Автореферат (1151725)

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

Текст из файла

На правах рукописи

ПУЛАТОВ ШАВКАТ ЯРАШОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ УВЛАЖНЕНИЯ ПРИ БОРОЗДКОВОМ ПОЛИВЕ ХЛОПЧАТНИКА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ТАДЖИКИСТАНА

Специальность: 06.01.02 – мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2013

Работа выполнена на кафедре мелиорации, рекультивации и охраны земель Таджикского аграрного университета им. Ш.Шотемур

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Икромов Исломкул Истамович

Официальные оппоненты: Безбородов Юрий Германович,

доктор технических наук,

Российский государственный аграрный

университет – МСХА им. К.А. Тимирязева,

доцент кафедры мелиорации и геодезии

Губин Владимир Константинович,

кандидат сельскохозяйственных наук,

Всероссийский научно-исследовательский

институт гидротехники и мелиорации им.

А.Н. Костякова,

ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: Московский государственный

университет природообустройства

Защита состоится «23» декабря 2013г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова (ВНИИГиМ) по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГиМ.

Автореферат разослан «___»_________________2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук С.Д. Исаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В условиях Таджикистана 98% орошаемых земель поливаются бороздковым способом, при котором наблюдается низкая равномерность увлажнения корнеобитаемого слоя почвы, и, как следствие, невысокая урожайность сельскохозяйственных культур. Зачастую поливы проводятся большими нормами, что вызывает непроизводительные потери оросительной воды, а это снижает продуктивность ее использования. Кроме того, водоподача из оросительной сети осуществляется нестабильно. Из-за отсутствия технико-технологической и финансовой базы процесс широкого внедрения прогрессивных способов орошения в республике ограничен. Резервом повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, экономии оросительной воды и обеспечения равномерности увлажнения по длине борозд является разработка и внедрение оптимальных технологических параметров орошения хлопчатника и совершенствование конструкций, обеспечивающих стабильность водоподачи на поле независимо от измененяющегося горизонта воды в источнике.

В настоящее время учеными разработаны различные конструкции водовыпусков постоянного расхода. Однако, из-за сложности конструкций и высокой стоимости они не нашли широкого внедрения в условиях производства. Следовательно, разработка технологии повышения равномерности увлажнения почвы при бороздковом поливе и простой, надежной, недорогой конструкции водовыпуска постоянного расхода, весьма актуальна и своевременна для орошаемого земледелия Таджикистана.

Цель и задачи исследований. Цель исследований – обеспечение равномерности увлажнения почв при бороздковом поливе хлопчатника на основе совершенствования технологии полива в условиях Центрального Таджикистана.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

• усовершенствовать технологию бороздкового полива хлопчатника путем применения дифференцированной глубины рыхления почвы поперек склона на хлопковом поле; определить основные водно-физические свойства почвы и изучить водопроницаемость в зависимости от глубины рыхления почвы;

• разработать новую конструкцию водовыпуска постоянного расхода, изготовить опытные образцы, провести лабораторные и производственные испытания;

• изучить структуру водоподачи, равномерность увлажнения почвы по длине борозды в зависимости от глубины рыхления и уклона орошаемого поля;

• изучить элементы техники полива и определить величину смыва почвы в зависимости от уклона борозды и расхода поливной струи при традиционной технологии и при технологии с дифференцированной глубиной рыхления почвы;

• изучить влияние технологии полива на рост, развитие и урожайность хлопчатника и определить элементы водного баланса хлопкового поля;

• оценить экономическую эффективность и провести производственную проверку разработанной технологии орошения хлопчатника.

Научная новизна исследований заключается в разработке способа повышения равномерности увлажнения при поливе по бороздам на склоновых землях путем проведения дифференцированного рыхления почвы поперек склона и новой конструкции постоянного водовыпуска, которые в совокупности обеспечивают равномерность полива, стабильность водоподачи и экономию оросительной воды.

Получены эмпирические зависимости впитывания воды в почву в естественных условиях и при проведении рыхления, зависимости поверхностного сброса от расхода поливной струи и объема смыва почвы от поверхностного сброса. Установлены параметры увлажнения почвы и рассчитаны элементы техники полива при традиционной технологии и при проведении полива на фоне дифференцированного рыхления.

