Geum.ru
Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству  

На правах рукописи

БЕЗБОРОДОВ ЮРИЙ ГЕРМАНОВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ

РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛИВА ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР 

ПО ЭКРАНИРОВАННЫМ БОРОЗДАМ

Специальность: 06.01.02 Ц мелиорация, рекультивация и охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова Россельхозакадемии

Научный консультант:  академик РАСХН,

  доктор сельскохозяйственных наук,

  профессор

  Дубенок Николай Николаевич

Официальные оппоненты:  член-корреспондент РАСХН

  доктор технических наук, профессор,

  Заслуженный деятель науки РФ,

  Ольгаренко Владимир Иванович

  доктор физико-математических наук,

  профессор

Веницианов Евгений Викторович

 

доктор технических наук,

старший научный сотрудник

  Николаенко Александр Николаевич

Ведущая организация: ФГНУ Радуга

Защита состоится л_25__марта_2010г. в _____часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова по адресу: 127550, г.Москва, ул. Б.Академическая, д.44

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ

Автореферат разослан л__________________2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук  С.Д. Исаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Коренные изменения в орошаемом земледелии Центральноазиатских стран СНГ - увеличение посевов озимых зерноколосовых культур, сокращение площадей под многолетними травами, возделывание в повторных и промежуточных посевах пропашных культур - привели к усилению антропогенного воздействия на агроценоз, в результате чего снижается урожай основных продовольственных и технических культур продуктивность орошаемых земель.

Стремление решить проблему повышения плодородия почв и обеспеченности животноводства собственными кормами за счет выращивания в повторных посевах бобовых, а в промежуточных сидеральных культур не согласуется с существующим дефицитом водных ресурсов, пригодных для орошения.

В таких условиях возникает задача поиска путей экономии оросительной воды. Традиционные инженерные методы, апробированные на отдельных оросительных системах, такие как водосберегающие способы полива - дождевание, внутрипочвенно-капельное орошение, реконструкция внутрихозяйственных гидромелиоративных систем требуют больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, создания мощной материальной базы. Переход на капиталоемкие водосберегающие способы полива в условиях повсеместно распространенного поверхностного, в большинстве случаев, самотечного полива в региональном масштабе не представляется реальным в силу недостаточно развитой экономики Центральноазиатских стран.

Однако возможно сохраняя традиции бороздкового полива, разработать технологию позволяющую усилить его функции водосбережения, восстановления почвенного плодородия и других свойств почвы, соответствующих экологическим требованиям. Такую функциональную нагрузку может выполнить технология орошения пропашных культур по бороздам, поверхность которых покрыта различными материалами, что способствует снижению непроизводительных потерь оросительной воды. Промышленность и сельскохозяйственное производство Узбекистана вырабатывают из собственного сырья в качестве покрытия такие материалы, как крафтбумага из растительных остатков, полиэтиленовая пленка, различные поликомплексы.

Рабочая гипотеза. Предохранение почвы от размыва, обеспечение значительного снижения физического испарения влаги и устранение необходимости проведения многочисленных тракторных междурядных обработок, что в совокупности позволит наиболее продуктивно использовать минеральные удобрения и лучше сохранить водно-физические свойства почвы таковы современные требования орошаемого земледелия. Решение этого комплекса задач позволяет создание экрана с водовыпускными отверстиями для полива.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в теоретическом обосновании и практической реализации водосберегающей технологии полива пропашных культур по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1. Изучить современные представления о процессах инфильтрации воды в почву, физическом испарении влаги с орошаемых земель и их значимость в реализации теории бороздкового полива.

2. Разработать теоретическое обоснование закономерностей движения потока воды по борозде.

3. Разработать водосберегающую экологически безопасную технологию полива пропашных культур по бороздам при различных вариантах покрытия почвы.

4. Разработать основные элементы технологии полива пропашных культур по экранированным бороздам в зависимости от гранулометрического состава почв, уклона местности, вида покрытия.

5. Изучить водный, тепловой, микробиологический, газовый режимы почвы при поливе по экранированным бороздам и их влияние на урожайность орошаемых культур.

6. Установить теоретические закономерности процесса физического испарения влаги и дать количественную оценку снижения его интенсивности при применении различных покрытий.

7. Оценить экологическую и экономическую значимость технологии полива по экранированным бороздам.

Методология исследований. Методологической основой исследований послужили теоретические разработки в области мелиорации земель и почвенного плодородия, положений почвенной термодинамики.

При проведении исследований использованы принципы системного анализа и принятые в мелиорации методы: полевой, лизиметрический, лабораторный.

Научная новизна результатов исследований заключается в разработке теории описывающей процесса движения потока воды в открытых и экранированных бороздах и физического испарения влаги с поверхности почвы; разработке способа регулирования водного, теплового, газового, микробиологического режимов орошаемых земель путем орошения сельскохозяйственных культур по бороздам с экранами различных конструкций. На основе многолетних экспериментальных исследований установлены оптимальные элементы орошения по бороздам, технологии полива, параметры водопотребления сельскохозяйственных культур, обеспечивающие экономию оросительной воды и высокий продукционный потенциал орошаемых земель. Получены зависимости физического испарения влаги и урожайности сельскохозяйственных культур от степени покрытия поверхности почвы различными материалами. Разработаны математические модели полива по экранированным бороздам и испарения влаги из экранированной почвы. Разработана, испытана и внедрена в производство технология экранирования почвы полиэтиленовой пленкой на посевах хлопчатника с помощью навесного пленкоукладчика. Изучена динамика газового режима почвы и дана оценка эмиссии "малых" парниковых газов - газа, метана и закиси азота.

Защищаемые положения:

  • теоретические закономерности движения потока в борозде со свободной поверхностью почвы с учетом ее многофазности и многокомпонентности;
  • математическая модель процесса испарения влаги с поверхности почвы, рассматриваемой в качестве многофазной, многокомпонентной среды;
  • оптимальные элементов техники полива по непокрытым и экранированным бороздам на основе дифференциации глубины промачивания почвы, КПД и равномерности увлажнения почвы различного гранулометрического состава, стоимости потерянного урожая;
  • обоснование многофункциональной роли покрытия почвы в междурядьях пропашных культур в формировании водного, теплового, газового и микробиологического режимов;
  • конструкция водостойкого экрана, обеспечивающего равномерное распределение увлажнения почвы по длине борозд.

ичный вклад автора заключается в разработке с 1994г. и по настоящее время нового направления в теории бороздкового полива, в котором почва рассматривается как многофазная, многокомпонентная среда; в составлении компьютерной программы для реализации имитационной модели увлажнения почв и расчета элементов техники бороздкового полива; в разработке эмпирической модели расчета элементов техники бороздкового полива, в проведении и обработке результатов расчета с их оценкой для различных природных условий с учетом коэффициента равномерности увлажнения почвы по длине борозд; в разработке внутриучастковой системы орошения, включающей устройство для внесения растворимых минеральных удобрений вместе с водой; в разработке конструкции экрана ложа борозд и проведении экспериментальных исследований по совершенствованию технологии полива по экранированным бороздам на посевах культур хлопкового комплекса; в изучении водного, теплового, газового и микробиологического режимов покрытой почвы и установлении эколого-экономической эффективности орошения пропашных культур по экранированным бороздам.

Достоверность полученных результатов. Адекватность разработанных и использованных математических моделей устанавливалась по результатам полевых исследований, точность расчетов оценивалась статистическими методами с использованием современного приборного обеспечения и методик.

Практическая значимость работы.

Разработанные автором положения:

1. Позволяют существенно снизить эмиссию парниковых газов в атмосферу, обеспечивает получение высокого и раносозревающего урожая;

2. Технология орошения по экранированным бороздам может быть использована в регионах с низкой водообеспеченностью орошаемых земель;

3. Технология орошения по экранированным бороздам, внутриучастковая система орошения, механизм укладки экрана могут быть использованы проектными организациями мелиоративного профиля, в хозяйствах, специализирующихся на выращивании пропашных технических, продовольственных культур;

4. Методика расчета элементов техники полива по экранированным бороздам может применяться мелиоративными организациями при проектировании и реконструкции оросительных систем с использованием поверхностного способа полива;

5. Математическая модель движения потока воды в борозде может быть использована научными организациями при изучении русловых процессов;

6. Математическая модель процесса испарения влаги с поверхности почвы может быть использована научными организациями и исследователями при изучении движения влаги в зоне аэрации;

7. Математические модели и компьютерная программа могут быть использованы в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты работы по теме диссертации докладывались на на научно-практической конференции "Проблемы землепользования, земельного и городского кадастра и градостроительства" (Москва, 1998 г.); на международной конференции по гидрологии почв (Вена, 1998 г.);  на ежегодных конференциях молодых ученых и специалистов МСХА им. К.А.Тимирязева (1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004г.); на международной научно-практической конференции "Проблемы управления и использования водных ресурсов бассейна Аральского моря" (Ташкент, 1999 г.); на научной конференции "Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства и пути их решения" (Ташкент, 2000 г.); на Республиканском научноЦпрактическом семинаре "Проблемы землеустройства и землепользования на современном этапе реформ в агропромышленном комплексе" (Ташкент, 2000 г.); на республиканской научной конференции "Перевод водохозяйственных эксплуатационных организаций на рыночные отношения" (Ташкент, 2002 г.); на международной конференции "Экологические проблемы мелиорации" (Москва, 2002 г.); на центральноазиатской международной научно-практической конференции "Экологическая устойчивость и передовые подходы к управлению водными ресурсами в бассейне Аральского моря" (Алматы -Ташкент, 2003); на молодежном форуме "Агробиотехнологии и экологическое земледелие" (Владимир, 2005); на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева (2005, 2006, 2007, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 60 печатных работ, в том числе 12 - в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК России, 4 монографии, получено 1 авторское свидетельство и 4 предварительных патента.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов и предложений, списка литературы и приложений, изложенных на 331 странице машинописного текста, с включением 100 таблиц, 27 рисунков, 275 литературных источников,  из них 83 зарубежных авторов, и 15 приложений.

В первой главе анализируется современное состояние проблемы разработки техники, технологии поливов пропашных культур, теории движения влаги в зоне аэрации и испарению влаги, а также материалы покрытия почвы и их влияние различные показатели.

В Центральноазиатском регионе поливы пропашных культур проводятся традиционным способом - по бороздам. С начала его широкого распространения и до настоящего времени ведутся разработки по совершенствованию технологии полива, методов расчета элементов техники полива и средств распределения воды по бороздами. Б.А.Шумаковым, А.Н.Костяковым, С.М.Кривовязом, А.Н.Аскоченским, М.Ф.Натальчуком, Н.Т.Лактаевым, Г.М.Гусейновым, Г.Ю.Шейнкиным, В.П.Иноземцевым, Б.Г.Штепой, Г.И.Будниковым, В.И. Ольгаренко и др. В разработку более совершенной технологии полива по бороздам - дискретной, и методов расчета ее параметров большой вклад сделан отечественными учеными - Б.Б.Шумаковым, В.А.Арефьевым, Н.П.Степаненковым, А.А.Терпигоревым, Н.Р.Хамраевым, В.М.Романовым, Ю.Г.Дробышевским, Г.И.Саенко, И.А.Шаровым, Т.Ю.Юсуповым, а также зарубежными - И.Вырлевым, Д. Келлером, У.Уолкером, Ф.Изуно, Т.Подмором, Н.Алеми, Д.Голдхамером и др.

Как показывает практика, при проведении поливов по бороздам на землях с большими уклонами местности в подавляющем большинстве случаев происходят размыв почвы и смыв плодородного слоя, большие потери воды на фильтрацию ниже корнеобитаемого слоя почвы и поверхностный сброс с полей. Многочисленными исследованиями установлено, что за вегетационный период смыв почв достигает 100 т/га, а КПД поливов не превышает 0,65 -0,7. В условиях дефицита оросительной воды для орошаемого земледелия и экономики в целом стран Центральноазиатского региона необходимо усовершенствовать теоретические положения снижения водопотребления сельскохозяйственных культур и предложить новые технологии, повышающие эффективность бороздкового полива.

