Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописи

БЕЗБОРОДОВ ЮРИЙ ГЕРМАНОВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ

РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛИВА ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР

ПО ЭКРАНИРОВАННЫМ БОРОЗДАМ

Специальность: 06.01.02 – мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва - 2010

Работа выполнена в государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова Россельхозакадемии

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН,

Дубенок Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РАСХН,

Заслуженный деятель науки РФ,

Ольгаренко Владимир Иванович

доктор физико-математических наук,

профессор

Веницианов Евгений Викторович

доктор технических наук,

доцент

Николаенко Александр Николаевич

Ведущая организация: ФГНУ ВНИИ систем орошения и сельскохозяйственного водоснабжения «Радуга».

Защита состоится «_25_»_марта_2010г. в _10.00_часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова по адресу: 127550, г.Москва, ул. Б.Академическая, д.44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ.

Автореферат разослан «____»______________2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук С.Д. Исаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Коренные изменения в орошаемом земледелии Центральноазиатских стран СНГ - увеличение посевов озимых зерноколосовых культур, сокращение площадей под многолетними травами, возделывание в повторных и промежуточных посевах пропашных культур – привели к усилению антропогенного воздействия на агроценоз, в результате чего снижается урожай основных продовольственных и технических культур и продуктивность орошаемых земель.

Стремление решить проблему повышения плодородия почв и обеспеченности животноводства собственными кормами за счет выращивания в повторных посевах бобовых, а в промежуточных сидеральных культур не согласуется с существующим дефицитом водных ресурсов, пригодных для орошения.

В таких условиях возникает задача поиска путей экономии оросительной воды. Традиционные инженерные методы, апробированные на отдельных оросительных системах, такие как водосберегающие способы полива - дождевание, внутрипочвенно-капельное орошение, реконструкция внутрихозяйственных гидромелиоративных систем, требуют больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, создания мощной материальной базы. Переход на капиталоемкие водосберегающие способы полива в условиях повсеместно распространенного поверхностного, в большинстве случаев, самотечного полива в региональном масштабе не представляется реальным в силу недостаточно развитой экономики Центральноазиатских стран.

Однако возможно, сохраняя традиции бороздкового полива, разработать технологию, позволяющую усилить его функции водосбережения, восстановления почвенного плодородия и других свойств почвы, соответствующих экологическим требованиям. Такую функциональную нагрузку может выполнить технология орошения пропашных культур по бороздам, поверхность которых покрыта различными материалами, что способствует снижению непроизводительных потерь оросительной воды. Промышленность и сельскохозяйственное производство Узбекистана вырабатывают из собственного сырья в качестве покрытия такие материалы, как крафтбумага из растительных остатков, полиэтиленовая пленка, различные поликомплексы.

Рабочая гипотеза состоит в том, что повышение эффективности поверхностного полива пропашных культур может быть достигнуто на основе теоретического обоснования и совершенствования технологии полива по экранированным бороздам.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в теоретическом обосновании и практической реализации водосберегающей технологии полива пропашных культур по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач.

1. Изучить современные представления о процессах инфильтрации воды в почву, физическом испарении влаги с орошаемых земель и оценить их роль в реализации теории бороздкового полива.

2. Теоретически обосновать закономерности движения потока воды по борозде.

3. Разработать водосберегающую экологически безопасную технологию полива пропашных культур по бороздам при различных вариантах покрытия почвы.

4. Разработать основные элементы технологии полива пропашных культур по экранированным бороздам в зависимости от гранулометрического состава почв, уклона местности, вида покрытия.

5. Изучить водный, тепловой, микробиологический, газовый режимы почвы при поливе по экранированным бороздам и их влияние на урожайность орошаемых культур.

6. Установить теоретические закономерности процесса физического испарения влаги и дать количественную оценку снижения его интенсивности при применении различных покрытий почвы.

7. Оценить экологическую и экономическую значимость технологии полива по экранированным бороздам.

Методология исследований. Методологической основой исследований являются фундаментальные положения мелиоративной науки, почвоведения почвенной термодинамики.

При проведении исследований использованы принципы системного анализа и принятые в мелиорации методы: полевой, лизиметрический, лабораторный, математическое моделирование.

Научная новизна результатов исследований заключается в разработке теории, описывающей процесс движения потока воды в открытых и экранированных бороздах и физического испарения влаги с поверхности почвы; в разработке способа регулирования водного, теплового, газового, микробиологического режимов орошаемых земель путем орошения сельскохозяйственных культур по бороздам с экранами различных конструкций. На основе многолетних экспериментальных исследований установлены оптимальные элементы орошения по бороздам, технологии полива, параметры водопотребления сельскохозяйственных культур, обеспечивающие экономию оросительной воды и высокий продукционный потенциал орошаемых земель. Получены зависимости физического испарения влаги и урожайности сельскохозяйственных культур от степени покрытия поверхности почвы различными материалами. Разработаны математические модели полива по экранированным бороздам и испарения влаги из экранированной почвы. Разработана, испытана и внедрена в производство технология экранирования почвы полиэтиленовой пленкой на посевах хлопчатника с помощью навесного пленкоукладчика. Изучена динамика газового режима почвы и дана оценка эмиссии "малых" парниковых газов - углекислого, метана и закиси азота.

