CC BY
31
УДК 631.6:626.8(471.2) А.А. Маджугина
ЕСТЕСТВЕННАЯ ТЕПЛОВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТЬ - ОСНОВА РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА АГРОЛАНДШАФТАХ
ОМСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ
На основании анализа взаимосвязи теплоэнергетических и водных ресурсов установлено, что получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур предусматривает не только использование прогрессивных технологий их возделывания, но и оптимизацию водно-воздушного режима корнеобитаемого слоя почвы при применении научно обоснованных и экологически-безопасных оросительных норм.
Ключевые слова: влагообеспеченность, ресурсы, урожай, технология, оптимизация, оросительная норма.
Введение
При решении проблемы рационального водопользования для лесостепной зоны Омского Прииртышья, наряду с повышением продуктивности агроландшафтов, поставлена задача создания и использования современных информационных технологий управления производственными циклами земледелия с применением оросительных мелиораций. Для оценки природной теп-ловлагообеспеченности, освоенной для сельскохозяйственного производства территории лесостепной зоны Омского Прииртышья, была сформирована база исходных данных [1, 2]:
- физико-географические характеристики территории, гидрологические, гидрогеологические и другие природные условия;
- научный и практический опыт в области рационализации водопользования на агро-ландшафтах лесостепной зоны Омского Прииртышья;
- метеорологические характеристики (по репрезентативным метеостанциям Колосов-ка, Черлак, Исилькуль, Тюкалинск, Омск за 38-летний (1971-2007) ретроспективный период), включающие средние декадные и среднемесячную температуру воздуха, скорость ветра, сумму декадных и месячных атмосферных осадков;
- сведения об агрогидрологических свойствах почвы для зоны аэрации и ее фактической влажности.
Результаты и их обсуждение
По сформированной базе данных расчетами установлены параметры природной тепло-влагообеспеченности территории для месячных и декадных интервалов времени. Определяли тепловлагообеспеченность по коэффициенту природного увлажнения Ку согласно методике [3] по зависимости
К у = (Wy + Kx)/E0, 0)
где К - коэффициент увлажнения за период ta > 5°С;
W - активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата
перехода температуры воздуха через +5°С);
К - атмосферные осадки за расчетный интервал времени, мм;
x
E - испаряемость (максимально возможное испарение) за тот же расчетный период, мм.
Испаряемость определена по районированному гидролого-климатическому методу профессора В.С. Мезенцева по зависимостям [4]:
о
E +1,5-А- • (2)
1000 d0
© Маджугина А.А., 2014
где Е0 - испаряемость (максимально возможное испарение) за расчетный период, мм; А - коэффициент, равный 23,3 для месяца, 7,8 - для декады;
> 10°С - сумма среднесуточных температур воздуха выше 10°С; - средние месячные (декадные) дефициты влажности воздуха, мб;
й г - среднегодовой дефицит влажности воздуха, мб.
Графоаналитические выражения связи коэффициента увлажнения территории лесостепной зоны Омского Прииртышья представлен на рис. 1.
Ку = 1Е-06Х6 - 7Е-05Х5 + 0,0014х4 - 0,0111х3 + 0,0257х2 + 0,1091х- 0,0164
Коэффициенты увлажнения
Р2 = 0,5309
Ку = -7Е-07Х6 + 5Е-05х5 - 0,0013х4 + 0,0158х3 - 0,0906х2 + 0,1912х + 0,2509
Р2 = 0,378
Ку = -6Е-07Х6 + 4Е-05х5 - 0,0012х4 + 0,0162х3 - 0,1046х2 + 0,2959х + 0,
Р2 = 0,5872
- 2
I
*
Я
щ 1,5 >
1
01 I З1
I 0,5 £ п о
* 0
Ку = 6Е-07Х6 - 4Е-05х5 + 0,0007х4 - 0,0057х3 + 0,0093х2 + 0,0719х + 0,1511 Р2 = 0,6782
Ку = -2Е-07Х6 + 2Е-05х5 - 0,0007х4 + 0,0086х3 - 0,0393х2 + 0,0245х + 0,4577 Р2 = 0,7009
- Колосов ка
- Черлак Исилькуль Тюкалинск
-Омск
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
номер декады с апреля по октябрь
Рис. 1. Декадные значения коэффициента увлажнения
Анализ декадных значений коэффициента Ку за многолетний период по метеостанциям лесостепной зоны Омского Прииртышья свидетельствует о его значительной изменчивости: с циклами увеличения в апреле - мае и сентябре - октябре и спада в июне - июле.
