Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Махмуд Мохамед Али Абдель Азим

Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта
<
Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Махмуд Мохамед Али Абдель Азим. Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта : диссертация ... кандидата технических наук : 06.01.02 / Махмуд Мохамед Али Абдель Азим; [Место защиты: Моск. гос. ун-т природообустройства].- Москва, 2010.- 181 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1773

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Географический очерк Египта и существующие способы орошения 7

1.1. Географический очерк Египта 7

1.2. Население 10

1.3. Природные условия 10

1.3.1. Рельеф местности и геология 10

1.3.2. Почвы, растительность и животный мир 13

1.3.3. Климат 14

1.3.4. Возделываемые культуры 17

1.3.5. Водные ресурсы и оросительные системы Египта 19

1.4. Экономика, Географическая дифференциация хозяйственной Деятельности 25

1.5. Древняя система орошения в Египте 29

1.6. Существующие способы орошения 31

Глава 2. Расчет и моделирование капельного орошения 47

2.1. Существующие методики расчета (обзор) 48

2.2. Цель создания модели, требования к ней 49

2.3. Модель капельного орошения применительно к условиям Египта 53

2.4. Обустройство модели 62

2.5. Существующие способы определения суммарного Водопотребления 67

2.6. Оценка применимости некоторых методов оценки потенциального суммарного испарения в условиях Египта 76

2.7. Оценка способа расчета оросительных норм при капельном орошении сада в условиях Египта 83

Глава 3. Исследования влияния предполивной влажности на размер оросительной нормы сада в условиях Египта 87

Глава 4. Влияние капельного орошения садовых культур на прилегающие земли в условиях Египта 103

Общие выводы и предложения 119

Литература 121

приложения 131

Введение к работе

Актуальность исследований. Природные условия Египта характерны острозасушливым климатом с малым количеством атмосферных осадков и большим потенциальным суммарным испарением, что делает искусственную ирригацию совершенно незаменимой для поддержания сельскохозяйственного производства. Древние способы орошения земель в пойме Нила уже не соответствуют современным требованиям: экономному расходованию водных, энергетических и трудовых ресурсов. На смену им приходят прогрессивные способы полива, одним из которых является капельное орошение. Местное население уже накопило некоторый опыт, однако поиск более совершенных технологий представляет актуальную научную и производственную проблему, главной из которых является экономия водных ресурсов, особенно за пределами долины Нила, где подземные воды являются главным и ограниченным источником орошения. Распространение капельного орошения требует дальнейших научных и производственных исследований с учетом природных условий Египта, включая режим орошения в период вегетации и вне ее, уточнение размеров оросительных норм и исследования статей водного баланса, позволяющего разработать новые способы расчета режима орошения.

Цель работы: обосновать уточненные способы расчета режима орошения с учетом специфики условий Египта и агробиологических свойств плодовых деревьев, обеспечивающие экономию водных ресурсов, охарактеризовать статьи водного баланса, существенно влияющие на расходование влаги.

Задачи работы:

оценить применимость различных способов оценки потенциальной эвапотранспирации (суммарного испарения);

разработать двумерную математическую модель формирования водного режима почв при характерном для Египта способе капельного орошения плодовых культур, заключающемся в сплошном увлажнении узкой траншеи шириной порядка 1 метра, где расположена основная масса корней; проверить эту модель имеющимся полевым экспериментом;

исследовать предполивную влажность почвы в траншее, формирующую в основном величину оросительных норм; оценить изменение продуктивности растений; показать необходимость увлажнения корнеобитаемого объема почвы во вне вегетационный период, поддерживающего жизнедеятельность плодовых деревьев;

оценить величину и направление горизонтального влагообмена между увлажняемой траншеей и прилегающей почвой междурядий, влияющего на размер оросительных норм.

Исследования проводились на основании анализа природных условий Египта, производственного опыта, математического моделирования, статистического анализа результатов.

Научная новизна работы:

выявлены наиболее подходящие к условиям Египта способы оценки потенциального суммарного испарения в зависимости от местоположения метеопунктов относительно побережья Средиземного моря; для ряда метеостанций применима формула Н.И. Иванова (приморская зона), для пустынной зоны – метод Блейни и Криддла и стандартный метод ФАО РАД;

на основании разработок кафедры мелиорации и рекультивации земель МГУП предложен и верифицирован вариант модели двумерного влагопереноса при специфическом (траншейном) капельном увлажнении;

исследовано влияние предполивной влажности на размер оросительной нормы и продуктивность плодовых деревьев; оптимальным уровнем влажности является значение 0,62…0,65 ППВ; во вневегетационный период для поддержания жизнедеятельности растений редкие поливы следует назначать при снижении предполивной влажности до 0,5 ППВ;

исследован горизонтальный поток влаги в сторону междурядий в период интенсивных поливов (вегетация) и во вневегетационный период; показано, что направление потока изменяется на противоположное, тем самым часть влаги возвращается в траншею, что снижает потери поливной воды и уменьшает негативное влияние орошения на прилегающие земли, предложена формула для оценки бокового оттока.