Практическая ценность работы. Разработанная технология дифференцированного рыхления поперек поля и новая конструкция постоянного водовыпуска может быть использована на склоновых землях с уклоном до 0,1 на средне- и тяжелосуглинистых почвах при проведении бороздкового полива. Рекомендованная технология обеспечивает повышение КПД техники полива до 0,88, снижение поверхностного сброса до 3,5%, экономию оросительной воды до 25% и получение 33,4-39,1 ц/га хлопка-сырца, что на 24-28% больше по сравнению с традиционной технологией, а чистая прибыль составляет 1437 $/га.

Методика исследований. В основу исследований положен системный подход. Основным методом исследований являлся полевой эксперимент по методике Д.А. Доспехова. Полевые исследования выполнены в производственных условиях (2010-2012гг.) в хозяйствах «Ильич» и «Дурбат» Гиссарского района Центрального Таджикистана. Лабораторные исследования проводились в экспериментальной механической мастерской и лаборатории на кафедре мелиорации Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемур. Элементы техники полива изучались по методам, описанным А.Н. Костяковым (1960), С.М. Кривовязом (1966), Г.Ю. Шейнкиным (1970), Н.Т. Лактаевым (1978) и др. Наблюдения за ростом и развитием хлопчатника выполнены по методике СоюзНИХИ (1973). Обработка результатов исследований проводилась методами математической статистики, корреляционного и дисперсионного анализа с применением ПК.

На защиту выносятся следующие результаты:

• способ повышения равномерности увлажнения почвы при поливе по бороздам на склоновых землях путем проведения дифференцированного рыхления поперек склона;

• конструкция и параметры водовыпуска постоянного расхода;

• эмпирические зависимости впитывания воды в почву и поверхностного сброса от расхода поливной струи и объема смыва почвы от поверхностного сброса в естественных условиях и при проведении рыхления;

• элементы техники полива при традиционной технологии и при орошении на фоне дифференцированного рыхления.

Личный вклад автора состоит в постановке лабораторных и полевых исследований, в разработке новой конструкции водовыпуска постоянного расхода, в обосновании способа достижения равномерного увлажнения почвы по длине борозды. В условиях полевого опыта определены структура водоподачи, элементы техники полива, влияние дифференцированного глубокого рыхления на равномерность увлажнения почвы, суммарное испарение хлопчатника и его урожайность. Автором проведены производственные испытания предложенной технологии, даны экономическая оценка ее эффективности и рекомендации производству.

Реализация результатов исследований. Разработанная технология равномерного увлажнения почвы при бороздковом поливе хлопчатника путем применения дифференцированного глубокого рыхления внедрена в хозяйствах Гиссарского района на общей площади 135га. Предложенные разработки использованы при составлении планов водопользования на оросительных системах в хлопкосеющих хозяйствах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского аграрного университета им. Ш.Шотемур, международной научной конференции «Достижения науки и передовые технологии по восстановлению засоленных земель и улучшению эксплуатации ирригационных сооружений» (Ашхабад, 2011), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы, перспективы развития сельского хозяйства для обеспечения продовольственной безопасности Таджикистана» (Душанбе, 2012), международной научно-практической конференции Академии наук Республики Таджикистан (Душанбе, 2012) и на республиканских конференциях в Душанбе (2010, 2011, 2012, 2013).

Полевые опыты и результаты исследований ежегодно рассматривались и обсуждались специальной комиссией научно-исследовательского сектора Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемур.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации, получены 3 патента Республики Таджикистан на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах, содержит 27 таблиц, 30 рисунков и приложения на 15 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству и списка использованной литературы, включающего 141 источник, из них - 7 зарубежных авторов.

Содержание работы

В первой главе приводится краткий обзор литературы по технике и технологии поверхностного орошения сельскохозяйственных культур, особенностям глубокого рыхления почвы. Приводятся материалы по уплотнению почвы и по влиянию этого процесса на поливы и урожай сельскохозяйственных культур. Излагаются результаты анализа теоретических исследований по существующим системам водоподачи, водораспределения и водопользования. Обоснована необходимость конструктивного совершенствования технических средств систем водоподачи и разработки новой конструкции водовыпуска постоянного расхода;

На основе анализа выявлено, что поверхностный полив по бороздам имеет ряд недостатков, главными из которых являются: потери воды на сброс и глубинную фильтрацию, низкий коэффициент равномерности увлажнения почвы по длине поливного участка, низкая производительность труда поливальщиков, возникновение ирригационной эрозии почвы и др., способствующие поднятию грунтовых вод и вторичному засолению почв.

