Научная статья на тему 'Влияние технологии полива дифференцированными малыми нормами на плотность почвы'

Влияние технологии полива дифференцированными малыми нормами на плотность почвы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
127
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИВ МАЛЫМИ НОРМАМИ / WATERING SMALL NORMS / ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ / SOIL DENSITY / ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ / SOIL DEGRADATION / ОРОШАЕМОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ / IRRIGATED AGRICULTURE

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Веприков Юрий Владимирович

Предлагается инновационная технология полива дифференцированными малыми нормами, основанная на точном контроле влажности почвы и исключающая потери воды на глубинную фильтрацию. Технология позволяет обеспечить оптимальные условия развития растений, исключает деградацию почвы, способствует улучшению плотности почвы, отличается простотой и экономичностью. Исследовалась зависимость между скоростью перемещения фронта увлажнения и уменьшением плотности почвы с учётом величины межполивных интервалов. Приведённые экспериментальные результаты показывают принципиальную возможность улучшения плотности почвы применением технологии полива дифференцированными малыми нормами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Веприков Юрий Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Study of the Impact of Irrigation Technology by Small Norms on Improving the Soil Structure

Offers innovative irrigation technology differentiated by small norms, based on accurate monitoring of soil moisture and preventing the loss of water to deep percolation. The technology allows to provide the optimal conditions for development of plants, eliminate the degradation of soil, promotes improvement of the density of the soil, is simple and economical. In the work was researched the dependence between the velocity of the front moisture and reduces the solution density of soil considering the magnitude irrigation intervals. These experimental results demonstrate the principal possibility to improve the density of soil by application of irrigation technologies differentiated indigenous small norms.

Текст научной работы на тему «Влияние технологии полива дифференцированными малыми нормами на плотность почвы»

УДК 631.6

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИВА ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫМИ МАЛЫМИ НОРМАМИ НА ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ

© 2014 г. Ю.В. Веприков

Веприков Юрий Владимирович - аспирант, Донской Veprikov Yuri Vladimirovich - Post-Graduate Student, государственный технический университет, пл. Гага- Don State Technical University, Gagarin Sq., 1, Rostov-рина, 1, г. Ростов н/Д, 344000, е-mail: [email protected]. on-Don, 344000, Russia, е-mail: [email protected].

Предлагается инновационная технология полива дифференцированными малыми нормами, основанная на точном контроле влажности почвы и исключающая потери воды на глубинную фильтрацию. Технология позволяет обеспечить оптимальные условия развития растений, исключает деградацию почвы, способствует улучшению плотности почвы, отличается простотой и экономичностью. Исследовалась зависимость между скоростью перемещения фронта увлажнения и уменьшением плотности почвы с учётом величины межполивных интервалов. Приведённые экспериментальные результаты показывают принципиальную возможность улучшения плотности почвы применением технологии полива дифференцированными малыми нормами.

Ключевые слова: полив малыми нормами, плотность почвы, деградация почвы, орошаемое земледелие.

Offers innovative irrigation technology differentiated by small norms, based on accurate monitoring of soil moisture and preventing the loss of water to deep percolation. The technology allows to provide the optimal conditions for development of plants, eliminate the degradation of soil, promotes improvement of the density of the soil, is simple and economical. In the work was researched the dependence between the velocity of the front moisture and reduces the solution density of soil considering the magnitude irrigation intervals. These experimental results demonstrate the principal possibility to improve the density of soil by application of irrigation technologies differentiated indigenous small norms.

Keywords: watering small norms, soil density, soil degradation, irrigated agriculture.

Постановка задачи

Задачей мелиорации является гарантированное производство сельскохозяйственной продукции, сохранение и повышение плодородия почв. В орошаемом земледелии важнейшим фактором, влияющим на плодородие почвы, является поддержание природной структуры почвы, обеспечивающей хорошую аэрацию корнеобитаемого слоя и активизацию жизнедеятельности почвенной флоры и фауны. Однако в работах [1, 2] указывается на негативное воздействие орошения на агроландшафт при эксплуатации гидромелиоративных систем в степной зоне России, связанное с ухудшением экологической обстановки.

Цель представленного исследования - экспериментальная проверка инновационной технологии создания почвенной среды с оптимальной водопроницаемостью методом улучшения структуры почвы дифференцированными поливами малыми нормами.

