68229

ФОРМУВАННЯ ОПТИМАЛЬНОГО ВОДНО-СОЛЬОВОГО РЕЖИМУ ТЕМНО-КАШТАНОВИХ ҐРУНТІВ НА ФОНІ ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖУ В УМОВАХ КРАСНОЗНАМ’ЯНСЬКОЇ ЗРОШУВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

Автореферат

Лесное и сельское хозяйство

Зрошення на фоні діючого дренажу на таких безстокових та слабодренованих територіях є обов’язковою умовою для збереження родючості ґрунтів. Тому дослідження водносольового режиму темнокаштанових ґрунтів при вирощуванні пшениці озимої як основної культури сівозмін сухої Степової зони в різних...

Украинкский

2014-09-19

10.63 MB

0 чел.

PAGE  1

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

БУЛИГІН  ОЛЕКСАНДР  ІВАНОВИЧ

УДК 631.6:631.4:631.95

ФОРМУВАННЯ  ОПТИМАЛЬНОГО  ВОДНО-СОЛЬОВОГО   РЕЖИМУ

ТЕМНО-КАШТАНОВИХ  ҐРУНТІВ  НА  ФОНІ  ВЕРТИКАЛЬНОГО   ДРЕНАЖУ  

В  УМОВАХ  КРАСНОЗНАМ’ЯНСЬКОЇ ЗРОШУВАЛЬНОЇ  СИСТЕМИ

06.01.02 – сільськогосподарські меліорації

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Херсон-2011

Дисертацією є рукопис.                                                                              

Робота виконана  у ДВНЗ «Херсонський державний аграрний університет»,

Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник:  кандидат сільськогосподарських наук, професор,

Морозов Володимир Васильович,

ДВНЗ «Херсонський державний аграрний університет»,

завідувач кафедри ГІС - технологій,

науковий керівник проблемної науково-дослідної   лабораторії еколого-меліоративного моніторингу

ім. професора Д.Г. Шапошникова.

Офіційні опоненти: доктор  сільськогосподарських наук, професор

Лимар Анатолій Остапович,

Інститут південного овочівництва та баштанництва НААН  України, завідуючий відділом промислових технологій вирощування овочевих та баштанних культур;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Онопрієнко Дмитро Михайлович,  ДВНЗ

«Дніпропетровський державний аграрний університет»

перший проректор, доцент кафедри експлуатації гідромеліоративних систем і технології будівництва

Захист дисертації відбудеться  « 22 » квітня 2011р.  о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.830.01 у ДВНЗ «Херсонський державний аграрний університет» за адресою: 73006, Херсон,

вул. Р. Люксембург, 23,  головний корпус, ауд. 92.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського державного  аграрного університету за адресою: 73006, Херсон, вул. Р. Люксембург, 23, головний корпус.

          

Автореферат  розісланий   « 19 »   березня   2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук, доцент                                 А.В. Шепель

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На півдні України актуальною є проблема вдосконалення управління гідромеліоративними системами, для забезпечення гарантованих урожаїв сільськогосподарських культур, стійкої родючості ґрунтів, в т.ч. в умовах переходу їх зі стану автоморфних до напівгідроморфних та гідроморфних.

Краснознам’янська зрошувальна система (КЗС) одна з крупних систем, довготривало працюючих на півдні України в найскладніших гідрогеологічних умовах, де  на значній площі рівні підгрунтових вод (РПВ) залягають на глибині 2 - 3 м та ближче. Зрошення на фоні діючого дренажу на таких безстокових та слабодренованих територіях є обов’язковою умовою для збереження родючості ґрунтів. Порушення цих умов призводить до погіршення гідрогеолого - меліоративного стану земель, небезпеки вторинного засолення і осолонцювання ґрунтів, зниження  урожайності сільськогосподарських культур. Тому дослідження водно-сольового режиму темно-каштанових ґрунтів при вирощуванні пшениці озимої, як основної культури сівозмін сухої Степової зони, в різних умовах функціонування системи «зрошення - вертикальний дренаж» на КЗС і визначення основних параметрів управління нею при необхідності енерго – і ресурсозбереження є актуальним завданням меліоративної науки.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведені в період 1989-2009 рр. в рамках програм наукових досліджень Херсонського державного аграрного університету (ХДАУ): держбюджетної теми  №26 «Оптимізація управління водно-сольовим режимом основних сільськогосподарських культур на фоні вертикального дренажу в південній частині Краснознам’янської зрошувальної системи», 1989-1992рр.; держбюджетної теми (№ державної реєстрації - 0104U007215)  «Розроблення і впровадження ресурсозберігаючих, екологічно-безпечних технологій підвищення продуктивності підтоплених внаслідок зрошення ландшафтів в Південному регіоні України», 2004-2005рр.; держбюджетної теми (№ державної реєстрації – 0107U011500)  «Розроблення сучасних систем зрошуваного землеробства з впровадженням енерго – та ресурсозберігаючих агротехнологій і хімічної меліорації земель», 2007-2008рр.

