Разработка приемов орошения люцерны в рисовом севообороте (на примере Акдалинского массива)

В решениях ХХУ1 съезда КПСС, июльского (1978 г.) и майского (1982 г.) Пленумов ЦК, других постановлениях партии 1.7 намечены грандиозные задачи по дальнейшему развитию сельскохозяйственного производства и интенсификации орошаемого земледелия с целью полного удовлетворения потребностей населения в продуктах питания.

Продовольственной программой СССР предусмотрено значительное увеличение производства риса и доведение его валовых сборов к концу текущего десятилетия до 3,3.3,5 млн. т в год. Решение поставленной задачи будет осуществляться как за счет увеличения урожайности этой ценной культуры, так и в результате освоения новых земель.

В Казахской ССР одним из наиболее перспективных районов для развития рисосеяния, обладающим значительными водно-земельными ресурсами и благоприятными климатическими условиями являются низовья реки Или. По плацу ирригационного строительства здесь намечено освоить 250 тыс. га целинных земель. С этой целью построено крупнейшее в республике Капчагайское водохранилище емкостью 28 млрд. м3. В настоящее время идет строительство инженерных рисовых систем на Андалинском массиве (перспективная площадь 125 тыс. га) и освоено около 25 тыс. га новых земель.

Рисосеяние в данном районе сочетается с животноводством. Кормопроизводство основано на выращивании сельскохозяйственных культур в рисовых севооборотах, среди которых ведущее место занимает люцерна. Являясь высокопитательным кормом, она в то же время благоприятно воздействует на почву, обогащает ее азотом и гумусом, улучшает структуру и создает условия для роста урожайности риса. Однако сложившиеся здесь приемы орошения люцерны (режимы, способы и техника полива), с большими затратами оросительной воды, не учитывают ее биологические особенности и меняющуюся мелиоративную обстановку на системе, и не позволяют получать высокие гарантированныеурожаи, что является серьезным препятствием на пути создания прочной кормовой базы для развивающегося животноводства, обеспечения устойчивого производства риса и эффективного освоения целинных земель.

Специфика природно-хозяйственных и климатических условий данного района не позволяет с высокой эффективностью перенимать имеющийся опыт орошения люцерны из других зон рисосеяния страны и обус> ловливает необходимость проведения научных исследований.

Целью исследований является разработка рациональных режимов-орошения, способов и техники полива люцерны в рисовом севообороте в различных почвенно-мелиоративных и гидрогеологических условий Акдалинского массива. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: — изучить водный и солевой режим почвы, установить оптимальный режим орошения люцерны первого и второго года жизни на участках с различной степенью засоления почвогрунтов— изучить процессы влагои солеобмена между зоной аэрации и грунтовыми водами, установить влияние глубины их залегания на эва-потранспирацию, режим орошения и продуктивность люцерны, определить потери воды на инфильтрацию— изучить тепловой режим люцернового поля, установить интенсивность эвапотранспирации по фазам развития растений, поступление фотосинтетически активной радиации и эффективность ее использования— разработать методику установления норм и корректировки режимов орошения при изменении почвенно-мелиоративных и гидрогеологических условий земель рисовых севооборотов— исследовать способы орошения люцерны и установить оптимальные элементы техники полива с учетом ее биологических особенностей-г — определить экономическую эффективность режимов орошения и способов полива люцерны в рисовом севообороте.

На защиту в диссертационной работе выносятся: — результаты натурных исследований по установлению оптимального режима орошения люцерны— закономерности формирования элементов влагои солеобмена между зоной аэрации и грунтовыми водами— методика корректировки норм и режимов орошения люцерны с учетом почвенно-мелиоративных и гидрогеологических условий— результаты исследований по обоснованию способов и элементов техники полива люцерны в рисовом севообороте— экономическая эффективность рациональных режимов и способов орошения люцерны.