Предлагаемая технология полива позволяет решать одновременно несколько задач, связанных с улучшением плотности и предотвращением деградации почвы; улучшением аэрации и созданием благо-

приятных условий для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов; водосбережением.

Предотвращение деградации почвы при орошении обеспечивается точным контролем влажности. Это позволяет исключить потери воды на глубинную фильтрацию, ухудшение плотности почвы, создать оптимальные условия развития растений. Однако отсутствие в настоящее время датчиков, позволяющих получать точную информацию об интегральной влажности слоев почвы и всего её активного слоя, изменение её водно-физических параметров во время вегетационного периода делают проблематичным их применение в орошаемом земледелии [3].

Другим вариантом комплексного решения ряда взаимосвязанных задач мелиорации является оптимизация поливных режимов - проведение орошения сельскохозяйственных культур меньшими по сравнению с проектными оросительными и поливными нормами. Это - поливы малыми и дробными поливными нормами.

Преимущество поливов малыми нормами - отсутствие потерь воды на глубинную фильтрацию и переувлажнение почвы. Это позволяет сохранить структу-

ру почвы от разрушения, предотвратить её засоление и солонцевание, поддерживать оптимальный водно-воздушный режим в верхней наиболее плодородной части слоя почвы, где наиболее активна жизнедеятельность почвенных микроорганизмов.

Технология полива малыми нормами наиболее перспективна для применения в малых фермерских, приусадебных, дачных участках, т.е. для локальной мелиорации, применяемой на малых сельхозугодиях. В настоящее время площадь этих участков составляет 14 % возделываемых в России сельхозугодий, где производится более 83 % овощей, 85 % плодов и ягод, около 90 % картофеля.

Из основных способов полива (поверхностного орошения, дождевания, внутрипочвенного, капельного и аэрозольного орошения) дождевание отличается экономичностью, его рекомендуется применять на участках со сложным рельефом и супесчаными почвами, а также при близком залегании грунтовых вод [4]. Задача улучшения плотности почвы решается различными способами. В традиционных технологиях -методом внесения облегчающих и разрыхляющих компонентов для глинистых почв, уплотняющих и связывающих - для песчаных. В современных способах улучшения плотности почвы и водосбережения применяются различные средства и технологии: таб-летированный суперабсорбент в гуминовой оболочке «Теравет», представляющий собой сшитый сополимер полиакриламида и полиакрилата калия в форме белых гранул с размером частиц от 7 10-5 - 2 10-3 мкм [5]; водосберегающая технология бороздкового полива переменной струей [6]; полив сельскохозяйственных культур дифференцированными нормами [7]; бороздковый импульсный полив [8].

Характеристика опытно-производственного участка

Почвы участка относятся к типу лугово-каштановых (^estoU soils) [9]. Предварительная оценка разновидности почвы определялась методом «шнура»: формировалось плотное кольцо с гладкой поверхностью. Косвенным признаком глинистой разновидности являются преобладающие на опытно-производственном участке растения: подорожник (лат. plantago) и лапчатка гусиная (лат. Potentilla anserina) [10].

Для проведения исследований была выбрана мягкая озимая пшеница сорта Яшкулянка, культивируемая в крестьянском хозяйстве А.Н. Резникова Зимов-никовского района Ростовской области. Хозяйство специализируется на производстве товарного зерна озимой и яровой пшеницы, применяется интенсивная система земледелия (пропашное земледелие). В условиях ограниченных посевных площадей крестьянского хозяйства повышение урожайности озимой пшеницы путём применения интенсивных технологий -экономическая необходимость. Это очевидно из следующих цифр: средняя урожайность озимой пшеницы

по РФ - 30 ц/га; в передовых хозяйствах - 50-60; самый высокий урожай в РФ был получен в Краснодарском крае - 103,6; а в Канаде - 170 ц/га [11].

Эксперименты проводились на трёх экспериментальных и одной контрольной делянках опытно-производственного участка. Площадь каждой делянки - 10 м2. Посев производился в борозды глубиной 5 см. Глубина залегания грунтовых вод на первом участке - 154 см, втором - 158, третьем - 161; на контрольном участке - 159 см, т.е. это пойменный участок [12].