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягає в розробці заходів формування оптимального водно-сольового режиму темно-каштанових ґрунтів на фоні вертикального дренажу в сучасних умовах ресурсозбереження на Краснознам’янському зрошуваному масиві (КЗМ). 

У зв’язку з цим передбачалося вирішити такі завдання:

- вивчити сучасний стан проблем зрошення і родючості штучно дренованих вертикальним дренажем ґрунтів та розробити  шляхи їх вирішення;

- визначити оптимальну  вологість кореневмісного шару ґрунту у вегетаційний період пшениці озимої з урахуванням впливу близькозалягаючих підґрунтових вод в умовах роботи вертикального дренажу;

- оцінити фактори формування водно-сольового режиму зрошуваних земель при різних умовах використання зрошення і вертикального дренажу, їх вплив на темно-каштанові ґрунти та їх родючість;

- обґрунтувати параметри оптимального меліоративного режиму для умов зрошення на фоні вертикального дренажу і оцінити його економічну та екологічну ефективність;

- розробити рекомендації  виробництву для забезпечення формування оптимального водно – сольового режиму ґрунтів в Приморській слабо дренованій і безстічній зоні Краснознам’янського зрошуваного масиву.

Обєкт досліджень - процеси формування водно-сольового режиму темно-каштанових  ґрунтів на фоні вертикального дренажу в умовах КЗС.

Предмет досліджень – зрошувані темно-каштанові ґрунти, їх агро меліоративний стан, умови і фактори формування водно-сольового режиму.

Методи досліджень. Під час проведення досліджень застосовували польові та лабораторні методи досліджень, методи системного, дисперсійного, кореляційного аналізів та математичного моделювання (Доспєхов Б.А., Духовний В.А., Решеткіна Н.М., Айдаров І.П., Лисогоров С.Д., Ушкаренко В.О., Скрипніков А.Я., Базилевич Н.І., Панкова Є.І., Новікова Г.В., Балюк С.А., Тупіцин Б.А., Морозов В.В. та ін.).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов південно-західної частини КЗМ розроблено динамічну схему регулювання  водно-сольового режиму  для всієї активної зони волого - солеобміну за допомогою зрошення і вертикального дренажу; вдосконалено режим зрошення пшениці озимої з урахуванням слабо - та середньомінералізованих  близькозалягаючих підгрунтових вод (ПВ) і додатковою проточністю, яку створює вертикальний дренаж.  Вперше виконано оцінку зміни водно-сольового режиму тривало зрошуваних темно-каштанових ґрунтів  при різних умовах функціонування системи «зрошення – вертикальний дренаж». Набуло подальшого розвитку обґрунтування оптимального меліоративного режиму з урахуванням особливостей зміни грунтово-гідрогеологічного процесу в зоні досліджень.  

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень на практиці можуть бути базою інформаційних даних для прийняття управлінських рішень при розрахунку ресурсозберігаючих режимів зрошення сільськогосподарських культур, режимів роботи вертикального дренажу на територіях з близьким заляганням РПВ. Результати досліджень є важливими та необхідними для збереження родючості темно-каштанових ґрунтів та отримання гарантованих урожаїв сільськогосподарських культур і використовуються при реконструкції та експлуатації зрошувальних і дренажних систем на КЗМ. Розроблені рекомендації передані на впровадження в Держводгосп України, Херсонський облводгосп на площі 1200 га, Головне Управління агропромислового розвитку Херсонської облдержадміністрації, Каховську гідрогеолого - меліоративну експедицію, впроваджені у дослідних господарствах, використовуються в навчально - науковому процесі Херсонського ДАУ.