На защиту выносятся:

результаты моделирования влагопереноса при капельном орошении в условиях Египта; размеры оросительных норм при траншейном капельном орошении;

результаты исследования рациональной предполивной влажности в период вегетации и во вневегетационный период для плодовых культур;

объемы бокового оттока влаги в междурядья в зависимости от предполивной влажности.

Практическое значение и реализация работы:

результаты исследований позволяют принимать научно-обоснованные решения при оценке рациональности и продуктивности орошения плодовых культур в условиях Египта;

получать разумные урожаи плодов и фруктов при экономном расходовании поливной воды;

поддерживать жизнедеятельность плодовых культур в засушливый вневегетационный период.

Достоверность результатов основана на: детальном учете природных условий орошаемых земель Египта; использовании современных разработок в области влагопереноса при орошении, использовании практического опыта орошаемого садоводства, статистической обработке экспериментов.

Апробация результатов исследований и публикации.

Основные методические положения и полученные результаты докладывались и обсуждались на научно-технических в г. Москве (МГУП–2008, 2009 гг.); на Международной конференции молодых учёных-мелиораторов 24 сентября 2009г. Коломне, (ВНИИ «Радуга»); the First International Conference on: Economists and Management of Water in Arab World and Africa 18-19 November, 2009 Assiut. Egypt; на международной научной конференции "Водное хозяйство - состояние и перспективы развития", 15-16 апреля 2010 года в Национальном университете водного хозяйства и природопользования, г. Ровно (Украина).

Публикации.

По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 работа в трудах First International Conference on: Economists and Management of Water in Arab World and Africa.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений, списка литературных источников из 103 наименований. Общий объём диссертации составляет 144 страниц компьютерного текста, 32 рисунка и 23 таблицы.

Экономика, Географическая дифференциация хозяйственной Деятельности

Около 97% территории Египта занимает пустыня, и ведение сельского хозяйства возможно лишь в нескольких оазисах. Для неорошаемого земледелия пригодна узкая полоса земли вдоль средиземноморского побережья. Общая площадь плодородных земель 2,5 млн.га, 97% сосредоточены в долине и дельте Нила. Выделяют пять основных сельскохозяйственных районов. Наиболее важный — дельта Нила, на которую приходится чуть менее половины плодородных земель и ок. 60% сельского населения. Здесь выращивают рис, хлопок, пшеницу, фрукты и овощи. Вокруг Каира население занимается в основном овощеводством, в Среднем Египте возделывают хлопок, кукурузу, сорго, сахарный тростник (ограниченно), фрукты и овощи. На землях Фай-юмского оазиса, орошаемых водами Нила через систему ирригационных каналов, производятся хлопок, клевер, кукуруза, сорго и овощи. На территории Верхнего Египта (от Асьюта до Асуана) выращивают сахарный тростник, а также пшеницу, клевер и хлопок. По периферии всех этих сельскохозяйст венных районов благодаря мелиорации земель постепенно осваиваются значительные площади. Из официально зарегистрированных приблизительно 405 тыс. га. таким образом восстановленных земельных угодий примерно треть оказалась реально пригодной для земледелия. Страна постепенно лишается части наиболее плодородных земель в результате городского строительства в долине Нила.

Хотя в Верхнем Египте имеются несколько заводов по переработке сахарного тростника, подавляющая часть промышленных предприятий сосредоточена вокруг Каира и крупных городов в дельте Нила. В промышленной зоне Каира, где проживает почти четверть всего населения страны, расположены такие индустриальные гиганты, как металлургический комбинат в южном пригороде Хелуане, и сотни небольших ремесленных мастерских, производящих мебель, мелкие изделия из металла и разные предметы повседневного спроса. Ведущие текстильные предприятия находятся в дельте Нила — в Эль-Махалла-эль-Кубре и других городах. Во втором по величине городе страны, Александрии, действуют нефтеперерабатывающие заводы и предприятия пищевой промышленности.

