Оптимизация водного режима орошаемых почв Восточного и Юго-восточного Казахстана Атакулов, Тастанбек Атакулович

Введение к работе

Актуальность проблемы, В Восточном (Восточно-
Казахстанская,' и Семипалатинская области) и Юго-восточном
(Талдыкорганская, Алматннская и Жамбылская области) регио
нах размещается более половины орошаемых земель Республики
Казахстан.

Анализ использования водных и земельных ресурсов в этих регионах свидетельствует, что орошаемые земли используются неудовлетворительно. Неправильное орошение приводит к дегрз-длщін почв, ухудшению плодородия поч'р _ґазБнтіш ирригационной эрозии и вторичному засолению. Одной из главных причин недостаточно эффективного использования орошаемой пашни является отсутствие научно обоснованных режимов орошения п нарушение основных приемов технологии возделыван.л орошаемых культур.

'Режимы орошения яровой пшеницы, ячменя, кукурузы, люцерны и других культур установлены на основе водно-балансовых подходов. Они-не учитывают весь комплекс физико-химических и биологических свойств почв, а также климатических, геоморфологических, гидрогеологических условий.

В Восточном и Юго-восточном регионах Казахстана недостаточно изучены показатели нижнего порога преднолпвкой влажности полевых. культур, без которого не могут быть уточнены оросительные нормы. Практически не изучены способы полива я не сделано научное обоснование их применения, с учетом генетических свойств почв. В научной литературе имеются расхождения по вопросу о влияшт различных способов полива на урожайность сельскохозяйственных культур.

В Казахстане почти не используются для орошения сточные воды, ежегодный объем которых по республике составляет 12,1 км³.

В связи с этим, разработка водосберегающих и природоохранных способов орошения с учетом пріфодтшх особенностей орошаемых массивов приобретает, актуальное значение для повышения плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур, экономии голнвной воды и улучшения экологических ситуаций.

Развитие орошения должно осуществляться в комплексе с агрохимическими и агротсхническлми мероприятиями, на основе которых можно разработать технологию повышения продуктов-

ностн орошаемых земель Восточного и Юго-восточного Казахстана.

Исследования выполнялись в соответствии с тематикой научных работ кафедры сельскохозяйственной мелиорации Казахского сельскохозяйственного института, по заданиям и ведомственным планам МСХ Казахской ССР и Мипводхоза КазССР, комитета по водным ресурсам Республики Казахстан.

Тема диссертационной- работы утверждена ученым советом КазСХИ (протокол N 9 от 5 июля 1995 г.).

Цоз^лизадр/лаак-Следодаца.й». Цель работы - разработать научно-обоснованную и экономически целесообразную систему агромелиоративных приемов,.'Направленных на повышение эффективности иепольпвания орошаемых земель в. Восточном-и Юго-восточном Казахстане. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: ..

изучить влияние орошения на микроклимат и плодородие почв;

разработать оптимальные режимы орошения нолевых культур дифференцированных в зависимости от почвенно-климатических особенностей;

установить наиболее целесообразную технику поливав способствующую повышению коэффициента.использования оросіь тельной воды и урожайности орошаемых культур;

определить еффективиость минеральных удобрений на фоне различных режимов орошения; '

изучить влияние основной.обработки и режимов орошения маломощных светло-каштановых почв Восточного Казахстана на рост, развитие ц уроясайность полевых культур;

разработать технологию использования сточных вод для орошения, установить их влияние на плодородие пота, урожайность сельскохозянственных культур и экологаю окружающей среды;

выявить наиболее эффективные фитомелноранты, обеспечивающие улучшите вторично засоленных о. ошаемых почв н повышение их плодородия.

Шължта_жследшг;ш$._ Полевые опыты проводились на Уй-денинской оросительной сие. лїє Восточно-Казахстанской области, в Джанашарском учебно-опытном хозяйстве и в совхозе "Илниский" Алмапшской области, в совхозе "Коктсрекский" Мойьшкумского района Жамбылской области. Объект исследования охватывают все многообразие природно-климаигаеских условий Восточного и Юго-восточного Казахстана.