Научная новизна результатов исследований состоит в следующем: — впервые для различных почвенно-мелиоративных условий Акда-линского массива методом полевого опыта установлены оптимальные режимы орошения люцерны в рисовом севообороте— лизиметрическим методом изучены процессы влагои солеобмена в зоне аэрации по различным интервалам времени (в течение суток, декад, периодам проховдения фаз развития растений и т. д.), установлены критическая глубина и минерализация грунтовых вод, размеры инфильтрационных потерь оросительных вод— изучен тепловой режим люцернового поля в рисовом севообороте, поступление фотосинтетически активной радиации и эффективность ее использования растениямиустановлены биологические и микроклиматические коэффициенты— разработана методика для установления оросительных норм и корректировки режимов орошения с учетом почвенно-мелиоративных условий земель в рисовом севообороте и степени влагообеспеченности различных лет— впервые для Акдалинского массива научно обоснованы способыи элементы техники полива люцерны— установлена экономическая эффективность режимов орошения и способов полива люцерны.

Практическая ценность исследований состоит в разработке конкретных рекомендаций по реяощу орошения, способам и технике полива люцерны в рисовом севообороте, учитывающих почвенно-мелиоративные и гидрогеологические условия орошаемых земель для лет различных по степени влагообеспеченности, применение которых позволит получать высокие (до 12.15 т/га) урожаи сена при эффективном использовании водно-земельных и трудовых ресурсов, решить кормовую проблему данного района.

Публикация и апробация. По результатам исследований опубликовано 12 научных работ. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на областных (г.Дкамбул, 1978.1980), зональных (г.Алма-Ата, 1981; г. Владивосток, 1981) и республиканских (г.Абакан, 1980; г. Волгоград, 1980 г.) научно-технических конференциях.

Реализация работы. Разработанные рекомендации по орошению люцерны на рисовых системах используются институтами Казгипроводхоз и Союзгипрорис при составлении проектов орошения люцерны в рисовых севооборотах республики, а также рисосеющими хозяйствами Акдалин-ского массива.

Внедрение. Результаты исследований были внедрены в рисосовхо-зе «Бахбахтинский» Балхашского района Алма-Атинской области на площади I тыс.га.Годовой экономический эффект составил 57,5 тыс. руб.

Связь темы с планом НИР. Научно-исследовательские работы выполнялись согласно координационного плана НИР по решению научно-технической проблемы по, рису в СССР на 1971.1975 гг. (0.52.125), утвержденной ГКНТ и задания 0.52.129−2 Минмелиоводхоза КазССР (номер государственной регистрации 72 041 357).

ВЫВОДЫ.

1. АкдалинскиЙ массив орошения в низовьях реки Или является новым и перспективным районом рисосеяния Казахстана. Основной сопутствующей культурой рисового севооборота является люцерна, которая при хорошем своем развитии обогащает почву питательными веществами и дает богатый белками корм. Однако сложившиеся приемы ее орошения не позволяют получать высокие гарантированные урожаи. Специфика природно-хозяйственных и климатических условий исключают возможность переноса сюда имеющегося опыта из других зон рисосеяния и требует изучения и разработки режимов орошения, способов и техники полива люцерны в конкретных условиях.

2. Натурные исследования, приведенные на участках с различными почвенно-мелиоративными условиями показали, что рациональным (экономически обоснованным) режимом орошения люцерны на слабозасо-ленных землях является такой, при котором влажность корнеобитаемо-го слоя почвы не оцускается ниже 70% НВ, а более засоленных землях — ниже 75.80% НВ. Поливные нормы назначаются на 0,8.1,0-м активный слой, причем на засоленных участках их размер увеличивается на 50% с целью создания нисходящих промывных токов в низлежа-щие горизонты почвы. Поддержание оптимальной влажности корнеобита-емого слоя почвы осуществляется двумя вегетационными поливами оросительной нормой 160.220 мм, что позволяет получать высокие урожаи сена — до 3,8.6,3 т/га в первый год жизни люцерны и до 10,2 .14,9 т/га — во второй год.