Большой вклад в разработку теории испарения влаги с открытой поверхности и движения влаги в почвогрунтах почвы внесли W.R.Gardner, J.Cisler, H.L.Penman, М.Кутилек и Д.Нильсен, А.И.Будаговский. Х.Дарси, И.Козени, Хаген-Пуазейль, А.Е.Шайдегер, Е.Р.Лейбензон, С.Ф.Аверьянов, Е.С.Чайльдс, Н.Коллиз-Джордж, В.Р.Гарднер, Б.В.Дерягин, Ю.М.Денисов, С.В.Нерпин, А.Ф.Чуд-новский, А.И.Голованов, Л.М.Рекс, Е.В.Веницианов и др. А.И.Будаговский рассмотрел различные случаи испарения почвенной влаги: когда испарение происходит с поверхности достаточно и недостаточно увлажненной почвы; испарение воды почвой под покровом растений. Для оценки испарения в районах орошаемого земледелия с глубоким залеганием уровня грунтовых вод и малым количеством атмосферных осадков им предложена эмпирическая зависимость (А.И.Будаговский, 1964)

    (1)

где Еп - испарение воды почвой, мм; W - влажность верхних слоев почвы, мм; Wp - влажность разрыва капиллярной связи, мм; 2 - коэффициент пропорциональности.

Эмпирические и полуэмпирические зависимости испарения влаги почвой получены в большинстве случаев по материалам наблюдений агрометеорологических станций за влажностью почвы. Анализ этих моделей показывает, что они в подавляющем большинстве упрощенно рассматривают почву, игнорируя ее как многокомпонентную, многофазную среду. Такой подход к рассмотрению процесса физического испарения хотя и дает практически приемлемые для производства оценки размера физического испарения, однако это не устраняет необходимости совершенствования теории физического испарения в том числе и для экранированной почвы.

Во второй главе рассматриваются теоретические основы и результаты исследований полива сельскохозяйственных культур по бороздам постоянной струей.

Для теоретического обоснования уравнения движения воды по борозде в качестве основных параметров движущегося отсека воды в борозде приняты: s - расстояние от головы борозды (выбранного начала), м; t - время, мин;  (s, t) - площадь живого сечения м2; u (s, t) - средняя скорость воды по сечению, м/с; f (s, t) - торцовое напряжение, связывающее отсек (s,t)ds с потоком, кгс/с; zb (s, t) - отметка уровня воды в сечении, м;  (s, t) - смоченный периметр, м.

На выделенный отсек воды в борозде действуют следующие силы:  тяжести, трения, торцовая сила и сила инерции.

Уравнение движения воды в борозде полученное после сложения всех сил по принципу Даламбера (Ю.М.Денисовым и др, 2002)

  . (2)

где КТ - коэффициент кинематической турбулентной вязкости, м2/с, определяемый из соотношения

,  (3)

где - коэффициент кинематической вязкости, м2/с; R - гидравлический радиус, м; k1 и k2 -безразмерные коэффициенты пропорциональности, зависящие от структуры поверхностного слоя почвы и водопрочности агрегатов.

Теоретическая модель движения потока воды по борозде состоит из системы уравнений: неразрывности, движения фронта и тыла поливной струи. Уравнение баланса расхода воды в сечении ds борозды представлено в виде:

  ,  (4)

После  преобразований (4) принимает вид 

(5)

здесь - предложенная автором относительная площадь перфорации оболочки, уложенной в борозду (при ее отсутствии = 1); ах - атмосферные осадки,  выпадающие на поверхность потока воды в борозде, мм; Е - интенсивность испарения с водной поверхности бороздковой струи, мм/сут; iф - интенсивность инфильтрации поливной воды, мм/сут.

Выражения  движения

фронта поливной струи -

  (6)

и  тыла -

  (7)

Для решения системы уравнений (2) - (4) задаются начальные и граничные условия. Начальные условия для скорости и живого сечения потока -

u(s, 0) = u (s), 0 < s Sф ,

( s, 0) = (s), (8)

h(s, 0) = h(s).

Граничные условия, предложенные автором для поливной струи в борозде, имеют вид:

при Q(s0, t) > 0 имеем:

на левом крае в голове борозды s = 0 -,

(s0, t) = const,

u(s0, t) = u (t);

на правом крае - фронт поливной струи s = Sф (t) и граничные условия могут быть записаны в виде

,  (9)

(10)

где

,  . (12)

При Q(s0, t) = 0, когда прекращена подача воды в голове борозды и появляется тыл поливной струи ST S0 , граничные условия на левом крае струи задаются в виде

(13)

или

(14)

а на правом - условие (10).

В приведенных зависимостях: k1,  k2 , k3  - безразмерные коэффициенты пропорциональности; КТ - коэффициент кинематической турбулентной вязкости, м2/с; R - гидравлический радиус, м; В - ширина поливной струи по верху, м;  β параметр, имеющий размерность динамической турбулентной вязкости; ρ - плотность воды, г/см3. Система уравнений с начальными и граничными условиями решается численным методом.

На основе представленных уравнений автором совместно с А.И.Сергеевым разработан численный алгоритм и составлена  программа расчета скорости добегания воды по борозде в соответствии с условиями: полив проводится по проточным бороздам постоянной струей. Для сравнения рассчитанных значений скорости добегания воды по борозде проведены полевые опыты. На опытно-производственных участках  с одинаковым гранулометрическим  составом  почв и различными уклонами местности на посевах хлопчатника проведены опыты по изучению движения потока воды по сухой борозде. Результаты этих опытов, представлены на рис. 1 в виде зависимостей x = f (t), используемых обычно в аналитических и графоаналитических методах расчета элементов техники полива, где показаны графики, полученные расчетным методом. Достаточно хорошее совпадение экспериментальных и расчетных зависимостей x = f (t) дало возможность провести расчеты для большого массива исходных данных, включающих почвы различного гранулометрического состава, уклоны поверхности земли и расходы воды в борозду - всего 81 вариант: уклоны 0,005; 0,02;0,05;  коэффициенты  фильтрации  0,2; 0,1; 0,05 м/сут; длина борозд 100, 150, 200 м.

№ линий

kФ

vpit

kФh1, м/сут

kФh2, м/сут

kФh3, м/сут

i

L, м

q, л/с

1

0,14

1,49

0,175

0,14

0,13

0,016

200

0,4

2

0,134

1,20

0,147

0,134

0,123

0,027

100

0,1

3

0,134

1,29

0,147

0,134

0,123

0,027

260

0,2

4

0,14

1,35

0,175

0,14

0,13

0,035

260

0,3

5

0,124

1,35

0,147

0,124

0,123

0,035

260

0,3

6

0,14

1,45

0,175

0,14

0,13

0,024

200

0,3

7

0,14

1,35

0,175

0,14

0,13

0,052

200

0,25

Рис.1. Сравнение теоретических с экспериментальными скоростей добегания воды в борозде при различных уклонах поля и расходах воды в голове борозды (по данным автора и  А.Г.Безбородова)

В результате проведенных расчетов получены  данные для составления зависимостей x=f(t); поливные нормы брутто и нетто; КПД полива и коэффициент равномерности увлажнения почв по длине борозды; распределение влажности после полива в расчетных створах по длине борозд.

Полученные результаты показывают, что чем меньше коэффициент равномерности увлажнения (kр), тем выше КПД борозд. Можно предположить, что, например, при поливе нормой добегания, когда отсутствует поверхностный сброс оросительной воды, КПД будет равным примерно 1, однако коэффициент равномерности увлажнения почвы по длине борозд окажется очень низким. При таком поливе от недоувлажнения значительной части поливного участка снизится урожай сельскохозяйственных культур и его качество.

Для выбора оптимальных элементов техники полива необходимо ввести критерий - относительная урожайность, которая определяется по следующей зависимости

  , (15)

где Ур и Уmax - расчетная и максимальная урожайность культуры, на основании которой определена стоимость потерянного урожая, т/га.

Для последующего анализа, из 81 варианта, выбраны 24 варианта с соответствующими каждому значению коэффициента равномерности полива (kp) поливными нормами брутто и КПД борозды (табл.1).

Таблица 1. Соотношение поливной нормы брутто (mбр) и КПД борозды при различных значениях коэффициента равномерности полива (kp)

Вариант

kp = 0,6

kp = 0,7

kp = 0,8

kp = 0,9

mбр, м3/га

КПД

mбр, м3/га

КПД

Mбр, м3/га

КПД

mбр, м3/га

КПД

2

800

0,88

900

0,78

1030

0,68

1200

0,58

6

850

0,82

960

0,73

1100

0,64

1280

0,55

9

880

0,80

990

0,71

1135

0,62

1320

0,53

11

1070

0,75

1200

0,67

1376

0,58

1600

0,50

13

1110

0,72

1275

0,63

1460

0,55

1700

0,47

16

1160

0,69

1335

0,60

1530

0,52

1780

0,45

20

1395

0,65

1605

0,56

1840

0,49

2140

0,42

22

1450

0,62

1665

0,54

1910

0,47

2220

0,40

26

1470

0,61

1690

0,53

1940

0,46

2250

0,40

28

1010

0,69

1160

0,60

1330

0,53

1550

0,45

31

920

0,76

1060

0,66

1210

0,58

1410

0,50

34

930

0,75

1070

0,65

1220

0,57

1420

0,50

39

1010

0,79

1160

0,69

1330

0,60

1550

0,52

42

1010

0,79

1160

0,69

1330

0,60

1550

0,52

45

1060

0,75

1220

0,66

1400

0,57

1630

0,49

48

1370

0,66

1570

0,57

1810

0,50

2100

0,43

50

1390

0,65

1600

0,56

1830

0,49

2130

0,42

52

1430

0,63

1640

0,55

1880

0,48

2190

0,41

64

960

0,83

1100

0,73

1260

0,63

1470

0,54

68

1000

0,80

1150

0,70

1320

0,61

1530

0,52

71

1040

0,77

1200

0,67

1380

0,58

1600

0,50

74

1320

0,68

1520

0,59

1750

0,51

2030

0,44

78

1360

0,66

1570

0,57

1800

0,50

2090

0,43

81

1380

0,65

1580

0,57

1810

0,50

2110

0,43

Расчеты показывают, что значениям kp = 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 соответствуют величины относительной урожайности хлопчатника 0,77; 0,83; 0,89; 0,95, то есть потери урожая хлопка-сырца составляют 23, 17, 11 и 5 % соответственно. Окончательный выбор экономически выгодного варианта технологии полива осуществлен по экономическим показателям. Для этого рассчитывается стоимость потерянного урожая и оросительной воды.

В результате сопоставления стоимости потерянного урожая и стоимости оросительной воды, также зависящей от kp, получено оптимальное значение kp = 0,73 соответствующее минимуму потерь урожая и воды.

Для принятого в качестве критерия значения  kp = 0,75 проведены расчеты по определению оптимальных элементов  полива хлопчатника, результаты которых представлены в таблице 2.

Таблица 2. Элементы техники  полива хлопчатника постоянной струей по проточным бороздам при kp = 0,75

Вариант

Уклон поверхности земли

Коэффициент фильтрации,

м/сут

Длина борозды, м

Расход воды в борозду, л/с

Время полива, ч

Поливная норма, м3/га

КПД борозды

нетто

брутто

2

0,005

0,2

100

0,75

4,3

700

960

0,73

11

0,005

0,1

100

0,60

7,2

800

1290

0,62

20

0,005

0,05

100

0,20

28,6

900

1720

0,52

28

0,02

0,2

75

0,50

6,2

700

1240

0,56

42

0,02

0,1

100

0,30

13,8

800

1240

0,64

50

0,02

0,05

150

0,15

38,5

900

1710

0,53

64

0,05

0,1

75

0,30

9,8

800

1180

0,68

74

0,05

0,05

75

0,08

50,6

900

1630

0,55

Анализ табличных данных указывает на наличие тесной связи между природными характеристиками и элементами технологии полива: с увеличением уклона местности уменьшается величина расхода воды в борозду и увеличивается КПД борозды (за исключением сильноводопроницаемых почв).

Проведенные исследования показывают, что широко распространенные в аридной зоне поливы постоянной струей по проточным бороздам сопровождаются большими потерями воды, в связи с чем КПД борозд, рассчитанный по теоретическим зависимостям, не превышает 0,52 - 0,73. Следует отметить также, что для земель с уклоном 0,005 короткая длина борозд 100 м, обоснованная технико-экономическими расчетами и допускающая деление поливного участка на ярусы, значительно меньше параметров, рекомендованных Н.Т. Лактаевым 175-400 м.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по разработке водосберегающих технологий полива по открытым бороздам.

