Автореферат (1151670), страница 9
Текст из файла (страница 9)
На основе полученных результатов исследований проведены расчеты по установлению объема эмиссии углекислого газа. Так, из сероземно-луговой почвы за вегетационный период хлопчатника (180 дней, май-октябрь) поступило СО2 в атмосферу: из открытой почвы (первого варианта полива) 47,5 т/га; из почвы, наполовину покрытой ПП - 25,9 т/га. При этом в первом случае интенсивность дыхания почвы составила 1,1 г/м2∙ч, во втором 0,6 г/м2∙ч. Из староорошаемого типичного серозема за вегетационный период выделилось большее количество СО2: в первом варианте 62,2 т/га; во втором 39,7 т/га. Соответственно интенсивность дыхания составила 1,44 г/м2∙ч и 0,92 г/м2∙ч.
Из сероземно-луговой почвы за вегетационный период хлопчатника выделилось в СО2 - эквиваленте: из открытой почвы контрольного варианта 218 кг/га метана, из экранированной на 50 % почвы 132 кг/га (или на 39,9 % меньше). В первом варианте опыта интенсивность выделения метана в СО2 - эквиваленте составила 5 мг/м2∙ч, во втором 3,2 мг/м2∙ч. Из хлопкового поля, расположенного в зоне типичного серозема, за вегетационный период хлопчатника выделилось 127 кг/га метана в СО2 - эквиваленте и 76,2 кг/га из почвы второго варианта. По сравнению с сероземно-луговой почвой здесь объем эмиссии СН4 почти в два раза оказался меньше и это, по-видимому, связано с глубоким залеганием уровня грунтовых вод, которые не участвуют ни в почвообразовательном процессе, ни в газообмене с корнеобитаемым слоем почвы. Поэтому здесь и интенсивность выделения метана существенно меньше, чем в сероземно-луговой почве: 2,9 мг/м2.ч и 1,8 мг/м2.ч.
Полученные данные позволяют определить суммарную эмиссию парниковых газов из почв занятых посевами хлопчатника. При средней за последние годы площади посевов этой культуры в Узбекистане 1,5 млн.га суммарная эмиссия этих газов составляет 82,8 млн т. Загрязнению атмосферы также способствует выделение с орошаемых полей в результате испарения, в результате испарения, водяного пара – главного парникового газа.
В шестой главе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по изучению физического испарения влаги.
Покрытие почвы пленкой, способствуя повышению ее биологической активности, обеспечивает снижение непродуктивного физического испарения, оценка которого проведена теоретически и экспериментально.
Поскольку пленкой перекрывается практически вся увлажняемая поливами поверхность почвы - она составляет 50% поверхности поля, а остальная часть поверхности остается неувлажняемой, сухой, то пленочный экран, способствует существенному снижению физического испарения влаги со всего поля. Оценить объем физического испарения влаги почвой (Еп) возможно по теоретически обоснованной зависимости, выведенной Ю.М.Денисовым на основе теории массообмена и фазовых переходов в пористой среде (Ю.М.Денисов, А.И.Сергеев, Г.А.Безбородов, Ю.Г.Безбородов, 2002),
, (33)
где: 
, (34)
. (35)
- относительный объем пор на поверхности почвы; 
- объем скелета почвы; k* - обобщенный параметр, имеющий размерность скорости; и - скорость ветра, м/с; Vs - параметр, имеющий размерность скорости и равный 2,5 м/с; kб - обобщенный почвенный параметр, равный 2,56; kf - коэффициент фильтрации, м/сут; 
- относительный объем почвенного скелета; φ0 - влагонасыщенность верхнего слоя почвы 5-10 см; φ - средняя влагонасыщенность активного слоя почвы 50-100 см; ρnH3 - плотность насыщающего пара над водой при температуре 273 о К и нормальном давлении, кг/м3; ρnВ - плотность пара в воздухе на высоте метеобудки, кг/м3; ρз - плотность воды, кг/м3; и – скорость ветра.
Для установления степени достоверности полученной зависимости (33) в 2000г. на ЦЭБ УзНИИХ были проведены полевые исследования по определению физического испарения почвенной влаги с незасеянной пашни с помощью малых почвенных испарителей. В исследованиях использовались 4 испарителя с площадью испарения 50 см2 и переносные электронные весы. По измеренным значениям массы почвы и известном времени экспозиции определялась масса испарившейся воды, а затем и интенсивность испарения почвенной влаги.
По данным метеопункта "Аккавак" и водно-физическим свойствам почвы хлопкового поля по формуле (33) проведены расчеты интенсивности испарения влаги с оголенной почвы. В результате проведения оптимизации параметров получены следующие их значения: k* = 2,1; Vs =0,55; kб = 2,2;
n = 1,75. В расчетах также принято φ0 = φ1,75; плотность верхнего слоя почвы 1,35 г/см3; плотность скелета почвы 2,71 г/см3; пористость почвы 52%; коэффициент фильтрации 0,13 м/сут; наименьшая влагоемкость почвы 31,5%. В таблице 11 приведены значения интенсивности испарения влаги с почвы: измеренные на хлопковом поле и рассчитанные для оголенной поверхности незасеянного неорошаемого участка размером 50 м2, расположенного в середине хлопкового поля.
Разница средних значений интенсивности испарения влаги обусловлена затененностью почвы листовой поверхностью хлопчатника. На основе полученных данных можно расчетным путем оценить размер фактического испарения влаги с хлопкового поля, поверхность которого на 50% покрыта пленкой - для этого полученные расчетным путем его значения необходимо умножить на коэффициент равный 0,7.
