Автореферат (1151670), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Для их изучения на Центральной экспериментальной базе Узбекского НИИ хлопководства проведен трехлетний опыт, который включал следующие варианты: полив постоянной струей (контроль); полив переменной струей; дискретный полив. Длина борозд составляла 200 м, уклон поверхности земли 0,015, ширина междурядий 60 см, вода при поливах подавалась во все борозды. Опыты проводились в четырехкратной повторности, каждая делянка состояла из 8 борозд. Расход воды измерялся в голове борозд, в створах 50, 100, 150 м и в конце борозд. Учет урожая хлопка-сырца проводился по отрезкам 0-50 м, 50-100 м, 100-150 м и 150-200 м. Поливы проводились при уровне предполивной влажности почвы 70-70-60% НВ в соответствующие фазы развития хлопчатника. Расчетный увлажняемый слой почвы принимался равным 70 см в фазу бутонизации, 100 см в фазу цветения-плодообразования и 70 см в фазу созревания. Контроль влагозапасов почвы проводился нейтронным влагомером ВНП-1 "Электроника". Почвы опытного участка - тяжело суглинистые, наименьшая влагоемкость 0-100 см слоя почвы 21%, плотность 1,48 г/см³. Опытный участок располагался в пределах поля севооборота, где до посева хлопчатника выращивалась люцерна.

Результаты исследований по изучению эффективности различных технологий полива приведены в таблице 3. Как видно, при меньших затратах оросительной воды в вариантах полива с использованием водосберегающих технологий получен более высокий урожай хлопка-сырца. Вместе с тем в контрольном варианте в среднем за три года коэффициент равномерности полива оказывается самым высоким - 0,79. Высокий показатель равномерности полива в контрольном варианте обусловил формирование равномерно распределенного по длине борозд урожая. Несмотря на преимущества водосберегающих технологий полива в экономии оросительной воды и величине урожая, коэффициент равномерности полива у них оказывается ниже, чем в контрольном варианте. Это свидетельствует о том, что на землях с большими уклонами достичь равномерного увлажнения почвы по длине склона путем применения дискретного полива и полива переменной струей практически невозможно без дополнительных затрат воды, необходимых для увеличения глубины промачивания, что в свою очередь приведет к снижению КПД полива и увеличению смыва почвы.

К водосберегающим технологиям относится и технология подачи воды через междурядье. Для обоснования эффективности полива сельскохозяйственных культур через междурядье необходимо провести теоретическое и экспериментальное обоснование.

В условиях больших уклонов местности пропашные культуры возделываются, как правило, с шириной междурядий 60 и 70 см. Причем на посевах хлопчатника применяется система машин, рассчитанная на ширину междурядий 60 см. На узкорядных посевах хлопчатника и других пропашных культур для междурядных обработок применяются трехколесные пропашные тракторы с четырехрядными культиваторами, рассчитанными на ширину захвата 2,4 м. При расстоянии между колесами трактора 1,2 м на поле формируются борозды и междурядья с разной водопроницаемостью почвы, обусловленной различным давлением тракторных колес на почву: уплотненные колесами трактора борозды с пониженной водопроницаемостью и межколесные, с повышенной водопроницаемостью почвы. На узкорядных посевах пропашных культур появляется возможность применения водосберегающей технологии полива с подачей воды через междурядье: на сильнопроницаемых почвах в колесные борозды, на средне- и слабопроницаемых - в межколесные борозды (Г.А. Безбородов, 1992). В условиях темных и типичных сероземов почвы относятся к средне- и тяжелосуглинистым и поэтому выбраны межколесные борозды. В этом случае уложенное в эти борозды противоэрозионное покрытие не будет мешать пропашному трактору проводить обработку колесных междурядий. Исходя из такого выбора рабочих борозд необходимо было теоретически и экспериментально обосновать технологию полива постоянной струей через междурядье.