Более совершенными технологиями, повышающими качество полива, являются технологии  полива переменной струей и с прерывистой водоподачей в борозды.

Для их изучения на Центральной экспериментальной базе Узбекского НИИ хлопководства  проведен трехлетний опыт, который включал следующие варианты: полив постоянной струей (контроль); полив переменной струей; дискретный полив. Длина борозд составляла 200 м, уклон поверхности земли 0,015, ширина междурядий 60 см, вода при поливах подавалась во все борозды. Опыты проводились в четырехкратной повторности, каждая повторность состояла из 8 борозд. Расход воды измерялся в голове борозд, в створах 50, 100, 150 м и в конце борозд. Учет урожая хлопка-сырца проводился по отрезкам каждой повторности 0-50 м, 50-100 м, 100-150 м и 150-200 м. Поливы проводились при уровне предполивной влажности почвы 70-70-60% НВ, в соответствующие фазы развития хлопчатника. Расчетный увлажняемый слой почвы принимался равным 70 см в фазу бутонизации, 100 см в фазу цветения-плодообразования и 70 см в фазу созревания. Контроль влагозапасов почвы проводился нейтронным влагомером ВНП-1 "Электроника". Почвы опытного участка  - тяжело суглинистые, наименьшая влагоемкость 0-100 см слоя почвы - 21%, плотность - 1,48 г/см3. Опытный участок располагался в пределах поля севооборота, где до посева хлопчатника выращивалась люцерна.

Результаты исследований по изучению эффективности различных технологий полива приведены в таблице 3. Как видно, при меньших затратах оросительной воды в вариантах полива с использованием водосберегающих технологий получен более высокий урожай хлопка-сырца. Вместе с тем в контрольном варианте в среднем за три года коэффициент равномерности  полива  оказывается  самым  высоким - 0,79. Высокий показатель равномерности полива в контрольном варианте обусловил формирование равномерно распределенного по длине борозд урожая. Несмотря на преимущества водосберегающих технологий полива в экономии оросительной воды и величине урожая, коэффициент равномерности полива у них оказывается ниже, чем в контрольном варианте. Это свидетельствует о том, что на землях с большими уклонами достичь равномерного увлажнения почвы по длине склона путем применения технологий дискретного полива и полива переменной струей практически невозможно без дополнительных затрат воды, необходимых для увеличения глубины промачивания, что в свою очередь приведет к снижению КПД полива и увеличению смыва почвы.

К водосберегающим технологиям относится и технология подачи воды через междурядье. Для полива сельскохозяйственных культур через междурядье необходимо провести теоретическое и экспериментальное обоснование.

В условиях больших уклонов местности пропашные культуры возделываются, как правило, с шириной междурядий 60 и 70 см. Причем на посевах хлопчатника применяется система машин, рассчитанная на ширину междурядий 60 см. На узкорядных посевах хлопчатника и других пропашных культур для междурядных обработок применяются трехколесные пропашные тракторы с четырехрядными культиваторами, рассчитанными на ширину захвата 2,4 м. При расстоянии между колесами трактора 1,2 м на поле формируются борозды и междурядья с разной водопроницаемостью почвы, обусловленной различным давлением тракторных колес на почву: уплотненные колесами трактора борозды с пониженной водопроницаемостью и межколесные, с повышенной водопроницаемостью почвы, подверженных воздействию только рыхлительных рабочих органов культиватора - сошников и окучников. На узкорядных посевах пропашных культур появляется возможность применения водосберегающей технологии полива с подачей воды через междурядье: на сильнопроницаемых почвах в колесные борозды, на средне- и слабопроницаемых  - в межколесные борозды (Г.А. Безбородов, 1992). В условиях темных  и типичных сероземов почвы относятся к средне и тяжелосуглинистым и поэтому выбраны межколесные борозды. В этом случае уложенное в эти борозды противоэрозионное покрытие не будет мешать пропашному трактору проводить обработку колесных междурядий. Исходя из такого выбора рабочих борозд необходимо было теоретически и экспериментально обосновать технологию полива постоянной струей через междурядье.

Таблица 3. Элементы водосберегающей технологии полива и урожай хлопка-сырца (длина борозд 200м, уклон земли 0,015)

Вариант полива

Оросительная норма, м3/га

КПД полива

Коэффициент равномерности полива

Урожай хлопка-сырца, т/га

Коэффициент вариации урожая по отрезкам 0-50, 50-100, 100-150, 150-200м

нетто

брутто

1995 г.

Полив постоянной струей (контроль)

6170

9220

0,67

0,73

3,90

0,13

Полив переменной струей

6550

7040

0,93

0,61

4,28

0,22

Дискретный полив

6260

6460

0,97

0,57

4,75

0,17

1996 г.

Полив постоянной струей

5665

7635

0,74

0,80

3,22

0,07

Полив переменной струей

5805

6055

0,96

0,68

3,39

0,07

Дискретный полив

5185

5385

0,96

0,65

3,35

0,06

1997 г.

Полив постоянной струей

6230

7150

0,87

0,84

3,79

0,11

Дискретный полив

5550

5900

0,94

0,70

4,23

0,10

Средние

Полив постоянной струей

6020

8000

0,75

0,79

3,64

0,10

Полив переменной струей

6180

6550

0,94

0,65

3,84

0,15

Дискретный полив

5665

5915

0,96

0,64

41,1

0,11

Полевой опыт по изучению влагопереноса и водопроницаемости почвы проводился на староорошаемом тяжелосуглинистом типичном сероземе Ташкентской области. На хлопковом поле с уклоном поверхности земли 0,015, шириной междурядий 60 см были определены агрохимические и водно-физические свойства почвы: содержание гумуса в слое почвы 0 - 30см составило 1,4 %, в слое 30-50см 1,07 % и в слое 0 - 50см  1,23 %; в этих же слоях почвы подвижного азота содержалось 14,6; 10,5; 12,9 мг/кг; фосфора 43,4; 27,2; 42,8 мг/кг; обменного калия 212, 132, 180 мг/кг соответственно; наименьшая влагоемкость 1 м слоя почвы 31,2 % (объемных), плотность почвы 1,49 г/см3.

При поливах вода подавалась через одно междурядье. Влажность почвы измерялась термостатно-весовым методом в серии пусков воды расходом 0,05 - 0,22 л/с продолжительностью 1,5; 5; 10; 24 часа. В первых трех сериях она измерялась в рабочих бороздах, в четвертой, кроме того, в гребне борозд и в дне смежной нерабочей борозды.

Анализ результатов опыта показал, что влажность почвы в середине неполиваемого междурядья при поливе через междурядье, оказывается достаточно высокой: в слое 0-100 см она составляет 0,86 влажности аналогичного слоя почвы в гребне борозд и 0,92 в слое почвы 20-100 см сопоставляемых элементов. В смежном нерабочем междурядье верхний 0-20 см слой почвы остается достаточно сухим, препятствующим испарению влаги и прорастанию сорной растительности, что дает возможность сокращения числа междурядных обработок пропашных культур, поливаемых через междурядье.

Теоретическое обоснование вида изоплеты влажности почвы, формируемой поливом с подачей воды через одно междурядье, проведено с использованием аналитической зависимости всасывающего потенциала почвенной влаги от влажности почвы и минерализации почвенного раствора (Ю.М.Денисов, Г.А.Безбородов, Ю.Г.Безбородов, 1998)

,  (16)

где Ф4 -всасывающий потенциал почвенной влаги, Дж/кг, - влагонасыщенность почвогрунтов, %

; (17)

где (1- 1) - пористость, %; 1, 4 - относительные объемы почвенного скелета и почвенной влаги, %; 4 - плотность воды, г/см3; R - универсальная газовая постоянная, R=8,314 Дж/КХмоль; Т - абсолютная температура, К; С - концентрация растворенных веществ в жидкой фазе, моль/см3; М, m, N  - параметры, зависящие от водно-физических и физико-химических свойств зоны аэрации (скелета почвы) и водного раствора.

Решение уравнения (16) проводилось при следующих условиях:

начальные

(s, x, z, 0) = *(s, x, z),  = 0; (18)

граничные условия t > 0:

верхнее z = 0, 0 s Sф

  ,  ,

  ,   (19)

где ax - интенсивность атмосферных осадков, мм; Mb - ширина междурядий, м;

нижнее z = - hg, 0 s SФ

,  (20)

евое х = 0

  , z > - hg  (21)

правое x = Mb

, z > - hg (22)

Решение (двумерной задачи в плоскости. перпендикулярной борозде) проведено методом разделения переменных. Поиск решения осуществлен методом прогонки с итерационной обработкой искомой величины. Проведено сопоставление экспериментальных и расчетных профилей влажности почвы, показывающее небольшое их расхождение, вызванное неоднородностью почвы. Теоретические расчеты и результаты экспериментов указывают на возможность обеспечения приемлемого увлажнения почвы при проведении поливов с подачей воды через одно междурядье.

Однако, всем известным технологиям полива по стандартным бороздам присущи недостатки, обусловленные большой испаряющей поверхностью почвы, необходимостью проведения многократного регулирования водоподачи при поливах и многочисленных междурядных тракторных обработок почвы. Для устранения этих недостатков разработана технология полива по экранированным бороздам, изучение которой проведено на экспериментальных участках сероземной зоны.

В четвертой главе представлены экспериментальные исследования технологии полива по экранированным бороздам.

Опытный участок располагался на Центральной экспериментальной базе УзНИИХ, расположенной на IV и V террасах р.Чирчик. Рельеф - грядовидное мезоповышение. Грунтовые воды залегают на глубине более 10 м.Почва участка - староорошаемый, среднеокультуренный, среднемощный, слобосмытый, незасоленный типичный серозем. Мощность гумусового горизонта 50-60 см, мелкоземистого - более 200 см.

Для экранирования ложа борозд применялась полиэтиленовая пленка толщиной 8 мкм, шириной 60 см, в которой с различным шагом расположены водовыпускные отверстия диаметром 5-6 мм

С целью изучения эффективности применения полиэтиленовой пленки и соломы озимых зерноколосовых на ЦЭБ УзНИИХ автором совместно с Г.А.Безбородовым был заложен полевой опыт, включающий варианты представленные в табл.4.

В исследованиях был изучен тепловой режим почв, оценивалось влияние водного и теплового режима на продуктивность хлопчатника. Для установления сроков полива хлопчатника в гребне борозд отдельных вариантов устанавливали по два тензиометра марки "Иррометр" на глубину 30 и 70 см. Регулярные, 3-6 раз в неделю, наблюдения за всасывающим давлением почвы в четырех вариантах опыта в 1997г. - втором, четвертом, пятом и шестом в соответствии с рекомендованной ранее методикой усреднялись, что давало результаты каркасного потенциала, по которому определялась влажность для 0-100 см слоя почвы.

Таблица 4. Схема вариантов полевого опыта

Варианты поливов

Годы исследований

1997

1998

1999

2000-2001

Полив по стандартным бороздам через борозду (контроль)

+

+

+

+

Полив через междурядье по бороздам с пленочным покрытием  (50% поверхности почвы покрыто пленкой)

+

+

+

+

Полив через междурядье по бороздам с пленочным покрытием  (100% поверхности почвы покрыто пленкой)

+

+

Полив через междурядье по бороздам с бумажным покрытием

+

Полив через междурядье по межколесным бороздам

+

Полив по чередующимся бороздам

+

Полив через междурядье по бороздам с соломенным покрытием (50% поверхности почвы покрыто пленкой)

+

+

+

Полив через междурядье по бороздам с соломенным покрытием

+

Полив по обычным бороздам, гребни которых покрыты пленкой

+

Полив по обычным бороздам с подачей воды в каждую борозду

+

Далее были рассчитаны приросты всасывающего давления за отдельные периоды наблюдений и среднесуточные его приросты (табл. 5). Как видно, среднесуточный прирост всасывающего давления почвы при поддержании оптимального режима орошения хлопчатника оказывается одинаковым в вариантах с открытой и экранированной пленкой - 4,1 сб/сут. Солома после полива дольше удерживает влагу и поэтому из почвы, покрытой соломой, испарение оказывается немного выше, чем с открытой и частично покрытой пленкой поверхности почвы - 4,2 сб/сут.

