Введение к работе
Актуальность исследований: Интенсивная эксплуатация орошаемых земель, вовлечение в оборот земель не соответствующего качества, применение необоснованных поливных и оросительных норм без оценки экологических последствий их воздействия на орошаемые земли и сопрягающие агроландшафты, а также значительное преобладание экономических целей над экологическими результатами способствуют развитию деструктивных процессов на орошаемых землях.
Создание дождевальной техники с заданными параметрами дождя и переоснащение ею сельхозпроизводителей в принципе возможно, поскольку существуют определенные научные и практические разработки, однако, это крайне дорогостоящий путь, который наше сельское хозяйство с его многоукладностью, в настоящее время осилить не может.
Наиболее целесообразна разработка технологических и агромелиоративных мероприятий с целью создания экологически адаптированных режимов и технологий орошения с применением высокопроизводительной дождевальной техники с высокой интенсивностью дождя, совместное применение которых обеспечивает получение заданных урожаев в экологически устойчивом мелиоративном агроландшафте, в том числе при орошении животноводческими сточными водами. Исследования по теме выполнены в рамках республиканской научно-технической программы ОЦ 034 «Повышение эффективности мелиорируемых земель и использования водных ресурсов в мелиорации» задание 07.01.02 «Разработать оптимальные режимы орошения сельскохозяйственных культур с учетом регулирования солевого, пищевого, теплового и других факторов жизни растений».
Цель работы: разработать комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение экологической безопасности полива кормовых культур природными и сточными водами при формировании эколого-адаптивной ландшафтно-мелиоративной системы орошаемого земледелия.
Задачи исследований:
провести анализ проблем ирригационной эрозии при поливе дождеванием;
разработать концептуальную модель сочетания кибернетического принципа и категориально-понятийного подхода к экологическим проблемам производства продукции на мелиорируемых землях;
разработать экологичные режимы орошения и технологии увлажнения в условиях критических уклонов;
определить реакцию сельскохозяйственных культур на изучаемые технологии и их сочетания и определить их влияние на урожай и качество продукции;
изучить влияние водного режима почв на потери поливной воды и определить воздействие изучаемых технологий и дождевальной техники на смыв почвенных частиц;
разработать технические средства повышения экологичности полива дождеванием;
обосновать систему подготовки и внесения животноводческих сточных вод (ЖСВ) и исследовать санитарно-гигиенические аспекты их почвенной очистки (в том числе при внутрипочвенном орошении);
дать биоэнергетическую и эколого-экономическую оценку дождевальной технике, режимам и технологиям орошения кормовых культур.
Научная новизна:
на основании теоретических исследований создана модель регулирования и управления качеством орошаемых ландшафтов;
доказана отзывчивость кормовых культур на различные режимы орошения и технологии увлажнения в сочетании с агромелиоративными противоэрозионными мероприятиями;
установлена зависимость объема поверхностного стока и смыва светло-каштановой почвы от уклона поля, интенсивности дождя, вида дождевальной техники, агромелиоративных технологий и выращиваемой культуры;
доказана взаимосвязь податливости почв ирригационной эрозии с технологиями и режимами орошения, видами кормовых культур, топографическими условиями и типами дождевальной техники;
разработаны оптимальные режимы орошения кормовых культур в условиях критических уклонов;
предложен комплекс технологических и агромелиоративных мероприятий, позволяющих в эрозионно-опасных условиях производить поливы без образования поверхностного стока;
предложены технические решения по повышению экологической безопасности при орошении дождеванием;
разработана схема подготовки сточных вод животноводческих комплексов и режим их внесения с соблюдением санитарно-гигиенических норм.
Практическая ценность работы:
проведенные теоретические исследования по управлению качеством орошаемых земель при производстве продукции позволяют на стадии проектирования и эксплуатации произвести правильный выбор комплекса практических решений, направленных на экологически безопасную эксплуатацию мелиорируемых агроландшафтов;
для землепользователей предоставлена возможность исходя из материально-технических и финансовых ресурсов, учитывая топографические условия конкретных территорий подобрать наиболее оптимальный по затратам режим и технологию орошения кормовых культур с целью сохранения плодородия почв;
использование предложенных технологических и агромелиоративных мероприятий при орошении животноводческими сточными водами позволит обеспечить требуемый уровень их почвенной очистки и санитарную защиту полей, водоемов и сопрягающих агроландшафтов.
Основные защищаемые положения:
концептуальная модель регулирования и управления качеством орошаемых агроландшафтов;
влияние регулируемых факторов при орошении дождеванием кормовых культур на ирригационную устойчивость почв;
обеспечение экологической безопасности при орошении подготовленными животноводческими сточными водами;
комплекс технических средств, обеспечивающих повышение противоэрозионной стойкости почв при дождевании.
Реализация результатов исследований:
Полученные результаты прошли производственную проверку и внедрение в государственных унитарных сельскохозяйственных предприятиях, фермерских и крестьянских хозяйствах в Николаевском, Быковском, Дубовском, Городищенском, Октябрьском, Светлоярском и Иловлинском районах Волгоградской области, а также в АО «Рассвет» Корочанского района Белгородской области на общей площади 2054 га.
Апробация полученных результатов и публикации :
Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях и всесоюзных совещаниях НГМА и ЮжНИИГИиМ (г. Новочеркасск) в 1983-1998гг.; ВНПО «Прогресс» (г. Купавна) в 1985, 1986, 1999 гг., НПО «Радуга» (г. Коломна) в 1989, БСХИ (г. Горки) в 1989 г, Севкавгипроводхоз (г. Пятигорск) в 1987 г., Облмелиоводхоз (г. Пенза) в 1998 г., ВГСХА (г. Волгоград) в 1983-2009гг.; ПНИИАЗ (г. Астрахань) в 2000г.; на международных научно-практических конференциях в: ВГСХА (г. Волгоград в 1989, 2000, 2005, 2010гг., Калмыцком госуниверситете в 1986гг., на Международном форуме по проблемам науки, технике и образования Академии наук о Земле (г. Москва) в 2005г.
По теме диссертации опубликовано 47 печатных работ в т.ч. 10 работ в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК; получено 6 патентов на изобретения, издано пособие к ВСН и 2 научно-практических рекомендации.
Структура и объем диссертации:
