Автореферат (1151713), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Оценка зависимости урожайности сельскохозяйственных культур отприродной тепло-, влагообеспеченности, дефицита водопотребления ивеличины оросительной нормы на основе расчетных методов.4. Биоклиматическое обоснование необходимости применения водныхмелиораций на основе зависимости относительной урожайности культур отпродуктивных запасов влаги в почве с учетом методологических подходовВ.В. Шабанова.5.Алгоритм расчета режимов орошения сельскохозяйственных культур сиспользованием методики ФАО с учетом сезонной динамики тепловлагообеспеченности почв в условиях Подмосковья по программе«CROPWAT-8.0».Практическая значимость работы.
Выявлены закономерности динамикиурожайности сельскохозяйственных культур в зависимости от природной тепло,влагообеспеченности на основе многолетних метеоданных.Разработаныметодики определения продуктивных запасов влаги в почве при возделываниикартофеля и обоснования потребности, в водных мелиорациях базируясь набиоклиматическом методе. Проведена модернизация алгоритма расчета режимаорошения сельскохозяйственных культур с учетом статистического анализаметеоданных.
Выполненные расчеты по тепло-, влагообеспеченности позволяютпланировать урожайность сельскохозяйственных культур в естественныхусловиях с учетом вероятностных изменений климатических факторов и припроведении водных мелиораций. Результаты исследований могут быть5использованы при проектировании мелиоративных систем, определениипараметров оросительной или осушительной сети, расчетов потребности в водедля зоны орошения, а для осушаемой зоны позволяют дать оценку объемовдренажных вод.
Разработанный режим орошения сельскохозяйственных культур взависимости от тепло-, влагообеспеченности по адаптированной методике ФАОможет быть применен сельскохозяйственными предприятиями и фермерами впроизводственном процессе. Полученные в диссертации материалы могут бытьиспользованы в учебном процессе по мелиорации и агрометеорологии.Методология и методы исследования. Теоретико-методологическуюоснову исследований составляют методы системного статистического идинамическогомоделированиядляоценкиприроднойтепло-,влагообеспеченности, продуктивных запасов влаги в почве и относительнойпродуктивности сельскохозяйственных культур.
Количественный анализприродных условий проводился по метеостанциям «ВДНХ», «Можайск»,«Коломна», расположенным соответственно в центральной, западной, и юговосточной частях области за 47-летний период. По климатическим показателям ииспаряемости составлялись хронологические ряды иобработаны методомматематической статистики с применением теории стохастических процессов.Определение параметров водного режима почвы при водных мелиорацияхпроведено методом водного баланса с использованием прогноза продуктивныхзапасов влаги в почве.
Относительная продуктивность сельскохозяйственныхрастений определено по методике В.В.Шабанова. Расчеты режима орошениясельскохозяйственных культур выполнено по методике ФАО.Степень достоверности результатов исследований основана наиспользовании длительных рядов климатических данных для обоснования водныхмелиораций в Московской области.
Обработка полученных метеорологическихданных проводилась методами математической статистики с использованиемзаконов распределения случайных величин. Для условий Московской областиприменялись известные математические модели В.В.Шабанова и В.А.Понько.Оценка результатов моделирования выполнена путем сравнения расчетныхзначений продуктивности сельскохозяйственных культур с фактическимиданными.Апробация результатов исследований. Основныеположенияирезультаты исследований докладывались и обсуждались на международныхнаучно-практических конференциях преподавателей, молодых ученых иаспирантов аграрных вузов РФ в 2014 и 2015гг.
(Москва, РУДН). Полученныематериалы исследований использовались при проведении курсового и дипломногопроектирования, а также в учебном процессе. Результаты выполненныхисследований докладывались в 2013, 2014 и 2015г. в агроинженерномдепартаменте Аграрно-технологического института Российского университетадружбы народов.6Личный вклад автора заключается в сборе, анализе и обработке исходнойинформации, обосновании методики исследований, выполнении расчетов сиспользованием многовариантных схем, обобщении и анализе полученныхрезультатов, написании статей по теме диссертации.Публикации. В 5 научных работах, в том числе 4 работы опубликованыосновные положения диссертации в журналах, рекомендованных ВАК РФ.Структура и объем работы.
Диссертационная работа изложена на 185страницах и состоит из введения, 5 глав, заключения и приложений. Она содержит64 рисунка, 40 таблиц и 29 приложений. Список используемой литературывключает 128 наименований, из которых 19 зарубежных источников.Содержание работыВ главе 1 обобщен опыт оценки природной влагообеспеченности,моделирования агроклиматических ресурсов, продуктивности агроландшафтов иуправления мелиоративными режимами на орошаемых и осушаемых землях.Анализ литературных источников (Данильченко Н.В., Брыль С.В., Цекоева Ф.К. идр.) показал, что существующие методы оценки тепло-, влагообеспеченности неносят универсального характера.
