Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА -8
1.1 Мелиоративное состояние почв рисовых полей .... 8
1.1.1. Основные причины снижения урожайности риса на рисовых оросительных системах Приханкайской низменности 8
1.1.2. Влияние открытого дренажа на мелиоративное состояние полей II
1.1.3. Эффективность закрытого горизонтального дренажа на оросительных и осушительных системах ... 14
1.1.4. Опыт применения агромелиоративных мероприятий на тяжелых слабоводопроницаемых почвах 24
2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 29
2.1. Место и время проведения исследований 29
2.2. Исследования режима грунтовых вод 30
2.3. Определение водно-физических свойств почво-грунтов . 46
2.4. Определение стока с закрытых собирателей 50
2.5. Изучение влияния способов поверхностного водо-отведения на режим влажности почвогрунтов 50
2.6. Учет урожайности риса 54.
2.7. Математическая обработка результатов исследований 54
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ . 55
3.1. Влияние озера Ханка на мелиоративное состояние почв рисовых полей . 55
3.2. Режим грунтовых вод под затопленным рисовым полем 73
3.3. Оценка работы открытого внутрикартового дренажа в условиях Приханкайской низменности 86
3.4. Влияние поверхностных способов водоотведения на режим влажности почвогрунтов 100
3.5. Влияние закрытых собирателей на мелиоративное состояние рисового поля 106
3.6. Влияние способов осушения на урожайность риса . . . 122
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКРЫТЫХ СОБИ РАТЕЛЕЙ В СОЧЕТАНИИ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ СПОСОБАМИ В0Д0- ОТВЩЕНИЯ 125
5. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 129
ЛИТЕРАТУРА 133
- Мелиоративное состояние почв рисовых полей
- Исследования режима грунтовых вод
- Влияние озера Ханка на мелиоративное состояние почв рисовых полей
- ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКРЫТЫХ СОБИ РАТЕЛЕЙ В СОЧЕТАНИИ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ СПОСОБАМИ В0Д0- ОТВЩЕНИЯ
Введение к работе
В продовольственной программе СССР, одобренной Майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, намечено довести площади орошаемых земель в 1985 г. до 20,8 млн.га и в 1990 г. до 23...25млн. га, и осушенных земель соответственно до 15,5 млн.га и 18...19 млн.га.
Большие задачи поставила партия перед мелиораторами Приморья. Постановлениями ЦК КПСС и Совета министров СССР "О мерах по дальнейшему развитию рисосеяния в Приморском крае", принятых в марте 1977 и 1980 гг. предусмотрено за период 1977...1990гг. ввести в действие 107 тыс.га орошаемых под рис земель в бассейне озера Ханка, рек Сунгач, Арсентьевка.
К 1990 году производство риса в Приморье должно составить 280 тыс.т, при средней урожайности 4,0 Тс I га, а общая орошаемая площадь 70,0 тыс.га. Фактически в 1983 г. под посевами риса было 47,4 тыс.га, производство риса составило 73,0 тыс.т,при средней урожайности 1,5 Тс I га, что обуславливает необходимость ускорения роста сложившихся темпов строительства рисовых оросительных систем в 3...4 раза и увеличения урожайности риса в 2...3 раза.
Одной из причин, сдерживающих дальнейшее увеличение урожайности риса в Приморском крае, является неудовлетворительное мелиоративное состояние почв рисовых оросительных систем, усугубляемое специфичным для Приморья большим количеством осадков муссонного характера и тяжелыми слабоводопроницаемыми грунтами. Поэтому изучение путей улучшения мелиоративного состояния почв рисовых оросительных систем стало актуальной проблемой исследований.
Учитывая актуальность исследований, тема включена в целевую комплексную научно-техническую программу по рису 0.Ц.035., утвервденную Государственным комитетом СССР по науке и технике.
В Приморском крае до настоящего времени практически не изучался открытый внутрикартовый дренаж на рисовых ороситель— ных системах. Имеющиеся сведения о роли различных мероприятий (ложбины, борозды, щели, кротовой дренаж и различные конструкции закрытого дренажа), направленных на улучшение мелиоративного состояния рисовых полей носят разрозненный и противоречивый характер.
