Автореферат (1151742), страница 3
Текст из файла (страница 3)
С этой целью для каждойдекады теплого периода подсчитывалось потенциальное (при оптимальнойвлагообеспеченности) суммарное испарение (эвапотранспирация) Epot по формулеН.Н. Иванова. Потенциальная эвапотранспирация разделялась на потенциальноефиспарение с поверхности почвы E potи потенциальную транспирацию E tpotпропорционально затененности почвы растительным покровом fр, котораяфизменялась по декадам: E pot= (1 – fр) E pot и E tpot = fр E pot . Эти потенциальныевеличины испарения редуцировались на каждом временном шаге:фE ф = εE pot; ε = 2 w0 − w02 ; w0 =ωп − ω м;0,8 p − ω м(5)если ωп>0,8ттоε = 1; эти зависимости согласуются, например, с исследованиямиА.И. Будаговского. Фактическая транспирация редуцируется в зависимости отнеоптимальности средней влажности корнеобитаемого слоя почвы:E t = ε w E tpot , где ε w = 2 wk − wk2 , wk =ω k − ВЗ;ω kopt − ВЗ(6)εw– коэффициент, учитывающий уменьшение транспирации при отклонениивлажности почвы от оптимальной, вид этой зависимости соответствуетисследованиям А.Р.
Константинова (1968); ωk – средняя влажность10корнеобитаемого слоя почвы, переменная во времени; ω kopt - то же, оптимальная вданную декаду; ВЗ – влажность завядания.Скорректированная величина транспирации E t распределялась по глубинекаждого столбца в заданном корнеобитаемом слое пропорционально влажностипочвы и массы корней в виде интенсивности влагоотбора корнями растений изединичного объема почвы ei,j, м3в/м3/сут.Для решения задачи использовался метод матричной прогонки. Знаниенапоров и сопротивлений позволяют рассчитать потоки влаги в любых сечениях,как на границах области, так и внутри нее, например, переток влаги из однойфации в другую, или вертикальные потоки, характеризующие промываемостьпочвенного слоя.При капельном орошении яблоневого сада контур увлажнения намиопределялся как расчётным путём с использованием предложенной модели, так ив полевых условиях по раскопкам.
По модели были рассчитаны контурыувлажнения при малых нормах полива и частом расположении капельниц, через0,5 м (рис. 1).А)Б)1.951.951.91.91.851.851.81.81.751.751.71.71.651.651.61.61.551.550.050.10.150.20.250.050.10.150.20.25Рис. 1. Распределение изолиний объёмной влажности почвы:А) Пределы увлажнения 0,7…0,9 НВ, расход кап. =1л/час,норма 1,1 л/капБ) Пределы увлажнения 0,6…0,9 НВ, расход кап. =1л/час, норма 1,6 л/капНаблюдается быстрое смыкание контуров увлажнения. Это оправдываетусловия почти равномерного увлажнения траншеи шпалерного сада по её длине.Из-за малых поливных норм глубина промачивания незначительна, около110,2…0,25 м.
С увеличением расхода капельниц контур более увлажнен и времясмыкания контуров заметно уменьшается. С увеличением норм полива припрочих равных условиях контуры увлажнения увеличиваются вместе с ростомглубины увлажнения; время смыкания контуров уменьшается.Моделирование контура увлажняемой зоны выполнялось нами также влабораторных условиях методом физического моделирования на установке снасыпной среднесуглинистой почвой, взятой с опытного участка и уплотненнойдо естественного сложения. Подача воды осуществлялась из бака со среднимрасходом 1,2 л/ч. Результаты опытов показали, что при расходе капельницы 1,2л/ч и уровне увлажнения 65% НВ диаметр увлажняемой зоны составлял 63 см, аглубина промачивания – 41 см, при уровне увлажнения 75% НВ – соответственно64 и 44 см, а при уровне 85% НВ – 65 и 46 см.
При увеличении уровня влажностипочвы от 65 до 85% НВ отмечается тенденция увеличения геометрическихпараметров контура увлажнения вследствие более высокой исходной влажностипочвы. При этом диаметр увлажняемой зоны был больше глубины промачиванияв 1,45-1,54 раза.В полевых условиях определение контура увлажнения осуществлялось пораскопкам почвы. Видимый контур увлажнения, установленный опытным путёмпо раскопкам, заметно увеличивался с повышением уровня предполивнойвлажности почвы и поливной нормы, обеспечивающей увлажнение почвенногослоя глубиной 0,25 м, 0,5 и 0,75 м при работе одиночной капельницы.
Так, приподдержании влажности почвы на уровне 65% НВ, для увлажнения слоя почвы0,25 м поливная норма составляет 70 м3/га, а продолжительность полива достигает12 часов. За этот период глубина промачивания составила 0,29 м при диаметреувлажняемой зоны 50 см. При этом же режиме увлажнения для промачиванияслоя почвы 0,5 м поливная норма возрастает до 145 м3/га, а продолжительностьполива – до 25 часов. В этом случае глубина промачивания достигает 53 см, аувлажнённый диаметр в зоне капельницы возрастает до 79 см. Для того, чтобыувлажнить слой почвы 75 см при пороге предполивной влажности почвы 65% НВполивная норма составила 220 м3/га, а продолжительность полива достигламаксимальных значений и составила 35 часов.
После завершения полива глубинаувлажняемого слоя составила 76 см, а диаметр увлажнения – 118 см. В целом, прирежиме влажности почвы 65% при разных нормах полива в контуре увлажнениядиаметр увлажняемой зоны был больше, чем глубина промачивания в среднем в1,6 раза.По результатам определения послеполивной влажности почвы в зонемеждурядий деревьев методом интерполяции были установлены уточнённыепараметры контура увлажнения (рис. 2).12Рис. 2. Распределение влаги в контуре после полива нормами 145, 105 и 50м /га, рассчитанными на увлажнение слоя почвы 0,5 м соответственно приуровнях увлажнения 65%НВ, 75%НВ и 85%НВ313Результаты измерения геометрических параметров контура увлажненияпоказали, что доля орошаемой площади при капельном поливе в среднемсоставляла 0,30; 0,28 и 0,23 от общей площади питания растений соответственнопри режимах предполивной влажности почвы 65% НВ, 75 и 85% НВ и нормахполива соответственно 145, 105 и 50 м3/га, обеспечивающих промачивание почвына глубину 50 см.Глава 4 посвящена динамике уровня грунтовых вод и влажности почвы,режиму капельного орошения и водопотреблению яблоневого сада, а также связибиологических коэффициентов с водопотреблением.При капельном орошении яблоневого сада режим грунтовых водобеспечивает благоприятные условия для роста, развития и плодоношениядеревьев, не создавая подтопления корневой системы.
Средние глубины уровнягрунтовых вод за вегетационные периоды 2012-2014 гг. составлялисоответственно 2,3, 1,92, 2,77 м, в среднем 2,33 м, менее 1,5 м наблюдались в 1-йдекаде апреля, а в августе-сентябре грунтовые воды снижались до глубины 2,853,5 м за счет естественной дренированности участка.Исследование режима влажности почвы показало, что в начале вегетации вовсе годы влажность в слоях почвы 0-25, 0-50, 0-75 см в среднем составляласоответственно 86,2; 90 и 92,7% от наименьшей влагоёмкости.
В течениевегетации при капельном орошении она находилась в заданных пределах, сотклонениями ±1,5-2,5% . К концу вегетации влажность почвы понижалась, но нениже 60% НВ и только во влажном 2013 г. она заметно увеличивалась до 90-95%НВ. В среднем за три года к концу вегетации влагозапасы уменьшились(например, в слое 0-75 см на 35,5-36,5 мм) и только в 2013 г. увеличились на 913,5 мм.В результате проведения полевых исследований и сопоставленияполученных данных по режимам капельного орошения яблоневого сада приразных уровнях увлажнения и глубинах промачивания нами устанавливалисьнормы, сроки и число поливов, межполивные интервалы, нормы водопотребления,оптимальный уровень предполивной влажности почвы и глубина увлажняемогослоя.В варианте с предполивной влажностью 65% НВ поливной период всреднем продолжался с третьей декады мая до третьей декады августа. Числополивов по годам составило 3, 2, 5 при регулировании влажности в слое 0-25 см;1; 0; 2 поливов для слоя 0-50 см и 0; 0 и 1 – для слоя 0-75 см.
Поливные нормы приэтом равнялись 73; 142,7 и 217 м3/га соответственно для слоёв 0,25; 0,5 и 0,75 м.Оросительные нормы по вариантам глубины увлажнения в среднем за три годасоставили 243,5; 142,7 и 72,3 м3/га, их величины отражают интенсивностьрасходования воды из разных слоев почвы и подпитывание грунтовыми водами.Для слоя 0-75 см было достаточно естественного увлажнения в 2012 и 2013 годах,а для слоя 0-50 см - в 2013 году (табл.
2).14Средняя поливная норма,м3/гаОросительная норма, м3/гаЧисло поливовСредняя поливная норма,м3/гаОросительная норма, м3/гаЧисло поливовСредняя поливная норма,м3/гаОросительная норма, м3/гаСлой почвы, мСреднееЧисло поливов852014 г.Оросительная норма, м3/га750,250,500,750,250,500,750,250,500,752013 г.Средняя поливная норма,м3/га652012 г.Число поливов123456789Уровень увлажнения, % НВ№ вариантаТаблица 2 -Параметры режима капельного орошения яблоневого сада за 20122014 гг.31052195273,2142,7052,2104,3157,031,148,794,4219,7142,70261208,6157282243,7188,820031053171,80052104,8036,548,194,1143,500156104,80182,7144,394,1521942169473142,721751,9104,815731,548,994,6365,2285,4217467,2419314503,6440,5378,23,310,35,72,31105,72,372,795,172,352,0104,6104,733,148,694,4242,8142,772,3294,7211,4157356,1276,2220,4В вариантах поддержания предполивной влажности 75% НВ в слоях 0-25, 050, 0-75 см при средних поливных нормах 52; 104,6 и 157 м3/га потребовалосьпроведение поливов соответственно 5; 2 и 1 в 2012 г., 3; 1 и 0 в 2013 г., 9; 4 и 2 в2014 году, межполивные периоды в 2012 и 2014 годах составляли 1,5-3 недели, в2013 г.
– один месяц. Средние оросительные нормы по вариантам тех же глубинувлажнения составили 294,7; 244,1 и 157 м3/га. Естественное увлажнение былодостаточно для слоя 0-75 см в более прохладном и влажном 2013 году.При поддержании предполивной влажности 85% НВ поливы требовались вовсе годы. В слоях 0-25, 0-50 и 0-75 см было проведено поливов 9; 5 и 2 в 2012 г.; 5;3 и 1 в 2013 г. и 16; 9 и 4 в 2014 г. соответственно. Межполивные периодысоставляли в среднем 1-2 недели, а средние за 3 года оросительные нормысоставили 322,8; 276,9 и 220,4 м3/га при фактических поливных нормах – 32,3;48,7 и 94,4 м3/га.Сравнение фактических данных с результатами моделирования (табл. 3)показало, что в процессе верификации уточненной модели полученаудовлетворительная сходимость параметров режима орошения, опыта имоделирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