Организация производства В смешанной экономике Египта доминирующая роль по-прежнему принадлежит государственному сектору, который постепенно сокращается в ходе реализации программы реформирования экономики и продолжающегося процесса приватизации бывших государственных предприятий. Частный сектор экономики включает большую часть сельскохозяйственного производства, мелкие учреждения, связанные с торговлей и обслуживанием, и небольшие ремесленные производства со штатом менее 10 человек, которые специализируются главным образом на производстве тканей, продуктов питания, мебели, кожаной галантереи и металлоизделий. Широкомасштабное промышленное производство, транспорт и связь, торговля и банковское дело с 1960-х годов включены в государственный сектор экономики. В собственности государства находятся более 200 крупных про мышленных предприятий, на которых производится две трети всей товарной промышленной продукции и занято около половины всех промышленных рабочих. В 1970-е годы правительство Садата придерживалось политики привлечения иностранного (как западного, так и арабского) капитала. Однако большая часть иностранных инвестиций шла не на развитие производства, а на финансирование сферы услуг и в сферу распределения потребительских товаров. Тем не менее приток инвестиций способствовал капиталовложениям в промышленность национальных частных вкладчиков и более полному использованию имеющихся производственных мощностей.

В 1991 по рекомендации МВФ правительство приступило к реализации программы реструктуризации экономики. Эта программа включала либерализацию процентных ставок, деятельности валютных бирж и цен и введение единого налога с продаж. Усилия по реструктуризации экономики были продолжены в 1996 при поддержке двухлетней программы МВФ. Цель программы - ускорить темпы экономического роста, ежегодно создавать ок. 500 тыс. рабочих мест и интегрировать экономику Египта в мировую экономическую систему. Заметное место в программе занимает приватизация государственного промышленного сектора. Были предприняты также шаги по либерализации торговли и инвестиционной деятельности.

Однако результаты экономических реформ неоднозначны. В частном секторе увеличилось число малых и средних предприятий, достигшее в середине 1990-х годов 211 тыс. Продолжался рост прямых иностранных инвестиций и доли экспорта, не связанной с вывозом нефти и нефтепродуктов. Сельское хозяйство До начала процесса индустриализации в 1960-е годы сельское хозяйство играло доминирующую роль в экономике Египта, и даже в наши дни в нем еще занято ок. 40% трудовых ресурсов. До 1970-х годов важнейшей статьей экспорта Египта являлся хлопок, затем лидерство пе решло к нефти, которая сохраняет ведущую роль в национальном экспорте. В 1992 доля нефти в экспорте составила 51%.

Почти все обрабатываемые земли в Египте находятся в долине Нила. Сочетание плодородных аллювиальных почв с продолжительной инсоляцией создает исключительно благоприятные условия для возделывания разнообразных сельскохозяйственных культур. Однако расширение ирригационной системы в 1960-х — начале 1970-х годов не сопровождалось созданием надежной системы дренажа. В результате во многих районах, особенно в Верхнем Египте, возникла серьезная проблема засоления почв.

Модель капельного орошения применительно к условиям Египта

В последние годы на кафедре мелиорации и рекультивации земель Московского государственного университета природообустройства активно разрабатываются двумерные математические модели для описания гидрогеологических и геохимических процессов в геосистемах, представленных катена-ми, т.е. цепочками сопряженных фаций с разным режимом увлажнения. Применительно к условиям капельного орошения в Египте катена принята состоящей из траншеи, где размещаются корни орошаемой культуры, чаще всего это фруктовые деревья и виноградные лозы, и примыкающего к ней неполиваемого междурядья. Траншея имеет ширину 1 м и глубину 1 м. Расстояния между рядами и число капельниц в ряду зависят от культуры табл. 2.1. дать рисунок с траншеями Модель, использованная для расчетов, представляет собой уравнение двумерного потока влаги, реализованное в виде конечно-разностной численной схемы (2.1). Исследуемая толща разбивалась на элементарные слои h} (1 j Nx-\)переменной толщины, от 0,1 м вблизи поверхности до 1 м вблизи водоупора, h0=hNx=0. Для учета разной площади, обслуживаемой одной капельницей, рассматриваемый пласт шириной (нормально к плоскости чертежа) В разбивался вертикальными плоскостями для образования столбцов и расчетных блоков. Ширина этих блоков (по длине катены) bt (\ i Ny-l) принималась различной в зависимости от ее длины, при этом Ь0 = Ьму = 0. Конечно-разностный аналог дифференциального уравнения передвижения почвенной влаги и подземных вод по неявной схеме, исходя из баланса влаги в i,j блоке: т.е. введение третьего размера В уравнения не меняет, также как и запись сопротивлений, его надо учесть в балансе потоков влаги. В уравнении (2.1.) Н" х — напор, м, на расчетный момент времени я + 1; при отсчете напоров от поверхности земли ц/" — напор, м, эквивалентный каркасно-капиллярному давлению в зоне неполного насыщения ( 0) и эквивалентный гидростатическому давлению в зоне полного насыщения; Cw" x- коэффициент влагоемкости, м3в/м4: где а " 1 , - объемная влажность почвы, м3в/м3 (MJB - кубический метр почвенной влаги).