Таблица 3. Элементы водосберегающей технологии полива и урожай хлопка-сырца (длина борозд 200м, уклон земли 0,015)

Полевой опыт по изучению влагопереноса и водопроницаемости почвы при поливе через междурядье проводился на староорошаемом тяжелосуглинистом типичном сероземе Ташкентской области. На хлопковом поле с уклоном поверхности земли 0,015, шириной междурядий 60 см были определены агрохимические и водно-физические свойства почвы: содержание гумуса в слое почвы 0 - 30см составило 1,4 %, в слое 30-50см 1,07 % и в слое 0 - 50см 1,23 %; в этих же слоях почвы подвижного азота содержалось 14,6; 10,5; 12,9 мг/кг; фосфора 43,4; 27,2; 42,8 мг/кг; обменного калия 212, 132, 180 мг/кг соответственно; наименьшая влагоемкость 1 м слоя почвы составила 31,2 % (объемных), плотность почвы 1,49 г/см³.

При поливах вода подавалась через одно междурядье. Влажность почвы измерялась термостатно-весовым методом в серии пусков воды расходом 0,05 – 0,22 л/с продолжительностью 1,5; 5; 10; 24 часа. В первых трех сериях она измерялась в рабочих бороздах, в четвертой, кроме того, в гребне борозд и в дне смежной нерабочей борозды.

Анализ результатов опыта показал, что влажность почвы в середине неполиваемого междурядья при поливе через междурядье оказывается достаточно высокой: в слое 0-100 см она составляет 0,86 влажности аналогичного слоя почвы в гребне борозд и 0,92 в слое почвы 20-100 см сопоставляемых элементов. В смежном нерабочем междурядье верхний 0-20 см слой почвы остается достаточно сухим, препятствующим испарению влаги и прорастанию сорной растительности, что дает возможность сокращения числа междурядных обработок пропашных культур, поливаемых через междурядье.

Теоретическое обоснование вида изоплеты влажности почвы, формируемой поливом с подачей воды через одно междурядье, проведено с использованием аналитической зависимости всасывающего потенциала почвенной влаги от влажности почвы и минерализации почвенного раствора (Ю.М.Денисов, Г.А.Безбородов, Ю.Г.Безбородов, 1998)

, (16)

где Ф₄ -всасывающий потенциал почвенной влаги, Дж/кг, φ - влагонасыщенность почвогрунтов, %

; (17)

где (1- α₁) – пористость, %; α₁, α₄ - относительные объемы почвенного скелета и почвенной влаги, %; γ₄ - плотность воды, г/см³; R - универсальная газовая постоянная, R=8,314 Дж/К•моль; Т - абсолютная температура, ^оК; С - концентрация растворенных веществ в жидкой фазе, моль/см³; М, m, N - параметры, зависящие от водно-физических и физико-химических свойств зоны аэрации (скелета почвы) и водного раствора.

Решение уравнения (16) проводилось при следующих условиях:

начальные

φ(s, x, z, 0) = φ*(s, x, z), τ = 0; (18)

граничные условия t > 0:

верхнее z = 0, 0 ≤ s ≤ S_ф

, ,

, (19)

где a_x - интенсивность атмосферных осадков, мм; M_b - ширина междурядий, м;

нижнее z = - h_g, 0 ≤ s ≤ S_Ф

, (20)

левое х = 0

, z > - h_g (21)

правое x = M_b

, z > - h_g (22)

Решение (двумерной задачи в плоскости. перпендикулярной борозде) проведено методом разделения переменных. Поиск решения осуществлен методом прогонки с итерационной обработкой искомой величины. Проведено сопоставление экспериментальных и расчетных профилей влажности почвы, показывающее небольшое их расхождение, вызванное неоднородностью почвы. Теоретические расчеты и результаты экспериментов указывают на возможность обеспечения приемлемого увлажнения почвы при проведении поливов с подачей воды через одно междурядье.

Однако, всем известным технологиям полива по стандартным бороздам присущи недостатки, обусловленные большой испаряющей поверхностью почвы, необходимостью проведения многократного регулирования водоподачи при поливах и многочисленных междурядных тракторных обработок почвы. Для устранения этих недостатков разработана технология полива по экранированным бороздам, изучение которой проведено на экспериментальных участках сероземной зоны.

Характеристики

Список файлов диссертации