Однако большее норма внесения соломы может снизить испарение. В 1997г. этот вопрос изучался на площадках размером 1,251,25 м, заложенных на хлопковом поле: с оголенной разрыхленной поверхностью; на 50 % покрытой соломой массой 1 кг; на 100 % покрытой соломой массой 2 кг. На каждой площадке был установлен на глубину 30 см тензиометр, показания которого снимались ежедневно с 16.08 по 08.09. За 23 дня наблюдений прирост всасывающего давления составил 40 сб на первой площадке, 29 сб на второй площадке и 12 сб на третьей; соответственно суточный прирост - 1,7;  1,3; 0,5 сб/сут. Таким образом, существенного снижения испарения с неувлажняемой поверхности можно добиться при использовании большего количества соломы - в 1,4 раза при норме соломы 6,4 т/га и в 3,3 раза при норме 12,8 т/га.

Таблица 5. Динамика всасывающего давления в условиях поверхности почвы, при пленочном и соломенном покрытии, 1997г.

Период наблюдений

Продолжительность, сут

Прирост давления за период, сб

Суточный прирост давления, сб/сут

Открытая почва

25.05-03.06

9

17,5

1,9

06.06-16.06

10

19

1,9

23.06-30.06

7

30

4,3

14.07-22.07

8

53

6,6

30.07-04.08

5

30,5

6,1

12.08-18.08

6

35

5,8

Итого:

45

185

4,1

Пленочное покрытие

25.05-03.06

9

16

18,

06.06-16.06

10

16

1,6

23.06-30.06

7

31

4,4

15.07-17.07

3

26

6,8

28.07-07.08

10

51,5

5,2

11.08-20.08

9

56

6,2

Итого:

48

196,5

4,1

Соломенное покрытие

25.05-03.06

9

9

1,0

06.06-16.06

10

19

1,9

23.06-30.06

7

30

4,3

12.07-22.07

10

68,5

6,9

24.07-04.08

11

65

5,9

05.08-16.08

11

54

4,4

Итого:

58

245,5

4,2

Измерением температуры почвы за период с 17.04.98г. до 01.09.98г. установлено, что  в варианте с покрытием борозд пленкой сумма температур на глубине почвы 5, 10 и 15 см оказалась больше контрольной на 598,3; 543,5 и 477 о С. В варианте с покрытием соломой наблюдалось снижение температуры почвы по сравнению с контролем: на глубине 5 см на 114,7 о С, на глубине 10 см на 74,9 о С, на глубине 15 см на 54,4 о С. Эти показатели анализировались с целью выявления влияния на микробиологический состав почв, который рассмотрен ниже и его влияние на питательный режим почв, и как следствие на урожайность культур.

Исследования показали, что экранирование почвы полиэтиленовой пленкой способствует получению высокого урожая хлопка-сырца. Так, за период с 1997г. по 2001г. средний урожай хлопка-сырца составил: на контроле 3,77 т/га; в варианте с экранированием пленкой 50 % поверхности почвы 4,88 т/га; в варианте со 100% экранированием - 6,42 т/га.

Хлопку-сырцу при высоком урожае присущи и хорошие технологические свойства. Анализ хлопка-сырца урожая 1999г. показал, что если на контроле выход волокна составил 32,8 %, то на вариантах 2, 3, 4 и 5 соответственно 35,0 %, 33,3 %, 34,6 % и 37,5 % при одинаковом промышленном сорте хлопкового волокна. Во всех опытных вариантах разрывная нагрузка волокна оказалась также выше, чем на контроле - 24,3; 24,1; 24,1; 24,4 г/стекс против 24,0 г/стекс.

Таким образом, покрытие почвы разными материалами при выращивании хлопчатника на типичном сероземе способствует получению высокого и качественного урожая хлопка-сырца. Формирование благоприятного теплового и водного режимов способствует интенсивному развитию корневой системы, которая наиболее полно использует запасы питательных элементов почвы.

Для формирования таких оптимальных режимов в почве необходимо увязать увлажнение почвы с техникой полива.

Исходными положениями для расчета оптимальных элементов техники полива по экранированным пленкой бороздам являются следующие.

  1. Поливы проводятся с подачей воды через одно междурядье;
  2. В пленке водовыпускные отверстия диаметром 5 мм расположены по оси борозды с шагом 1,2 м;
  3. Время добегания воды по экранированной пленкой борозде tд рассчитывается по формуле (Ю.Г.Безбородов, 1998)

  ;  (23)

где kу -установившаяся скорость впитывания воды в почву, м/ч; lб - длина борозды, м; q - расход воды в борозду, м3/ч; i - уклон борозды.

  1. Коэффициент равномерности увлажнения почвы рассчитывается по формуле

;  (24)

где hк и hГ - соответственно глубина увлажнения почвы в голове и конце борозды, м,

для i = 0,005 ;  (25)

для i = 0,02 - 0,05 ; (26)

где WНВ - влажность почвы при наименьшей влагоемкости, %; Wф - фактическая послеполивная влажность почвы, %; mн - поливная норма нетто, см.

Глубина промачивания в начале борозды равна:

.  (27)

Обобщенный показатель эффективного полива Пэп  (чем больше Пэп, тем выше качество полива) - объединяющий частные показатели качества полива - КПД, степень равномерности увлажнения почвы, противоэрозионную устойчивость почвы имеет вид:

  , (28)

где - КПД борозды; V - коэффициент вариации глубины увлажнения почвы по длине борозды; сп - коэффициент смыва почвы; А1, А2, А3 - параметры, выражающие удельный вес соответствующего частного критерия качества полива (их сумма равна 1).

При поливе по экранированным бороздам устраняется ирригационная эрозия и поэтому в уравнении (28) удельный вес смыва почвы принимается равным нулю, вследствие чего оно принимает вид:

, (29)

В расчете коэффициента эффективности полива (Пэп) приняты следующие значения коэффициентов А:

для бороздкового - А1 = 0,4;  А2 = 0,3; А3 = 0,3;

для экранированных борозд и капельного орошения - А1 = 0,6;  А2 = 0,4; А3 = 0.

Из этого выражения следует, что чем выше Пэп , тем выше качество полива.

При поливе постоянной струей по обычным и экранированным бумагой бороздам Пэп составил соответственно 0,82 и 0,85, при капельном орошении - 0,96. По показателю качества полива изученные варианты расположились в следующем порядке: капельное орошение, борозды с экраном, борозды без экрана.

  1. Важным параметром для проведения расчета элементов техники полива по экранированным бороздам является kу. Для его определения проведены сравнительные исследования установившейся интенсивности впитывания воды при поливе по обычным и экранированным бороздам на типичном сероземе с различной длиной борозд. Исследованиями установлены осредненные значения: для открытой почвы kу = 0,0042 м/ч (kф = 0,1 м/сут); для экранированной kу = 0,0023 м/ч (kф = 0,05 м/сут). Таким образом установившаяся скорость впитывания воды при поливе по экранированным бороздам примерно в два раза меньше, чем при поливе по стандартным бороздам.

На основании этих исследований в расчетах для почв разной проницаемости значения kу при поливе по экранированным пленкой бороздам приняты в два раза меньшими, чем при поливе по стандартным бороздам.

Исходя из того, что на участках с экранированными бороздами устраняется необходимость проведения послеполивных культиваций появляется возможность проведения частых поливов небольшими нормами. Поскольку основная часть питательных элементов почвы находится в слое 0-50см, то необходимо в этом слое создать поливами благоприятный для корневой системы растений водно-питательный режим. Для увлажнения этого слоя почвы

Таблица 6. Расчетные элементы техники полива по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам

Уклон земли

Длина борозды, м

Расход воды в борозду, м3/ч

Время добегания, ч

Норма добегания, м3

Время доувлажнения, ч

Время полива, ч

Объем воды до НВ, м3

Расход воды до НВ, м3/ч

Расход сбросной воды, м3/ч

Объем сбросной воды, м3

Объем поданной в борозду воды, м3

КПД борозды

Коэффициент равномерности увлажнения

Сильнопроницаемые почвы (mн = 300м3/га, kу = 0,005м/ч)

0,005

100

0,36

2,0

0,72

3,6

5,6

1,08

0,3

0,06

0,22

2,02

0,89

0,76

0,005

150

0,54

3,1

1,70

2,2

5,3

1,0

0,45

0,09

0,20

2,90

0,93

0,78

0,005

200

0,90

2,4

2,20

2,3

4,7

1,40

0,61

0,29

0,67

4,30

0,84

0,70

0,02

100

0,36

1,04

0,37

4,8

5,8

1,43

0,3

0,06

0,29

2,09

0,86

0,74

0,02

150

0,54

1,4

0,76

4,3

5,7

1,94

0,45

0,09

0,39

3,09

0,87

0,74

0,02

200

0,72

2,0

1,44

3,6

5,6

2,20

0,61

0,11

0,40

4,04

0,89

0,75

0,05

100

0,36

0,74

0,27

5,1

5,84

1,53

0,3

0,06

0,31

2,11

0,85

0,71

0,05

150

0,54

0,95

0,51

4,9

5,85

2,19

0,45

0,09

0,44

3,14

0,86

0,71

0,05

200

0,72

1,26

0,91

4,5

5,76

2,69

0,6

0,12

0,54

4,14

0,87

0,72

Среднепроницаемые почвы (mн = 400м3/га, kу = 0,0025м/ч)

0,005

200

0,36

2,0

0,72

13,6

15,6

4,08

0,30

0,06

0,82

5,6

0,86

0,83

0,005

300

0,54

3,4

1,84

11,9

15,3

5,36

0,45

0,09

1,07

8,3

0,87

0,85

0,005

400

0,72

6,1

4,4

8,7

14,8

4,30

0,49

0,23

2,0

10,7

0,81

0,79

0,02

100

0,18

0,65

0,12

15,2

15,9

2,28

0,15

0,03

0,46

2,86

0,84

0,75

0,02

200

0,36

1,05

0,38

14,7

15,8

4,42

0,30

0,06

0,88

5,68

0,85

0,75

0,02

300

0,54

1,43

0,77

14,3

15,7

6,43

0,45

0,09

1,29

8,50

0,85

0,75

0,05

100

0,18

0,47

0,09

15,4

15,9

2,32

0,15

0,03

0,46

2,87

0,84

0,68

0,05

200

0,36

0,74

0,27

15,1

15,8

4,53

0,30

0,06

0,91

5,71

0,84

0,68

0,05

300

0,54

0,98

0,53

14,8

15,8

6,67

0,45

0,09

1,33

8,53

0,84

0,68

Слабопроницаемые почвы уклон 0,005 (mн = 500м3/га, kу = 0,0012м/ч)

0,005

200

0,18

0,91

0,16

40,5

41,5

5,84

0,14

0,04

1,6

7,6

0,79

0,73

0,005

400

0,36

1,72

0,62

35,7

37,4

11,38

0,32

0,04

1,43

13,43

0,89

0,82

уклон 0,02 mн = 200м3/га

0,02

100

0,10

0,33

0,03

16,2

16,53

1,17

0,07

0,03

0,49

1,69

0,71

0,60

0,02

200

0,18

0,57

0,10

16,0

17,0

2,3

0,14

0,04

0,64

3,04

0,79

0,73

0,02

300

0,30

0,68

0,20

15,7

16,4

3,4

0,22

0,08

1,26

4,86

0,74

0,65

приняты поливные нормы: для сильнопроницаемых почв 300 м3/га; среднепроницаемых 400; слабопроницаемых малоуклонных земель 500, для земель с большими уклонами 200 м3/га (при больших нормах время полива выходит за рамки агротехнических требований - 2 суток).

В таблице 6 приведены расчетные элементы техники полива по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам с междурядьями 60 см и постоянной подачей воды через междурядье. Как видно, расчеты проделаны для разной длины борозд, что даст возможность разделить конкретный поливной участок на определенное количество ярусов и по технико-экономическим показателям выбрать оптимальную схему полива, состоящую из одного или нескольких ярусов.

Полученные результаты показывают, что экранирование борозд позволяет увеличить их длину на сильнопроницаемых  почвах независимо от уклона местности до 200 м, на среднепроницаемых почвах до 300-400 м и при этом повысить показатели качества полива по сравнению с поливом по стандартным бороздам меньшей длины.

