Введение к работе
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.