При полном влагонасыщении Cw = 0. Связь между каркасно-капиллярным потенциалом и влажностью почвы принята в виде (2.4). где т - пористость, м /м ; сом - максимальная гигроскопичность, м /м ; hk — максимальная высота капиллярного поднятия, м; /л и п - коэффициенты, зависящие от механического состава и структуры почвы, для суглинистых почв принято ц = 1, показатель степени /7=1. Коэффициент влагоемкости при и = 1с учетом (2.3) равен: RetJ - вертикальное сопротивление потоку влаги между центрами i,j и i,j + \ блоков, сут; R;; - горизонтальное сопротивление потоку влаги между центрами і J и i + l,j блоков, сут; -RT(fo) - коэффициент влагопроводности м в/м /сут, зависящий от коэффициента фильтрации Кф\ пористости почвы т; объемной влажности почвы о?, , для определения коэффициента влагопроводности к(а)) в зависимости от влажности почвы пользуются формулой [Аверьянова С.Ф., (1947)] предложенной им в 1947 году: где со - максимальная молекулярная влагоемкость или влажность разрыва капилляров, для более широкого диапазона влажности эту зависимость можно заменить на Расходование влаги на испарение принято зависящим от погодных условий и от влажности почвы, оно разделялось на испарение с поверхности почвы, которое учитывалось как граничное условие, и на транспирацию, последняя распределялась по корнеобитаемому слою пропорционально влажности почвы и плотности корней и входила в уравнение в виде интенсивности влагоотбора корнями растений из единичного объема почвы ец, м3в/м3/сут.

С этой целью для каждой декады теплого периода по известным средней температуре воздуха Т, С и относительной влажности воздуха а, % подсчитывалось потенциальное (при оптимальной влагообеспеченности) суммарное испарение (эвапотранспирация) Epot по формуле [Иванова Н.Н., (1959)]: где Кб - биологический коэффициент, учитывающий особенности конкретного ценоза. Потенциальная эвапотранспирация разделялась на потенциальное испарение с поверхности почвы Ефро1 и потенциальную транспирацию ЕрЫ пропорционально затененности почвы растительным покровом /р, которая изменялась по декадам: 2ь , = (l-fp)Epol и E pot = fpEpol. Эти потенциальные величины испарения редуцировались на каждом временном шаге: при влажности поверхностного 2...5 см слоя почвы й)п 0,8р Б = 1; эти зависимости согласуются, например, с исследованиями А.И. Будаговский. Фактическая транспирация редуцируется в зависимости от неоптимальности средней влажности корнеобитаемого слоя почвы: , - коэффициент, учитывающий уменьшение транспирации при отклонении влажности почвы от оптимальной, вид этой зависимости соответствует исследованиям [Константинова А.Р., (1968)]; cok — средняя влажность корнеобитаемого слоя почвы, переменная во времени; afl - то же, оптимальная в данную декаду; ВЗ - влажность завядания. Скорректированная величина транспирации Е распределялась по глубине каждого столбца в заданном корнеобитаемом слое пропорционально влажности почвы и массы корней в виде интенсивности влагоотбора корнями растений из единичного объема почвы ец, м в/м /сут.

Оценка применимости некоторых методов оценки потенциального суммарного испарения в условиях Египта