Экспериментальная часть

Поливы проводились стационарными, коротко-струйными дождевальными аппаратами веерного типа с дефлекторными насадками. Плотность почвы определялась гравиметрическим методом. Изменение влажности почвы контролировалось тензиометрическим методом, тензиометрами Т2 с цифровым манометром. Измеряемое давление - 0 - 600 гПа. Класс точности - 1,6. Тензиометры устанавливались на глубинах 15, 30, 45 и 60 см, так как в слое почвы 0 - 60 см расположена основная часть корневой системы растений.

Ориентиром в определении поливных норм являются эмпирические пределы при разных способах полива, мм: поверхностный - 80-120; дождевание -15-70 [13].

Норма отдельного полива на глинистых почвах для озимой пшеницы определялась по формуле

т = 100 к ё (Втах - Втт), м3/га, (1)

где к - глубина активного слоя почвы, м; ё - объёмная масса расчётного слоя почвы, т/м3; Втах - влажность, % к массе влажной почвы; Втт - влажность, соответствующая нижнему пределу увлажнения, % к массе сухой почвы, Втш = (0,6/0,8) Втах [8].

Для определения суммарного испарения использовалась методика расчёта Г.В. Ольгаренко (ФГБНУ ВНИИ «Радуга») Ф.К. Цекоевой (БФУ им. И. Канта), основанная на зависимости суммарного испарения от влажности почвы в системе почва - растение - изменчивость гидрометеорологических условий, учитывающая нелинейный характер причинно-следственных связей.

ЕТ Жн +

— = I(-—), где ЕТ - суммарное испаре-

Еи>

ние, мм; Е„ - испаряемость, мм; Wн, Wнв - влаго-запасы на начало и конец вегетационного периода и при влажности, соответствующей наименьшей влаго-емкости, мм [2].

В среднем за период осенней вегетации водопо-требление пшеницы составляет 950 м3 с 1 га [13].

Показания тензиометров относительно водного режима почвы интерпретируются следующим образом [13]:

1. 0-10 кПа. Почва находится в состоянии наименьшей влагоёмкости (370 мм в верхнем метровом слое почвы), растения могут страдать от нехватки кислорода.

2. 10^20 кПа. Влажность почвы - 70^75 % наименьшей влагоёмкости в метровом слое почвы. Соответствует нормальным условиям роста и развития растений.

3. 20^30 кПа. Показания для начала полива. Полив в этот момент гарантирует абсолютно доступную почвенную влагу.

4. Более 40 кПа. Данные показания приборов свидетельствуют о том, растения ощущают недостаток влаги.

Описание эксперимента

Поливы на участках, занятых озимой пшеницей, производились малыми, средними и высокими нормами (20, 43, 60 мм) с интервалами между поливами 4, 5, 10, 14, 7, 8 дней. Контрольные параметры эффек-

тивности технологии: скорость движения фронта увлажнения и плотность почвы.

Скорость перемещения фронта увлажнения является характеристикой степени водопроницаемости почвы [12], которая зависит от плотности почвы и является критерием эффективности применения технологии полива малыми дифференцированными нормами. В эксперименте исследовалась динамика движения фронта увлажнения в зависимости от норм полива и гидрометеорологических условий полива.

Результаты полевых испытаний на опытно-производственном участке представлены на рис. 1, 2.

Скорость перемещения фронта увлажнения определялась тензиометрическим методом (табл. 1-6).

Р, кПа

Р, кПа

N..

а. Д Л

t~ ' , о 0 0 0 а-

t, мин

50 100 150 200 250 300 350 400

1 1 9 V 1* * ,

■ ■

.1- - - - , ......

-—■— t, мин

100

100

150

200

250

Р, кПа

Л Л Л J А Л

—i-

V

, Д 0 Ü ( Q < О-

—\

N L.

-1 - —■

♦ ■ t, мин

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Ю-

Р, кПа Р, кПа

\

V... —1

□ СПЕ П' 1 ■ □ □ □ о ] о □

V

t, м

120 100 80 60 40 20 0 -20

Р, кПа

1

. } * *

1__

1 5 ] 11 ID 1! □ Я □ 2 □ X

д

Рис. 1. Временная зависимость давления почвенной влаги на разных почвенных горизонтах: а - 1-й полив; б - 2-й; в - 3-й; г - 4-й; д - 5-й

0

0

в

а

30

20

0

б

0

250

200

г

t, мин

75 ■

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

к,см

f

f

/

г

/ /

;