Особистий внесок здобувача. Експериментальні дослідження, аналітична робота, обробка та аналіз одержаних результатів досліджень, написання статей, дослідно - виробнича перевірка розроблених заходів виконані здобувачем особисто з науково-методичною допомогою наукового керівника.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень та основні положення дисертації доповідались на Міжнародних науково - практичних конференціях: «Оптимізація агроландшафтів: раціональне використання, рекультивація, охорона» (Дніпропетровськ, 2003), «Стан, проблеми зрошуваного землеробства та шляхи їх вирішення в сучасних умовах господарювання», «Актуальні питання розвитку земельної реформи в Україні» (Херсон, 2003, 2004), «Екологическое состояние природной среды и научно - практические аспекты современных мелиоративных технологий» (Рязань, 2004), «Екологія: проблеми адаптивно - ландшафтного землеробства» (Житомир, 2005); «Актуальні проблеми та перспективи розвитку водного господарства і меліорації земель», «Екологічно - збалансоване управління меліорованими ландшафтами», «Онтогенез – стан проблеми та перспективи вивчення рослин в культурних та природних ценозах» (Херсон, 2009 - 2010); «Сучасний стан та проблеми розвитку сільськогосподарських меліорацій» (Дніпропетровськ, 2010) на Міжнародних науково - методичних конференціях «Географічні інформаційні системи в аграрних університетах (GISAU)» (Херсон, 2006 - 2009), «Нормування водокористування в зрошуваному землеробстві» (Херсон, 2005 - 2009); на Всеукраїнській науково - практичній конференції «Проблеми та перспективи ведення землеробства в посушливій зоні Степу України» (Херсон, ІЗПР УААН, 2009);  на VII  та VIII з’їздах ґрунтознавців та агрохіміків України (Київ, 2006, Житомир, 2010) та ін.

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані у 23 статтях, із них 9 у наукових фахових виданнях та  14 в матеріалах і тезах доповідей конференцій, одержано 1 патент на винахід.

Структура і об’єм роботи. Дисертація складається із вступу, основної частини із 5 розділів, висновків, додатків та списку використаної літератури. Повний обсяг роботи 167 стор., в т.ч. у розділах основної частини 77 таблиць і 18 рисунків, у додатку знаходиться 42 таблиці, 10 рисунків та 3 довідки. Список використаних літературних джерел налічує 230 найменувань, в т.ч. іноземних 3.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У  вступі обґрунтована актуальність теми, визначені мета, завдання, об’єкт  і предмет досліджень, надана загальна характеристика дисертаційної роботи, розкрита особливість проведених досліджень, їх наукова новизна та практичне значення, відображені апробація і впровадження результатів досліджень.

У першому розділі «Теоретико-методологічне обґрунтування шляхів оптимізації водно-сольового режиму ґрунтів Південно-Західної частини Краснознам’янської зрошувальної системи в умовах зрошення на фоні вертикального дренажу» приведений аналітичний огляд  літературних джерел стосовно проблем, що виникають при зрошенні сільськогосподарських культур в складних гідрогеологічних і водогосподарських умовах сухої Степової зони, аналіз сучасного стану проблем зрошення і родючості ґрунтів південно - західної частини Херсонської області і КЗМ; питання вивченості формування меліоративного і водно - сольового режиму (ВСР); вимог пшениці озимої до умов навколишнього середовища; шляхи вирішення існуючих проблем.