Защищаемые положения:

• теоретические закономерности движения потока воды в борозде с открытой поверхностью почвы с учетом ее многофазности и многокомпонентности;

• математическая модель процесса испарения влаги с поверхности почвы, рассматриваемой в качестве многофазной, многокомпонентной среды;

• оптимальные элементы техники полива по непокрытым и экранированным бороздам на основе дифференциации глубины промачивания, КПД и равномерности увлажнения почвы различного гранулометрического состава, стоимости потерянного от недополива урожая;

• обоснование многофункциональной роли покрытия почвы в междурядьях пропашных культур в формировании водного, теплового, газового и микробиологического режимов;

• конструкция водостойкого экрана, обеспечивающего равномерное распределение увлажняемого слоя почвы по длине борозд.

Личный вклад автора заключается в разработке с 1994г. и по настоящее время нового направления в теории бороздкового полива; в составлении компьютерной программы для реализации имитационной модели увлажнения почв и расчета элементов техники бороздкового полива; в разработке эмпирической модели расчета элементов техники бороздкового полива; в проведении и обработке результатов расчета с их оценкой для различных природных условий с учетом коэффициента равномерности увлажнения почвы по длине борозд; в разработке внутриучастковой системы орошения, включающей устройство для внесения растворимых минеральных удобрений вместе с водой; в разработке конструкции экрана ложа борозд и проведении экспериментальных исследований элементов техники и технологии полива по экранированным бороздам на посевах культур хлопкового комплекса; в изучении водного, теплового, газового и микробиологического режимов покрытой почвы и установлении эколого-экономической эффективности орошения пропашных культур по экранированным бороздам.

Достоверность полученных результатов. Адекватность разработанных и использованных математических моделей устанавливалась по результатам полевых исследований, точность расчетов оценивалась статистическими методами с использованием современного приборного обеспечения и методик.

Практическая значимость работы.

Разработанная ресурсосберегающая система орошения пропашных культур по бороздам, экранированным перфорированной полиэтиленовой пленкой, позволяет существенно снизить эмиссию парниковых газов в атмосферу, получать высокий раносозревающий урожай сельскохозяйственных культур.

Технология орошения по экранированным бороздам может быть использована в регионах с низкой водообеспеченностью орошаемых земель; внутриучастковая система орошения, механизм укладки экрана могут быть использованы проектными организациями мелиоративного профиля, в хозяйствах, специализирующихся на выращивании пропашных культур, методика расчета элементов техники полива по экранированным бороздам может применяться мелиоративными организациями при проектировании и реконструкции оросительных систем с использованием поверхностного способа полива.

Технология полива по экранированным бороздам включена в проект постановления Президента РУз «О мерах по внедрению систем капельного орошения и других водосберегающих технологий на период 2010-2020 гг.» (№ 03-1-70 от 17.09.2009 г.) для использования на площади 50 тыс.га.

Для внедрения данной технологии полива разработана конструкция пленкоукладчика и в 2009 г. заводом «Чирчиксельмаш» выпущена опытная партия пленкоукладчиков марки ПУХ-2.

Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались на научно-практической конференции "Проблемы землепользования, земельного и городского кадастра и градостроительства" (Москва, 1998 г.); на международной конференции по гидрологии почв (Вена, 1998 г.); на ежегодных конференциях молодых ученых и специалистов МСХА им. К.А.Тимирязева (1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004г.); на международной научно-практической конференции "Проблемы управления и использования водных ресурсов бассейна Аральского моря" (Ташкент, 1999 г.); на научной конференции "Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства и пути их решения" (Ташкент, 2000 г.); на республиканском научно–практическом семинаре "Проблемы землеустройства и землепользования на современном этапе реформ в агропромышленном комплексе" (Ташкент, 2000 г.); на республиканской научной конференции "Перевод водохозяйственных эксплуатационных организаций на рыночные отношения" (Ташкент, 2002 г.); на международной конференции "Экологические проблемы мелиорации" (Москва, 2002 г.); на центральноазиатской международной научно-практической конференции "Экологическая устойчивость и передовые подходы к управлению водными ресурсами в бассейне Аральского моря" (Алматы -Ташкент, 2003); на молодежном форуме "Агробиотехнологии и экологическое земледелие" (Владимир, 2005); на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева (2005, 2006, 2007, 2008, 2009 г.).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов диссертации