3. Энергобалансовьми исследованиями установлена фактическая эвапотранспирация люцернового поля (632.768 мм) и ее интенсивность по фазам развития растений. Наибольшее испарение с люцерны (6,5.8,6 мм/сут) отмечается в фазу массовой бутонизации — начала цветения, наименьшая (менее I мм/сут) в начальные периоды ее развития (от всход#в до образования боковых побегов). Послеукосный период характеризуется пониженной (2,0.3,5 мм/сут) интенсивностью эвапотранспирации. Биологические коэффициенты люцерны первого года жизни по фазам развития изменяются от 0,23 до 1,16, в среднем.

§ за вегетащю составляя 0,65, а люцерны второго года — от 0,65 до.

1,10 (в среднем 0,84). Поступление ФАР за вегетационный период о люцерны составляет 1890.2063 МДк/м. КПД приходящей на поле ФАР при оптимальном режиме орошения изменяется от 0,66% в год ее посева до 1,18% - во второй год жизни. Эффективность использования ФАР растениями в лизиметрах с оптимальной мощностью зоны аэрации (1,0.1,5 м) достигает соответственно 0,98 и 2,05%.

4. Лизиметрическими исследованиями установлено, что грунтовые воды активно участвуют в водоснабжении корнеобитаемого слоя почвы. Их доля в водном балансе зоны аэрации изменяется от 62% (495 мм) при глубине залегания уровня 2,0 м, до 95% (1267 мм) — при уровне 0,5 м. Значительное капиллярное подпитывание зоны аэрации приводит к накоплению солей в почве. На участках с пресными (0,3.0,6 г/л) грунтовыми водами не происходит засоления почвы выше критического предела. Поступление в зону аэрации более минерализованных (свыше 3.5 г/л) вод вызывает значительное соленакопление в корнеобитае-мом слое. Для предупреждения вторичного засоления почв необходимо искусственно снижать долю их участия в суммарном водопотреблении (до 10.30%). Наиболее благоприятный солевой режим почв при минимальных затратах оросительной воды (70.150 мм) складывается на слабозасоленных участках с уровнем грунтовых вод 1,5 м при их минерализации до 3.5 г/л. С увеличением их концентрации критическая глубина залегания водоносного горизонта возрастает до 2,0. 2,5 м. Коэффициент инфильтрации оросительных вод составляет 0,06 .0,20.

5. На основе комплексных (водобалансовых, лизиметрических, энергобалансовых и лабораторных) исследований разработана методика учета почвенночмелиоративных и гидрогеологических условий при установлении оросительных норм и режимов орошения люцерны, производить их корректировку при изменении мелиоративной обстановки на рисовой системе (поле севооборота, конкретной карте, отдельном чеке). Поправочные коэффициенты установлены на основе оптимальных соотношений влагои солеобмена в зоне аэрации и изменяются в следующих пределах:

— коэффициент возможного использования грунтовых вод при изменении их уровня от 0,5 до 3,0 м уменьшается от 0,92 до 0,15;

— коэффициент допустимого участия грунтовых вод в субирригации зависит от глубины залегания, их минерализации, степени засоления почвогрунтов, и увеличивается от 0,03 до 1,00;

— мелиоративный коэффициент в зависимости от мощности зоны аэрации и степени засоления почвы находится в пределах 0,65.0,95.

6. Опытом в вегетационных сосудах установлена критическая продолжительность затопления растений люцерны. В год ее посева она составляет 22.25 ч в фазу ветвления, 30.35 ч — в фазу бутонизации и 56.62 ч — при отрастании после укосов, а во второй год жизни — более трех суток.

7. Широко применяемый на исследуемом массиве способ полива люцерны затоплением по чекам не отвечает требованиям, предъявляемым к нему рекомендуемыми режимами орошения люцерны. Затопление чеков малыми удельными расходами (от 7,6 до 17,1 л/с на I га) приводит к продолжительному стоянию (до 3.4 суток) воды в чеках, низ-коьцу качеству поливов (коэффициент неравномерности увлажнения почвы 1,32.Л, 72), образованию больших поливных норм (2,1.2,6 тыс. м3/га), значительным потерям оросительной воды на сброс (10.26%) и инфильтрацию (43.53%), вымоканию и гибели большинства растений (55.66%), и как следствие этого получению низких урожаев люцерны 0,8.3,0 т/га в первый год жизни и 2,6.4,5 т/га — во второй год жизни.