Дослідження ВСР ґрунтів в складних гідрогеолого - меліоративних умовах в сухій степовій зоні при штучному дренуванні земель висвітлені в роботах вітчизняних і зарубіжних вчених: О.М.Костякова, С.Ф.Авер'янова, В.А. Ковди, Д.М. Каца, П.І. Коваленка, В.П. Золотуна, Г.В. Новікової, С.А. Балюка, Р.О. Баєра, Н.М. Решеткіної, В.А.Духовного, І.П. Айдарова, О.І. Голованова,  Н.І. Базилевич, Є.І. Панкової, С.Я. Бездніної, Б.А. Тупіцина, В.В. Морозова, О.П. Сафонової та ін. Науковому обґрунтуванню зрошення сільськогосподарських культур в сухій степовій зоні присвячені роботи В.Р. Вільямса, А.О. Ізмаїльського, А.А. Роде, С.Д. Лисогорова, В.О.Ушкаренка, А.О.Собка, А.О. Лимара,  В.І. Остапова,  І.Д.Філіп’єва, В.А. Писаренка, Д.Р. Йокича та ін., у т.ч. в зоні КЗМ Б.І. Лактіонова, Л.І. Кучугури-Кучеренко, Ю.А. Чирви, В.Я. Ладних та ін.; обґрунтуванню ефективної роботи вертикального дренажу присвячені роботи О.Я. Олійника, Н.М. Решеткіної, Х.І. Якубова, В.А. Духовного, Г.А. Чернодолі, І.М. Абрамова, І.М. Бурдіна, М.П. Рябцева та ін.  

На основі аналізу і узагальнення літературних джерел доведена необхідність проведення теоретичних та експериментальних досліджень з питань формування оптимального водно – сольового режиму  в зоні КЗМ в умовах ресурсозбереження на фоні вертикального дренажу.

У другому розділі  « Об’єкт, умови і методика досліджень» наведена характеристика дослідно - виробничих ділянок; природно - кліматичних умов КЗМ, як частини Південного Степу України, умови формування ВСР ґрунтів, встановлена типовість польового досліду; описані схеми, методи і методики польових, лабораторних досліджень та обробки даних.

Експериментальні дослідження проведені в умовах посушливого клімату південно - західної частини КЗС на дослідно - виробничій ділянці (ДВД), розташованій в польовій зрошуваній сівозміні  площею 981,0 га, на полі площею 95,8 га, в КСП «Приморський» та на ДВД обєкті - аналогу (ОА) - в СГК ім. Горького на ділянці площею 10 га в Голопристанському районі Херсонської області. Основна культура в зрошуваній сівозміні - пшениця озима. Дослідні ділянки характеризуються рівнинним рельєфом, ґрунтами легкосуглинкового гранулометричного  складу, що  сформувалися на четвертинних лесовидних еолово - делювіальних суглинках з неглибоким заляганням (2-3м) слабомінералізованих (1,5-3,0 г/дм3) ПВ. Гумусовий шар - 50-56 см, вміст гумусу в орному шарі  2,0 - 2,6 %. Вертикальний дренаж відкачує воду з дрібнозернистих пліоценових пісків (кф= 10-15 м/добу) з глибини 45 - 60 м. Поливи здійснювали дощувальною машиною ДДА-100МА.

Основний метод досліджень - багаторічний  польовий дослід в різних умовах функціонування КЗС. Схема досліджень є комплексом, який включає: рекогносцирувальну схему для встановлення оптимальної вологості ґрунту при зрошенні пшениці озимої; оптимізаційну - для встановлення оптимального меліоративного режиму з підтриманням вологості не нижче 70 % найменшої вологоємності (НВ) у шарі 0-50 см з урахуванням впливу ПВ на водоспоживання та просторово-часову для дослідження основних показників ВСР ґрунтів при зміні умов функціонування системи «зрошення - дренаж».  Меліоративний режим (МР) за визначенням О.І. Голованова (1990) є сукупністю вимог до регульованих факторів ґрунтоутворення і розвитку рослин. Рекогносцирувальна схема досліджень включала шість варіантів з різним рівнем вологості перед поливом: 50, 60, 70, 80 (% НВ) у шарі 0-50 см, 70 % НВ у шарі 0-70 см та контроль без зрошення; повторність чотириразова. Оптимізаційна схема включала чотири варіанти з різним МР, повторність триразова (табл. 1). Критерієм оптимальності МР обрано економічний, тобто мінімум витрат на отримання одиниці урожаю. Варіантами просторово - часової схеми досліджень були умови функціонування системи «зрошення - вертикальний дренаж» та МР, що забезпечуються при різних умовах її роботи.