В связи с этим целью наших исследований явилось изучение мелиоративного состояния почв рисовых оросительных систем и разработка мероприятий по его улучшению. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: изучение влияния озера Ханка на мелиоративное состояние почв рисовых полей; изучение режима грунтовых вод под затопленным рисовым полем; определение эффективности открытых внутрикартовых дрен; изучение влияния поверхностных способов водоотведения на режим влажности почвогрунтов; изучение влияния закрытых собирателей на мелиоративное состояние почвы рисового поля;
6) влияние способов осушения на урожайность риса.
Основные положения диссертации докладывались на научно-технической конференции Приморского сельскохозяйственного института в 1980 г, на ученом Совете Приморского филиала ВНИИ риса в 1980.. .1984 гг., на научно-технической конференции молодых ученых ВНИИ риса 1982 г., расширенном техническом сове- щании отдела гидротехники и мелиорации ВНИИ риса в 1980...1982 гг., на научно-техническом Совете Всесоюзного проектно-изыска-тельского института "Союздальгилрорис" в 1984 г.
Научная новизна работы заключается в разработке конструкции закрытого собирателя, способной отводить избыточную влагу из микропонижений и пахотного слоя почвы в предпосевной период. Новизна разработанной конструкции подтверждена авторским свидетельством на изобретение. Впервые для территории с муссонным характером климата изучены вопросы применения открытых внутри-картовых дрен на тяжелых глинистых почвах рисовых оросительных систем.
Результаты исследований позволили рекомендовать закрытые собиратели в сочетании с щелями на тяжелых минеральных почвах рисовых полей Приханкайской низменности с параметрами, обеспечивающими снижение влажности пахотного слоя почвы до 80 % Н.В. в течении десяти суток после сброса воды.
Основные положения диссертации включены в проект реконструкции полей рисовой оросительной системы совхоза Новосельский.
На публичную защиту выносятся следующие основные положения диссертационной работы:
Открытый внутрикартовый дренаж глубиной 2,5 м с меж-дреньем 50, 100, 200, 400 м оказывает незначительное влияние на режим грунтовых вод и динамику почвенной влажности.
Поверхностные способы водоотведения (ложбины и бороз— да) на влажность пахотного слоя почвы влияния не . оказывают.
Закрытые собиратели с междреньем 20 м в сочетании с щелями нарезанными поперек дренажных линий являются эффективным способом осушения тяжелых слабопроницаемых почв Приханкаиской низменности. В результате улучшения мелиоративного состояния почв урожайность риса увеличилась на 12 % и составила 3,7 т с I га.
Мелиоративное состояние почв рисовых полей
Мелиоративное состояние рисовой системы - это комплекс воздействий на рисовую систему, определяющих урожайность риса и условия эксплуатации /60/.
В настоящей работе рассматривается мелиоративное состояние почв рисовых полей, основной характеристикой которых является их дренированность.
I.I.I. Основные причины снижения урожайности риса на рисовых оросительных системах Приханкайской низменности. Приханкай-ская низменность характеризуется сравнительно благоприятными температурными условиями для успешного развития рисосеяния в этом регионе. Мощный водоисточник, как озеро Ханка, может оросить рисовые системы на всей низменности.
Однако неравномерность распределения осадков в течении года, незначительные уклоны местности с замкнутыми понижениями .., тяжелый гранулометрический состав, бесструктурность почв, практически водонепроницаемость подпахотных горизонтов,незначительное испарение в весенний и осенний периоды, глубокое промерзание почвы вызывают трудности в получении высоких и устойчивых урожаев / 46,32,33,23,58,89,116,117,96,139 /.
Изучение водно-физических свойств почв показало, что они имеют слабую, непрочную структуру, а старопахотные почвы являются бесструктурными. Осушить их можно только в комплексе с агромелиоративными мероприятиями, направленными на быстрый сфос избыточных вод с поверхности почвы и из пахотного слоя /22,131, 147,167,170,171,187/.
Фильтрационная способность почвогрунтов основных земледельческих районов ничтожно мала, а в подпахотных горизонтах приближается к нулю. Коэффициент вертикальной фильтрации пахотного горизонта 0,3...0,12 м/сут, подпахотного I х I0"4 ...їх 10" м/сут.