г

■L

о.г/см

Таблица 3

Временная зависимость показаний тензиометров для почвенных горизонтов в третьем поливе. Норма 43 мм

10 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

Рис. 2. Изменение плотности почвы по глубине

Таблица 1

Временная зависимость показани тензиометров для почвенных горизонтов в первом поливе. Норма 20 мм

Глубина, см

Т, мин 15 30 45 60

Р, кПа

0 68 37 28 21

50 53 37 28 20

78 43 37 27 20

108 35 37.1 27 20

142 27 37 27 20

208 12.6 37.2 27 20

238 10 37.1 27 20

298 10 37.2 27 19

358 10 37.2 27 19

Т, мин Глубина, см

15 | 30 | 45 | 60

Р, кПа

0 44 33 35 36

19 41 33 35 36

23 5 33 35 36

38 33 35 36

53 2 31 35 36

56 2 6 35 36

68 2 2 32 36

78 1 2 2 35

97 2 2 2 22

108 2 2 2 12

109 2 2 2 12

110 2 2 2 12

111 2 2 2 10.2

112 2 2 2 8.4

113 2 2 2 8.8

114 2 2 2 7.5

115 2 2 2 6.4

116 2 2 2 6

117 2 2 2 6

118 2 2 2 6

119 2 2 2 6

204 2 2 2 6

215 2 2 2 6

216 2 2 2 6

60

45

30

На глубине 15 см стабилизация фронта увлажнения (Р = 10 кПа) наступила через 240 мин после начала полива, незначительные колебания давления лежат в пределах абсолютной инструментальной погрешности измерений тензиометра (Др = ±9,6 гПа). Изменение давления почвенной влаги Др/Дг (наклонные участки графиков) происходит с постоянной скоростью. Средняя скорость изменения давления почвенной влаги в почвенном горизонте 15 см составляет Др/Дг = 0,3 кПа/мин.

Таблица 2

Временная зависимость показани тензиометров для почвенных горизонтов во втором поливе. Норма 20 мм

Глубина, см

Т, мин 15 30 45 60

Р, кПа

0 46 42 46 30

25 44 42 46 30

72 4 42 46 30

138 4 29 46 30

199 4 17 46 30

234 4 11 46 30

299 4 10 45.8 30

422 4 11 46 29.8

На глубине 15 см стабилизация фронта увлажнения наступила через 72 мин после начала полива. Средняя скорость изменения давления почвенной влаги в почвенном горизонте 15 см - Др/Дг = 0,87 кПа/мин, на глубине 30 см стабилизация фронта увлажнения наступила через 234 мин после начала полива, средняя скорость изменения показаний тензиометров на почвенном горизонте 30 см - Др/Дг = 0,19 кПа/мин.

На глубине 15 см стабилизация фронта увлажнения наступила через 97 мин после начала полива. Средняя скорость изменения давления почвенной влаги в почвенном горизонте 15 см - Др/Дг = 0,49 кПа/мин, 30 см - Др/Дг = 1,93 кПа/мин, 45 см - Др/Дг= = 1,5 кПа/мин, 60 см - Др/Дг = 0,62 кПа/мин.

Таблица 4

Временная зависимость показани тензиометров для почвенных горизонтов в четвёртом поливе. Норма 20 мм

Т, мин Глубина, см

15 | 30 | 45 | 60

Р, кПа

0 51 49 49 14

17 51 49 25 14

26 50 49 22 14

29 48 49 22 14

30 44 49 22 14

33 33 49 22 14

35 21 49 22 14

37 10 49 22 14

39 6 49 22 14

41 4 49 22 14

51 2 45 22 14

53 2 8 22 14

55 2 6 22 14

92 2 6 22 14

107 2 6 22 14

119 2 6 22 14

137 2 6 22 14

172 2 6 22 14

202 2 6 22 14

242 2 6 22 14

277 2 6 22 14

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На глубине 15 см стабилизация фронта увлажнения наступила на 51-ю мин после начала полива. Средняя скорость изменения давления почвенной влаги в почвенном горизонте 15 см - Др/Дг = 1,4 кПа/мин, 30 см - Др/Дг = 0,33 кПа/мин, 45 см - Др/Дг= = 0,96 кПа/мин.