В 2008г. были проведены исследования по изучению формирования контуров увлажнения вдоль (рис.4) и поперек (рис.5) экранированной пленкой борозды при поливе через междурядье. Измерение влажности почвы вдоль борозды указывает на высокую равномерность ее распределения. Шаг перфорации 1,2 м обеспечивает достаточно высокую равномерность увлажнения почвы как между отверстиями, так и по всей длине борозды, а формирование контуров увлажнения поперек борозды охватывает зону распространения корневой системы растений. Как показывает рисунок 6, предельная длина смачивания струи воды расходом 3,6 л/ч существенно выше шага перфорации и обеспечивает смыкание контуров увлажнения почвы между водовыпускными отверстиями.

а) в голове борозды;  б) в конце борозды длиной 70 м.

Рис. 4. Распределение влажности почвы вдоль экранированной борозды

  до полива после полива

а) в голове борозды; б) в створе 30 м; в) в створе 60 м

Рис.5. Формирование контуров увлажнения поперек по экранированным пленкой бороздам

1 - при первом поливе, 2 - при последующих поливах

Рис.6.  Время добегания струи воды при расходе 3,6 л/ч

Экспериментальные исследования технологии полива по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам проводились на посевах кормовой свеклы и кукурузы на зерно.

Исследования технологии полива кормовой свеклы по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам проводились нами совместно с А.Г.Безбородовым в течение 2000-2002 гг. в хозяйстве "Бойказан", расположенном в Паркентском районе Ташкентской области в зоне командования Паркентского магистрального канала. Почвенный покров хозяйства представлен темными тяжелосуглинистыми эродированными в разной степени сероземами. Изучались  технологии полива: по обычным бороздам (контроль) (вариант № 1); по экранированным прозрачной полиэтиленовой пленкой бороздам (вариант № 2); по экранированным темной полиэтиленовой пленкой бороздам (вариант № 3). Каждый опыт представлен в трехкратной повторности. Опытные участки площадью до 0,25 га располагались на склоновых землях с уклоном поверхности земли 0,04-0,05.

Поливы кормовой свеклы проводились по бороздам длиной 80-95 м при снижении влажности почвы до уровня 70-75%НВ. Расчетный слой почвы для назначения поливной нормы нетто в контрольном варианте принимался равным 100см, в опытном варианте 50см.

Кормовая свекла высевалась с междурядьями 70см. Пленка укладывалась через одно междурядье, что позволяло четырехколесному пропашному трактору проводить междурядные обработки. В пленке уложенной в межколесные борозды пленке с шагом 1,25м пробивались специальным перфоратором водовыпускные отверстия диаметром 5 мм.

Режим орошения кормовой свеклы основывался на влажности почвы, которая определялась по показаниям тензиометров, установленных в гребне борозд первого и второго вариантов на глубину 30 и 70см. Поливы проводились по показаниям тензиометра, установленного на глубину 30см, в пределах 65-70 сб. Поливы прекращались, когда стрелка тензиометра опускалась до значения 5-10 сб.

В 2000г. в контрольном варианте оросительная норма свеклы нетто составила 7420 м3/га, брутто 8540 м3/га, в опытном варианте с темной пленкой 5600 и 7400 м3/га. В таблице 7 приведены элементы режима орошения кормовой свеклы за 2002г.

По результатам исследований в 2002г. экономия воды при поливе по экранированным бороздам составила 3195 м3/га или 38,4 %. В среднем за 2 года  (2002-2003 гг.) оросительная норма нетто составила 6770 м3/га, брутто 8435 м3/га, в опытном варианте - соответственно 4850 и 6268 м3/га. Почвозащитная технология полива по экранированным бороздам позволила снизить затраты оросительной воды на 2167 м3/га или на 25,7 %.

Для обоснования природоохранной функции полива по экранированным бороздам, в процессе проведения поливов измерялись расход воды в голове и конце борозды, расход сбросной воды. В пробах сбросной воды определяли содержание нитратного и аммиачного азота, фосфора и калия, а также мутность воды. По данным мутности воды определяли вынос мелкозема. За 7 поливов с 1 га контрольного варианта вынесено около 18,4 т мелкозема. В среднем за каждый полив с поля было вынесено 10,2 кг/га нитратного и 16,8 кг/га аммиачного азота, всего 27 кг/га; 7 кг/га фосфора и 3,5 кг/га калия. Как видно, полив по экранированным бороздам не только снижает ирригационную эрозию, но и способствует более экономному использованию минеральных удобрений.

Учет урожая проведен по всем вариантам и повторениям. В таблице 8 приведены данные урожая корнеплодов кормовой свеклы. Во все годы исследований урожаи корнеплодов кормовой свеклы в варианте полива по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам был выше, чем на контроле.  В  среднем за 3 года прибавка урожая свеклы составила 11,9 т/га или 15,3 %. Средняя за 3 года оросительная норма нетто кормовой свеклы составила 7665 м3/га на контрольном варианте и 5970 м3/га на опытном. При средних значениях урожая корнеплодов в сопоставимых вариантах 77,7 и 89, 6 т/га. Затраты воды на 1 т продукции в контрольном варианте оказалась на 48% выше опытного - 98,6 м3/т и 66,6 м3/т.

Следует также отметить, что применение черной пленки для экранирования почвы оказывается более эффективным, чем прозрачной: в 2001г. ее преимущество выразилось в прибавке урожайности свеклы в размере 4,6 т/га или 4,8 %.

Исследование технологии полива кукурузы по экранированным черной полиэтиленовой пленкой бороздам проводились нами совместно с Ю.Эсанбековым в период 2001-2002гг. на опытном участке ЦЭБ УзНИИХ, где в 1994-1996гг. были поставлены опыты, в которых орошение хлопчатника выполнялось по экранированным крафтбумагой бороздам. Кроме того, в полевом опыте поливы кукурузы проводились по трем вариантам: по стандартным бороздам; капельным орошением; по экранированным пленкой бороздам.

Таблица 7. Элементы режима орошения кормовой свеклы (2002г.)

Вариант полива

Номер полива

Дата полива

Предполивная влажность почвы, сб

Поливная норма, м3/га

Сброс воды

нетто

брутто

м3/га

%

1

1

29.06

-

700

950

250

26,3

2

10.07

55

750

1070

320

29,9

3

24.07

63

800

1150

350

30,4

4

31.07

67

820

1160

340

29,3

5

15.08

80

750

1050

300

28,6

6

31.08

70

780

1100

320

29,1

7

10.09

65

700

950

250

26,3

8

23.09

65

700

900

200

22,2

Оросительная норма

6000

8330

2330

28,0

2

1*

29.06

-

700

950

250

26,3

2

10.07

55

400

500

100

20,0

3

17.07

62

400

500

100

20,0

4

24.07

60

420

540

120

22,2

5

31.07

77

400

520

120

23,1

6

8.08

32

350

430

80

18,6

7

15.08

80

350

425

75

17,6

8

31.08

70

360

430

70

16,3

9

10.09

65

370

440

70

15,9

10

23.09

65

350

400

50

12,5

Оросительная норма

4100

5135

1035

20,2

Примечание: * первый полив проведен до укладки пленки

Кукуруза высевалась с междурядьями 70 см, капельницы с расходом 2 л/ч расположенными через 90 см фирмы "Дроссбах" и пленка укладывались через одно междурядье. Соответственно этому поливы во всех вариантах проводились с подачей воды через междурядье. Варианты опыта закладывались в трехкратной повторности, каждая повторность состояла из 8 рядков кукурузы. Длина борозд составляла 50 м, поливы проводились по влажности почвы 70-70-60 % НВ, годовая норма внесения минеральных удобрений составляла: азота 240 кг/га, фосфора 180 кг/га, калия 125 кг/га. Сроки и нормы полива кукурузы назначались по дефициту влаги в расчетном слое почвы 0-50 см.

Поливы кукурузы по бороздам с последующими междурядными обработками (в период до роста стебля до 1 м) приводят к уплотнению почвы, что ослабляет развитие ее корневой системы. Для установления влияния различных способов полива кукурузы на плотность сложения корнеобитаемого слоя почвы проведены измерения плотности почвы цилиндрами объемом 100 см3 в пятикратной повторности согласно методике СоюзНИХИ ("Методы агрофизических исследований почв Средней Азии", 1973) в начале и конце вегетационного периода. Результаты этих измерений приведены в таблице 9.

Таблица 8. Урожай корнеплодов кормовой свеклы, т/га

Вариант

полива

Повторения

Средний по повторениям

1

2

3

2000г.

1

102,5

103,5

106,0

104

2

121,0

117,0

116,0

118

HCP05 = 6,43 т/га

2002г. 

1

36

44

45

41,7

2

58

58

51

55,7

  HCP05 = 12,05 т/га

Средний за 2 года

1

69,25

73,75

75,5

72,8

2

89,5

87,5

83,5

86,8

Анализ показывает, что при традиционной технологии возделывания кукурузы, основанной на проведении поливов и тракторных обработок междурядий, к концу вегетации происходит уплотнение почвы. В то время как при водосберегающих поливах, в условиях безнапорной инфильтрации и отсутствии междурядных обработок плотность почвы практически не изменяется. Важно также отметить одинаковый результат у двух водосберегающих способов полива, а у варианта полива по экранированным черной полиэтиленовой пленки еще и преимущество перед вариантом капельного орошения, заключающееся в отсутствии в рабочем междурядье сорной растительности.

Для поддержания благоприятного водно-питательного режима почвы в установленные в почве сроки проводились поливы нормами, близкими к дефициту влаги в расчетном слое почвы 0-50 см. В таблице 10 приведены элементы режима орошения кукурузы и урожай зерна.

Таблица 9. Динамика плотности почвы при разных способах полива кукурузы, г/см3

Слой почвы, см

Плотность сложения в 2001г.

Плотность сложения в 2002г.

В начале вегетации

В конце вегетации

В начале вегетации

В конце вегетации

Вариант №1*

Вариант №2

Вариант №3

Вариант №1

Вариант №2

Вариант №3

0-10

1,39

1,41

1,39

1,38

1,36

1,40

1,34

1,41

10-20

1,38

1,42

1,41

1,40

1,44

1,41

1,38

1,41

20-30

1,45

1,49

1,42

1,43

1,43

1,43

1,44

1,44

30-40

1,46

1,50

1,45

1,46

1,41

1,45

1,42

1,41

40-50

1,48

1,50

1,46

1,47

1,44

1,47

1,46

1,39

50-60

1,47

1,51

1,48

1,47

1,47

1,49

1,44

1,47

60-70

1,49

1,50

1,48

1,46

1,47

1,50

1,47

1,44

70-80

1,48

1,49

1,49

1,48

1,46

1,54

1,54

1,49

80-90

1,50

1,52

1,51

1,49

1,47

1,52

1,54

1,53

90-100

1,52

1,53

1,53

1,51

1,52

1,57

1,55

1,55

0-50

1,43

1,46

1,44

1,43

1,42

1,44

1,41

1,41

0-100

1,46

1,49

1,46

1,46

1,45

1,48

1,46

1,45

* Вариант №1 - полив по обычным бороздам; № 2 - по экранированным пленкой бороздам; № 3 - капельное орошение

Таблица 10. Элементы режима орошения и урожай зерна кукурузы

Вариант поливов

2001г.

2002г.

Число поливов

Оросительная норма нетто, м3/га

Урожай зерна, т/га

Число поливов

Оросительная норма нетто, м3/га

Урожай зерна, т/га

Поливы по стандартным бороздам

6

5200

5,28

6

5270

5,22

Поливы по экранированным пленкой бороздам

7

3450

5,37

7

3950

5,45

Капельное орошение

9

3310

5,50

8

3650

5,54

Средние значения оросительной нормы за два года исследований составили по вариантам поливов 5235, 3700, 3480 м3/га; урожай зерна соответственно 5,25; 5,41; 5,52 т/га. Таким образом по затратам оросительной воды и величине урожая зерна второй и третий варианты имеют существенное преимущество перед контрольным вариантом и в то же время мало отличаются между собой.

Результаты многолетних исследований технологии полива пропашных культур по экранированным полиэтиленовой пленкой бороздам в условиях темных и типичных сероземов, подверженных ирригационной эрозии, указывают на достаточно высокую эффективность экранирования почвы полиэтиленовой пленкой с шагом перфорации 1-1,2 м в условиях аридного климата: что позволяет экономно использовать оросительную воду, предотвращает смыв почвы при поливах и способствует формированию благоприятного водно-питательного режима почвы, в результате чего повышается урожай сельскохозяйственных культур.

Поскольку при поливах половина поверхности почвы поля закрывается пленкой, в регулярно орошаемой почве с ненарушенной рабочими органами пропашного трактора структурой более интенсивно протекают биохимические процессы с участием многочисленных микроорганизмов и разветвленной корневой системой растений.

