Введение к работе
Актуальность проблемы^ Интенсификация сельскохозяйственного производства на современном этапе развития мелиоративной науки ставит перед исследователями все более сложные задачи по разработке и обоснованию ресурсосберегающих, экологически сбалансированных (безопасных) режимов и технологий мелиорации. На территории Беларуси, климатические условия которой можно отнести к зоне неустойчивого увлажнения (ЕГ. Голченко, А, И.Ми-хальцевич,1993), на продуктивность сельхозугодий периодически отрицательно сказывается недостаток почвенной влаги, особенно на минеральных почвах, где от засух урожай овощных культур и трав снижается иногда в 1,5-2 раза.
Целесообразность и эффективность орошения сельскохозяйственных угодий в республике обосновывается результатами 'местных научных исследований (БелШШиБХ, БСХА, БелНИИЭОСХ, ВелФШПА и др. > и положительным производственным опытом применения этого мероприятия на соседних территориях (Польша, Германия, страны Скандинавии). Ежегодно можно найти примеры эффективного орошения и в хозяйствах Беларуси (например, совхоз "Загорье" Смолевичского района, 1991-1992гг. и др.).
В то же время следует заметить, что эффективность орошаемого земледелия в целом по республике оставляет желать лучшего. Причин тому несколько, но среди них есть одна, зависяаря только от научного обоснования. Это - рекомендуемый режим орошения сельскохозяйственных культур, который должен учитывать растянутость во времени и в пространстве (с переменными характеристиками) процесса полива» то есть его продолжительность и возможную пестроту увлажняемого почвенного покрова, достигающую в условиях Беларуси максимальной выраженности. По меткому замечанию академика С. Г. Скоропакова (1985) здесь каждая почвенная единица представляет собой самостоятельную экологическую систему я высокий технике-экономический и социально-экологический з4<$ект мелиорации в республике может быть достигнут лшзь при глубоко дифференцированном учете всего мно-гоообразия почвенного покрова. Кроме того следует помнить объективные ограничения, возникающие из-за технических особен-госгей дождевальных устройств и из-за доступных к применению технологий орошения.
Цель и аадачи исследований. Целью исследований является совершенствование теоретических основ и разработка методики обоснования модели режима орошения почвеннонеоднорадных полей сельскохозяйственных культур, позволяющего поддерживать заданные водные условия при минимальных затратах ресурсов (воды, электроэнергии, топливна-смавочных материалов, рабочей силы) без нарушения сложившегося водно-экологического равновесия.
Поставленная цель требует решения следующих задач:
1. Сформулировать и обосновать принципы перехода от режима орошения однородных (по почвам) мелких опытных делянок к режиму орошения крупных производственных площадей с-возможной пестротой почвенного покрова.
S. Разработать пространственную (линейную) модель режима орошения сельскохозяйственных культур.
-
Определить допустимые экологически обоснованные границы изменения основных элементов разработанного линейного режима орошения.
-
Выявить ключевые звенья технологий дождевания, позволяющих реализовать пространственную (линейную) модель режима орошения.
-
Разработать методику оптимизации эксплуатационного режима орошения с целью минимизации затрат-ресурсов на полив.
Мэтодика исследований. Работа выполнена путем проведения комплексных исследований в натурных (полевых) условиях и теоретических разработок. Полевые . наблюдения ва водным режимом проводились лично соискателем на Полесской опытной мелиоративной станции и на опытном участке в совхозе "Новоселки" Петри-ковского района Гомельской области, а также под' руководством и при участии соискателя на производственной оросительной системе "Волма" в Смолевичеком районе Шнекой области. Использованы также полевые материалы, представленные Харьковским управлением оросительных'систем (Украина).
Для анализа полученных экспериментальных данных и сопоставления их с расчетными значениями применялись методы математической статистики. Теоретические разработки проводились на основе применения классической теории математического .анализа, теорія!, физического подобия.(П - теоремы); анализа существующих решений, изучения физики .исследуемых процессов, составления балансовых уравнений и построения математических
моделей. Расчетные зависимости выводились с обязательным соблюдением принципа размерностей. Расчетные значения изучаемых величин сопоставлялись с результатами эксперимента (в том числе и других авторов), а также оценивались возможные ошибки расчета. Расчет динамики почвенных влагозапасов и оросительных норм проводился по методике БелШШіВХ (А. II Михальцевич, JLE Терехов, 1985).
Научная новизна Разработаны теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное достижение в развитии теории режима орошении: усовершенствованы теоретические основы и разработана методика обоснования режима орошения почвеннонеоднородных полей сельскохозяйственных культур, что позволило аналитическим путем определить параметры орошения, гарантирующего поддержание заданных водных условий на увлажняемых почвах Беларуси, отличающихся плановой неоднородностью, при минимальном расходовании ресурсов на полив и сохранении водно-экологического равновесия. Уравнения взаимосвязи между элементами режима орошения вытекают из впервые сформулированных условий нормировки, базирующихся на подобии водных режимов почв под орошаемыми сельскохозяйственными культурами. Предложена модель и разработана методика оптимизации поливной нормы для условий*Беларуси.