Таблиця 1

Оптимізаційна схема досліду в умовах зрошення і  вертикального дренажу

Варіант меліоративного

режиму

Відстань від

дренажної

свердловини, м

Діапазон рівнів підґрунтових вод, м

Загальна засоленість

у шарі 0-100 см, %

напівавтоморфний – без зрошення (контроль)

200,0

2,7 -3,0

0,092

напівавтоморфний

200,0

2,7-3,0

0,122

напівгідроморфний

500,0

2,2-2,5

0,077

гідроморфний

800,0

1,7-2,0

0,164

Польові і лабораторні дослідження виконані відповідно до загальноприйнятих методик ( Доспєхов Б.А., 1967, 1985;  Авер’янов С.Ф., 1978; Решеткіна Н.М., Якубов Х.І., 1978; Веріго С.А., Разумова Л.О., 1963; Роде О.А.,1969;  Ушкаренко В.О., 1994;  Побережський Л.Н., 1977;  Аринушкіна Е.В., 1970;  Базилевич Н.І., Панкова Е.І., 1968, 1972;  Кац Д.М., 1967, 1978;  Майсурян М.О., 1970, Г.В. Новікова, 1979; Балюк С.А., 1989, 1998 та ін.). При обробці даних використані методи математичного моделювання, дисперсійного аналізу, кореляції та регресії (Доспєхов Б.А., 1967, 1985; Горянський М.М., 1970, Ушкаренко В.О., 1978; Ушкаренко В.О., Скрипніков О.Я., 1988 та ін.)

У третьому розділі  «Дослідження умов і факторів формування водно-сольового режиму темно - каштанових ґрунтів на фоні вертикального дренажу» наведені  результати досліджень умов і факторів формування водно - сольового режиму темно - каштанових ґрунтів на фоні вертикального дренажу; ресурсозберігаючого режиму зрошення та його впливу на урожайність пшениці озимої, охарактеризовані особливості роботи вертикального дренажу.

Динаміку показників формування водно - сольового режиму аналізували за трьома характерними етапами: I – 1989 - 1992 рр. (проектні умови); II – 2003 - 2005 рр. (а - умови обмежених ресурсів в нестабільних економічних умовах, б -  проектні умови); III – 2006 - 2010 рр. – етап дослідно - виробничої перевірки і впровадження результатів досліджень. Дослідженнями на КЗС охоплені роки з забезпеченістю річною сумою атмосферних опадів від 4,0 до 98,0 %. Кількість опадів поступово збільшувалась від 250 – 350 мм у 1989 – 1992 рр. до 350 – 550 мм у 2003 – 2005 рр., сумарне випаровування складало - 650 – 750 мм. Агрогідрологічні властивості ґрунтового покриву ДВД у КСП «Приморський» характеризуються усередненими для шару ґрунту (0 - 100 см) показниками: об’ємна маса (метод Качинського) – 1,51 г/см3, коефіцієнт зав’ядання ( метод Долгова) - 6,3 %, НВ - 17,7 %, визначена методом заливних майданчиків, визначення вологості ґрунту проводили термостатно - ваговим методом.

 Режим вологості ґрунтів залежить від кліматичних умов, режиму зрошення та впливу ПВ. У 1989-1990 рр. варіант 50 % НВ у шарі 0-50 см рекогносцирувальної схеми досліду не зрошувався. У варіанті зрошення 60 % НВ у шарі 0-50 см зрошувальна норма склала 1000 м3/га; у варіантах 70 та 80 % НВ у шарі 0-50 см - 1350 м3/га, а у варіанті 70 % НВ у шарі 0-70 см - 1610 м3/га. Для підтримання вологості ґрунту 70 % НВ у шарі 0-50 см згідно оптимізаційної схеми у всіх варіантах досліду знадобилося 3 вегетаційних поливи у фази трубкування і колосіння нормою 500 м3/га та у фазу молочної стиглості: у варіантах з напівавтоморфним, напівгідроморфним  та гідроморфним МР, відповідно: нормою 350, 330 та 300 м3/га. Економія зрошувальної води складала, відповідно у варіантах з напівгідроморфним та гідроморфним МР 20 - 50 м3/га.

