Обоснование режима орошения однолетних трав в условиях горного Алтая

Актуальность работы. Сельскохозяйственное производство Горного Алтая имеет животноводческую направленность. В структуре товарной продукции доля животноводства составляет более 90%. Главной задачей растениеводства является производство кормов. Пахотные земли в условиях горного агроландшафта занимают только 8,7% сельскохозяйственных угодий, значительная часть которых расположена в условиях засушливого климата.

Мелиоративный фонд обследованных районов Республики Алтай превышает 70 тыс. га, из них на долю высокогорного Кош-Агачского района приходится — 37 тыс. га. В Усть-Коксинском районе может быть мелиорировано — 17, в Усть-Канском — 10 тыс. га. В настоящее время орошаемые земли, занимая около 5% пашни, производят более 10% растениеводческой продукции. Однако до настоящего времени орошаемое земледелие не получило широкого развития даже в межгорных котловинах с относительно спокойным рельефом и обилием водоисточников. В полупустынной Чуйской степи орошается около 7 тыс. га, что составляет 4% от ее площади. Весь орошаемый клин составляет около 10 тыс. га или 30% от площади пахотных земель Республики Алтай.

Гарантией ежегодного стабильного наращивания производства кормов для эффективного развития животноводства является орошение. В районах высокогорья на поливных землях производится более 75% кормов за счет однолетних трав. Урожайность однолетних может быть увеличена при научно обоснованном режиме орошения и использовании более урожайных культур, обладающих высокой питательной ценностью (рапс, горох, овес и их смесь). Многие известные технологические приемы орошения, применяемые в равнинных условиях, неприемлемы для высокогорий. В условиях высокогорья республики Алтай эффективность орошаемого гектара во много раз превосходит богарное кормопроизводство, 3% регулярно орошаемых земель дают 52% общего объема выращиваемых здесь кормовых культур. Разработка научно обоснованных режимов орошения на базе математических моделей, количественно учитывающих вероятность выпадения естественных осадков и динамику роста и развития растений, позволит резко повысить эффективность кормопроизводства.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлась разработка методов расчета режима орошения кормовых культур на больших склонах (порядка 0,035) в условиях Горного Алтая с учетом вероятности выпадения естественных осадков, возможностей совершенствования управления водным и пищевым режимами почвы для формирования проектной максимальной продуктивности угодий, высоких показателей качества продукции, экологической чистоты и экономической эффективности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— разработать математическую модель режима орошения кормовых культур;

— проверить в опытно-производственных условиях разработанную модель режима орошения кормовых культур;

— количественно оценить влияние климатических и агропроизводст-венных факторов на формирование урожайности однолетних трав;

— изучить водно-физические свойства орошаемых почв для обоснования эксплуатационного режима орошения;

— выявить суммарный и среднесуточный расход влаги за вегетацию однолетних трав по периодам их роста и установить связь с метеопоказателями;

— оценить влияние водного режима почв на продуктивность кормовых культур;

— обосновать параметры технологии полива однолетних трав при орошении среднеструйной низконапорной дождевальной машиной «Фрегат» .

Научная новизна. Впервые для резко континентальных условий Горного Алтая получена зависимость формирования урожайности кормовых культур, включающая количественный учет влияния природноклиматических и производственных факторов. Разработана методика расчета элементов режима орошения (поливных и оросительных норм, сроков поливов, числа поливов), которая обеспечивает получение проектного урожая кормов с наименьшими затратами. Научно обоснованы элементы эксплуатационного режима орошения, разработана методика расчета элементов техники дождевания (поливных норм, времени полива, интенсивности дождя), которые обеспечивают минимум затрат на поливы и отсутствие поверхностного стока. Выявлены закономерности изменения водного баланса в зависимости от особенностей расчетного режима орошения и технологии полива однолетних трав в условиях высокогорья.

Защищаемые положения.

1. Методика расчета режима орошения (поливных и оросительных норм, сроков и числа поливов), обеспечивающая получение проектного урожая с наименьшими затратами.

2. Методика расчета элементов технологии полива дождеванием (поливных норм, времени полива, интенсивности дождя), которые обеспечивают минимум затрат на производство поливов и исключение поверхностного стока.

3. Технология полива однолетних трав на больших склонах дождеванием с использованием низконапорной дождевальной машины «Фрегат» .

Практическая значимость. Предложенный метод расчета режима орошения на основе математического моделирования обеспечивает, по сравнению с традиционной технологией, сокращение затрат оросительной воды до 30% и энергозатрат на 75% за счет более полного использования естественных уклонов местности и прогнозирования сроков проведения поливов в годы с различной влагообеспеченностью. При этом достигается стабильное получение проектной урожайности трав и обеспечивается снижение отрицательного воздействия орошения на окружающую среду. При использовании более совершенной технологии полива выход кормов возрастает в 1,1 — 1,2 раза по сравнению с общепринятой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на конференции Барнаульского аграрного университета (1997 г.), в комитете «Горно-Алтаймелиоводхоз» (1998 г.) и на кафедре сельскохозяйственной мелиорации Новочеркасского гидромелиоративного университета (1999 г.). По результатам исследований опубликованы 3 научные статьи.

Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству, включает 29 рисунков, 28 таблиц. Содержание диссертации изложено на 135 стр. Список использованной литературы включает 156 наименований.

1. Аверьянов С. Ф., Богушевский A.A. и др. Разработка методов управления водным, тепловым и пищевым режимами осушенных торфяных почв, М., т.4, рукопись, фонды МГМИ, 1968.

2. Аверьянов С. Ф., Шабанов В. В. Общая схема исследований мелиорации среды обитания растений, ж. Гидротехника и мелиорация, 12, 1973.

3. Аверьянов С. Ф., Голованов А. И., Никольский Ю. Н. Расчет водного режима мелиорируемых земель. М., Ж. Гидротехника и мелиорация, № 3, 1974.

4. Айдаров И. П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. М.: Агропромиздат, 1985.

5. Акофф Л. Р. Планирование в больших экономических системах. М., «Советское радио», пер. с англ., 1972.

6. Аллен Р. Математическая экономика, М., 1963.

7. Алпатьев A.M. Влагообороты в природе и их преобразования: Л., Гидрометиоиздат, 1969. С.261−299.

8. Бенц В. А. Проблемы полевого кормопроизводства и основные пути их решения // интенсификация полевого кормопроизводства в Сибири. -Новосибирск, 1086.-С. И-12.

9. Бероев Б. М. О некоторых актуальных проблемах освоения природных богатств горных районов// Человек и природа: пути оптимизации отношений. -Орджоникидзе: СОГУ, 1984 С.65−69.