Снижение физического испарения влаги, получение высокого урожая сельскохозяйственных культур и сопутствующие поливу по экранированным бороздам положительные хозяйственные и природные факторы послужили основанием для разработки технологии полива и средств механизации.
В седьмой главе представлена технология полива, дана оценка ее эффективности, а также техническая характеристика механизма укладки пленочного экрана в борозды.
С целью механизации процесса укладки полиэтиленовой пленки в междурядья пропашных культур (совместно с институтом УзМЭИ) разработана конструкция пленкоукладчика и изготовлен макетный образец. В производственных условиях проведены его испытания.
Техническая характеристика пленкоукладчика включает следующие показатели: ширина 3750 мм; длина 2100 мм; высота 910 мм; масса 326 кг; рабочая ширина захвата 3,6 м; поступательная скорость 3,6 км/ч; производительность 1,3 га/ч. Пленкоукладчик агрегатируется с трехколесным пропашным трактором МТЗ-100 или ТТЗ-100. На пленкоукладчик устанавливаются два рулона полиэтиленовой пленки, при движении трактора одновременно производятся несколько технологических операций: установленными на раме пленкоукладчика окучниками в рабочих междурядьях нарезаются борозды; затем в них укладывается пленка, которая прикатывается катками ко дну и стенкам борозд, а ее края присыпаются почвой с помощью дисков, установленными за катками перфорирующими колесами по оси пленочного экрана с определенным шагом пробиваются водовыпускные отверстия определенного диаметра.
В 2000г. с помощью пленкоукладчика проведено экранирование почвы на посевах хлопчатника в двух фермерских хозяйствах (Ходжакобуд и Исобобо) на площади 8 га. При работе пленкоукладчика определялись разрывы пленки - 0,04 % на 1 м - и повреждаемость растений - 2,1 %.
Таблица 11. Измеренные и расчетные значения испарения влаги с поверхности почвы (ЦЭБ УзНИИХ, 2000г.)
| Дата и время экспозиции | Масса испарившейся воды, г | Интенсивность испарения влаги, мм/ч | Температура воздуха, оС | Относительная влажность воздуха, % | Скорость ветра, м/с | Температура почвы, оС | Расчетная интенсивность испарения влаги, мм/ч | Отклонение расчетной интенсивности от измеренной, % |
| 3.03, 9-16 | 1,83 | 0,057 | 10,4 | 31 | 5 | 8 | 0,054 | 5,3 |
| 22.03, 9-15.30 | 1,9 | 0,058 | 17,1 | 22 | 3 | 16 | 0,055 | 5,2 |
| 6.04-7.04, 16-9 | 3,2 | 0,038 | 15,5 | 36 | 5 | 11 | 0,050 | 31,5 |
| 6.04-7.04, 9-9 | 8,1 | 0,069 | 16,3 | 37 | 5 | 14 | 0,049 | 29,0 |
| 10.04, 9-15.30 | 1,4 | 0,043 | 25,5 | 30 | 5 | 26 | 0,052 | 20,9 |
| 10.04-11.04 16-9 | 5,5 | 0,065 | 21,8 | 32 | 10 | 20 | 0,061 | 6,2 |
| 10.04-11.04 9-9 | 6,9 | 0,059 | 23,7 | 31 | 8 | 23 | 0,058 | 1,7 |
| 11.04, 9-15.30 | 1,7 | 0,052 | 27,5 | 32 | 6 | 32 | 0,051 | 1,9 |
| 11.04-12.04 16-9 | 2,7 | 0,032 | 22,8 | 47 | 0 | 20 | 0,032 | 0 |
| 11.04-12.04 9-9 | 4,4 | 0,037 | 25,2 | 40 | 3 | 26 | 0,041 | 10,8 |
| Среднее | 11,2 |
В фермерском хозяйстве Ходжакобуд урожай хлопка-сырца на поле с экранированной почвой составил 4,5 т/га, на контрольном 3,5 т/га. Наряду с существенной прибавкой урожая (1 т/га), вклад в формирование высокой рентабельности внесла экономия на количестве междурядных обработок, ручного труда на прополку сорняков, устройстве и заравнивании выводных борозд.
В августе 2009г. для проведения производственных испытаний в различных регионах Узбекистана изготовлены 10 пленкоукладчиков, агрегатируемых с колесным пропашным трактором хлопковой модификации.
Проведена оценка энергетической эффективности технологии полива по экранированным бороздам. Согласно методическим рекомендациям по расчету энергетических затрат на производство растениеводческой продукции проведена оценка энергетической эффективности орошения хлопчатника, кукурузы и кормовой свеклы по стандартным и экранированным пленкой на 50 % бороздам [Методика биоэнергетической оценки эффективности технологий в орошаемом земледелии. ВАСХНИЛ. М., 1989. С. 80].
В основу расчета положены технологические карты по возделыванию пропашных культур с междурядьями 60 см (хлопчатник, кукуруза) и 70 см (кормовая свекла). Расчеты показывают, что суммарные энергозатраты при возделывании хлопчатника с поливами по экранированным бороздам выше, чем на контроле на 97 МДж/га (1,9 %). Это объясняется дополнительными затратами на уборку и транспортировку урожая хлопка-сырца на место его переработки, а также на укладку и утилизацию пленки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
