CC BY
9
нлты
УКРЛ1НИ
wi/ган
Науковий bIch и к НЛТУУкраТни Scientific Bulletin of UNFU
http://nv.nltu.edu.ua https://doi.org/10.15421/40280119 Article received 23.01.2018 р. Article accepted 28.02.2018 р.
УДК 631.674:633.18.03
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
2> EE3 Correspondence author S. М. Kropivko s.m.kropivko@nuwm.edu.ua
С. М. Кропивко, В. О. Турченюк
Нацюнальний утверситет водного господарства та природокористування, м. Рiвне, Украта
ФОРМУВАННЯ ВОДНОГО РЕЖИМУ ТА СОЛЬОВОГО БАЛАНСУ РИСОВО1 КАРТИ-ЧЕКА П1Д ВПЛИВОМ ЗРОШУВАЧА-СКИДУ
Дослщжено ефектившсть функцюнування карт-чеюв широкого фронту затоплення та скиду води (КЧД) порiвняно з картами Краснодарського типу (ККТ). На оснж багаторiчних польових дослщжень встановлено роль зрошувача-скиду в фор-муваннi водного та сольового режиму на поливних рисових картах. Дослщження проведено на двох експериментальних делянках, кожна з яких складалась з двох карт-чекiв i карти Краснодарського типу. На обох дшянках протягом усiх рокiв дос-лщжень пiдгримувався вкорочений режим затоплення рису за умови застосування протизлакових гербiцидiв. Встановлено, що на картах-чеках широкого фронту затоплення та скиду з рiзними параметрами створюеться бiльш сприятливий водно-сольовий режим впродовж зрошувального перiоду порiвняно з картами Краснодарського типу. На КЧД в найоптимальн^ термши вiдбуваеться початкове затоплення, чого не можна сказати про контрольш ККТ. Завдяки дренуючiй дИ зрошувача-скиду штенсившше вiдбуваеться просихання карти тсля скиду води. Наявнiсть на КЧД зрошувально-скидного каналу дае змогу оперативно, рiвномiрно по всiй довжиш карти подавати та вiдводити воду, а також виконувати роль неглибоко! дре-ни, завдяки чому на КЧД штенсившше просихають i розсолюються Грунти. Встановлено, що на КЧД врожайшсть рису в се-редньому на 4-5 ц/га вища, тж на ККТ вiдповiдних парамегрiв.
Ключовi слова: рисова зрошувальна система; дренаж; режим зрошення рису.
Вступ. Створення галузi вiгчизняного рисiвницгва ставило завданням, нарiвнi з вирiшенням проблеми за-безпечення населення вiгчизняною рисовою крупою, також освоення i введення в сшьськогосподарське ви-робництво засоленi i заболоченi малопродукгивнi землi Пiвдня Укра!ни, створити на 1хнш базi сприятливi соць ально-економiчнi умови для сталого розвитку цих реп-ошв.
Рисовi зрошувальш системи в Украíнi було побудо-вано за ввдомою схемою поливних карт Краснодарського типу (ККТ) з одностороншм та двостороншм коман-дуванням здебiльшого вiдкригих зрошувальних i дре-нажно-скидних каналiв. Однак деяш гехнiчнi рiшення, як1 устшно працювали на Кубанi, виявились непридат-ними для умов Укра1ни зi сво!ми грунтово-ктматични-ми, гiдрогеологiчними умовами тощо. Тому науковщ запропонували новi гехнiчнi рiшення в консгрукцiю рисових систем, як було реалiзовано на Придунайських РЗС. Частину карт Краснодарського типу було переоб-ладнано пiд карти-чеки широкого фронту затоплення та скиду води (КЧД) з рiзними параметрами дренажно-скидно! мереж!.
Вщ того, наск1льки вдало обрана конструкщя карти i пiдiбранi 11 параметри, залежить те, як устшно вона бу-де виконувати сво! функцп, що полягають у створенш на каргi оптимального сольового i водно-повiгряного
режиму для рису i cynyTHix йому культу, а вони, своею чергою, визначають yрожайнiсть. OKpiM цього, вiд конструктивних особливостей поливно! карти та !! ос-новних параметрiв залежить продyктивнiсть на нш сшьськогосподарсько! технiки пiд час виконання рiзних агротехнiчних операцiй, продyктивнiсть пращ поли-вальник1в, рацiональне використання поливно! води.