В пятой главе показаны результаты изучения влияние орошения пропашных культур по экранированным бороздам на микробиологический и газовый режим почвы.

Исследования по изучению микробиологического режима экранированной почвы проводились в типичном сероземе и совместно с А.Г.Безбородовым на сероземно-луговой почве. В почвенных образцах, отбираемых в разные фазы развития хлопчатника, определялась общая численность микроорганизмов, растущих на мясопептомном агаре, численность микромицетов на среде Чапека, олигонитрофильных бактерий на среде Эшби, развитие денитрифицирующих бактерий на среде Гильтая, нитрифицирующих на среде Виноградского, аэробных целлюлозоразлагающих на среде Гейчинсона.

Исследованиями установлено, что в экранированной почве численность полезных групп микроорганизмов существенно выше, чем в непокрытой: в фазу бутонизации хлопчатника в 7,7 раза; в цветение в 7,9 ,в плодоношение в 12, в созревание в 3,2 раза.

Покрытие почвы полиэтиленовой пленкой (ПП) оказывает существенное влияние на численность микроорганизмов в разных почвах, причем чем выше степень покрытия поверхности почвы, тем больше микроорганизмов. Так, количество аммонификаторов показывает общую биогенность почв - практически во все фазы развития хлопчатника их в почве под пленкой более чем на порядок выше, чем в открытой почве. Общим для обеих почв является интенсивное протекание процессов аммонификации и нитрификации, благодаря чему улучшается азотное питание хлопчатника. Повышенное содержание в почве под пленкой целлюлозоразлагающих бактерий и нитрификаторов свидетельствует об усилении процессов гумификации, денитрификаторов - о повышении плодородия почвы, актиномицетов и микромицетов - о повышенной активности разложения растительных остатков в почве, олигонитрофилов - о повышенном накоплении в почве молекулярного азота. Важным преимуществом предлагаемой технологии орошения пропашной культуры (хлопчатника) по экранированным  пленкой бороздам с разной степенью покрытия ею поверхности почвы является увеличение численности основных групп микроорганизмов, участвующих в почвообразовательном процессе.

При проведении поливов по экранированным бороздам был изучен газовый режим почвы. В орошаемом земледелии большое значение придается аэрации почвы. В аридной зоне считается целесообразным в течение вегетационного периода хлопчатника и других пропашных культур проводить культивации с глубоким рыхлением почвы, улучшающими газообмен. По мнению сторонников глубокой обработки почвы при нарушении газообмена почва испытывает недостаток кислорода, в связи с чем повышается концентрация углекислого газа и соответственно ухудшаются условия жизнедеятельности микроорганизмов и роста растений. Покрытие почвы полиэтиленовой пленкой, безусловно, нарушает газообмен и аэрацию почвы и согласно существующим представлениям 100 % экранирование почвы угнетает рост, развитие и плодоношение хлопчатника. Однако, как показывает опыт этого не происходит - хлопчатник при разной степени покрытия почвы ПП быстро развивается, интенсивно накапливает плодоэлементы и дает высокий урожай хлопка-сырца.

Для определения состава газов почвенного воздуха  в 2000-2001 гг. в вариантах полива по бороздам - контрольном, по экранированным перфорированной пленкой с покрытием поверхности почвы 50 и 100 % - на гребнях борозд устанавливались трубочки с внутренним диаметром 5 мм на глубину 20 и 40 см, с помощью которых в разные периоды роста и развития  сельскохозяйственных  культур  проводился  отбор  проб  почвенного воздуха в стеклянные сосуды, емкостью 0,5л. Состав  почвенного воздуха определялся на газовом хроматографе марки ЛХМ-8М. Анализ полученных данных свидетельствует о широком спектре газов, входящих в состав почвенного воздуха: кроме его главных составляющих молекулярного азота и кислорода, обнаружены углекислый газ (СО2), метан (СН4), этан (С2Н6), этилен (С2Н4), пропан (С3Н8), пропилен (С3Н6), бутилен (С4Н8).

Важным результатом проведенных исследований является обнаружение в почвах сероземного пояса летучих углеводородов: предельных - метана, этана, пропана; непредельных - этилена, пропилена, бутилена. В составе "малых" парниковых газов максимальная концентрация в почвенном воздухе приходится на долю углекислого газа - в отдельных пробах она доходит до 4,78 % . Большее его количество содержится в типичном сероземе, затем в убывающем порядке - в сероземно-луговой почве, темном сероземе. Сельскохозяйственные культуры с развитой корневой системой - хлопчатник, кукуруза, озимая пшеница - выделяют большее количество СО2, чем кормовая свекла.

Формирование высокого урожая хлопка-сырца при выращивании хлопчатника на почвах сероземного пояса при проведении поливов по экранированным перфорированной пленкой бороздам происходит благодаря высокой биологической активности почвы, обусловленной  протеканием  биохимических  реакций  с  участием углекислого газа и метана. Так, метан может образовываться в результате восстановления СО2, декарбоксилирования и дезаминирования отдельных аминокислот. В реакциях разложения аминокислоты глицина образуется метан, аммиак и углекислый газ. Образовавшийся в почве метан и углекислый газ участвуют в биохимических реакциях, в результате которых образуется уксусная кислота. Уксусная кислота играет большую роль в растворении труднорастворимых фосфатов, которые в большом количестве содержатся в карбонатных почвах сероземного пояса, вследствие перехода значительной части растворимых фосфатных солей минеральных удобрений в труднодоступную и недоступную для растений форму. Однако, ди-, три-, октакальцийфосфаты при растворении 0,5 нормальным раствором уксусной кислоты выделяют фосфор в доступный для растений форме в виде кислого фосфорнокислого кальция.

На основе полученных результатов исследований проведены расчеты по установлению объема эмиссии углекислого газа. Так, из сероземно-луговой почвы за вегетационный период хлопчатника (180 дней, май-октябрь) поступило СО2 в атмосферу: из открытой почвы (первого варианта полива) 47,5 т/га; из почвы, наполовину покрытой ПП - 25,9 т/га. При этом в первом случае интенсивность дыхания почвы составила 1,1 г/м2ч, во втором 0,6 г/м2ч. Из староорошаемого типичного серозема за вегетационный период выделилось  большее  количество  СО2: в  первом  варианте 62,2 т/га; во втором 39,7 т/га. Соответственно интенсивность дыхания составила 1,44 г/м2ч и 0,92 г/м2ч.

Из сероземно-луговой почвы за вегетационный период хлопчатника выделилось в СО2 - эквиваленте: из открытой почвы контрольного варианта 218 кг/га метана, из экранированной на  50 %  почвы 132 кг/га  (или на 39,9 % меньше). В первом варианте опыта интенсивность выделения метана в СО2 эквиваленте составила 5 мг/м2ч, во втором 3,2 мг/м2ч. Из хлопкового поля, расположенного в зоне типичного серозема, за вегетационный период хлопчатника выделилось 127 кг/га метана в СО2  - эквиваленте и 76,2 кг/га соответственно первому и второму варианту. По сравнению с сероземно-луговой почвой здесь объем эмиссии СН4 почти в два раза оказался меньше и это, по-видимому, связано с глубоким залеганием уровня грунтовых  вод,  которые не участвуют ни в почвообразовательном процессе, ни в газообмене с корнеобитаемым слоем почвы. Поэтому здесь и интенсивность выделения метана существенно меньше, чем  в сероземно-луговой почве: 2,9 мг/м2.ч  и  1,8 мг/м2.ч.

Полученные данные позволяют определить суммарную эмиссию парниковых газов из почв занятых посевами хлопчатника. При средней за последние годы площади посевов этой культуры в Узбекистане 1,5 млн.га, объем выделения углекислого газа за вегетационный период достигает 55 т/га и метана в СО2 - эквиваленте 0,17 т/га суммарная эмиссия этих газов составит 82,8 млн т.

В шестой главе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по изучению физическое испарение влаги.

Покрытие почвы пленкой, способствуя повышению ее биологической активности, обеспечивает снижение непродуктивного физического испарения, оценка которого проведена теоретически и экспериментально.

Поскольку пленкой перекрывается практически вся увлажняемая поливами поверхность почвы - она составляет 50% поверхности поля, а остальная часть поверхности остается неувлажняемой, сухой, то пленочный экран, являясь депрессором испарения, способствует существенному снижению физического испарения влаги со всего поля. Оценить объем физического испарения влаги почвой (Еп) возможно пользуясь теоретически обоснованной зависимостью, выведенной Ю.М.Денисовым на основе теории масообмена и фазовых переходов в пористой среде (Ю.М.Денисов, А.И.Сергеев, Г.А.Безбородов, Ю.Г.Безбородов, 2002)

  , (33)

где:  , (34)

.  (35)

- относительный объем пор на поверхности почвы; - объем скелета почвы; k* - обобщенный параметр, имеющий размерность скорости; и - скорость ветра, м/с; Vs - параметр, имеющий размерность скорости и равный 2,5 м/с; kб - обобщенный почвенный параметр, равный 2,56; kf - коэффициент фильтрации, м/сут; - относительный объем почвенного скелета; 0 - влагонасыщенность верхнего слоя почвы 5-10 см;  - средняя влагонасыщенность активного слоя почвы 50-100 см;  nH3 - плотность насыщающего пара над водой при температуре 273 о К и нормальном давлении, кг/м3; nВ - плотность пара в воздухе на высоте метеобудки, кг/м3; з -  плотность воды, кг/м3; и - скорость ветра.

Для установления степени достоверности полученной зависимости (33) в 2000г. на ЦЭБ УзНИИХ были проведены полевые исследования по определению физического испарения почвенной влаги с незасеянной пашни с помощью малых почвенных испарителей. В исследованиях использовались 4 испарителя с площадью испарения 50 см2 и переносные электронные весы. По измеренным значениям массы почвы и известном времени экспозиции определялась масса испарившейся воды, а затем и интенсивность испарения почвенной влаги.

  По данным  метеопункта "Аккавак" и водно-физическим свойствам почвы хлопкового поля по формуле (33) проведены расчеты интенсивности испарения влаги с оголенной почвы. В результате проведения оптимизации параметров получены следующие их значения: k* = 2,1; Vs =0,55; kб = 2,2;

n = 1,75.  В расчетах также принято 0 = 1,75; плотность верхнего слоя почвы 1,35 г/см3; плотность скелета почвы 2,71 г/см3; пористость почвы 52%; коэффициент фильтрации 0,13 м/сут; наименьшая влагоемкость почвы 31,5%. В таблице 11 приведены значения интенсивности испарения влаги с почвы: измеренные в хлопковом поле и рассчитанные для оголенной поверхности незасеянного неорошаемого участка размером 50 м2, расположенного в середине хлопкового поля.

Разница средних значений интенсивности испарения влаги обусловлена затененностью почвы листовой поверхностью хлопчатника. На основе полученных данных можно расчетным путем оценить размер фактического испарения влаги с хлопкового поля, поверхность которого на 50% покрыта пленкой - для этого полученные расчетным путем его значения необходимо умножить на коэффициент равный 0,7.

Снижение физического испарения влаги, получение высокого урожая сельскохозяйственных культур и сопутствующие поливу по экранированным бороздам положительные хозяйственные и природные факторы  послужили  основанием для разработки технологии полива и средств механизации.

В седьмой главе представлено содержание технологии полива, дана оценка ее эффективности, а также разработанный механизм укладки пленочного экрана в борозды.

С целью механизации процесса укладки полиэтиленовой пленки в междурядья пропашных культур (совместно с институтом УзМЭИ) разработана конструкция пленкоукладчика и изготовлен  макетный образец. В производственных условиях проведены его испытания.

Таблица 11. Измеренные и расчетные значения испарения влаги с поверхности почвы (ЦЭБ УзНИИХ, 2000г.)

