Содержание к диссертации
Введение
2. Условия и методика проведения исследований II
2.1. Характеристика почв опытных участков II
2.2. Методика исследований 33
3. Составляющие радиационного баланса почвенно-расти тельного покрова 45
3.1. Солнечная радиация и радиационный баланс почвенно-растительного покрова 45
3.2. Радиационный баланс и испаряемость почвенно-растительного покрова 57
4. Составляющие теплового и водного баланса почвенно-растительного покрова 70
4.1. Тепловой баланс и соотношение его составляющих 70
4.2. Суммарное испарение и составляющие водного баланса почвенно-растительного покрова 76
4.3. Динамика ежесуточных величин суммарного испарения хлопкового поля в зависимости от уровня залегания грунтовых вод 81
5. Водопотребление почвенно-растительного покрова и эффективные методы нормирования орошения сельскохозяйственных культур 85
5.1. Значение водопотребления почвенно-растительного покрова и оценка существующих методов его нормирования... 85
5.2. Регулирование и нормирование орошения сельскохозяйственных культур 97
5.2.1. Определение сроков и норм поливов культур по влажности одного горизонта почвы 98
5.2.2. Метод диагностики поливов хлопчатника 102
5.3. Результаты изучения методов диагностики сроков поливов хлопчатника с помощью номограмм в различных почвенно-климатических условиях 120
Агроклиматическое районирование в агроклиматические ресурсы сельскохозяйственных угодий территории 154
6.1. пыт агроклиматического районирования 154
6.2. Радиационный баланс в зависимости от широты, высоты и рельефа местности 178
6.3. Испарение и влагообеспеченность сельскохозяйственных угодий в зависимости от широты, высоты и рельефа местности. 181
6.4. Фотосинтетически активная радиация и биоклиматический потенциал сельскохозяйственных угодий в зависимости от широты, высоты и рельефа местности 188
Выводы 198
Предложения производству 200
Литература
- Методика исследований
- Радиационный баланс и испаряемость почвенно-растительного покрова
- Суммарное испарение и составляющие водного баланса почвенно-растительного покрова
- Регулирование и нормирование орошения сельскохозяйственных культур
Введение к работе
Актуальность проблемы. Почвенно-растительяый покров - своеобразный преобразователь солнечной энергии в другие виды энергии, определяющие тепловой режим подстилающей поверхности и приземного слоя воздуха.
Изучение закономерности изменения и влияния составляющих радиационного, теплового и водного балансов лочвенно-расгительного покрова приобретают все большее значение в связи со все возрастающей актуальностью проблемы сохранения и восстановления высокопродуктивных сообществ и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Данные по решту солнечной радиации используются при решешш многих проблем биологии, особенно з области экологии и почвоведения. Характеристика же радиационных ресурсов климата с точки зрения возможности использования их естественным растительным покровом и сельскохозяйственными угодьями необходима для разработки агроклиматических показателей, оценки действительной и потенциальной продуктивности растений.
Оценка степени благоприятности климата для сельскохозяйственного производства, вернее, завершающий этап этой оценки - агроклиматическое районирование, которое должно дать климатическую основу приспособленную к требованиям к климату того или иного объекта сельского хозяйства. На эту основу в дальнейшем должно накладываться районирование по культурам и сортам с учетом почвенных, геоморфологических, гидрологических, экономических и других условий.
Определение агроклиматических ресурсов сельскохозяйственных угодий необходимо в почвенных и агрономических исследованиях, целью которых является разработка оптимальной технологии выращивания сельскохозяйственных культур и рекомендации по обработке полей и внесению удобрений для получения максимальных урожаев.
Наиболее существенным практическим результатом составления балансов тепла и воды могут бить рекомендации по обоснованию режимов орошения» Точная оценка влагообеспеченности на основе таких измерений дает возможность планировать рациональное использование ограниченных запасов поливной воды и получать максимальный выход продукции при данных агроклиматических ресурсах.
До последнего времени в агрометеорологии при разработке агроклиматических показателей, солнечная радиация обычно не учитывалась, медду тем как коротковолновая солнечная радиация, так и радиационный баланс являются факторами воздействующими на основные физиологические процессы растеши. Радиационный баланс деятельной поверхности - зто энергетическая база транспирации и физического испарения почвеяно-раетйтельного покрова.