4 . .

При решении поставленных задач использованы полевые и лабораторные методы.

Полевые опыты по установлению оптимальных режимов орошения, уровня минерального питания яровой пшеницы, ярового ячменя, люцерны, кукурузы на силос и опыты по разработке рациональных элементов техники и способов полива, приемов основной обработки почвы проводили в Зайсанской впадине на светло-каштановых почвах Уйденинской оросительной системы. Полевые опыты с возделыванием кукурузы на зерно разрабатывались в Жамбылской области, а по использованию.сточных вод для орошения и фитомелиоращш засоленчых почв - в Алматин-ской области. Всего проведено 9 опытов.

Шуннпялодпзши В диссертации рассмотрен новый подход к оптимизации условий влагообеспеченности посевов орошаемых сельскохозяйственных культур, основанный на совместном анализе физических, биологических и экономических аспектов орошения в рамках единой системы. Этот подход дает возможность установить количественные соотношеши между влияющими на выбор режима орошения факторами и учесть взаимосвязь между принимаемыми в различные : моменты времени решешіями. Предложен комплекс соответствующих различных условий алгоритмов численного решения задачи оптимизации режима орошения различных сельскохозяйственных культур.

Для орошаемой зоны.Восточного Казахстана впервые разра
ботан оптимальный научно^обоснованный режим орошения по
левых культур и,элементы техники полива, обеспечивающие ра
циональное использование поливной воды и повышение уро
жайности. Получены значения биологических коэффициентов,
которые дают возможность рассчитать суммарное водопотребле-
ние оросительных кулкгур за любой отрезок вегетационного пе
риода. ' -/..- '..-'.-..''.' ; '"':'."'...

Для орошаемого земледелия Восточного Казахстана на ма
ломощных почвах применительно к разным приемам основной
обработки получены уравнения регрессии и установлены корре
ляционные связи: . ,

между водопроницаемостью и плотностью сложения почвы (линейно-обратная зависимость);

между продолжительностью полива дождеванием до начала стока,. интенсивностью дождя и плотностью сложения почвы (линейно-обратная связь);

между ирригационным смывом почвы, ее водопроницаемостью и числом поливов.

Уравнения регрессии позволяют в зависимости от приемов основной обработки почвы и плотности сложения пахотного слоя с начале вегетации, прогнозировать величину ирригационной эрозии, оптимальные параметры орошения и урожайность сельскохозяйственных культур. .

Изучено влияние режимов орошения, приемов обработки почвы и способов полива на рост, развитие, водопотребленкс- и урожайность орошаемых культур. Дано научное обоснование оптимальных режимов орошения полевых культур, В Г.'ШИСПМОСТИ от уровня минерального питания. Показано, что правильное сочетание орошения п удобрений не ухудшает фнзичесісіїс свойства почвы, а способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур. -

Установлено влияние орошения сточными водами на водно-физические, агрохимические свойства почв- н урожайность. Для улучшения засоленных орошаемых почв.и пх пслользоваїшя в сельскохозяйственном производстве испытаны и рекомендованы наиболее продуктивные фіггомелиоракш, установлено пх влияние на рассоление почв средней и сильной степени засолсшш и разработана технология нх возделываншь

Разработана экономико-математическая. модель, обеспечивающая ' оптимальное распределение к использование водных .и, земельных ресурсов. Модель учитывает пачвекно-юшматическне условия, колебания -'урожайности- в различные по влагообеспе-ченностп годы, площади посевов различных культур и на этой основе обеспечивает; повышение экономической эффективности

орошения. -. . ' ,. .-' ;,

Зпжцдшєунєліоішжсщш» '-' ''';'..--'',-'

1. Водосберегаюгдие режимы орошения сельскохозяйствен-ных культур, возделываемых . в полупустынной, пустыгаю-степной и пустынной зонах. .

2. Техника полива дождеванием-и по бороздам предотвращающая ирригационную эрозию почв.. .