Режим підґрунтових вод в 1989 - 1992 рр. характеризувався показниками: середньовегетаційний РПВ 1,7-3,0 м, мінералізація ПВ 1,9-2,6 г/дм3, тип хімічного складу ПВ гідрокарбонатно - сульфатний, натрієво - магнієвий, ступінь токсичності 91,35 - 95,33 %, серед токсичних солей переважали Mg SO4 (18,52-62,67), Mg (HCO3)2 (13,93-39,23), NaCl (8,71- 28,36 %). Встановлено, що зрошення на фоні вертикального дренажу спрямовує метаморфізм іонно-сольового складу ПВ в напрямку (HCO3SO4). З віддаленням дослідного варіанту від дренажної свердловини профілактичний вплив дренажу на ПВ і ґрунти зменшується. Впродовж 1989 - 2005 рр. режим ПВ змінився: РПВ знизився і стабілізувався на рівні 2,6-2,8 м, мінералізація ПВ знизилася з 1,9-2,6 до 1,4-1,8 г/дм3. Тип їх хімічного складу змінився з гідрокарбонатно - сульфатного, натрієво - магнієвого на сульфатно - гідрокарбонатний, натрієво - магнієвий, а ступінь токсичності знизився з (91,35 - 95,33) до (73,52 - 84,89 %). Серед токсичних солей переважали Mg (HCO3)2 (36,41 - 41,23) і Na2SO4 (15,86 - 23,57 %). На ДВД (ОА) у СГК ім. Горького основними показниками режиму ПВ були: середній РПВ 2,49 – 2,83 м, мінералізація ПВ 0,73 - 1,66 г/дм3, тип їх хімічного складу сульфатно - гідрокарбонатний кальцієво - магнієвий, ступінь токсичності 67,71 - 76,28 %. Серед токсичних солей переважали Mg(HCO3)2 (25,96 - 28,67), MgCl2 (19,17 - 21,45), Na2SO4 (9,10 - 16,85 %). У ПВ на ДВД у КСП «Приморський» порівняно з СГК ім. Горького більшим виявився вміст HCO3-  у 1,7 рази та Na++K+ у 3,7 рази і меншим - Ca2+ у 1,2 рази (табл. 2).

Таблиця 2

Іонний склад підґрунтових вод на дослідних стаціонарах Краснознам’янської зрошувальної системи впродовж другого етапу досліджень (2003 – 2005 рр.)

Варіант

меліоративного

режиму*

Вміст іонів, м-екв/дм3

Мінералізація

ПВ, г/дм3

HCO3-

Cl-

SO42-

Ca2+

Mg2+

Na +K+

КСП «Приморський»

НА-контроль

11,40

4,50

4,01

4,13

8,37

7,41

1,40

НА→НА

11,40

4,50

4,01

4,13

8,37

7,41

1,40

НГ→НА

10,86

6,38

6,69

3,13

12,88

7,86

1,60

Г→НА

12,30

6,25

7,47

5,38

12,37

8,27

1,78

Середнє

11,52

5,71

6,06

4,21

11,20

7,84

1,55

СГК ім. Горького

НА

5,4

3,63

1,86

2,50

5,63

2,76

0,73

НГ

7,90

7,50

10,73

7,50

16,50

2,13

1,66

Середнє

6,65

5,57

6,30

5,00

11,07

2,13

1,19

* - типи меліоративних режимів - НА – напівавтоморфний, НГ – напівгідроморфний,

Г – гідроморфний, НГ→НА – зміна МР з напівгідроморфного на напівавтоморфний.

Вплив зрошення на урожайність пшениці озимої. Найвищим ефектом

від зрошення вирізнявся варіант  з напівавтоморфним МР, з коефіцієнтом ефективності зрошення 60,0  м3/ц, урожайністю 5,10 т/га.  Із ПВ надійшло від 291 м3/га у варіанті з гідроморфним МР до 483 м3/га у варіанті з напівавтоморфним МР. У зрошуваних варіантах розвиток пшениці озимої від фази виходу в трубку до повної стиглості зерна триває за фазами на 1-3 дні довше, ніж у незрошуваних. Висота рослин у зрошуваних варіантах у фазу повної стиглості становила 87 - 94 см, а у контролі (без зрошення) – була меншою на 10 – 16 см. З підняттям нижньої межі вологості ґрунту зростала кущистість та маса 1000 зерен. Гідроморфний МР скорочує тривалість фаз розвитку пшениці озимої  на 1-2 дні, зменшує висоту рослин на 5- 6 см, кущистість та масу 1000 зерен. У рослин варіантів з напівавтоморфним та напівгідроморфним МР продуктивна кущистість склала 2,8; а у варіантах з гідроморфним МР  та напівавтоморфним - без зрошення (контроль) - 2,4.