Динамике Ку соответствует изменение уровня обеспеченности растений теплом и влагой, что требует корректировки (рационализации водопользования) наряду с агротехническими и другими мелиоративными мероприятиями.
Дефицит увлажнения Б определяют по разности между испаряемостью (максимально возможным испарением) и суммой начальных влагозапасов Жа в активном (метровом) слое почвы и атмосферных осадков, т. е.
Б = Ео -(Кх + Жа).
(3)
При отношении данного выражения к максимально возможному испарению оно преобразуется
Б = (1 - Ку) • Е0, (4)
где Ку коэффициент природной увлажненности.
Графоаналитическое выражения связи дефицита увлажнения во времени представлены на рис. 2.
Дефицит природного увлажнения
D = 6E-06x6 - 0,0009x5 + 0,0351x4 - 0,5612x3 + 3,2094x2 - 0,6856x - 0,0529
Iv6 n nnnOw5 J. n no^lx4 - n И1%3 _L
R2 = 0,5489
D = 6E-05x6 - 0,0041x5 + 0,1182x4 - 1,6385x3 + 10,44x2 - 22,309x + 28,51 R2 = 0,8948
D = 8E-05x6 - 0,0053x5 + 0,1446x4 - 1,8447x3 + 10,526x2 - 18,299x + 16,126
D = 4E-05x6 - 0,0033x5 + 0,1084x4 - 1,7311x3 + 13,231x2 - 42,572x + 61 R2 = 0,8039
D = 8E-05x6 - 0,0057x5 + 0,1481x4 - 1,8027x3 + 9,6477x2 - 14,066x + 14,06S R2 = 0,9194
9 10 11 12 13 ном ер декады с апреля по октябрь
R* = 0
Рис. 2. Декадные значения дефицита природного увлажнения
Зависимость изменения дефицита увлажнения находится в зеркальном отражении относительно циклов изменчивости Ку.
По установленным уравнениям связи дефицитов увлажнения с коэффициентами природной увлажненности Ку можно рассчитать рациональную оросительную норму для любого выбранного в регионе объекта и любого по влажности года. Важно использование компьютерной технологии, обеспечивающей автоматизацию расчетов и их реализацию.
Список литературы
1. Агроклиматические ресурсы Омской области. - Л. : Гидрометеоиздат, 1971.
2. Агрофизическая характеристика Западной Сибири. - Новосибирск : Наука, 1976.
3. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение : справочник. - М. : Колос, 1999.
4. Мезенцев, В.С. Гидролого-климатические основы проектирования гидромелиораций : учеб. пособие / В.С. Мезенцев. - Омск : ОмСХИ, 1993.
SUMMARY
A.A. Madzhugina
Natural heat - moisture - by streamlining water on agrolandscapes
Omsk Priirtyshye
Forest-steppe Omsk Priirtyshye is in a zone of unstable natural humidifying. Therefore the estimation of possible decrease in crop productivity, in connection with insufficient natural water-supply in different years. It is also necessary expediency of development of irrigation (or increases of its efficiency) in the given soil-climatic zone on the basis of improvement of definition of values of expedient irrigating rates for different years on natural humidifying.
Keywords: moisture provision, resources, crop technology, optimization, irrigation norm.