Таблица 5

Временная зависимость показаний тензиометров для почвенных горизонтов в пятом поливе. Норма 60 мм

Глубина, см

Т, мин 15 30 45 60

Р, кПа

0 100 90 69 62

20 95 87 69 62

25 6 9 63 62

45 3 8 5 62

55 3 8 4,5 62

100 3 8 4,5 62

133 3 8 4,5 62

172 3 8 4,5 62

255 3 8 4,5 62

273 3 8 4,5 62

Участок неполивной Участок поливной

Глубина h, см Плотность р, г/см3 Глубина h, см Плотность р, г/см3

0 1,53 0 1,55

15 1,5 15 1,36

30 1,53 30 1,32

45 1,61 45 1,37

60 1,63 60 1,52

Изменение плотности почвы в почвенных горизонтах поливного участка относительно неполивного участка: на почвенном горизонте 15 см плотность почвы уменьшилась относительно неполивного участка, коэффициент изменения - 0,91; на почвенном горизонте 30 см - 0,86; 45 см - 0,85; 60 см - 0,93. В крайних точках (0; 60) см плотность почвы поливного участка составляет (1,55; 1,53) г/см3. Наибольшее уменьшение плотности наблюдается в почвенном горизонте 30 см (р = 1,32 г/см3).

Для проверки достоверности различий в плотности орошаемых и контрольного участков проведён регрессионный анализ полученных статистических зависимостей в среде прикладных математических программ Maple 9.5.

Регрессионную зависимость плотности почвы по глубине при поливе малыми дифференцированными нормами неполивных участков будем определять в виде

Рнеполив = - 2,9629 h3 + 3,14286 h2 -- 0,65238 h + 1,53143. (1)

Проверим модель (1) на адекватность эксперименту по критерию Фишера [1]. Схема проверки статистической гипотезы о значимости зависимости (1).

Найдём сумму квадратов отклонений значений функции рнеполив от среднего для результирующего фактора рк по формуле

QR,P = I [рнеполив (hk )-1 I Pk| , (2)

к=14

Пк=1

На глубине 15 см стабилизация фронта увлажнения наступила на 45-ю мин после начала полива. Средняя скорость изменения давления почвенной влаги в почвенном горизонте 15 см - Др/Дг = 0,46 кПа/мин, 30 см - Др/Дг = 0,55 кПа/мин, 45 см -Др/Дг = 0,85 кПа/мин.

Определение плотности почвы производилось методом режущего кольца по всем почвенным горизонтам для каждого полива. Средние результаты для каждого горизонта представлены в табл. 6.

Таблица 6

Плотность почвы по глубине при поливе малыми дифференцированными нормами

где k - номер опыта из табл. 6 с соответствующими опытными значениями рк,к = 1,2,..и ; рк - опытные значения плотности почвы для неполивного участка; рнеполив{Ьк) - значения плотности почвы для неполивного участка, рассчитанные из уравнения регрессии; п = 5 - количество проведённых опытов.

Остаточная сумма квадратов, характеризующая влияние неучтенных факторов, вычисляется по формуле

неполив (hk )-Рк )2 •

к=1

(3)

Наблюдаемое значение статистики критерия Фишера

QR,p\n - m)

F = ■*набл =

Qep-m-1) '

(4)

где m = 3 - число оцениваемых параметров модели.

Уравнение значимо на уровне а , если фактически наблюдаемое значение статистики: ^,абл > F^a. ki ;k2),

где а - уровень значимости критерия; F^a. kl ;к2) -

табличное значения критерия Фишера, определенное на уровне а и при кх = m -1 и к2 = n - m степенях свободы.

Для проверки значимости уравнения (1) вычислим сумму квадратов отклонений значений для модельной зависимости от выборочного среднего для фактора рнеполив по формуле (2) с помощью Maple 9.5

QrpP= 10-2 -1,2657 .

Остаточная сумма квадратов, характеризующая влияние неучтенных факторов, Qep = 10-4 -1,42857.

Найдем значение статистики критерия Фишера: ^набл = 88,60 . Табличное значение критерия на уровне значимости а = 0,05 при степенях свободы кх = 2,

кг = 2 ^(а=0,05;2;2)= 19,00 .

Табличное значение критерия на уровне значимости а = 0,01 при к = 2 , к2 = 2 Ща=оо];2-2) = 99,00 . Так как Щнабл > Щ а=0,05;2;2), то гипотеза о зависимости между факторами рнеполие и И значима на уровне а = 0,05 , т.е. гипотеза о модельной зависимости (1) принимается как правдоподобная.

