авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Ресурсы почвенных вод и водообеспеченность агроценозов в условиях юга русской равнины

-- [ Страница 4 ] --

Что касается межгодовой изменчивости, то за вегетационный период в целом величина достигает единицы лишь в 20% случаев даже в наиболее благоприятной по увлажнению Мироновке, в 14% случаев в Каменной Степи, и в 4% случаев в Гиганте и никогда не достигает единицы в Безенчуке, Ершове и Одессе. Другими словами в Безенчуке, Ершове и Одессе засуха наблюдается каждый год, отличаясь лишь интенсивностью. При средних значениях водообеспеченности вегетационного париода посевов яровой пшеницы для характерных станций от 0,42 (Ершов) до 0,82 (Мироновка) коэффициент вариации соответственно изменяется от 0,43 до 0,20.

На рис. 18 показаны кривые обеспеченности параметра для всего вегетационного периода (всходы - полная спелость) и в основные фазы развития яровой пшеницы в Каменной Степи. Если рассматривать водообеспеченность посевов яровой пшеницы по отдельным фазам развития растений, то из шести характерных станций растения полностью обеспечены влагой в начальные фазы развития (всходы, третий лист) лишь в Гиганте. На остальных пяти станциях на фазу всходов засуха имеет место в 4% случаев в Безенчуке, Каменной Степи, Мироновке и Одессе и около 30% случаев - в Ершове. Полностью охвачены засухой все годы в Безенчуке к фазе цветения, в Ершове - к фазе молочная спелость, в Одессе - к фазе восковая спелость.

Рис. 18. Кривые обеспеченности параметра по основным фазам развития яровой пшеницы в Каменной Степи

Критическим периодом к влаге для яровой пшеницы в засушливых регионах считается период от фазы кущения до колошения. Так называемое понятие «продуктивное использование растениями влаги» включает формулу: 30% урожая планируется в период кущения зерновых, 60% - в период колошения, 10% - в период налива. Расчеты показывают, что в фазу кущения засуха наблюдается в 25% случаев в Безенчуке, в 42% - в Ершове, в 9% - в Каменной Степи, и в 4% случаев – в Мироновке, Гиганте и Одессе. В фазу колошения засуха отмечается в 88% случаев в Безенчуке и Ершове, в 54% случаев в Каменной Степи, в 33% - в Мироновке, в 62% - в Гиганте и 46% - в Одессе. К фазе молочной спелости засуха наблюдается ежегодно в Безенчуке и Ершове, в 82% случаев в Каменной Степи, в 58% - в Мироновке, в 88% - в Гиганте и в 83% - в Одессе. По мере снижения водообеспеченности при переходе от одной фазы развития растений к другой возрастает изменчивость водообеспеченности. Наибольший диапазон изменения коэффициента вариации характерен для Ершова – от 0,15 в фазу всходов до 0,81 в фазу молочной спелости, а наименьший для Мироновки (от 0,03 в фазу всходов до 0,48 в фазу полной спелости).

Средняя многолетняя величина дефицита транспирации посевов яровой пшеницы (рис. 19) равна нулю только на севере за пределами лесостепной зоны (Немчиновка, Шокино), то есть здесь растения не испытывают недостатка влаги. В низовьях Волги дефицит транспирации составляет 246 мм (Харабали). На рис. 20 представлена зависимость между параметром водообеспеченности и дефицитами транспирации .

Наибольшие значения дефицита транспирации посевов яровой пшеницы для характерных станций наблюдаются в Ершове и достигают 346 мм, в наиболее увлажненные годы дефицит транспирации может снизится до 50 мм. Более благоприятные условия обеспечены в Мироновке, где максимальная величина дефицита транспирации не превышает 120 мм, а каждый шестой год посевы яровой пшеницы вовсе не испытывают недостатка в воде. При средних значениях дефицита транспирации для характерных станций 45-177 мм значения среднего квадратического отклонения лежат в пределах 41-72 мм, а коэффициенты вариации изменяются в пределах от 0,40 в Ершове до 0,90 в Мироновке.