3. Зональные технологий возделываяня орошаелпох сельскохозяйственных культур, включающие режимы орошения и способы полива, обработку почвы и применение минеральных удобрений. .

4. Экономико-математических модель орошения сельскохозяйственных культур, оосспечивающая эффективное использование водных и земельных ресурсов. .:.:-.

Пракпяескаа_шш1юсть_ работы заключается в том, что рекомендуемые режимы орошения и техника полива 6.x. культур по-

зволягот рационально использовать водоземельные ресурсы, со
хранить плодородие почвы, экологию окружающей среды, повы
сить производство зерна ц кормов для животноводства не менее,
чем 30-35% с каждого гектара. .;Л

Оптимизация водного режима орошаемых почв в рассматриваемых регионах обеспечивает экономию поливной воды (600-800 м³/га) и высокую урожайность яровой пшеницы к ячменя 28-30 ц/га, зерна кукурузы - 60 ц, силос - 520 ц и сена люцерны - S0 ц/га. Разработанные в диссертации положения могут быть использованы проектными институтами и водохозяйственными организациями при составлении проектов і: технологий по рациональному использованию водо-земелььых ресурсов, повышению плодородия почв и улучшению мелиоративного состояния 'земель.

Алробац51Я_ра_5_оты^.Осковкые положения диссертанта" докладывались и обсуждались на научно-производственных конференциях профессорско-преподавательского состава н аспирантов Казахского сельскохозяйственного института с 1975 года, на конференции молодых ученых Казахстана (1976 г.), на расширенном научно-методическом семинаре отдела орошения Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства (г. Джамбул, 1976 г.), на ученом совете СоюзНИХН по специальности 06.01.02 - мелиорация и орошаемое земледелие (Ташкент, 1977 г.), на международном совещании (Алматы, 1995).

Диссертация обсуждалась на объединенном заседании кафедр мелиорации, гидравліпаї и с/х водоснабжения, земледелия и МОД, агрохимии и почвоведения КазСХИ с приглашением ученых по мелиорации и орошаемому земледелшо. Работа обсуждалась на объединенном, заседании отделоз орошаемого земледелия, неполивного земледелия, агрохимии п агропочвоведения Казахского НИИ земледелия им.В.Р.Вильямса.

Р^алдвашнь1!езульта1еЕ_ра5сш.Ла_ По материалам полевых исследований 1972-75 гг. составлены рекомендащш, которые были одобрены и предложены к внедрению на научно-техническом совете и коллегии Министерства мелиорации и водного хозяйства КазССР (N40 от 8 апреля 1976 г.), а также на семинаре - совещании работішков сельского и водного хозяйств Е^сточно-Казахстанской и прилегающих районов Семипалатинской об-ластей-4-6 мая 1976 г. в г.Зайсанс.

По итогам научно-исследовагельегагх работ по разработке оптимальных приемов обработки почвы, способов и техники полива с/х культур в Зайсанской впадине были выпущены реко-

мендации, которые были обсуждены и одобрены ка. научно-техническом совете Казмппмелповодхоза (N4 от 5.05.S7 г.). Эти рекомендации внедряются на Уйдешшской оросительной системе. Результаты НИР но подбору и внедрению фитомелиораптов внедряются з учхозе "Джанашарское" на площади 200 га, режим орошения кукурузы на зерно в пустынной зоне Дхсамбылской області: на площади 1000 га. -

П^.тдкашш*_ По материалам диссертации опубликовано 31 работа в научно-производственных зкурналах и сборниках трудов, в том числе 1 монография объемом 15.5 п.л., 1 учебник и две рекомендации утвержденные НТС Казмннмслиоводхоза.

Схрудст53)а_іі_йбл>с^х_ізаб_охьь_ Диссертационная работа состоит из введення, деудл глав, выводов, рекомендации производству, списка литературы. Она изложена на 353 страницах машинописного текста, в тексте помещено 67 таблиц, '41 рисунков, 18 приложений и ггллюстрированы б фотографиями. Спнсо:: литературы включает 410 названий, в том числе 33 иностранных авторов.