Поскольку .?набл < Щ(а=0,012;2), то гипотеза о зависимости между факторами рнеполив и И незначима на уровне а = 0,01, т.е. гипотеза о модельной зависимости (1) на уровне а = 0,01 отвергается как маловероятная.

Регрессионную зависимость плотности почвы по глубине при поливе малыми дифференцированными нормами для поливных участков будем определять в виде

Рполив = 2,4444И2 - 1,5000И +1,5440 . (5)

Проверим модель (5) на адекватность эксперименту по критерию Фишера.

Схема проверки статистической гипотезы о значимости зависимости (5).

Найдем сумму квадратов отклонений значений функции рполив от среднего для результирующего фактора рк по формуле

а

■R,p

= L Рполив(hk )-1 L Pk I k=14 П k=1 J

(6)

где к - номер опыта из табл. 6 с соответствующими

опытными значениями р , к = 1,2,..и ; р - опытные значения плотности почвы для поливного участка; Рп0швИк ) - значения плотности почвы для поливного

участка, рассчитанные из уравнения регрессии; п=5 -количество проведенных опытов.

Остаточная сумма квадратов, характеризующая влияние неучтенных факторов, вычисляется по формуле

Qe,p = L ^полив^-к )-Pk )2 •

(7)

k=1

Наблюдаемое значение статистики критерия Фи-

ШеРа набл=

QR,p'(n - m)

Qep'(m -1)

где m = 3 - число оцени-

ваемых параметров модели.

Для проверки значимости уравнения (6) вычислим сумму квадратов отклонений значений для модельной зависимости от выборочного среднего для фактора Рполив по формуле (7) с помощью Maple 9.5

QKp= 10-2 • 4,2600.

Остаточная сумма квадратов, характеризующая влияние неучтённых факторов, Qe Р= 10 4 • 3,2 .

Найдём значение статистики критерия Фишера:

^набл = 133,125 . Так как ^набл > F(akV,k2) в обоих случаях, то гипотеза о зависимости между факторами Рполие и h значима как на уровне а = 0,05 , так и на уровне а = 0,01, т.е. гипотеза о модельной зависимости (6) принимается как правдоподобная.

На основании проведённых исследований можно сделать вывод о достоверности в различиях плотностей земли орошаемого и контрольного участков на уровне значимости а = 0,05 , однако на уровне значимости а = 0,01 сделать вывод о достоверности в различиях плотностей земли орошаемого и контрольного участков по данным статистических исследований не представляется возможным.

Выводы

1. Динамика скоростей перемещения фронта увлажнения (Др/Д!) при поливах нормой 20 мм в почвенном горизонте 15 см задаётся соотношением 0,3 : 0,87 : 1,4 кПа/мин для 1, 2, 3-го поливов. Таким образом, наблюдается последовательное увеличение скорости перемещения фронта увлажнения в зависимости от количества поливов: в 2,9 раза при втором поливе относительно первого; в 4,7 при третьем поливе относительно первого.

Увеличению скорости перемещения фронта увлажнения соответствует уменьшение плотности почвы поливного участка на горизонте 15 см, коэффициент изменения - 0,91 (табл. 6).

2. Для почвенного горизонта 30 см динамика скоростей перемещения фронта увлажнения (Др/Д!) при поливах нормой 20 мм задаётся соотношением 0,19 : 0,33 кПа/мин для 2-го и 3-го поливов. Таким образом, скорость перемещения фронта увлажнения при третьем поливе возрастает в 1,7 раза относительно второго. Средняя плотность почвы поливного участка на горизонте 30 см уменьшается, коэффициент изменения - 0,86 (табл. 6), т.е. для почвенного горизонта 30 см также подтверждается зависимость между количеством поливов и уменьшением плотности почвы.

3. Соотношение скоростей перемещения фронта увлажнения (Др/Д!) при поливах нормой 43 мм, для

2

почвенных горизонтов 15; 30; 45; 60 см -0,49 : 1,93 : 1,5 : 0,62; соответственно, соотношение плотностей почвы для указанных почвенных горизонтов - 0,91 : 0,86 : 0,85 : 0,93, т.е. наблюдается зависимость между возрастанием скорости перемещения фронта увлажнения и уменьшением плотности почвы. При поливах нормами 20, 60 мм таких зависимостей нет. При поливе нормой 43 мм почва увлажняется до горизонта 60 мм, скорость перемещения фронта увлажнения (1,93 кПа/мин) самая высокая. Из приведенных фактов следует, что норма полива 43 мм является в условиях данного эксперимента оптимальной.