Цель этого исследования состояла в том, чтобы оценить точность восьми методов, сравнивая их с методом ФАО 56 - ПМ для двенадцати метеостанций Египта при различных климатических условиях. Рассмотрены метеостанции Матрох, Бехера, Фаем, Вади, Харга, Асван, Кафр-саад, Ага, Ис-маила, Гиза, Миня, Манфалот. Расположение этих станций показано на рис.2.2. Были использованы все имеющиеся метеоданные за 10 лет. Вторая цель состояла в том, чтобы оценить различные способы его расчета. Третьей целью был анализ регрессионной связи между методами. Методы были сгруппированы в 3 группы: A) стандартный метод ФАО 56- Пенман-Монтейс (ПМ). ФАО Блэйни-Кридла (БК), Иванова (ИВ), Тюрка, Дженсен-Хэйса (ДХ) и Харгривса (ХГ). Б) радиационные методы ФАО Рад, Пристли Тэйлор (ПТ). B) метод с использованием водных испарителей И-Пан. [Allen R.G., (1986), (1996), (1998), Bijuet A. G., (2002), Blaney H.F., (1950). BreaslerE. et al., (1971), FrevertD.K., (1983), Ghadekar S.R., (1990), Hargreaves G. H., (1985), Irmak S., (2003), Jensen M.E., (1963),(1970),(1990), Kotsopoulos S., (1997), MichaloPoulou H., (1991), Mohan S., (1991), Penman H.L., (1948), Priestley C. H., (1972), Reichrt J., (1990), Turc L., (1961)] Данные, необходимые для расчета испаряемости различными методами, приведены в таблице (2.6.). Средние ежемесячные значения испаряемости, оцененные по различным методам, сгруппированы двумя способами. В начале объединены станции, которые дают близкие по величине значения суммарного испарения. Затем анализировалась одна станции в каждой из зон. В табл. 2.7. были выявлены наиболее подходящие методы, исходя из минимума среднеквадратичного отклонения для конкретных метеостанций. Затем в каждой зоне была выбрана станция и проанализирована по значению стандартной ошибки оценки SEE и относительной ошибке РЕ от значений по методу ФАО 56- ПМ. Станции Фаем, Ага и Манфалот расположены в зоне (1), (2) и зоне (3), соответственно. А) Станция зоны (1) Фаем: Методы ФАО-РАД, БК и ИВ дали максимальные ежемесячные средние показатели ЕТо, для мм/сут 5,90; 5,45 и 5,29, соответственно. SEE различных методов колебался от 0,299 мм/сут для БК до 1,865 мм/сут для метода И-ПАН. Б) Станция зоны (2) Ага: ФАО-РАД, методы БК и ИВ дали максимальные ежемесячные средние показатели (ЕТо) 7,21; 7,03 и, 6,89 мм/сут соответственно. SEE по разным методам был 0,737; 0,895; 0,908; 1,100; 1,351; 1,44; 2,841 и 3,751 мм/сут для ТОРК, БК, РАД, ДЖ, ХГ, ИВ, ПТ и И-ПАН соответственно. В)

Станция зоны (3) Манфалот: ФАО-РАД, методы БК и ИВ дали максимальное (ЕТо) для полных периода 7,2; 6,88 и 6,81 мм/сут соответственно. SEE по-разному средние показатели методов быльные ежемесячные ел 0,323; 0,403; 1,41; 1,142; 1,962; 2,39; 3,307 и 3,336 мм/сут для, РАД, БК, ИВ, ТОРК, ХГ, ДЖ, ПТ. и И-ПАН, соответст- венно Итак, для зоны 1, включающей метеостанции Матрох, Бохера, Фаем, Вади, Харга и Асуан, наиболее подходящим для оценки потенциального суммарного водопотребления оказался метод Блейни и Криддла (БК). Для зоны 2, включающей метеостанции Кафр-саад, Ага и Исмаила, наиболее подходящим для оценки потенциального суммарного водопотребления оказался метод Иванова (ИВ). Для зоны 3, включающей метеостанции Гиза, Миня и Манфалот, наиболее подходящим для оценки потенциального суммарного водопотребления оказался метод ФАО Рад Способ расчета оросительных норм основан на численном решении двумерного разностного уравнения влагопереноса (программа «Катена»). Применительно к условиям капельного орошения в Египте катена принята состоящей из траншеи, где размещаются корни орошаемой культуры, чаще всего это фруктовые деревья и виноградные лозы, и примыкающего к ней неполиваемого междурядья (рис.2.3). Траншея имеет ширину 1 м и глубину 1 м. Расстояния между рядами в зависят от культуры (см. табл.2.9). Ввиду симметрии потоков влаги рассматривается только половина ширины катены, поэтому в модели площадь траншеи составляет 0,5 м2. Водно-физические свойства почв и подстилающих отложений представлены в табл. (2.10) Предварительно исследовались значения биологических коэффициен для каждой культуры в период вегетации, а также за его пределами. Местные условия требуют увлажнения почвы за пределами вегетации для сохранения жизни растений из-за сильного иссушения воздуха. Моделирование показало сильную зависимость оросительных норм и продуктивности растений от значений предполивной влажности (эти результаты приведены ниже). Целью данного исследования было сравнение фактических и расчетных оросительных норм. т.е. проверка жизнеспособности модели. Сравнение оросительных норм приведено в принятых в Египте размерностях [м /феддан] (1феддан=4200м ). Надо также иметь в виду, что оросительная норма относится только к увлажняемой площади.