Рис. 19. Средние многолетние величины дефицита транспирации посевов яровой пшеницы за период вегетации , мм Рис. 20. Зависимость между параметром водообеспеченности и дефицитом транспирации

Построена зависимость (Шумова, 2001) между урожаем зерна яровой пшеницы, полученным при использовании традиционной агротехники, и водообеспеченностью (рис. 21), в основе которой лежат подходы, предлагаемые в (Кириличева, 1967) – темные точки и в (Мещанинова, 1971) - светлые точки. Коэффициент корреляции между значениями водообеспеченности и урожаем в первом случае равен 0,98, во втором 0,90 при среднем значении 0,93. Для обеспечения минимального урожая зерна яровой пшеницы в лесостепной и степной зоне величина отношения в среднем за вегетационный период должна быть не менее 0.2. В условиях оптимального увлажнения (когда ) урожай зерна яровой пшеницы на исследуемой территории может достигать 25 центнеров с гектара.

Наблюдаемые с начала 1950-х годов климатические изменения привели к увеличению водообеспеченности посевов сельскохозяйственных культур на юге Русской равнины (рис. 22). Повысилась урожайность всех зерновых и зернобобовых культур, в том числе за годы перестройки с обвальным ухудшением культуры земледелия, что свидетельствует об улучшении агроклиматических условий территории, среди которых ведущая роль принадлежит водному фактору.

Рис. 21. Зависимость урожая зерна яровой пшеницы от водообеспеченности вегетационного периода Светлые кружки - урожай зерна рассчитан по уравнению Н.Б.Мещаниновой, темные - по уравнению К.В.Кириличевой.

Рис. 22. Межгодовая динамика водообеспеченности посевов яровой пшеницы на станциях Ершов, Каменная Степь и Гигант

4.4. Резервы возможного повышения водообеспеченности

Количественное представление о резервах возможного повышения водообеспеченности (резервах ресурсов почвенных вод) посевов сельскохозяйственных культур (Shumova, 2000) дает параметр (рис. 23), величина которого для наиболее увлажненных северо-западных районов рассматриваемой территории достигает 2,0, для средне засушливых районов она не менее 1,5 и только для острозасушливых районов юго-востока она снижается до 1,0; и лишь для таких уникальных районов как низовья Волги – до 0,8. Для характерных станций величина параметра больше 1 и находится в пределах от 1,87 (Мироновка) до 1,05 (Ершов), что свидетельствует об имеющихся резервах повышения водообеспеченности посевов. Величина среднего квадратического отклонения параметра резервов ресурсов почвенных вод для характерных станций лежит в пределах 0,29-0,37, а коэффициент вариации составляет от 0,16 (Мироновка) до 0,32 (Ершов).

Рис. 23. Средние многолетние значения параметра резервов ресурсов почвенных вод посевов яровой пшеницы за безморозный период Темными кружками отмечены станции, на которых

Приведенные материалы показывают, что в средний по водности год практически на всей территории лесостепной и степной зон для яровой пшеницы или любой другой культуры с такой же продолжительностью вегетационного периода в принципе можно довести водообеспеченность посевов до оптимальной не прибегая к дополнительным затратам воды на орошение, а используя лишь имеющиеся резервы ресурсов почвенных вод, то есть за счет изменения структуры суммарного испарения путем снижения непродуктивной составляющей.

Глава 5.

Дефицит водопотребления сельскохозяйственных культур

5.1. Проблемы использования водных ресурсов в орошаемом земледелии

Площадь орошаемых земель в нашей стране за последние годы (2000-2005) составила 3,6% от площади пашни (Охрана окружающей среды…, 2006). Сосредоточены орошаемые земли в основном на юге Европейской территории России. В нижнем течении Волги и Дона густота оросительной сети, вычисленная по аналогии с густотой речной сети, составляет от 0,16 до 12.9 км/км2, что позволяет говорить о чрезвычайно высокой антропогенной нагрузке в южных регионах России. Рассматриваются негативные последствия орошения и эффективность использования воды, забираемой из природных источников. Анализируются традиционные подходы к оценке безвозвратного водопотребления в орошаемом земледелии, которое является важнейшей составляющей водохозяйственного баланса.

5.2. Методика расчета дефицита водопотребления

Из уравнения водного баланса дефицит водопотребления (оросительная норма нетто) записывается в виде (Шумова. 1994)

(21)

где - дефицит водопотребления; - суммарное испарение орошаемого поля;

jpg"> - атмосферные осадки; и - продуктивные запасы воды в почве на начало и конец расчетного периода. Расчет проводится по декадным интервалам времени и начинается с начальных продуктивных запасов воды в почве по соотношению (15), где и определяются согласно (16) и (17) соответственно. Когда продуктивные запасы воды в почве снижаются до критических, которые определяются по соотношению (11), назначается полив, при котором величина продуктивных запасов воды в почве доводится до наименьшей влагоемкости. Нормы поливов и их число определяются по соображениям принципиального и практического характера при условии, что в течение всего вегетационного периода продуктивные запасы воды в почве не должны опускаться ниже критических.

Суммарное испарение при орошении складывается в общем случае из транспирации , определяемой по зависимости (10), и испарения воды почвой , определяемого по соотношению (4)

(22)

Дефицит водопотребления (оросительная норма нетто) определяется по соотношению (21).

При расчетах суммарного испарения при орошении и оросительных норм нетто используются материалы стандартных наблюдений метеорологических станций и величины радиационного баланса, рассчитанные по методике (Берлянд, 1960; Берлянд, Берлянд, 1952). При расчетах дефицита водопотребления задается оптимальная величина относительной площади листьев .

5.3. Безвозвратное водопотребление при орошении

С использованием приведенной методики получены средние многолетние величины составляющих водного баланса орошаемых полей яровой пшеницы по материалам 45 агрометеорологических станций лесостепной и степной зон, по материалам шести из которых проведена оценка межгодовой изменчивости (Шумова, 1994). Средние многолетние величины дефицита водопотребления посевов яровой пшеницы равны нулю (то есть посевы яровой пшеницы в средний по водности год полностью обеспечены влагой) на северо-западе, за пределами лесостепной зоны, а в низовьях Волги дефицит водопотребления достигает 400 мм и более (рис. 24).

Анализ величин дефицита водопотребления характерных станций показывает, что лишь в Каменной Степи и Мироновке в отдельные годы посевы яровой пшеницы полностью обеспечены влагой, чего вовсе не наблюдается на остальных характерных станциях. Значения среднего квадратического отклонения величин дефицита водопотребления на характерных станциях изменяются довольно значительно (от 70 до 106 мм) при средних величинах от 123 мм (Мироновка) до 325 мм (Ершов). Наименьшие коэффициенты вариации (0,31-0,32) характерны для засушливых Безенчука и Ершова, средние (0,41-0,38) – Гиганта и Одессы и высокие (0.56) – наиболее благополучных по увлажнению Каменной Степи и Мороновке.

Рис. 24. Средний многолетний дефицит водопотребления (оросительная норма нетто) посевов яровой пшеницы , мм Рис. 25. Среднее многолетнее суммарное испарение с орошаемых полей яровой пшеницы за безморозный период , мм

Величины среднего многолетнего суммарного испарения с орошаемых полей яровой пшеницы за безморозный период составляют 500-600 мм на северо-западе лесостепной зоны, увеличиваясь к южной границе степной зоны до 700 мм и более (рис. 25). Те же тенденции в пространственном распределении характерны для транспирации , которая изменяется от 251 до 450 мм, и испарения воды почвой , изменяющегося от 201 до 368 мм (рис. 26 и 27).

Рис. 26. Средняя многолетняя транспирация орошаемых посевов яровой пшеницы за период вегетации , мм Рис. 27. Среднее многолетнее испарение воды почвой орошаемых полей яровой пшеницы за безморозный период , мм


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.