При моделировании продукционных процессовсельскохозяйственных культур используются статистические и математическиемодели. Отмечено (Добрачев Ю.П., Галямин Е.П., Полуэктов Р.А., Понько В.А.,Хворова Л.А., Шабанов В.В. и др.), что статистическое моделирование неучитывает многие факторы продукционного процесса, динамическое - болееполноохватываетглавныепроцессыформирования,определяющиепотенциальную продуктивность сельскохозяйственных культур.
С цельюкомплексного регулирования водно-воздушного и питательного режимов почвпредлагается (Голованов А.И., Кирейчева Л.В., Сухарев Ю.И. и др.)поддерживать оптимальный мелиоративный режим, который формируется впроцессе функционирования мелиоративной системы и взаимодействия сприродной средой. Анализ показал, что на основе моделированияагроклиматических показателей можно воспроизводить многолетние процессыдля обоснования проведения осушительных и оросительных мелиораций с учетомагроклиматических условий и возможного регионального изменения климата.В главе 2 приведен количественный анализ основных показателейприродных условий Московской области; выполнена оценка достаточности длиныряда метеоданных методом скользящей средней, проведен статистический анализи обработка метеоданных методом матриц переходных вероятностей.Статистическая обработка многолетних метеоданных показывает, что кривыераспределения случайных величин за теплыйпериод времени близки кнормальному, за исключением атмосферных осадков.Анализ данных распределения годовых сумм среднесуточных температурвоздуха показал, что средний прирост сумм температур воздуха за 47 летнийпериод составил 14.3⁰C по метеостанции ВДНХ, 14.7⁰C по метеостанции«Можайск» и 18.1⁰C по метеостанции «Коломна».
В распределении атмосферных7осадков определенной закономерности не выявлено. Статистический анализрадиационного баланса показал, что за 20 лет наблюдений его годовая суммаизменялась от 125 до 155 Кдж/см2и ежегодно увеличивалась на 1,5 Кдж/см2.Сумма дефицитов влажности воздуха за год изменялась от 916,6 до 769 мб.Годовая испаряемость за 47 летний период составляла 441,7-740,8 мм.Корреляционным анализом установлена связь испаряемости с суммой температурвоздуха и дефицитом влажности воздуха вида:E=53,27+0,14∑t,(1)гдеЕ-испаряемость, мм; ∑t- сумма температур за апрель-сентябрь,⁰C.Коэффициент корреляцииr= 0,79 и детерминации R2=0,62 Связь междуиспаряемостью и дефицитом влажности воздуха можно выразить уравнениемрегрессии вида:E=178,94+0,27∑d,(2)где Е- испаряемость, мм; ∑d- сумма дефицитов влажности воздуха за апрельсентябрь, мб. Коэффициенты r= 0,84; R2=0,70.Распределение температур воздуха, осадков, радиационного баланса,дефицита влажности воздуха и испаряемости за год, теплые и вегетационныепериоды 1966-2012гг в зависимости от тепло-, влагообеспеченности годаприведены в работе в виде эмпирических кривых.
В процессе статистическойобработки определяли: средние значения, медиану, среднеквадратическоеотклонение, коэффициент вариации, коэффициенты асимметрии и эксцесс.При обработке метеорологических данных был использован метод матрицпереходных вероятностей как наиболее универсальный. По метеопоказателямбыли составлены таблицы с ячейками 6 на 6.
В процессе формирования матрицопределялось количество «попаданий» в установленную градацию за теплыйпериод года (апрель-сентябрь) при переходе от одной декады к другой. Матрицапереходных вероятностей данных по атмосферным осадкам за теплый периодпредставлена в виде вертикального столбца и заметно отличается от нормальногозакона распределения.
Матрица переходных вероятностей радиационного балансаимеет диагональную структуру и подчиняется закону нормального распределения.Матрица переходных вероятностей дефицита влажности воздуха показывает, чтомаксимальное значение частот расположено почти на диагонали, чтосоответствует нормальному закону распределения.Предложенная методика количественного анализа климатических данных сиспользованием матриц переходных вероятностей позволит оценить природнуювлагообеспеченность территории, а также выполнить расчеты дефицитаводопотребления и потребность в дополнительном орошении к осадкам попоказателям увлажнения почв.В главе 3 приведены результаты исследований по оценке природной тепло-,влагообеспеченности, дефицита водопотребления и их связи с урожайностьюсельскохозяйственных культур с использованием методик Н.Н.Иванова,Г.Т.Селянинова, М.И.Будыко, Д.И.Шашко.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