8. Рациональными способами осуществления рекомендуемых режимов орошения люцерны является: полив напуском по чекам с помощью пологих засеваемых ложбин, нарезанным на растоянии 30.50 м друг от друга, по редким (через 20 м) проходимым бороздам с одновременным распределением воды из однобортной контурной борозды, и полив с помощью агрегата ППА-165. Оптимальные элементы техники полива при внесении в чеки (площадью до 4 га) заданные (80.НО мм) поливные нормы следующие: удельный поливной расход воды — 50.75л/с на гектар, или 30.50 л/с в каждую ложбину и 10. .15 л/с — в каждую бороздупродолжительность подачи воды в чек — 4,6.6,5 ч, продолжительность сброса воды из чека — не более 14,1.18,8 ч.

Их применение обеспечивает высокое качество полива — коэффициент неравномерности увлажнения почвы 1,05.1,14, высокую производительность труда при поливах — 0,6.0,9 га/ч, незначительную гибель растений от вымокания (3.9%). Потери оросительной воды на сброс сокращаются до 0.7%, на инфильтращю — до 10.15% от объема водоподачи.

При проектировании и строительстве рисовых оросительных систем необходимо предусматривать повышенную пропускную способность водопроцускных сооружений из расчета подачи воды в чеки 50.60 л/с на I га.

9. Эффективность разработанных режимов и способов орошения люцерны характеризуется значительной экономией оросительной воды (на 250.300%) — повышением производительности труда на поливе (в 3,5.4,0 раза) — увеличением стоимости дополнительной продукции (до 50.100 руб/га) — значительным годовым экономическим эффектом (от 27,8.50,6 до 152,5.169,5 руб/га) — уменьшением себестоимости кормов (в1,4.1,6 раза) и срока окупаемости дополнительных капитальных вложений (до 0,8.1,0 года) — высокой рентабельностью производства — 43,9.72,6 $.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Для осуществления качественных и высокопроизводительных поливов участки под посевы люцерны необходимо специально готовить: «.

— нарезать временную внутричекову поливную сеть в виде пологих засеваемых ложбин (глубиной 0,12 м через 30.50 м), однобортных контурных и редких (глубиной 0,15 м через 20 м) проходимых борозд;

— предварительно намечать и оборудовать места стоянок поливных агрегатов ППА-165 и насосных станций типа СНП-150/5, устанавливать при необходимости дополнительные водовыпуски для подачи в чеки. укрупненные расходы воды — от 50 до 75 л/с на I га;

— поливы с помощью агрегатов ППА-165 начинать с концов карто-вых оросителей или сбросов, при этом создается возможность их передвижения по еще не политым чекам. Раскладка гибкого поливного трубопровода производится по середине чеков, что сокращает длину пробега поливной струи в 2 раза;

— регулярно проводить очистку хозяйственных распределителей и временных оросителей от сорной растительности и заиления, значительно сокращающих их пропускную способность.

2. В год посева люцерны особое внимание уделять первому поливу, который следует проводить в период, когда растения достигнут высоты 7.10 см. В это время они не вццерживают длительного затопления и поэтому продолжительность стояния воды в чеках не должна превышать 24 ч. Остальные поливы осуществляются дифференцированно, в зависимости от почвенно-мелиоративных и гидрогеологических условий рисовых карт и отдельных чеков.

3. Оросительные нормы и режимы орошения рассчитываются по предлагаемой нами методике. Исходными материалами служат: характер и степень засоления почвы, глубина и минерализация грунтовых вод, гидрометеорологические показатели по ближайшей метеостанции.