Для процесса фотосинтеза наиболее существенное значение имеет солнечная радиация определенного участка спектра которая получила название фотосинтетически активной радиации (ФАР). Для изучения продуктивности растительного покрова болыпое значение имеет характеристика хода ФАР в различных почвенно-климатических зонах в период вегетации сельскохозяйственных культур.
Радиационно-тепловой баланс и агроклиматические ресурсы сельскохозяйственных угодий в широком географическом аспекте с учетом широты и высоты местности как в Средней Азии в целом, и в Таджикистане в частности, изучен весьма слабо. Имеются лишь отдельные региональные работы физиологов, климатологов и почвоведов, основанные на коротких периодах наблюдений.
Цель работы. Изучить соотношения составляющих радиационного, теплового и водного балансов почвенно-растигельного покрова, закономерности их изменения под влиянием физико-географических факторов в пределах месторасположения сельскохозяйственных угодий
Республики Таджикистан.
Задачи исследований»
1. Изучить и установить величины составляющих радиационного, теплового и водного балансов сельскохозяйственных угодий, преимущественно культур хлопкового комплекса, расположенных в различных почвєнно-климатическкх зонах.
2. Определить соотношения между составляющими радиационного, теплового и водного балансов почвенно-растительного покрова и их суммы за теплый период года (с ІУ по X месяцы).
3. Выявить зависимости величин суммарной солнечной радиации, радиационного баланса и энтальпии зоздуха почвенно-растительного покрова от значения температуры и влажности воздуха деятельной поверхности.
4. Установить зависимости сумм радиационного баланса, положительных эффективных температур воздуха и атмосферных осадков за теплый период года в зависимости от широты, высоты и экспозиции рельефа местности сельскохозяйственных угодий.
5. Разработать общеклиматическое районирование территории Таджикистана в зависимости от колебания абсолютных высот местности.
6. Составить шкалу оценки биоклиматической продуктивности сельскохозяйственных угодий республики в зависимости от широты, абсолютной высоты и экспозиции рельефа местности.
Научная новизна. Впервые получены экспериментальные данные составляющих радиационного, теплового и водного балансов почвенно-растительного покрова в различных почвенно-климатическнх зонах Таджикистана, раскрывающие особенности распределения их за теплый период года (условный период вегетации) в зависимости от местонахождения сельскохозяйственных угодий. Выявлены количественные соотношения между составляющими радиационного, теплового и водного балансов почвенно-растительного покрова в зависимости от широты, высоты и экспозиции рельефа местности сельскохозяйственных угодий, рассчитаны и научно обоснованы величины агроклиматических ресурсов сельскохозяйственных угодим республики.
Практическая ценность к реализации рекомендаций. На основе радиационного, теплового и водного балансов почвенно-растительно-го покрова рассчитаны и научно обоснованы оптимальные нормы расхода поливной воды хлопково-лгацерновых "Полей на суммарное испарение (водопотребленке) за период их вегетации в различных почвенных условиях.
Разработаны и рекомендованы к практическому использованию оперативные и эффективные методы диагностики сроков и корм орошения сельскохозяйственных культур.
Основные положения выносимые на защиту. Зависимости ежедневных величин суммарной солнечной радиации и радиационного баланса поч-венно-расгительяого покрова от температуры воздуха.
Количественные величины соотношения составляющих радиационного, теплового и водного балансов хлопково-люцерновых угодий-в различных почвенно-клшатичвских зонах республики.
Разработанные оперативные и универсальные методы сроков и норм поливов сельскохозяйственных культур с помощью номограмм, основанные на использовании энтальпии (теплосодержания) и температуры воздуха почвенно-растительного покрова.
Общеклиматическое районирование территории Республики Таджикистан и шкалы биоклиматической продуктивности з зависимости от колебания абсолютных высот местности и экспозиции рельефа.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались не всесоюзной конференции (Пущино, 1983, 1988), УШ съезде Всесоюзного общества почвоведов (Новосибирск, 1989), Республиканском семинаре (Красноярск, 1978), на четырех Республиканских научно-практических конференциях (Душанбе, 1975, 1978, 1980 и 1982). По резуль татам исследований получено ряд удостоверений на рационализаторские предложения.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 57 печатных работах, 2-х брошюрах, 2-х рекомендациях и 3-х информационных листках. Получены 3 удостоверения на рационализаторские предложения.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 215 страницах, которые включают з рисунка и 62. таблиц. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций.
Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность профессору Джушнкулозу Х.Д. за ценные замечания в подготовке рукописи и доктору сельскохозяйственных наук Сангинову СР. за практическую помощь и поддержку и СБОЕМ аспирантам: кандидатам сельскохозяйственных наук Орипову hl.O., Исламову И., Вахидову 0., Нас-руллаеву А.Д. и Шарифову С.З. за проведенные экспериментальные исследования.
Методика исследований
Деятельная поверхность, это тот более или менее тонкий верхний слой почвы, воды, растительного или снежного покрова и так далее, в котором происходят поглощения приходящей солнечной и атмосферной радиации, преобразование её в тепло и формирование собственного излучения
Радиационный баланс деятельной поверхности представляет разность между приходом и расходом лучистой энергии и рассчитывалась по следующей формуле: Р = (S + Д) ( I - А) -Еэфф 2,2.1 о где: S - сумма прямой радиации в кал/см мин. Д - сумма рассеянной радиации в кал/см мин. А - альбедо в долях от единицы. Еэфф - эффективность излучения (разность между приходом и расходом тепла на деятельную поверхность, обусловленная собственным излучением поверхности и противоизлучением атмосферы), смюш.
Прямую ( S ), рассеянную ( г ) солнечную радиацию измеряли с помощью стандартных термоэлектрических приборов соответственно: актинометр, пиранометр и альбедометр. Альбедо поверхности рассчитывается по следующему соотношению: S +Д где г - отраженная от деятельной поверхности солнечной радиации о в кал/см мин.
В исследованиях последних лет были разработаны термические мето ды определения величин эффективного излучения. Большое значение в развитии этих исследований имели работы К.Я.Кондратьева (1950), который обосновал и использовал для практических расчетов дифференциального учета спектра коэффициентов поглощения длинноволновой радиации в атмосфере.
Используя результаты К.Я.Кондратьева, М.Е.Еерлянд (1952) установил теоретическую зависимость эффективного излучения яри безоблачном небе от температуры и влажности воздуха.
Однако, кроме температуры и влажности воздуха, на эффективное излучение существенно влияет облачность и разность температур между деятельной поверхностью и воздухом. Учет влияния облачности на эффективное излучение учитывается соотношением по формуле: Еэфф. = Ео (I- Си), 2.2.3. где: Еэфф. - эффективное излучение при действительной облачности. п - облачность в долях от единицы. С - коэффициент равный 0,75.
Все актинометрические приборы были присоединены через переключатель к одному стрелочному гальванометру типа ГСА-І,
Градуировка актинометрических приборов проводилась систематически в течение периода наблюдений путем сравнения с абсолютным прибором, находящимся в бюро проверки в абсерваториях гг. Душанбе и Ташкент. Схема расположения приборов на опытных участках показана на ри
Обычно для изучения температуры и влажности воздуха используют аспирационные психрометры Ассмана различной модели, чаще так называемой большой модели.
Однако, современные научно-исследовательские работы по теплоба-лансовым и микроклиматическим исследованиям требуют большой тщательности и точности измерения температуры и влажности воздуха» особенно их градиентов. Последние являются основними параметрами в расчетных формулах метода теплового баланса. В подобных исследованиях, выпускаемая промышленностью модель аспирацйоиного психрометра с ртутными термометрами не может удовлетворять всем требованиям, возникающим при измерении температуры и влажности воздуха. Необходимость приближения наблюдателя к прибору при отсчете температуры ограничивает возможность использования психрометра при измерениях среди растений на значительных высотах над деятельной поверхностью и т.д. Воздействие, оказываемое наблюдателем, также увеличивает погрешность наблюдений. Поэтому точность измерений стандартными приборами не всегда бывает достаточной, особенно при градиентных измерениях. Более совершенным прибором является дистанционный полупроводниковый электролсихрометр модели ЭПТ-АФИ, разработанного М.А. Кагановым и Б.М.Шлимовичем. Этот психрометр обладает существенными преимуществами, заключающимися в возможности получения высокой точности и чувствительности в обеспечении дистанционности измерений.
Устройство для автоматического смачивания обеспечивает поддержание материи (батиста), которым обвязан один из термометров в определенном постоянном состоянии увлажнения, вентилятор, приводимый во вращение электродвигателем постоянного тока, даст возможность поддерживать стабильную скорость аспирации.
Испытание психрометра в лабораторных условиях показало полную надежность его работы. Инерционность прибора оказалась одного порядка с инерционностью психрометра Ассмана и составила соответственно 30 сек и 33 сек.
Сравнение показателей электропсихрометра и психрометра Ассмана в полевых условиях производилось в Поволжье в период создания прибора (1952) и в Таджикистане в наших исследованиях (1950). Было установлено, что разница в показаниях обоих приборов не превышает величины микроколебаний температуры и влажности, причем наблюдается различие обеих знаков. Используя приборы, описанные выше, сотрудники АФМ провели за короткое время ряд важных исследований микроклимата и режима испарения орошаемых полей.
Во всех наших исследованиях (начиная с I960 г.) для измерения температуры и влажности воздуха, нами использовались описанные выше психрометры,
На наблюдательных участках эл.эктропсихрометры устанавливались на двух высотах: 0,2 м высоты слоя вытеснения, которая близка к поверхности хлопчатника и 2,0 м от поверхности почвы. Причем в соответствии с ростом хлопчатника первый психрометр перестанавливался через каждые 5-Ю дней. Для проверки надежности работы психрометров систематически перед началом серий наблюдений их устанавливали на одну высоту при равновесных условиях приземного слоя воздуха, и добивались одинаковых показателей электропсихрометров, что является при градиентных наблюдениях первейшим условием получения надежных градиентов температуры и влажности воздуха.
Температура почвы измерялась на следующих глубинах: 0 (поверхности почвы), 5, 10, 15 и 20 см. Выбор этих глубин вызван требованиями расчетных формул для подсчета коэффициента температуропроводности и теплового потока в почву.
Температуру почвы на этих глубинах, кроме ее поверхности, измеряли с помощью термометров Саввинова.
Температуру поверхности почвы измеряли с помощью полупроводникового прибора (термопаук), разработанного в Агрофизическом институте М.А.Кагановым и А.Ф.Чудновскпм. Этот прибор позволяет измерять температуру поверхности почвы с большой точностью, чем ртутный термометр. С его помощью можно измерять температуру не в одной точке поверхности почвы, а среднюю температуру из достаточно большого количества точек.
Радиационный баланс и испаряемость почвенно-растительного покрова
Обобщение данных, полученных в результате многолетних, исследований составляющих радиационный баланс и микроклимата сельскохозя йственных полей расположенных в различных шчвенно-климатических зонах за теплый период года, позволило вывести уравнение связи суммарной солнечной радиации к величины радиационного баланса сельскохозяйственного поля: ID Q1 071 где: Т - радиационный баланс, кал/см ДЕНЬ Q - суммарная солнечная радиация, кал/см день Коэффициент корреляции 0,957 + О,ОЙ, число случаев 458. ошибка уравнения І 3,0 кал/см день; период применяемости уравнения теплый период года (с ІУ по X месяц). Для пряблпженных(расчетов можно ее использовать и для остальных месяцев года. С Помощью уравнения 3.2.1. и данных таблицы ЗЛ.З. были рассчитаны месячные величины радиационного баланса яочвенно-растнгельного покрова тех же хлопкосеющих районов (Табл. 3.1.4 ).
Для обширных территории занятых посевами сельскохозяйственных культур потенциально возможное испарение в основном определяется балансом радиационной энергии.
В пределах рассматриваемых хлопкосеющих районов месячные величины радиационного баланса изменяются довольно значительно, а сум-ма его за теплый период колеблется от 60 ккал/см в северных рай-онах до 90 ккал/см в южных. Учитывая, что данные табл. 3.1.4. являются среднемноголетнимн и, как показали сравнения их с экспериментально измеренными величинами в отдельные годы величина радиационного баланса за теплый период года может изменяться до +10%, то можно с достоверностью заключить, что гарантированными районами возделывания средневолокнйстых сортов хлопчатника являются те, на территории которых за вегетационный период 70-80 ккал/см тепла радиационного баланса. Районы же, где за теплый период (с ІУ по X Р месяц) накапливается более 80 ккал/см , вполне вероятно можно отнести к зоне успешного выращивания тонковолокнистых сортов хлопчатника.
Наличие данных радиационного баланса позволяет также.легко рассчитать величину испаряемости, которая является комплексной характеристикой метеорологических условий водопотребления сельскохозяйственных культур(А.Р.Константинов, IS68). Под испаряемостью обычно понимают максимально возможное испарение при данных метеорологических условиях с подстилающей поверхности в условиях неограниченного влагозапаса.
Важным фактором определяющим испаряемость является количество. тепловой энергии, которое данная поверхность может расходовать на испарение в единицу времени. Это количество тепла определяется тепловым балансом поверхности, основной приходной составляющей которого является радиационный баланс.
Р.Э.Давид (1929) принимая испаряемость за меру требуемой оросительной нормы. Д.И.Шашко (1940) также использовал испаряемость для определения оптимально необходимого количества воды для сельскохозяйственных полей. На основе анализа большого числа данных опытных станций А.М.Алпагьев (1954) установил, что влажность почвы близкой к оптимальной и достаточно высоких урожаях отношение валового расхода воды (суммарное испарение) к испаряемости за вегета-ционный период близко к единице во всех географических зонах.
К выводу о приблизительном равенстве валового расхода воды растениями при бесперебойном обеспечении влагой к испаряемости пришли (Ольдском, I9II), Будыко, 1951; Алпатьев, 1952, 1954; Константинов, Пушкарев, 1954;,. Будаговский, Савина, 1956; Харченко, 1956; Пенман, 1956; Иванов, 1957; Слейтер и Макилрой, 1964 и др.) непосредственно исследовавших связь величин испарения сельскохозяйственных культур с испаряемостью.
В настоящее время из существующих методов определения испаряемости наиболее физически обоснованным является метод предложенный М.И.Будыко (1955, 1956). В основе этого метода лежит величина радиа ционного баланса (Р), а формула имеет следующий вид: Е = -EL . 3.2.2. о L, где; Е-испаряемость, мм. -L - скрытая теплота испарения, кал/г. Таким образом, сведения о средних величинах испаряемости как меры максимально возможного водолотребления сельскохозяйственных культур крайне необходимы для многих водохозяйственных проблем, особенно возникающих при освоении новых земель.
С помощью найденных уравнений 3.1.I. и 3.2.1. и известного уравнения Будыко (3.2.2.) с использованием экспериментальных данных среднедневных температур воздуха, измеренных с помощью дистанционных электропсихрометров производства АФИ, установленных на хлопковых полях Гиссарского, Яванского и Обикиикского районов, нами рассчитаны тепловые ресурсы и испаряемости (табл. 31.5). Как видно из нее, хлопкосеющие районы Гиссар и Яван по чвоим тепловым ресурсам как по месяцам, так и в сумме за теплый период года, .довольно близки и находятся почти на одном уровне.
Районы, расположенные в Оби-Киикской долине, являются более обеспеченными тепловыми ресурсами, а величина радиационного балан-са за теплый период года составляет более 80 ккал/см , что позволяет их отнести к зоне преимущественного возделывания тонковолокнистых сортов хлопчатника. Однако, как показали наши исследования радиационно-телдового баланса некоторых хлопкосеющих районов в течение ряда лет подряд, в отдельные годы могут наблюдаться значительные аномалии в погодных условиях, когда количество тепловых ресурсов, а с ними вместе и другие характеристики, могут колебаться до +10% от среднемноголеTHICK. Величина испаряемости в пределах рассматриваемых районов составила от 12700 в Гиссаре, до 14000 м2/га в районе Оби-Кийка.
Суммарное испарение и составляющие водного баланса почвенно-растительного покрова
Материалы по фактическому испарению нужны для решения многих практических задач, возникающих при планировании гидромелиоратив ных мероприятий и определения оросительных норм сельскохозяйствен ных RJJlbTJp. . .
В работах Будыко, М,И.Чудновекого, А.Ф.Константинова,. А.Р.Козина практически обощены все существующие в настоящее время методы определения суммарного испарения (транспирация + физическое испарение с почвы). Среди них теплобалансовый метод определения испарения пока еще не знает конкуренции, поэтому онтнаходит все большее распространение как у нас в стране, так и за рубежом. Универсальность метода теплового баланса является следствием того, что этот метод основан фактически только на законе сохранения энергии. Поэтому по методу теплового баланса можно определить испарение с любых подстилающих поверхностей и за любые лромежутнивремеяи.
Исследование суммарного:- испарения хлопкового поля методом полного теплового баланса нами проводились в различные годы в Гиссар-скои, Вашской, Яванскоц долинах і: в Лекннабадсклй области. Б настоящее время уже хороо, известно (Будыко И.С, Будагов ский А.И. . . КОнс танинов А.Р. ; Рожанская О .Д.; Харченко СИ..; Алпатьев A.M.V Чудновский А. Ф.) что испарение с сельскохозяйственных ycogj дий , определяется взанмодествием внешиних и внутренних фактороф развития растений. К внешним факторам относятся гидрометеороло.гЫ— ские условия (радиационный баланс, метеорологические элементы и BJ ность почвы, а к внушренним - рост растений, как процесс количественного накопления органической массы, а также качественные изменения растений в процессе развития (фазы).
Экспериментальные исследования теплового баланса в хлопкосею-. щих районах Республики Таджикистан выявили, что в начале вегетации, когда почва слабо покрыта растительностью, суммарнов испарение менвше испаряемости, по мере же роста и развитияхлопчатника, т.е. с взрастанием степени сомкнутости растительного покрова суммарное испарение все больше приближается к величине испаряемости и уже к середине июня составляет 0,70, в июле - 0,90, в августе--1,10-1-?15, а всентябре около 1,0 от испаряемости:. Затем, рассматриваемый показатель резко уменьшается по отношению к испаряемости. Если по этим данным построить кривую, то она будет иметьвнд параболы с выпуклостью направленной вверх.
Используя такую закономерность расходов воды хлопковыми масси-вами по значениям величин ипаряемости хлопкслзющих районов, имеющих метеостанции (табл. 3.1.6), нами рассчитаны ереднемноголегние месячные величины суммарного испарения хлопковых массивов за теплый период года (с ІУ по IX месяцы), а для расчета величин суммарного испарения остальных месяцев било использованоы уравнение, рекомендованное институтом "Средазишроводхоз", которое имеет следующий вид: И 5;(Я77 где,- Ен - среднемесячные значения испарения в невегетационный период, мм.
Величина Ео рассчитывалась по величине радиационного баланса (табл.3.1.4). Результаты расчетов месячный величин суммарного испа рения с хлопковых полей в тешшие года помещены в таблице 4.2.1. Анализ этих данных показывает, что в пределах рассматриваемых территорий хлопкосеющих районов, величина суммарного испарения за условно вегетационный период развития хлопчатника при отсутствии дефолиации хлопчатника подвержена значнтельвннм колебаниям.в разности медду крайне северным и южным хлопкосеющими районами.
Сопоставление месячных значений суммарного испарения и испаряемости показывает, что на Г ж хлопковых массивах в период наибольшего развития хлопчйника (фазы шюдообразований и созревания) первый показатель, т.е. суммарное испарение несколько больше, чем потенциально возможный показатель (испаряемость), поскольку в это время затраты тепла на суммарное испарение превышает величину тепла радиационного баланса, т.е. происходит процесс дополнительного притока тепла из верхних болеєнагретых слоев воздуха к испаряемой поверхности (Джалилоа АЛО., 1965).
Регулирование и нормирование орошения сельскохозяйственных культур
Для учета участия пресных или слабоминерализованных грунтовых вод в суммарном испарении хлопкового поля путем обоїдения многочисленных лизиметрических данных, полученных Е.В.Чаловской, наші найдены коэффициенты пересчета (табл. 5.2.5).
При диагностике сроков полива хлопчатника в условиях с близким залеганием уровня грунтовых вод следует суточные величины Е умножить на коэффициент (f соответствующий данной глубине залегания уровня грунтовых вод. Метод диагностики сроков поливов сельскохозяйственных культур, основанный на учете динамики величин энтальпии воздуха.