Коэффициент горизонтальной фильтрации в слое 0 ... 80 см 0,09...0,37 м/сут, а в слое 80...150 см ... 0,003...0,06 м/сут. Коэффициент водоотдачи до глубины 60 см колеблется от 0,1 до 25 %, 70...100 см и ниже от 0,03 до 0,7 % и даже до нуля. Влажность почвы подпахотных горизонтов существенно не меняется при длительном затоплении поверхности поля /23,58,32,33, 116,117,96,139/.
Осадки интенсивностью 50 мм и более, выпавшие в апреле-мае или сентябре-октябре, надолго задерживают проведение предпосевных работ и уборку риса. Ввиду незначительного испарения, ежегодно задерживается зяблевая вспашка. А промерзание почвы в середине ноября делает ее невозможной.
С большой задержкой и низким качеством выполняется весенняя обработка зяби и весновспашка ввиду позднего оттаивания профиля почвы и высокой его влажности. В силу этих причин на тяжелых почвах Дальнего Востока с низкой естественной дрениро-ванностью невозможным является ранний посев риса, а следовательно раннее созревание и раннее начало уборки /145/ .
Исследования режима грунтовых вод
В целях изучения мелиоративного состояния почв рисовых оросительных систем Приханкайской низменности и определения эффективности отдельных приемов осушения с 1979 по 1983 гг. были проведены специальные исследования, направленные на вскрытие причин избыточного увлажнения пахотного слоя почвы и создание конструкции дренажа, способной снизить влажность пахотного слоя почвы, для возможности получения высоких и устойчивых урожаев риса в условиях Дальнего Востока.
Исследования проводились в производственных условиях на полях Приморского филиала ВНИИ риса, входящих в состав инженерной рисовой оросительной системы совхоза "Новосельский" Спасского района Приморского края. Площадь рисовой ороситель— ной системы совхоза "Новосельский" 7,5 тыс.га.
В 1979 г. были подготовлены для исследований три участка:
1. участок открытого внутрикартового дренажа на площади 21 га;
2. участок с закрытыми собирателями на площади 0,9 га ;
3. участок существующих карт с широким фронтом затопления и сброса на площади 7,1 га (контроль).
Исследования проведены одновременно и в аналогичных объемах на двух участках:
- на существующих картах с широким фронтом затопления и сброса (контроль);
- на участке, где дополнительно устроены внутрикартовые дрены глубиной 2,5 м с междренным расстоянием 50,100,200, 400 м.
Картовые дрены с обоих сторон ограждены земляными дамбами для предотвращения попадания воды с поверхности чека в дрену.х Каждая дрена была оборудована треугольным водосливом с тонкой стенкой для измерения объема воды поступающей в дрену.
С целью поддержания заданного уровня воды на чеке трубчатые подпорные сооружения на поперечном валике и подпорные сооружения в конце оросителя -сброса были заменены на бетонные подпорные сооружения, разработанной нами конструкции (рац.пред. 1-80) (Рис. 2.1).
Для отведения избыточной влаги из пахотного слоя почвы на карте Дальневосточного типа был выполнен участок с закрытыми собирателями. Расстояние между дренажными линиями приняты 10 и 20 м. Повторность опыта двухкратная. Устьевое сооружение, разработанной нами конструкции (Рис. 2.2) (а.с. J& 1006595), выведено в групповой сбросной канал для возможности измерения стока в течении как оросительного так и межполивного периодов.
Влияние озера Ханка на мелиоративное состояние почв рисовых полей
Источником орошения рисовых полей Приханкайской низменности является озеро Ханка. Особенность гидрологического режима озера определяется климатическими условиями, а трудность изучения - географическим положением (часть озера Ханка и озеро малая Ханка расположены на территории КНР).
В гидрологическом отношении Приханкайский артезианский бассейн представлен несколькими гидравлически связанными водонос— ными горизонтами общей мощностью более 800 м /193/.
Основным источником питания водоносных горизонтов являются атмосферные осадки. Движение подземных вод происходит от периферии к центральной части бассейна, а их разгрузка путем перетекания из нижележащих горизонтов в вышележащие, вплоть до приповерхностных /82/.
Отмечено (в южной части бассейна озера) влияние уровней реки Мельгуновка и озера Ханка на режим грунтовых вод /92/ и показана связь и синхронность колебания уровня грунтовых вод (ЛВ) и верховодки. Наиболее тесная связь отмечена на луговых глеевых оподзоленных почвах
Вопросы о влиянии гидрологического режима озера Ханка на мелиоративное состояние рисовых полей и влияние рисовых оросительных систем на гидрологический режим озера Ханка практически не изучались.