Исследования влияния предполивной влажности на размер оросительной нормы сада в условиях Египта

Для исследований использовалась математическая модель, описанная выше. Для всех 5 культур и всех 5 метеостанций были рассмотрены различные значения предполивнои влажности, в том числе и обеспечивающие 85 и 75 % максимальной относительной урожайности, для чего предварительно были построены графики зависимости относительной урожайности от предполивнои влажности. Относительная урожайность определялась по модели продуктивности растений, разработанной [Шабанов В.В., (1981)] При мелиорации земель необходимо оценивать продуктивность (урожайность) растений, так как создание благоприятных условий для продуцирования биомассы является одной из главных задач орошения. Для этого используют модели продуктивности, реагирующие на изменение факторов и условий жизни растений. Физиологи разрабатывают модели продуктивности, в которых описываются процессы фотосинтеза, дыхания растения, роста биомассы и развития репродуктивных органов. Однако такие модели еще не находят практического применения из-за слабой изученности используемых в них показателей. Поэтому применяют приближенные эмпирические зависимости конечной продуктивности от основных факторов жизни и развития растений: обеспеченности теплом, влагой, воздухом, в них учитывается снижение продуктивности в результате засоления и загрязнения почв. Эти зависимости основаны на законах земледелия, в частности, на законе незаменимости и равнозначности факторов, а также на законе оптимума, гласящего, что наибольшая продуктивность наблюдается, когда все факторы находятся в оптимальном диапазоне.

Это позволяет применить мультипликативный вид зависимости продуктивности (урожайности) от ряда факторов: где l/ф - фактическая урожайность при неблагоприятных условиях; U0 - потенциальная урожайность данной культуры при всех оптимальных условиях и агротехнике; Кй), КО, Кп, Ks, Kz — коэффициенты, учитывающие неоптимальное увлажнение почвы, обеспеченность теплом, питательными веществами, снижение урожайности из-за засоления и загрязнения почвы. Набор этих коэффициентов может быть увеличен.

Влияние влажности почвы на урожайность можно определить по формуле где / - номер декады вегетационного период; п - число декад; а, - вклад каждой декады в урожайность, ]Га, =1; 0 - относительные доступные влагозапасы в корнеобитаемом слое почвы в каждую декаду, где со - влажность почвы; ВЗ — влажность завядания; р - пористость; в0pt- относительная оптимальная влажность для каждой декады Qopt = (coopt — В3)/(р — ВЗ); cQ0pt— оптимальная влажность для каждой декады, у - коэффициент чувствительности растения на неоптимальность влагозапасов в данную декаду. Зависимость коэффициента /3 от влагозапасов имеет несимметричную куполообразную форму. В табл.3.1 приведены параметры для оценки урожайности некоторых полевых культур по фазам развития для обыкновенных черноземов Надо обратить внимание на то, что требования растения к увлажнению почвы существенно отличаются в разные фазы его развития. Так, в фазу цветения почва должна быть посуше, а при наливе зерна - влажнее.

В фазу цветения растение более чувствительно к отклонению влажности почвы от оптимальной, значение коэффициента у в это время велико, также как и в фазу налива зерна. Затем были подсчитаны размеры оросительных норм при тех же значениях предполивной влажности. Объединяя эти зависимости, получили значения оросительных норм при разных уровнях урожайности: 85 и 75 % максимальной. При этом использовалась известная закономерность: заметное снижение оросительных норм при несильном отклонении влажности от оптимальной [Природообустройство., (2008), Аверьянов С.Ф., (1957), Алпатьев С. М., (1981), Багров М.Н., (1985), Богушевский А.А., (1983), Данильченко А.Н, (2002), Плюснин И.И., (1983), Практика мелиорации.,(1989), Ромашенко М.И., (1981), Сельскохозяйственные., (1981), Храбров М.Ю., (1997),(1999),(2000), Шеин Е.В., (2005), Шуравилин А.В., (2006)] Эта закономерность в качестве примера иллюстрируется рисунком (3.1)

Похожие диссертации на Совершенствование методов расчета капельного орошения плодовых культур в условиях Египта