Дата и время экспозиции

Масса испарившейся воды, г

Интенсивность испарения влаги, мм/ч

Температура воздуха, оС

Относительная влажность воздуха, %

Скорость ветра, м/с

Температура почвы, оС

Расчетная интенсивность испарения влаги, мм/ч

Отклонение расчетной интенсивности от измеренной, %

3.03,

9-16

1,83

0,057

10,4

31

5

8

0,054

5,3

22.03,

9-15.30

1,9

0,058

17,1

22

3

16

0,055

5,2

6.04-7.04,

16-9

3,2

0,038

15,5

36

5

11

0,050

31,5

6.04-7.04,

9-9

8,1

0,069

16,3

37

5

14

0,049

29,0

10.04,

9-15.30

1,4

0,043

25,5

30

5

26

0,052

20,9

10.04-11.04

16-9

5,5

0,065

21,8

32

10

20

0,061

6,2

10.04-11.04

9-9

6,9

0,059

23,7

31

8

23

0,058

1,7

11.04,

9-15.30

1,7

0,052

27,5

32

6

32

0,051

1,9

11.04-12.04

16-9

2,7

0,032

22,8

47

0

20

0,032

0

11.04-12.04

9-9

4,4

0,037

25,2

40

3

26

0,041

10,8

Среднее

11,2

Техническая характеристика пленкоукладчика включает следующие показатели: ширина 3750 мм; длина 2100 мм; высота 910 мм; масса 326 кг; рабочая ширина захвата 3,6 м; поступательная скорость 3,6 км/ч; производительность 1,3 га/ч. Пленкоукладчик агрегатируется с трехколесным пропашным трактором МТЗ-100 или ТТЗ-100. На пленкоукладчик устанавливаются два рулона полиэтиленовой пленки, при движении трактора одновременно производятся несколько технологических операций: установленными на раме пленкоукладчика окучниками в рабочих междурядьях нарезаются борозды; затем в них укладывается пленка, которая прикатывается катками ко дну и стенкам борозд, а ее края присыпаются почвой с помощью дисков; установленными за катками перфорирующими колесами по оси пленочного экрана с определенным шагом пробиваются водовыпускные отверстия определенного диаметра.

В 2000г. с помощью пленкоукладчика проведено экранирование почвы на посевах хлопчатника в двух фермерских хозяйствах (Ходжакобуд и Исобобо) на площади 8 га. При работе пленкоукладчика определялись разрывы пленки - 0,04 % на 1 м - и повреждаемость растений - 2,1 %.

В фермерском хозяйстве Ходжакобуд урожай хлопка-сырца на поле с экранированной почвой составил 4,5 т/га, на контрольном 3,5 т/га. Наряду с существенной прибавкой урожая (1 т/га), вклад в формирование высокорентабельности внесла экономия на количестве междурядных обработок, ручного труда на прополку сорняков, устройстве и заравнивании выводных борозд. 

В августе 2009г. для проведения производственных испытаний в различных регионах Узбекистана изготовлены 10 пленкоукладчиков, агрегатируемых с колесным пропашным трактором хлопковой модификации.

Проведена оценка энергетической эффективности технологии полива по экранированным бороздам. Согласно методическим рекомендациям по расчету энергетических затрат на производство растениеводческой продукции проведена оценка энергетической эффективности орошения хлопчатника, кукурузы и кормовой свеклы по стандартным и экранированным пленкой на 50 % бороздам  [Методика биоэнергетической оценки эффективности технологий в орошаемом земледелии. ВАСХНИЛ. М., 1989. С. 80].

В основу расчета положены технологические карты по возделыванию пропашных культур с междурядьями 60 см (хлопчатник, кукуруза) и 70 см (кормовая свекла).

Расчеты показывают, что суммарные энергозатраты при возделывании хлопчатника с поливами по экранированным бороздам выше, чем на контроле на 97 МДж/га (1,9 %). Это объясняется дополнительными затратами на уборку и транспортировку урожая хлопка-сырца на место его переработки, а также на укладку и утилизацию пленки.

Критерием энергетической эффективности агротехнологии является коэффициент энергетической эффективности (Кс), рассчитываемый по формуле

, (34) 

где Е у - энергосодержание урожая, МДж/га (количество энергии, аккумулируемой в урожае культур в процессе фотосинтеза); Е с - суммарные энергозатраты вкладываемые на производство продукции, МДж/га.

В таблице 12 приведены рассчитанные по данной формуле значения Кс: 1,26 для стандартной агротехнологии; 1,69 для агротехнологии, основанной на орошении по экранированным пленкой бороздам.

Расчетами энергозатрат при возделывании кукурузы и кормовой свеклы также установлено преимущество их орошения по экранированным бороздам: коэффициент энергетической эффективности составил соответственно 1,19 и 1,58; 1,21 и 1,47.

Таблица 12. Энергетическая эффективность производства хлопка-сырца

№№

п/п

Показатели

Единица

измерения

Значение

показателей

полив по стандартным бороздам

полив по экранированным пленкой бороздам

1

Суммарные энергозатраты на производство хлопка-сырца

МДж/га

5004

5101

2

Урожайность хлопчатника

т/га

3,5

4,8

3

Энергосодержание урожая

МДж/га

6300

8640

4

Энергетические затраты на производство 1 т хлопка-сырца

МДж/га

1800

1800

5

Коэффициент энергетической эффективности производства хлопка-сырца

1,26

1,69

Таким образом, технология возделывания пропашных культур при их орошении по экранированным бороздам является энергетически эффективнее стандартной.

Для расчета экономической эффективности различных технологий полива в качестве объекта выбран хлопчатник с междурядьями 60 см, для возделывания которого разработана технологическая карта с соответствующим перечнем технологических операций. В этот перечень включены лучшие варианты изученных технологий полива с присущими им особенностями.

Несмотря на острый дефицит оросительной воды в аридной зоне, стимулы для ее экономии при орошении сельскохозяйственных культур не установлены. Введение платы за воду сдерживается из-за того, что существующие фермерские хозяйства (120 тысяч) не имеют водомерных устройств. Поэтому в расчетах экономической эффективности экономия воды, полученная при использовании прогрессивных технологий полива, оценивалась величиной урожая, получаемого на дополнительно орошаемой площади.

Затраты труда, топлива, а также на приобретение материалов оценивались по существующим нормативам. Затраты, связанные с экранированием почвы полиэтиленовой пленкой, рассчитаны исходя из следующих показателей: толщина пленки 10 мкм, потребность ее составляет 50 кг/га, закупочная цена 1 кг пленки 40 руб, срок службы - 2 года.

В производственных условиях выращивался скороспелый сорт хлопчатника с V типом волокна, закупочная цена которого ежегодно корректируется, исходя из стоимости топлива, минеральных удобрений и цен волокна на мировом рынке.

Эксперименты, проведённые в хозяйстве Пахтакор в 2006 году, подтвердили результаты опытов, проведённых на том же участке в 2004 и 2005 годах. Экономические показатели выращивания хлопчатника с применением технологии полиэтиленового экранирования почвы и без его применения в хозяйстве Пахтакор в 2006 году следующие: валовый расход без экранирования 15142,5 руб., при экранировании 17747,5 руб., чистая прибыль соответственно 14527,5 руб. и 20400, 0 руб.

Анализ показателей в 2006 году  показывает, что технология полива с применением экранирования почвы во много раз выгоднее традиционной технологии полива без использования экрана. Коэффициент рентабельности применения технологии экранирования почвы равен 2,15, тогда как при традиционной технологии этот коэффициент равен 1,96.

Предельная ставка рентабельности применения технологии экранирования почвы составляет 14,1% по сравнению с обычной технологией полива.

ВЫВОДЫ

1. Предложена водосберегающая, почвоохранная и экологически безопасная полива пропашных культур по экранированным бороздам с различным  покрытием (полиэтиленовая пленка, крафтбумага, солома), обеспечивающая экономию оросительной воды при выращивании хлопчатника при выращивании хлопчатника 1153 м3/га или 24%, кормовой свеклы 1920 м3/га или 28%; кукурузы на зерно 1535 м3/га или 29%.

2. За счет малых поливных норм, рассчитываемых на увлажнение слоя почвы 0-50 см среднее расчетное значение КПД полива по экранированным бороздам - 0,72, превышает КПД полива по открытым бороздам (0,60) на 20 процентов. Более высоких показателей качества полива по длинным, более 200м, экранированным бороздам возможно достичь путем разделения пленочного экрана  на несколько отрезков с уменьшающимся по длине борозды шагом водовыпускных отверстий. Для борозд длиной 150-225 м высокие показатели полива рекомендуется следующее соотношении шагов отверстий трех отрезков борозд 1:1,5:4,5.

3. Теоретическое обоснование бороздкового полива базируется на системе уравнений, описывающей движение потока воды по сухой борозде и включающей уравнение баланса расхода воды, а также движения фронта и тыла струи воды. Для разработанной модели компьютерная программа, по которой для разных сочетаний уклонов местности и водопроницаемости почвогрунтов проведены расчеты и получены значения элементов техники полива для различных коэффициентов равномерности увлажнения.

4. В результате проведенных гидравлических исследований движения потока воды по экранированной пленкой борозде установлены гидравлические элементы русла: коэффициент шероховатости 0,033;  коэффициент расхода воды водовыпускного отверстия при свободном истечении воды - 0,46; несвободном  - 0,014 и полузамкнутом - 0,016-0,018. Выведены зависимости гидравлических элементов потока от расхода воды в борозде: определены площади живого сечения; смоченный периметр, гидравлический радиус, расход воды из отверстий в пленке. Зависимости использованы в полуэмпирической математической модели времени добегания потока воды по экранированной пленкой борозде. Для различных сочетаний уклона поверхности земель и водопроницаемости почвогрунтов по этой модели рассчитаны  элементы полива по экранированным бороздам.

5. Разработана конструкция внутриучастковой оросительной системы, состоящей из комплекта переносных транспортирующих (А.с.№1818017)  и гибких поливных трубопроводов (Предварительный патент РУз №5427) с гидроподкормщиком (Предварительный патент РУз № IДР04789) и экранированными бороздами (Предварительный патент РУз № 3458), которая предотвращает размыв почвы, а также испарение влаги из почвы, что сокращает объем эмиссии парниковых газов, выделяемыми при дыхании почвы. В результате расчетов получены теоретически и экономически обоснованные элементы техники полива по проточным бороздам - для земель с уклоном 0,005 - 0,05, коэффициентом фильтрации 0,2-0,05 с учетом коэффициента равномерности полива 0,75 рекомендованы длина борозд 75-100м, КПД борозды 0,52-0,73.

6. Доказана многофункциональная роль покрытия почв на основе изучения водного, теплового, микробиологического и газового режимов почвы Показано, что в покрытой экраном из черной пленки почве при поливах формируются благоприятные для растений и почвенной микрофлоры условия: впитавшаяся в почву вода более продуктивно используется растениями, повышается температура верхнего 20 см слоя почвы (на 1500С за период вегетации), увеличивается численность полезных групп микроорганизмов (6,1млн.клеток/г почвы против 0,51млн.клеток/г почвы на контроле), повышается содержание углекислого газа в почвенном воздухе пахотного слоя почвы (0,48% против 0,40% объемных на контроле). Повышенное содержание СО2 в почвенном воздухе ускоряет усвоение корневой системой растений труднорастворимых почвенных фосфатов. В результате повышается урожайность сельскохозяйственных культур: хлопчатника на 1,1 т/га (29,4%); кукурузы на зерно на 0,16 т/га (3%); кормовой свеклы на 11,9 т/га (15,3%).

7. Установлены теоретические закономерности процесса физического испарения влаги с частично покрытой пленкой почв и дана математическая модель учитывающая многофазную структуру почвы, энергетику почвенной влаги и погодные условия. Установлено, что при экранировании 0,5 поверхности поля сокращение физического испарения влаги с хлопкового поля достигает 1200 м3/га.

8. Совместно с институтом УзМЭИ разработана конструкция пленкоукладчика для экранирования борозд и проведены его испытания. Расчетами показано, что поливы по экранированным бороздам энергетически и экономически эффективнее чем по традиционной технологии. Коэффициент рентабельности составил 2,15, при традиционной технологии 1,96. Чистая прибыль при применении экранирования составила 20400 руб/год , при обычном поливе 14528 руб/год.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Метод сокращения потерь оросительной воды. //Вестник РАСХН. - 1998. - №3. - С. 32-36.

2. Безбородов Ю.Г. Математическая модель расчета параметров полива по бороздам с перфорированным экраном. //Аграрная наука. - 2000. - №6. - С. 28-29.

3. Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Мелиорирующий эффект при мульчировании полиэтиленовой пленкой орошаемых почв сероземной зоны. //Почвоведение. Ц  2000. - №7. - С. 861-868.