Анaлiз останшх досл1джень та публкацШ. Форму-вання водно-сольового режиму на ККТ дослщжували чимало науковщв, практично у всiх районах рисоаяння (Zaitcev, 1975; Velichko, Maistrenko & Makovskii, 1971; Zhuaev et al., 1982). Вони вiдзначають, що на ККТ, особливо на засолених землях, спостерталася значна строкатють у формуванш грyнтово-мелiоративних умов. В. Б. Зайцев та ш. (Popov, 1984; Poliakov, et al., 1982) дослiджyвали деяш основш питання, пов'язанi з обгрунтуванням ефективностi застосування карт-чек1в без дренажу в рiзних природних умовах, а також вста-новили !хнi оптимальш параметри.
Що ж стосуеться карт-чешв iз дренажем, то грунтов-но вивчено тшьки окремi констрyктивнi, а не мелюра-тивнi аспекти !хньо! роботи. На сьогоднi практично не-мае резyльтатiв дослвджень особливостей формування водно-сольового режиму на КЧД для умов рисових систем Укра!ни. Тому в робот поставлено завдання порiв-няти ефективнiсть фyнкцiонyвання двох титв конструк-
1нформащя про aBTopiB:
Кропивко Серий Максимович, канд. техн. наук, доцент кафедри водно' шженерп та водних технологiй.
Email: s.m.kropivko@nuwm.edu.ua Турченюк Василь Олександрович, канд. техн. наук, доцент кафедри водно' шженерп та водних технолопй.
Email: v.o.turchenuk@nuwm.edu.ua Цитування за ДСТУ: Кропивко С. М., Турченюк В. О. Формування водного режиму та сольового балансу рисово' карти-чека пщ
впливом зрошувача-скиду. Науковий вкник НЛТУ Укра'ни. 2018, т. 28, № 1. С. 95-98. Citation APA: Kropivko, S. M., & Turcheniuk, V. O. (2018). Formation of Water Regime and Salt Balance of a Rice Card-Check Under the Influence of the Irrigation-Drain. Scientific Bulletin of UNFU, 28(1), 95-98. https://doi.org/10.15421/40280119
цш поливних чешв, оцiнити !х вплив на формування водно-сольового режиму грунпв та урожайнiсть рису.
Мета та завдання дослщження. У комплексi пи-тань, пов'язаних з дослвдженням ефективносп застосу-вання маловивчених рисових карт-чешв широкого фронту затоплення i скидання iз дренажем (КЧД) в умовах грунпв легкого механiчного складу дельти Дунаю, вивчали вплив зрошувача-скиду на формування водного режиму та сольового балансу на цих картах. Дослвдження проводили на двох експериментальних дь лянках, кожна з яких складалась з двох карт-чек1в i кар-ти Краснодарського типу (ККТ), яка була контрольною. Схеми ККТ та КЧД експериментальних дмнок зобра-жено на рис. 1.
Рис. 1. Схеми ККТ i КЧД експериментальних длянок: 1) розпо-дшьчий канал; 2) господарський скидний канал; 3) картова дрена (КЧД) або картова дрена-скид (ККТ); 4) зрошувально-скид-ний канал; 5) водовипуск з розподшьчого каналу у зрошуваль-ний канал; 6) водовипуск зi зрошувача-скиду в скидний канал; 7) водовипуск iз картово! дрени у скидний канал; 8) водовипуск з розподшьчого каналу в картовий зрошувач; 9) картовий зро-
шувач; 10) водовипуск з чека в дренажно-скидний канал; 11) водовипуск з картового зрошувача в чек ККТ
Мiждреннi вiдстанi на першш дiлянцi для обох титв карт становить 200 м, на другш - 250 м. На обох донках протягом усiх рошв дослiджeнь тдтримувався вко-рочений режим затоплення за умови застосування про-тизлакових гepбiцидiв, який застосовують на бiльmостi рисових систем краши.
Результата дослiдження та ix обговорення. Пiд час дослщження вивчали можливiсть niдтpимання оптимального водного режиму за найважлившими етапа-ми у зрошувальному nepiодi рису.
Перший етап - початкове затоплення. Встановлено (Stashuk, et al., 2014; Turcheniuk, et al., 2015; Monaco & Sali, 2018), що оптимальний тepмiн початкового затоплення - через 2 доби тсля виавання рису, а пдромо-дуль початкового затоплення - 10-30 л/с-га. У pазi ви-конання цих умов запоб^ають ipигацiйного засолення i не попршуеться аepацiя грунту. На КЧД водовипуск у зрошувально-скидний канал тд час початкового затоплення пропускав у середньому 160-190 л/с (табл. 1), що дало змогу затопити карти площею 7,7-9,3 га ^ждрен-на вщстань 200-250 м) за 26-32 год.
Для затоплення контрольних ККТ таких же парамет-piв nотpiбно було 57,5-78,6 год. Пдромодуль початкового затоплення за мiждpeнноl вiдстанi 200 м на КЧД становить 23,1-24,0 л/с-га, на ККТ - 9,6 л/с-га. За мiж-дренних вщстаней 250 м гiдромодуль дещо нижчий i становив для КЧД 17,4-18,0 л/с-га, для ККТ - 7,7 л/с-га. Отже, на КЧД початкове затоплення вщбуваеться в найоптимальнiшi термши, чого не можна сказати про контрольш ККТ.
Причину переваг КЧД перед ККТ у перюд початкового затоплення можна пояснити так: на картах-чеках зрошувально-скидний канал одностороннього команду-вання iз широким фронтом заливу, а картовий зрошу-вальний канал на ККТ - двостороннього командування з подачею води через вгам чекових водовипусшв.
Табл. 1. Тривалкть початкового затоплення поливних карт р1зних конст рукцш
Номер дшянки Номер i тип карти Площа, га Водоподавальний канал Об'ем подано' води, м3 Тривалкть подач^ год Середня витрата за перюд подачу л/с Створений шар води на карта, см Пдромодуль затоплення, л/с-га
КЧД-1 7,7 ОС-54 (п) 17620 26,5 184,5 12,1 24,0
1 КЧД-2 7,7 ОС-54 (л) 17150 26,8 177,8 11,5 23,1
ККТ 15,2 ОС-52 30120 32,2 145,5 10,8 9,6
КЧД-1 9,3 ОС-71 (л) 19430 32,5 167,6 8,5 18,0
2 КЧД-2 9,3 ОС-71 (п) 18960 32,5 162,1 8,0 17,4
ККТ 18,4 О-69 40260 78,6 142,0 10,7 7,7
Другий етап - зволожувальш поливи в перюд про-ростання рису. Зважаючи на те, що затоплення КЧД, як показали дослвдження, можна провести у два рази швидше, шж на ККТ таких же параметрiв, на картах-чеках досить легко тдтримувати грунт у положеннi воло-гонасичення, за якому створюються найсприятливiшi умови для проростання рису.
Надлишок води пiсля поливiв оперативно скидався з КЧД. Через те, що карта-чек дренуеться практично по всьому периметру (див. рис. 1), на нш не утворювались блюдця у понижениях, наявнiсть яких призводить до пригнiчення, а iнколи i загибелi рослин рису. На ККТ з мiждренними вiдстанями 200-250 м оперативно скину-ти воду, а також лжввдувати блюдця, особливо у смузi бiля картового зрошувального каналу, практично не-
можливо. Тому тут зафжсовано npигнiчeння рослин рису. Завдяки дpeнуючiй ди зрошувача-скиду штенсивш-ше вiдбуваeться на КЧД просихання l'i до стану, що сприяе внесенню протизлакових гepбiцидiв за допомо-гою наземних оnpискувачiв.
Наземне обприскування мае низку переваг перед внесениям гepбiцидiв з лiтака, а саме: к1льк1сть рослин проса рисового зменшуеться на одиницi nлощi в 1,5 раза, знижуеться витрата гepбiцидiв, менше забруд-нюеться пестицидами атмосфера i вода, внесення мож-на проводити за будь-яких погодних умов. На КЧД просушка карти по всш nлощi до стану, за якого можна вносити гербщиди оприскувачем, вщбуваеться за 45 дiб. На ККТ оброблення nосiвiв за допомогою оприс-кувачiв проводити неможливо.