С целью развития теории и практики техники и технологии орошения сельскохозяйственных культур и влияния их на эколого-мелиоративное состояние орошаемых земель, исследования проводились такими учеными как: Н.Ф. Беспалов, Ю.Г. Безбородов, В.В. Бородычев, К.В. Губер, В.К. Губин, Х.Д. Домуллоджонов, И.И. Икромов, Н.Т. Лактаев, В.М. Легостаев, В.Ф. Носенко, С.Н. Рыжов, М.Ю. Храбров, А.И. Шаров, Г.Ю. Шейнкин, Б.Б Шумаков, А.В Шуравилин и другие. Исследованиями доказано, что для осуществления успешного земледелия, способствующего получению высоких, устойчивых и экономически целесообразных урожаев сельскохозяйственных культур необходимо поддержание оптимальных для роста и развития растений условий водно-воздушного, теплового, питательного режимов почвы, температуры и уровня влажности приземного слоя воздуха.

Анализ литературного материала показал, что разработка новой конструкции водовыпуска постоянного расхода и применение технологии дифференцированного глубокого рыхления играют весьма существенную роль в обеспечении стабильности водоподачи, равномерности полива, экономии оросительной воды и повышения урожайности хлопчатника.

Вторая глава диссертации посвящена результатам анализа почвенно–климатических условий Центрального Таджикистана.

Климатические условия долины охарактеризованы по данным пяти метеостанций. Долина по теплообеспеченности относится к жаркой зоне, коэффициент увлажнения изменяется от 0,32 до 0,46 (в среднем 0,40). Период с температурой свыше 10^оС равен 238 дням на высоте 600м и 195 дням на высоте 1600 м. Самым жарким месяцем является июль, когда среднемесячная температура воздуха составляет 27,0-28,2⁰С, и самый холодный – январь с положительной температурой 50 С. Среднегодовая температура воздуха варьирует от 12,8 до 15,1⁰ С, а в теплом полугодии (апрель-сентябрь) от 22,1 до 23,1⁰ С. Климатические условия за годы исследований представлены в таблице 1.

Ветры в долине преобладают северные и северо-восточные. Среднегодовая скорость ветра от 1,5 до 2,8 м/с. Испаряемость с водной поверхности, рассчитанная по формуле Н.И. Иванова (1941) с поправочным коэффициентом 0,8 по Л.А. Молчанову, за год по долине изменяется от 1311 до 1680 мм. В среднем по долине она составляет 1503 мм, а испаряемость за вычетом осадков (дефицит водного баланса) в год составляет 874 мм.

Площадь, используемая под производственную деятельность, составляет 78,039 тыс. га, из которых темные сероземы занимают 52,1%. По гранулометрическому составу почвы распределяются таким образом: песчаные и супесчаные – 3,3 %, легкосуглинистые – 7,1 %, среднесуглинистые – 52,4 %, тяжелосуглинистые – 36,4%, глинистые – 0,94%. Установлено, что на долю земель с грунтовыми водами глубже 3-х метров приходится 79,9 % территории.

Таблица 1. Климатические условия по метеостанции «Гисар»

Таким образом, анализ почвенно-климатических условий Гиссарской долины показывает, что они вполне благоприятны для ведения интенсивного орошаемого земледелия, особенно для развития хлопководства, и продуктивность почвы также определяется почвенно-климатическими условиями.

В третьей главе приводится описание принятой методологии исследований, объекта и условий проведения экспериментов. Исследования проводились на основе закладки стационарных полевых опытов в 2010-2012 годах на среднесуглинистых темных сероземах на 2-х участках («Ильич» и «Дурбат») экспериментального хозяйства института «Земледелие» Таджикской академии сельскохозяйственных наук. Объектом исследований являлись орошаемые участки с уклонами 0,01 («Ильич») и 0,04 («Дурбат»). Уровень грунтовых вод ниже 3-х метров (III-гидромодульный район).

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