4. Безбородов Ю.Г.,  Безбородов А.Г. Структура почвенного воздуха хлопкового поля и урожайность хлопчатника. //Аграрная наука.  - № 8. - 2002. -  С. 53-57.

5. Безбородов Г.А., Безбородов Ю.Г. Состав углеводородных газов в орошаемых сероземных почвах и его регулирование. //Вестник РАСХН. - 2004. - №3. - С. 35-37.

6. Безбородов Ю.Г. Энергетическая, экологическая и экономическая эффективность водосберегающей технологии орошения. //Вестник РАСХН. - 2005. - №6. С. 65-67.

7. Безбородов Ю.Г. Особенности парниковых газов в почвенном воздухе при орошаемом земледелии. //Агро XXI. - 2006. - № 1-3. - С. 20-21.

8. Безбородов Ю.Г. Испарение влаги с поверхности почвы при поливе по экранированным бороздам. //Мелиорация и водное хозяйство. - 2007. -  № 3. - С. 38-40.

9. Безбородов Ю.Г. Содержание углеводородов ряда этилена в почвенном воздухе сероземов.//Плодородие. -  2007. -  № 3. -  С. 6.

10. Безбородов Ю.Г. Эмиссия закиси азота орошаемыми землями. //Вестник РАСХН.- 2008.  - №1.  - С. 58-60.

11. Безбородов Ю.Г. Исследование гидравлических элементов технологии орошения пропашных культур по мульчированным бороздам. //Вестник РАСХН. - 2008. - №2. - С. 67-69.

12. Безбородов Г.А., Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Распределение углекислого газа и метана в воздухе почвенного профиля орошаемых сероземов. // Почвоведение. - 2008.  - №1. - С. 68-74.

Патенты

13. Безбородов Г. А., Безбородов А. Г., Безбородов Ю.Г. А.С.№1818017 СССР. Передвижной поливной трубопровод // М.: Б.И. - 1993. - №20. - 4с.

14. Безбородов Г.А. , Безбородов А. Г., Безбородов Ю.Г. Предварительный патент РУз №3458. Способ полива орошаемых культур. // Ташкент: Б.И. - 1996. - №2. - 4с.

15. Безбородов Г.А, Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Предварительный патент РУз №5337. Способ полива пропашных культур по бороздам..// Ташкент: Б.И. -1998. -  №3. - 3с.

16. Безбородов Г.А, Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Предварительный патент РУз №5427. Трубное соединение. // Ташкент: Б.И. - 1998. -  №5. - 5с.

17.  Безбородов Г.А, Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г., Безбородов Д.Г. Патент РУз № IDR 04639 от 26.03.2001. Способ выращивания пропашных культур. // Ташкент: Б.И. - 2001.  - №4. - 5с.

18.  Безбородов Г.А, Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г., Безбородов Д.Г. Патент РУз № IDR 04789 от 04.06.2001. Устройство для внесения растворимых удобрений с поливной водой при поверхностных поливах. // Ташкент: Б.И. - 2001. - №6. - 4с.

Монографии

19. Безбородов Ю.Г. Полив хлопчатника на землях, подверженных ирригационной эрозии: монография - Деп. в ГФ НТИ ГКНТ Руз №2648. - Ташкент: УзНИИХ, 1996.- 151с.

20. Юсупбеков О.Н., Дубенок Н.Н., Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Формирование производственного потенциала предприятий водного и сельского хозяйства: монография. - Ташкент: МСВХ РУз. ТИИИМСХ, 1999. -280 с.

21. Безбородов Ю.Г. Ресурсосберегающая технология полива пропашных культур по мульчированным бороздам: монография. - М.: Компания - Русь, 2005. - 418с.

22. Дубенок Н.Н., Григоров М.С., Безбородов Ю.Г. Агромелиоративные адаптивные ландшафты в земледелии: теория и практика развития: монография. М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. - 154 с.

Методические и учебные пособия

23. Кашкаров Н., Автономов А., Бойкобулов Т., Юсупбеков О., Безбородов Ю. Севообороты: методические указания по дисциплине Земледелие и растениеводство. - Ташкент: МСВХ РУз, ТИИИМСХ, 1999. - 45 с.

24. Кашкаров Н., Автономов А., Пирметов М., Юсупбеков О., Безбородов Ю., Шеров А.  Почвоведение и земледелие: методические указания по дисциплине Почвоведение. - Ташкент: МСВХ РУз. ТИИИМСХ, 1999. - 93 с.

25. Безбородов Г.А., Дубенок Н.Н.,  Безбородов А.Г.,  Безбородов Ю.Г. Определение влагозапасов в почвогрунтах нейтронным методом: методическое руководство.  - Ташкент: МСВХ РУз. УзНИИХ, 1999. - 26 с.

26. Безбородов Г.А., Дубенок Н.Н.,  Безбородов А.Г.,  Безбородов Ю.Г., Безбородов Д.Г. Назначение сроков и норм полива сельскохозяйственных культур с помощью тензиометров: методическое руководство. - Ташкент:. МСВХ РУз. УзНИИХ 1999. 28 с.

27. Ташбеков У., Безбородов Ю.Г. Оперативное измерение влажности почвы на мелиорированных землях: методическое руководство. - Гулистан: Изд-во ГуГУ, 2006. - 25 с.

Публикации в других изданиях

28. Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Водосберегающая техника и технология полива хлопчатника в Голодной степи // Водосбережение в условиях дефицита водных ресурсов: сб.тр. научно-практ. конф. - Ташкент: САНИИРИ, 1995. - С. 62-65.

29. Bezborodov Yu.G.Water-saving machinery and technology for watering cotton crops in the Golodnaya steppe of Uzbekistan.// Russian Agricultural Science. - Danver. USA. 1995. № 4. Р. 32-35.

30. Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Тенденции развития техники и технологии бороздкового полива хлопчатника: сб. тр. учебно-научно-производ. конф. по подготовке инженеров ирригации - Ташкент: ТИИИМСХ, 1995. - С.26.

31. Безбородов Ю.Г. Водосберегающая техника и технология полива хлопчатника в Голодной степи. //Доклады РАСХН. - 1995. - №2. - С. 23-25.

32. Безбородов Г.А., Безбородов Ю.Г. Обеспечение оперативного контроля влажности почвы на орошаемых землях Узбекистана // Научное обоснование и практическое использование управляющих информационных систем водными и земельными ресурсами: сб. тр. междун. конф. - Ташкент: САНИИРИ, - 1996. - С. 52-54.

33. Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Эффективность ресурсосберегающей технологии орошения земель // Состояние и перспективы развития технологий возделывания сельскохозяйственных культур хлопкового комплекса: мат. междун. совещ. -  Ташкент: УзНИИХ, 1996. - С.19-24.

34. Белоусов О.М., Безбородов Ю.Г. Исследования параметров водосберегающего способа полива: сб. науч. тр. молодых ученых. - Ташкент: САНИИРИ, 1996. - С.47-53.

35. Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Новая водосберегающая технология полива хлопчатника в разных природных условиях Узбекистана //Хлопководство - Ташкент, 1996. - №2. -  С. 17-20.

36. Безбородов А.Г. Новый водосберегающий способ полива. // Земледелие - 1996.- №5. - С.12.

37. Безбородов Ю.Г. Почвоохранная ресурсосберегающая технология бороздкового полива. //Мелиорация и водное хозяйство. - 1996.- №5-6. С. 20-22.

38. Безбородов Ю.Г., Абдуллаев А., Безбородов А.Г. Экологические аспекты эффективности орошаемого земледелия. //Земледелие. - 1997. - №5. - С. 15-17.

39. Шумаков Б.Б., Безбородов Ю.Г. Водосберегающая технология возделывания хлопчатника/ //Аграрная наука. - 1997. - №5. - С. 34-36.

40. Дубенок Н.Н., Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г.  Ландшафтоулучшающие и ресурсосберегающие технологии в орошаемом земледелии // Геодезия и картография, 1998. - №1.  -  С. 41-44.

41. Дубенок Н.Н., Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Качество полива пропашных культур по экранированным бороздам // Проблемы землепользования, земельного и городского кадастра и градостроительства: сб. науч. тр. - М: МСХиП РФ, ГУЗ, 1998. - С. 128-133.

42. Denisov Yu.M., Bezborodov G.A., Sergeyev A.I., Bezborodov Yu.G. A mathematical model of water movement through porous media // Modelling Soil Erosion, Sediment, Transportand. Closely Related Hydrological Processes (Proceedings of a symposium held at Vienna, 1998. Р.151-156.

43. Дубенок Н.Н., Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Проблемы экологии ландшафтов // Узбекский биологический журнал. - Ташкент, 1999. - №1. - С. 71-73.

44. Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Компьютерные технологии и новые севообороты //Сельское хозяйство Узбекистана. - Ташкент. 1999. - №3. - С. 12-15.

45. Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Рекультивация земель // Экологический вестник. - Ташкент. 1999. - №6. - С. 24-26.

46. Безбородов Ю.Г. Влияние мульчирования типичного серозема на гидротермический и газовый режим // Проблемы управления и использования водных ресурсов бассейна Аральского моря: матер. межд. конф.  - Ташкент: САНИИРИ, 1999. - С. 31-32.

47. Безбородов А.Г.,  Безбородов Ю.Г. Эффективность мульчи в орошаемом земледелии сероземной зоны //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.- Алматы, 1999. - №6. - С. 14-19.

48. Юсупбеков О.Н., Безбородов Ю.Г. Улучшение состояния почвы посредством мульчирования // Современные проблемы мелиорации и водного хозяйства и пути их решения: мат. науч. конф. - Ташкент: САНИИРИ,  2000. - С. 111-112.

49. Безбородов А.Г., Эсанбеков Ю., Безбородов Ю.Г. Методы повышения концентрации углекислоты почвы, воды и урожайность хлопчатника // Сельское хозяйство Узбекистана. - Ташкент. 2000. - №31. - С. 53-57.

50. Безбородов Г.А., Безбородов А.Г.,Безбородов Ю.Г. Влияние люмбрикофауны на водно-физичекие свойства орошаемых земель // Вестник аграрной науки Узбекистана. - Ташкент, 2001. - №4. -  С. 31-34.

51. Безбородов Ю.Г. , Безбородов, А.Г. Экологические факторы мульчирования орошаемых земель аридной зоны //Инженерная экология. - 2001  - №3. - С. 34-41.

52. Дубенок Н.Н., Безбородов Ю.Г. Экологические проблемы мелиорации земель  //Агрос. - Ростов-на-Дону, 2002. - №8. -  С. 51-53.

53. Безбородов Ю.Г. Влияние мульчирования на типичные сероземы // Экологические проблемы мелиорации: мат. межд. конф. - М.: Изд. УПК Федоровец, 2002. - С. 88-90.

54. Denisov Yu.M., Sergeev A.I., Bezbrodov G.A., Bezborodov Yu.G. Moisture evaporation from bare soils // Irrigation and Drainage Systems. Netherlands. - 2002. - № 16. - P 175-182.

55. Bezbrodov G.A., Kadirov Ch.Sh., Bezborodov Yu.G. Influence mulching irrigated soil of Arid zone on ecology of soil // Third World Congress on Allelopathy. Japan. 2002. p.70.

56. Безбородов Г.А., Безбородов А. Г., Безбородов Ю.Г. Агроэкология: состав углеводородных газов в орошаемых почвах сероземного пояса и его регулирование // Инженерная экология, 2003. -  №1. - С. 38-42.

57. Безбородов Ю.Г. Экологически безопасная технология орошения пропашных культур // Экологическая устойчивость и передовые подходы к управлению водными ресурсами в бассейне Аральского моря: мат. центральноазиатской междун. науч.-практ. конф. - Алматы ЦТашкент: НИ - МКВК, 2003. - С. 314-316.

58. Безбородов Г.А., Безбородов А. Г., Безбородов Ю.Г. Продуцирование углеводородных газов орошаемыми почвами сероземного пояса // Вестник аграрной науки Узбекистана. - Ташкент, 2004. - № 2. - С. 53-56.

59. Безбородов А.Г., Безбородов Ю.Г. Содержание парниковых газов в почвенном воздухе орошаемых агроландшафтов //Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии: сб.статей. -  М.: Изд-во МСХА, 2004. -  С. 350-354.

60. Безбородов Ю.Г. Ресурсосберегающая технология орошения пропашных культур // Доклады ТСХА. Вып.279, ч.2. - М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им.К.А.Тимирязева, 2007. - С. 220-224.

  Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству