Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время развитие сельского хозяйства и мелиорации в России происходит в сложных экономических, экологических и социальных условиях. Однако обеспечение продовольственной безопасности страны невозможно без мелиорации почвы и развития орошаемого земледелия, т.к. наибольшая часть сельскохозяйственных угодий находится в засушливых районах, относящихся к зонам неустойчивого земледелия.
Саратовская область по своим почвенно-климатическим условиям относится к числу регионов, где важнейшим стабилизирующим фактором сельскохозяйственного производства является орошение. При соблюдении научно обоснованных систем земледелия и технологий орошения здесь возможно обеспечение высокой продуктіганости сельскохозяйственных угодий, в 2-3 раза превышающих выход растениеводческой продукции с богарных земель. Однако за последнее десятилетие в области происходят уменьшение орошаемых площадей и изменение структуры посевов.
Продолжается нарушение экологического равновесия в природной среде, наблюдается подъем уровня грунтовых вод, происходит вторичное засоление почв, развивается водная эрозия и загрязняются водные источники, что дает повод для продолжения критики мелиорации. В значительной степени это обусловлено резким снижением технического уровня оросительных систем, несовершенством поливной техники, слабой оснащенностью средствами водоучета и управления поливами, снижением общей культуры поливного земледелия, а также нарушением режимов орошения сельскохозяйственных культур. Кроме того, режимы орошения были не всегда адаптированны к зональным ландшафтам.
Актуальность проблемы совершенствования орошаемого земледелия в рамках данного исследования состоит также в применении принципиально новых теоретических позиций при обосновании моделей расчета элементов водного баланса почвы, основанных на комплексном моделировании биологического и геологического круговорота воды и химических элементов, научном обосновании и установлении достоверной системы норм и режимов орошения, дифференцированных по территории, меняющихся в пространстве, с вероятностными (прогнозными) их значениями и колебаниями в многолетнем периоде и соблюдением экологических требований.
Целью и задачей исследования является методическое обоснование и разработка моделей расчета оросительных и поливных норм
для Саратовской обл., отвечающих требованиям ресурсосбережения и экологической устойчивости агроландшафтов. Для достижения поставленной цели потребовалось:
произвести оценку природной тепло-, влагообеспеченности земельного фонда области по коэффициенту увлажнения Ку, установить его территориальную изменчивость и выделить агроклиматические зоны с идентичными параметрами орошения;
установить средние многолетние и вероятностные (для лет 5-, 25-, 50-, 75-, 85- и 95 %-й обеспеченности) значения суммарного во-допотребления и оросительных норм (дефицитов водопотребления) зернокормовых культур (пшеницы, кукурузы, люцерны) как основы водосберегаюгцего и экологически безопасного орошения;
установить зависимость суммарного водопотребления зернокормовых культур от коэффициента природного увлажнения Ку с целью определения их территориальной изменчивости;
провести районирование территории области по размерам суммарного водопотребления и оросительных норм, установить их изменчивость во времени, т.е. их значения в разные по влагообеспеченности годы;
установить оптимальные режимы орошения зернокормовых культур для различных по влажности лет, отвечающие требованиям водосбережения и экологической безопасности, и районировать их по природным (агроклиматическим) зонам области.
Объект и методология исследования. Объектом исследования являются орошаемый и перспективный для орошения земельный фонд Саратовской обл., ландшафтно-географические и климатические данные региона, режимы орошения основных возделываемых сельскохозяйственных культур.
Теоретическую основу исследований составили работы естествоиспытателей русской классической школы: В.В. Докучаева, П.А. Костычева, В.Р. Вильямса, К.А. Тимирязева, А.Н. Костякова и др.
Основа методологии исследований - системный подход, балансовые методы, методы математической статистики и теории вероятностей. Количественные оценки состояния и функционирования объекта исследований дополняют качественные оценки.
Методикой предусматривалась проверка теоретических выводов, формализованных расчетных моделей и формул экспериментальными и полевыми опытами, которые проводились ведущими научно-исследовательскими и производственными организациями отрасли.
Научная новизна исследований заключается в комплексной оценке природных ресурсов и районирование области по ресурсным
параметрам, определяющим целесообразность развития и эффективность орошения. Установлены эмпирические связи нормативных параметров орошения с коэффициентом природного увлажнения Ку, позволяющие определить средние многолетние и вероятностные (обеспеченные) значения суммарного водопотребления и оросительных норм зернокормовых культур для любого пункта в пределах границ области.
Определены оптимальные (эрозионно допустимые) поливные нормы и разработаны дифференцированные территориально и по годам режимы орошения зернокормовых культур, обеспечивающие водосбережение и экологическую безопасность орошения в области.
На защиту выносятся:
результаты оценки (пространственно-временные модели) природной тепло-, влагообеспеченности, испаряемости, атмосферных осадков и коэффициента увлажнения территории Ку Саратовской области.
результаты экспериментального обоснования методики расчета оросительных норм зернокормовых культур, дифференцированных территориально по годам 5-, 25-, 50-, 75-, 85- и 95 %-й обеспеченности, как основы для водопользования и установления лимитов водопотребления;
водосберегающие, экологически безопасные поливные нормы и режимы орошения зернокормовых культур для различных природных зон и разных по увлажненности (влагообеспеченности) лет, обеспечивающие поддержание оптимальной влажности почвы и стабилизацию урожайности указанных культур на орошаемых землях.
Практическая значимость работы заключается в использовании научно обоснованных параметров орошения зернокормовых культур, дифференцированных территориально и во времени. Это позволит обеспечить значительное водосбережение и улучшение экологического состояния орошаемых земель, а также стабилизировать их продуктивность. Разработанные (для почвенно-климатических условий области) нормы и режимы орошения зернокормовых культур дают возможность оптимизировать водохозяйственные расчеты и использовать их при технико-экономическом и экологическом обосновании параметров оросительных систем, что обеспечит реализацию планирования и рационального водопользования в орошаемом земледелии области.
Апробация работы прошла на:
секции научно-технического совета министерства сельского хозяйства и продовольствия Саратовской обл. (г. Саратов, 1996-1999 гг.);
всероссийском совещании «Проблемы мелиорации водного хозяйства и экологии в свете экономической реформы» (г. Москва, 1975 г.);
научно практической конференции «Комплексные мелиорации степной зоны и экология» (г. Волгоград, 1998 г.);
всероссийском совещании работников водохозяйственных организаций «Ресурсосберегающие технологии и техника для эксплуатационных организаций в рыночных условиях работы» (Московская обл., г. Коломна, 1998 г.);
региональном научно-практическом семинаре в Сибирском научно-исследовательском институте мелиорации «Актуальные вопросы мелиоративного освоения земель» (г. Красноярск, 1998 г.);
региональном научно-практическом семинаре во Всероссийском институте риса «Повышение эффективности мелиорируемых земель» (г. Краснодар, 1998 г.);
научно-технических совещаниях, проводимых Депмелиоводхо-зом Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ (г. Коломна, 1997-2000 гг.);
научно-практической конференции «Анализ работы мелиоративного комплекса Саратовской области за 1999 год и пути повышения эффективности использования орошаемых земель» (г. Саратов, 2000 г.).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 9-ти печатных работах, в том числе в 1 монографии.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованной литературы, содержит /5/ стр., в том числе 44 таблицы и 19 рисунков. Библиографический список включает в себя МО наименований, в том числе с3 работ иностранных авторов.