Практические значимость и реализация результатов работы. Результаты исследований внедряется в производственную практику через включение в нормативные и технологические документы, изданные в Республике Беларусь:
1. Создание и использование культурных пастбищ (методические указания). - Минск: Ураджай, 1В88. - 78 с.
. 2. Пособие к технологическим картам на пслив сельскохозяйственных культур по ресурсосберегающей технологии. - Минск: РЦ "Шлиорация", 1990. - 29 с.
3. Технологические карты на полив сельскохозяйственных культур дождевальными машинами и установками. - Шнек: БелНИИ-МиВХ, 1991. - 179 о.
Вышеперечисленные документы переданы Госагропрому БССР (1938г.), Шнистврству мелиорации и водного хозяйства БССР (1991г.) и Госконцерну "Бодстроя" Российской Федерацій (1591г.) і В настоящее время разрабатывается технологический регламент полива луговых трав а условиях Республики . Беларусь
- 4 -(РБ), вошедший б число приоритетных научных разработок. На защиту выкосятся следующее основные положения:
-
Усовершенствованная методика расчета коэффициента, характеризующего увлажненность почвы при определении эвапот-ранспирации сельскохозяйственных культур.
-
Теория физического подобия в приложении к водному режиму орошаемых (увлажняемых) почв* под сельскохозяйственными культурами. ,
-
Принцип подобия и условия нормировки режимов орошения.
-
Правило нормировки линейного (по направленню поливного фронта) режима орошения.
-
Параметры линейного однородного режима орошения.
-
Методика экологической оценки режима орошения'в условиях Беларуси с позиции сохранения водно-экологического равно- ' весия на орошаемых землях и прилегающих территориях.
-
Методика оптимизации эксплуатационного режима орошения с целью минимизации затрат ресурсов на полив.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных, всесоюзных и ресубликанских симпозиумах, совещаниях, конференциях, семинарах:
Международном симпозиуме по совершенствованию практики ир
ригации с целью сохранения и защиты водных ресурсов-"и повыше
ния урожайности культур (Франция, Авиньон, 1969 год, доклад с
использованием наших материалов представлен правительством Бе
лорусской ССР); . .
международной научно-технической конференции "Достижения науки и техники в области ресурсосбережения и экологии" (Гомель, .1989);
Всесоюзной научно-технической конференції:; "Повышение эффективности использования водных ресурсов в сельском хозяйстве" (Новочеркасск, 1989);
Отраслевой научно-практической конференции "Биологические, экономические и экологические основы нормирования водопользования б орошаемом земледелии страны" (Дчепропетровск, 1989);
Всесоюзном совещании "Проблемы экологии, воспроизводства плодородия' почв ,и ресурсосбережения при интенсивном использовании орошаемых земель" (Херсон,- 1990);
Всесоюзной научно-технической конференции "Оовреыениыо прібіеі.и планировании и управленім ьодохозяйстаенними система-
- 5 -ми" (Новочеркасск, 'і990);
Научно-практической конференции "Проблемы мелиорации земель Сибири" (Красноярск, 1991)}
Отраслевой научно-практической конференции "Водообеспечв-ние и водоотведение в орошаемом земледелии'* (Энгельс, 1991);
Республиканской научно-производственной конференции
"Основные направления получения экологически чистой продукции растениеводства" (Горки, 1992;j
Международной научной конференции "Экологические проблемы при орошении и осушении" (Киев, 1S93);
Научно-праиз водственяых.конференциях Белселъхоэакадемии (Горки, 1982-1990);
Курсах повышения квалификации начальников, главных инженеров ЮЮОС и заместителей начальников ПШ, ведавдих вопросами эксплуатации мелиоративных систем (Лида, Смиловичи, Минск, 1989-1991 гг.).
Работа является составной частью разделов государственных заданий: комплексной научно-технической программы " ГКНТ О. Ц.034, республиканской научно-технической проблемы 2.32.4, а также ряда тем, выполненных по хоздоговорам с Минводхозом БССР, Госконцерном "Водстрой" (Российская Федерация) и Минсельхоэсм Республики Беларусь. Отчеты пс всем темам и заданиям обсуждены и одобрены Ученым Советом БелШИМиНХ.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 50 работ, отражающих основное содержание диссертации, в том числе одни рекомендации (1988) и два технологических до-' кумента (1990,1991). .
Объем работы. Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, выводов, списка использованной литературы и БО приложений; содержит 295 страницы, в том числе 8 рисунков,Л? таблиц.