Для диагностики сроков- поливов люцерны и других сельскохозяйственных культур нами путем обобщения количества экспериментальных данных по изучению микроклимата различных сельскохозяйственных полей разработан метод, основанный на использовании закономерностей динамики величины энтальпии (теплосодержание) прирастительного слоя воздуха (0,2 м от средней высоты растительного покрова) в течение вегетации сельскохозяйственных культур. Как известно, величину энтальпии определяют по формуле: 6=0,24 х Т + рг - (0,46 х Т + 600)) ., 5.2.14 где- L - энтальпия воздуха, ккал/кг. 0,24- удельная теплоемкость сухого воздуха. 0,622 - удельная масса водяного пара. 600 /теплота испарения. Р - атмосферное давление, мм с - упругость водяного пара, мм. Т - температура воздуха, С. Как видно из структуры формулы, основными изменчивыми параметрами ее являются: температура (Т) и абсолютная влажность воздуха (е)
Анализ большого количества экспериментальных данных по изучению микроклимата люцернового поля позволил вывести уравнение связи мевду значениями энтальпии и суточной величиной суммарного испарения люцернового поля следующего вида: Е = 4,2 х / .. 5.2.15 где Е - суточная величина суммарного испарения люцернового поля, м3/га. С - значение энтальпии в 14 часов местного времени, ккал/кг. 4,2 - множительный коэффициент. Коэффициент корреляции данного уравнения 0,97 +0,01 при числе случаев 296.
С целью облегчения расчетов и практического использования предлагаемого метода нами построена номограмма (рис. 5.2.4) с двумя входными параметрами: температуры и абсолютной влажности прирастигельного слоя воздуха, измеренные один раз в течение дня, т.е. в 14 часов местного времени. Однако номограмма построена так, что она позволяет не прибегая к определению абсолютной влажности воздуха непосредственно найти суточную величину суммарного испарения люиернового поля используя для этого только значения сухого и смоченного термометра.
Примеры: I. Допустим, что на люцерновом поле 20.У в 14 часов местного времени сухой термометр (icy, ,С) показал 30, а смоченный ( ,с4»С) 21. Следовательно разность &,х-Іемс ) медцу ними 9 (30-21 = 9). По значениям смоченного термометра (21) и разности (9) из левой половины номограммы,находим величину абсолютной влажности воздуха (е.мб) равной 19. Далее двигаясь строго горизонтально в правую часть номограммы, находим точку пересечения этой влажности со значением сухого термометра (30). К, наконец, от этой точки двигаясь по наклонной линии с правой шкалы номограммы находим суточную величину суммарного испарения равной 63 м3/га. 2. Допустим,
что на томатном поле І5.УЇЇ в 12 часов московского времени сухой термометр показал 36, а смоченный 24. Л разность 12. Следовательно, абсолютная влажность воздуха равна 22 мб, а величина суммарного испарения равна 75 м3/га.
Точно также, ежедневно начиная со дня окончания предыдущего полива по значениям с номограммы снимают суточные величины суммарного испарения (Е) люцернового поля и далее суммируя их нарастающим итогом до размера предварительно рассчитанных поливных норм (нетто) устанавливают срок очередного полива люцерны. Поливные же нормы конкретного сельскохозяйственного поля рассчитываются по данным запаса воды расчетного слоя почвы при ЇЇПВ и принятых уровней пред-шшшной влажности почв в процентах от ІШВ.
Преимущество данной номограммы в сравнении с предыдущими заключается в том, что ее практически можно использовать для диагностики сроков полива всех сельскохозяйственных культур.
Достоверность данной номограммы проверялась в полевых опытах по разработке режимов орошения люцерны на каменистых почвах Ход-жентского района (помидоры ),на средне-тяжелосуглияистых почвах Гиссарского района (табл. 5.2.8). Как видно из нее, величины сумм марного испарения, рассчитанные двумя независимыми методами довольно близки, а отклонения не превышают допустимой ошибки уравнения.
Метод диагностики сроков поливов сельскохозяйственных культур, основанный на учете динамики температуры и относительной влажности прирастительного слоя воздуха.
Сущность метода заключается в том, что снижение уровня предпо-ливной влажности расчетного слоя почвы в межполивной период определяется по интегральной межполивнон величине температуры и относительной влажности воздуха измеренные на высоте 0,2 м от поверхности растительного покрова ежедневно в 14 часов местного времени.