Третш етап - затоплення карт, оброблених гербщи-дами, та подальше маневрування шаром води на них у зв'язку з виробничою необхвдшстю. Пiсля оброблення посiвiв гербiцидами для недопущення повторних сходiв бур'янiв необхщно затопити карти шаром води 1012 см не пiзнiше, шж на другу добу. На КЧД ця умова виконуеться, на контрольних ККТ - не на вах чеках.
Для того щоб вивчити можливосп карт рiзних конструкцiй i параметрiв, на дослiдних картах було проведено вщповщш замiри. Результати дослвджень показали, що для повного скидання шару води 9,7-11,4 см на КЧД з мщдренними вщстанями 200-250 м потрiбно 16-22 год (табл. 2). Скидання такого ж шару води з чека ККТ таких же параметрiв проводили за 26,434,8 год, тобто в 1,5-2,0 рази повшьшше, шж на КЧД.
Oдночаcно з вивчeнням оcобливоcтeй формування водного peжимy на МД та KKT cкладали та анал!зува-ли cольовi баланcи цт карт в1дпов1дно до типовиx мe-тодик. Сольов1 баланcи cкладали для балажового 3-мeтpового шару груипв та гpyнтовиx вод.
За peзyльтатами cолeбаланcовиx доcлiджeнь вста-новлeно, що за мiждpeнноï вiдcтанi 200 м на каpтаx-чe-каx pозcолeння вepxнього 1,2 м шару грунт1в у ce-peдньомy за пepiод доcлiджeнь було на 4 % вищим, н1ж на контpольниx KKT, а за мiждpeнноï вiдcтанi 250 м по-нижeння запаав cолeИ на KЧД було на 8 % вищим, шж на контpольниx KKT. Для грунтовт вод xаpактepною була щe вища iнтeнcивнicть pозcолeння на KЧД, н1ж на KKT (в1д 8 до 10 %) за мiждeнниx вiдcтанeИ як 200, так i 250 м. Tакy ктотну пepeвагy каpт-чeкiв пepeдyciм по-яcнюють значним впливом на pозcолeння балажового шару грунт1в i гpyнтовиx вод зрошувача^киду, якиИ у тexнологiчниx cкидаx води з карт вiдiгpавав роль жг-либокоï дpeни. ЦeИ факт добpe iлюcтpye табл. 3, в якш навeдeно данi щодо вiдвeдeння cолeИ з KЧД зрошува-чeм-cкидом.
Табл. 3. Biдведення coлей з КЧД екшериментальних
дiлянoк через зрoшyвачi-cкиди за cезoн _(п'ятирiчний перюд дocлiджень)_
№ eronep^ М1ж-дpeнна в1д-стань Вiдвeдeння cолeИ з KЧД 1з
дpeнажним cтоком
мeнтальноï дшянки № карти вcього, т/га зpошyвачeм-cкидом
т/га %
1 СТД-1 200 35,61 1,80 5,06
KЧД-2 200 32,53 1,58 4,85
2 СТД-1 250 28,65 3,70 12,94
KЧД-2 250 26,88 3,86 14,36
Завдяки тому, що на KЧД е можливicть cтвоpeння водного peжимy, якиИ наИбiльшe вщповщае ф1зюлопч-ним потpeбам культури ржу, а також завдяки р1вном1р-ному И iнтeнcивнiшомy pозcолeнню каpт-чeкiв, на нт
Пдромодуль при cкиданнi води на МД доcягав 17,8 л/c-ra i був в 1,5-2,0 рази вищим, шж на контрольна KKT.
Пepeвагy KЧД у тexнологiчниx cкиданняx води з ри-товт карт пояcнюють тим, що на нт вiдвeдeння води у зpошyвально-cкидний канал вiдбyваeтьcя по ваИ Иого довжиш (близько 900 м), тод1 як на контрольн1И KKT -за допомогою чотиpьоx чeковиx водовипуотв з низь-кою пpопycкною здатнктю. Завдяки виcокiИ пропу^ кн1И cпpоможноcтi зpошyвача-cкидy, пiдтpимання гори-зоипв води, що найбiльшe вiдпов1дають тexнологiчним вимогам, тд чаc вирощування pиcy на KЧД можна здiИcнювати гнyчкiшe та опepативнiшe, н1ж на контрольна KKT.
фiкcyвали вищу вpожаИнicть ржу, в cepeдньомy на 4-5
ц/га, шж на контpольниx KKT.
Виакшк'и
1. На KЧД з мiждpeнними вiдcтанями 200-250 м можна впродовж кожного з eтапiв зрошувального гезону ство-рити наИcпpиятливiшиИ для культури ржу водниИ pe-жим. На KKT такж жe паpамeтpiв чepeз низьку про-пycкнy cпpоможнicть водовипycкiв i вeликy ïx кшь-кicть на каpтi, пiдтpимка оптимального водного peжи-му в наИвщповвдальшш! момeнти icтотно ycклад-нюeтьcя. З ще1 ж причини на KKT - низька продуктив-нicть пращ поливальниюв.
2. На KЧД тд чаc вирощування pиcy 61льш iнтeнcивно i р1вном1рно, н1ж на контрольна KKT, вiд6yваeтьcя роз-cолeння як вepxнix горизонт1в грунту, так i грунтов^ вод.
3. Пepeваги KЧД пepeд контрольними KKT пояcнюють наявшстю на ниx зpошyвально-cкидного каналу, якиИ дае змогу опepативно, р1вном1рно по виИ довжин1 карти подавати та вщводити воду на каpтаx-чeкаx. ЦeИ канал також виконуе роль нeгли6окоï дpeни, завдяки чо-му на KЧД iнтeнcивнiшe пpоcиxають i pозcолюютьcя грунти.
4. З огляду на тe, що на KЧД cтвоpюeтьcя оптимальнiшиИ водниИ та шльовиИ peжими, на ниx вища, шж на кон-тpольниx KKT, врожаИнкть pиcy, в cepeдньомy на 45 ц/га.
Перелiк використаних джерел
Monaco, F., & Sali, G. (2018). How water amounts and management options drive Irrigation Water Productivity of rice. Agricultural Water Management, 195, 47-57.
Poliakov, Iu. N., Murashov, A. S., Smirnov, V. K., & Stepova, A. I. (1982). Rekomendatciipo vysokoeffektivnomu ispolzovaniiu risovykh sistem na Kubani. Krasnodar: Sov. Kuban. 48 p. [In Russian].
Popov, V. A. (1984). Rekonstruktciia risovykh orositelnykh sistem na tiazhelykh pochvakh. Gidrotekhnika i melioratciia, 8, 42-46. [In Russian].
Табл. 2. МЫмальна тривалкть жидання врди з прверхт карт рiзнoï кoнcтрyкцiï
K^ep дшянки ^^ep чeка KKT чи кар- rabera Площа чeка KKT чи кар- ra^era Споруда, чepeз яку cкидаeтьcя вода СкинутиИ шар води, cм O6^ жинуга води тиc. м3 Tpивалicть cкидання, год Сepeдня витрата, л/c Пдромодуль жидання, л/c-га
1 KЧД-1 7,7 Водовипуж з KЧД в колeктоp 10,3 7,93 16,1 136,8 17,8
KKT-1 чeк 2 2,0 Водовипуж 3 чeка в кар-товиИ гаидниИ канал 9,7 1,94 26,4 20,4 10,2
2 СТД-1 9,3 Водовипycк з СТД в колeктоp 11,1 10,21 21,6 131,6 14,4
KKT-1 чeк 2 2,3 Водовипycк з чeка в кар-товиИ гаидниИ канал 11,4 26,20 34,8 20,9 9,1
Stashuk, V. A., Rokochynskyi, A. M., & Hranovska, L. M. (Eds.) (2014). Rys v Ukraini: kolektyvna monohrafiia, (pp. 159— 181). Kherson: Vydavets Hrin D. S. 360 p. [In Ukrainian].
Turcheniuk, V. O., Rokochynskyi, A. M., Mendus, P. I., & Mendus, S. P. (2015). Do otsiniuvannia efektyvnosti funktsionuvannia Prydunaiskykh rysovykh zroshuvalnykh system. Bulletin of National University Of Water And Environmental Engineering, 3(71), 306-312. [In Ukrainian].
