаги в корнеобитаемом слое и определеныпараметры контуров увлажнения в зависимости от режима предполивнойвлажности почвы. Обоснован рациональный режим орошения яблоневого сада иизучены закономерности формирования водного баланса дерново-подзолистыхпочв при капельном увлажнении.

Выявлена динамика суммарного исреднесуточного водопотребления и получены закономерности распределения помесяцам вегетационного периода. Установлено влияние режимов орошения иглубины увлажняемого слоя яблоневого сада на основные показатели роста иразвития корневой системы, вегетативной массы и урожайность яблок.Основные положения, выносимы на защиту:1. Водосберегающие и экологически безопасные режимы капельного орошенияяблоневого сада интенсивного шпалерно-карликового типа в зоне достаточногои избыточного увлажнения на дерново-подзолистых почвах Московскойобласти при дефиците влаги в засушливые периоды вегетации с учетомрациональной предполивной влажности почвы и глубины увлажняемого слоя.2.

Методика расчета режима и контура увлажнения при капельном орошениияблоневого сада интенсивного типа на основе двухмерной математическоймодели влагопереноса и выполнена сравнительная оценка результатовмоделирования и экспериментальных данных;3. Закономерности формирования увлажняемой зоны, динамики водопотребленияяблонь при капельном орошении;4. Комплексная оценка урожаеобразующих факторов яблоневого садаинтенсивного типа при капельном орошении.Практическая значимость работы.

Производству предложен режимкапельного орошения яблоневого сада интенсивного типа с поддержаниемпредполивной влажности почвы в вегетационный период на уровне 85% НВ вслое 0,5 м. При этом в среднем за три года урожай яблок составил 21,37 т/га.Результаты исследований могут быть использованы для проектированияпараметров оросительной сети, расчета потребности в воде и для оценки влияниякапельного орошения на окружающую среду. Полученные теоретические иэкспериментальные материалы могут быть использованы в учебном процессе помелиорации и орошаемому земледелию.Методология и методы исследования.