По нашему мнению оба вопроса тесно взаимосвязаны и в совокупности с климатическими условиями Приморского края ( глубокое промерзание почвы) определяют возможности улучшения мелиоративного состояния полей, способы осушения и конструкции дренажа.
Наши исследования были проведены в восточной части бассейна озера Ханка на луговых глеевых почвах, занимающих большую часть Приханкайской низменности (56,5$), и которые более всего нуждаются в улучшении мелиоративного состояния /175/.
В почвенном разрезе ясно выражены пять генетических горизонтов (табл. 3.1). Согласно классификации почв равнин Приморья и Приамурья /66/ , данная почва относится к луговым глеевым оподзоленным. Оглеение начинается с горизонта ( А2 ) на всю глубину профиля. Гумусово-элювиальный горизонт ( Ag ) темно-серого цвета, глинистого механического, состава постепенно переходит в глеевый горизонт ( В ). Переход глеевого и иллювиального горизонта к материнской породе резкий, языковатый. С ,глубины 2,15 м до 3,20 м цвет разреза не меняется, но с увеличением глубины наблюдается постепенный переход в заглинизированную супесь. Влажность к концу интервала повышается.
По механическому составу, согласно классификации Н.А.Ка-чинского /138/ , луговые глеевые оподзоленные почвы относятся к средним глинам (табл. 3.2).
Содержание физической глины составляет 70...80 %. Наибольшее распространение в верхних горизонтах имеют крупно- и мелко-пыдеватые частицы - ,20...26 %, в иллювиальных - иловатые 45...51 % всей массы.
Экономическая эффективность применения закрытых соби рателей в сочетании с поверхностными способами водоочищения
Расчет производился по "Методике определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений" /112/.
Экономическая эффективность открытых внутрикартовых дрен и закрытых собирателей определялась в сравнении с картой широкого фронта затопления и сброса /контроль/.
Расчет производился для трех вариантов:
- открытый внутрикартовый дренаж глубиной 2,5 м с междре-ньем 400 м;
- закрытые собиратели с междреньем 10 м в сочетании с щелями через 20 м;
- закрытые собиратели с междреньем 20 м в сочетании с щелями через 20 м.
Контроль - карта с широким фронтом затопления и сброса без дополнительных приемов осушения.
На участках с открытым внутрикартовый дренажом для расчета экономической эффективности принимался вариант с междреньем 400 м, так как урожайность на всех междреньях существенно не различалась, а коэффициент земельного использования на участке с междренным расстоянием 400 м выше, чем на участках с междреньем 50, 100, 200 м.
Расчет закрытого горизонтального дренажа нами не произ— водился, так как исследования закрытого горизонтального дренажа были проведены А.С.Буриным /31/. на полях Приморского филиала ВНИИ риса с І97І...І976 гг. Исследования показали, что закры— тый гончарный дренаж с междренным расстоянием 8,16,24 м является не эффективным и бесперспективным способом осушения пахотного слоя почвы рисовых полей. До первоначального затопления поверхности карты и после сброса воды дренажный сток отсутствовал. Влажность почвы в предпосевной и предуборочный, периоды на дренированном участке и контроле не различались. Урожайность риса за 5 лет наблюдений на дренированных участках не превышала контроль.
Для определения экономического эффекта при применении открытого дренажа и закрытых собирателей были расчитаны общие капитальные вложения на строительство рисовой оросительной системы, дополнительные капитальные вложения на строительство дренажа, производственные затраты, себестоимость риса, чистый доход, уровень рентабельности и срок окупаемости.
Расчет экономической эффективности представлен в таблице 4.1.
Расчет экономической эффективности (табл. 4.1Доказывает, что закрытые собиратели с междреньем 20 м в сочетании с щелями нарезанными поперек дренажных линий через 20 м являются наиболее эффективным приемом улучшения мелиоративного состояния луговых глеевых оподзоленных почв рисовых полей Приханкайской низменности.
Похожие диссертации на Мелиоративное состояние почв рисовых оросительных систем Приханкайской низменности и пути его улучшения