4. Влияние величины межполивных интервалов: для поливов с порядковыми номерами 1; 2; 3; 4 интервалы между поливами изменялись незначительно, 4 : 5 : 7 дней. Такое варьирование не оказывает заметного влияния на скорость перемещения фронта увлажнения; влажность почвы в интервалах между поливами изменялась в пределах 48^54 %. Для озимой пшеницы оптимальной считается влажность почвы 30^50 % [12], в условиях данного эксперимента оптимальный межполивной интервал - 5 дней (влажность почвы - 48 %). Для пятого полива нормой 60 мм межполивной интервал - 14 дней, влажность почвы - 35 %. Результаты: скорость перемещения фронта увлажнения уменьшилась по сравнению с четвёртым поливом в 4,6 раза на горизонте 15 см, в 3,5 - на горизонте 30 см, в 1,13 - на горизонте 45 см. До горизонта 60 см фронт увлажнения не дошёл. Таким образом, при определении нормы полива необходимо учитывать влажность почвы, что подтверждается формулой (1). Соответственно, средняя плотность почвы поливного участка на горизонте 60 см уменьшается, коэффициент изменения - 0,93.

5. В первом, втором, третьем поливах нормой 20 мм фронт увлажнения последовательно смещается на один ф = 15 см) горизонт, т.е. норма полива недостаточна.

Норма полива 43 мм с межполивным интервалом 5 дней является в условиях данного эксперимента оптимальной. Приведённые результаты исследований показывают принципиальную возмож-

ность улучшения плотности почвы применением технологии полива дифференцированными малыми нормами.

Литература

1. Щедрин В.Н. Орошение сегодня: проблемы и перспективы. М., 2004. 255 с.

2. Ольгаренко В.И., Ольгаренко Г.В., Рыбкин В.Н. Эксплуатация и мониторинг мелиоративных систем. Коломна, 2006. 391 с.

3. Веприков Ю.В., Ким И.А., Веприков В.И., Ким И.И. Информационно-управляющая система орошаемого массива // Научный потенциал молодежи - будущему России : материалы и докл. межрегион. науч.-практ. конф. 23 апреля 2010 г. Волгодонск, 2010. С. 60 - 62.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Голованов А.И., Айдаров И.П., Григоров М.С. Мелиорация земель. М., 2011. 824 с.

5. Шуваев ЮН. Водоснабжение дачных и садовых участков. М., 2011. 92 с.

6. Шишов Л.Л., Лебедева И.И., Тонконогов В.Д. Классификация почв России и перспективы ее развития // Почвоведение: история, социология, методология. Памяти основателя теоретического почвоведения В.В. Докучаева. М., 2005. С. 272 - 279.

7. Ким И.А., Ким В. Ч. Исследование полива сельскохозяйственных культур дифференцированными нормами в нижней зоне Чуйской долины // Проблемы экономики, науки и образования в сервисе : материалы VII межрегион. науч. конф. Шахты, 2007. С. 6 - 9.

8. А.с. 1528392 СССР МКИ A01G25/16. Способ управления бороздковым импульсным поливом / Ким И.А., Маковский Э.Э. Опубл. 15.12.89. Бюл. № 46.

9. Пряжко В.А., Клют А.И., Борисевич Н.Я. Создание единого фонда материалов по чернобыльской тематике // Развитие информатизации и государственной системы научно-технической информации : докл. Х междунар. конф. Минск, 23 ноября 2011 г. Минск, 2011. С. 142 -144.

10. Кузнецова Е.И., Закабунина Е.Н., Снипич Ю.Ф. Орошаемое земледелие : учеб. пособие. М., 2012. 117 с.

11. Виноградов Б.В. Растительные индикаторы и их использование при изучении природных ресурсов. М., 1964. 324 с.

12. Толковый словарь по почвоведению / под ред. А.А. Роде. М., 1975.

13. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге: в 2 т. Т. 1. Л., 1992.

Поступила в редакцию 20 мая 2014 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.