Velichko, E. B., Maistrenko, A. M., & Makovskii, I. V. (1971). Kakoi dolzhna byt risovaia karta? Gidrotekhnika i melioratciia, 10, 48-51. [In Russian].
Zaitcev, V. B. (1975). Risovaia orositelnaia sistema. (3d ed.). Moscow: Kolos. 352 p. [In Russian].
Zhuaev, R. Kh., et al. (1982). Risovaia orositelnaia sistema. Dzham-bul: Obltipografiia. 11 p. [In Russian].
С. M. Кропивко, В. А. Турченюк
Национальный университет водного хозяйства и природопользования, г. Ровно, Украина
ФОРМИРОВАНИЕ ВОДНОГО РЕЖИМА И СОЛЕВОГО БАЛАНСА РИСОВОЙ КАРТЫ-ЧЕКА ПОД
ВЛИЯНИЕМ ОРОСИТЕЛЯ-СБРОСА
Исследована эффективность функционирования карт-чеков широкого фронта затопления и сброса воды (КЧД) по сравнению с картами Краснодарского типа (ККТ). На основании многолетних полевых исследований установлена роль оросителя-сброса в формировании водного и солевого режима на поливных рисовых картах. Исследования проведены на двух экспериментальных участках, каждый из которых состоял из двух карт-чеков и карты Краснодарского типа. На обоих участках на протяжении всех лет исследований поддерживался укороченный режим затопления риса при условии применения противозлаковых гербицидов. Установлено, что на КЧД с различными параметрами создается более благоприятный водно-солевой режим в течение оросительного периода по сравнению с ККТ. На КЧД в наиболее оптимальные сроки происходит начальное затопление, чего нельзя сказать о контрольных ККТ. Благодаря дренирующему действию оросителя-сброса также более интенсивно происходит просыхание карты после сброса воды. Наличие на КЧД оросительно-сбросного канала позволяет оперативно, равномерно по всей длине карты подавать и отводить воду, а также выполнять роль неглубокой дрены, благодаря чему на КЧД интенсивнее просыхают и обессоливаются почвы. Установлено, что на КЧД урожайность риса в среднем на 4-5 ц/га выше, чем на ККТ соответствующих параметров.
Ключевые слова: рисовая оросительная система; дренаж; режим орошения риса.
S. M. Kropivko, V. O. Turcheniuk
National University of Water and Environmental Engineering, Rivne, Ukraine
FORMATION OF WATER REGIME AND SALT BALANCE OF A RICE CARD-CHECK UNDER THE INFLUENCE OF THE IRRIGATION-DRAIN
The effectiveness of card-checking of the wide front of flooding and discharging of water (KCD) in comparison with Krasnodar type maps (CCT) has been investigated. On the basis of long-term field research, the role of irrigation-discharger in the formation of water and salt regime on irrigation rice maps has been defined. The research was conducted on two experimental plots each consisting of two card-checks and maps of the Krasnodar type. In both areas during all years of research, a shortened regime of rice flooding under the condition of application of anti-herbicide herbicides was maintained. We have revealed that on the cards of checks of the wide front of flooding and discharging with different parameters a more favourable water-salt regime during irrigation was created in comparison with Krasnodar type maps. At KCD in the best possible terms there is an initial flood, which cannot be said about control CCT. Thanks to the drainage action of the irrigation system, the card was washed more intensively after the discharge of water. The presence on the KCD of the irrigation canal allows operatively, evenly throughout the length of the card to submit and dispose of water, as well as to play the role of shallow drains, due to which more intense drying and distilled soils on the KCD. The advantage of card-checks of the wide front of flooding and discharging at the technological discharges of water from rice cards is explained by the fact that the discharge of water into the irrigation channel is carried out along its entire length (about 900 m) there, while on the control CCT with the help of four check water discharges with low bandwidth. As a result of the balance-sheet research, it was found that at a mitigation distance of 200 m on card-checks, the salinity of the upper 1.2 m layer of soil on average during the research was 4 % higher than on control CCT, and at a short distance of 250 m, a decrease in salt reserves at KCD was 8 % higher than on control CCT. It has been established that on map-checks of the broad front flooding and discharging of rice yield on average by 45 centner/ha was higher than on the CCT of the corresponding parameters.
Keywords: rice irrigation system; drainage; rice irrigation regime.