Максимальну урожайність зерна пшениці озимої (6,28 т/га) отримано у варіанті зрошення 70 % НВ у шарі ґрунту 0-70 см. У оптимізаційній схемі досліджень варіант з напівавтоморфним МР забезпечив найвищу урожайність пшениці озимої 4,86 - 5,33 ц/га, з напівгідроморфним МР - задовільну - 4,32 - 4,42 т/га, а з гідроморфним МР - найнижчу урожайність 3,18 - 3,86 т/га  (табл.3).

Таблиця 3

Вплив зрошення при різних меліоративних режимах на урожайність пшениці озимої у 1991-1992 рр.

Варіант меліоративного режиму

Кількістьполивів,

шт

Зрошу-

вальна

норма, м3/га

Урожайність зерна

пшениці озимої, т/га

1991 р.

1992 р.

Середнє

напівавтоморфний –

без зрошення (контроль)

-

-

2,71

2,97

2,84

напівавтоморфний

3

1350

4,86

5,33

5,10

напівгідроморфний

3

1330

4,32

4,42

4,37

гідроморфний

3

1300

3,18

3,86

3,52

НІР0,5, т/га

0,67

0,23

-

Режим водовідведення. Вертикальний дренаж на ДВД у КСП «Приморський» в 1989 - 1992 рр. працював у проектному режимі, забезпечуючи відкачку від 400 до 700 тис.м3 дренажної води (ДВ) на рік, водовідведення за вегетаційний період пшениці озимої 600 - 1150 м3/га, модуль дренажного стоку 0,025 - 0,045 л/с з 1 га, при середньому РПВ 2,04 - 2,50 м. ДВ за типом хімічного складу -  сульфатно - хлоридні, магнієво - натрієві з мінералізацією 10,65 - 35,57 г/дм3. В 2003-2005 рр. дренаж не працював. Виявлено і статистично доведено, що при зростанні мінералізації ДВ збільшується, в першу чергу, хлоридність, а потім сульфатність катіонів Na+, Mg2+ і Ca2+.

На ДВД (ОА) у СГК ім. Горького в 2003 - 2005 рр. вертикальний дренаж працював у проектному режимі, забезпечуючи водовідведення 1400 - 4200 м3/га, модуль дренажного стоку, відповідно: 0,044 та 0,134 л/с з 1 га. ДВ за типом хімічного складу сульфатно - гідрокарбонатні, кальцієво - магнієві з мінералізацією 0,34 - 0,88 г/дм3. Виявлено і статистично доведено, що зі зростанням мінералізації ДВ в них підвищується, в першу чергу, гідрокарбонатність, а потім сульфатність катіонів Ca2+, Mg2+ і  Na+.

Радіус впливу однієї свердловини 750 – 1000 м, площа дренування - 180 - 320 га. З віддаленням від свердловини МР ґрунтів змінюється з напівавтоморфного до гідроморфного. Зона напівавтоморфного МР складає 10 -  20 га, напівгідроморфного  40 – 140 га, гідроморфного  70 - 160 га.

Динаміка хімічного складу зрошувальної води. Комплексна іригаційна оцінка води КЗС  впродовж років досліджень показує, що вона, в основному, може використовуватись для зрошення без обмеження, але при довготривалому її використанні існує небезпека осолонцювання ґрунтів. Мінералізація зрошувальної води в 1989 - 2005 рр. була сталою 0,40 - 0,45 г/дм3. На початку досліджень тип її хімічного складу був хлоридно - гідрокарбонатний, кальцієво - натрієвий. За 17 років під впливом зменшення скидів ДВ в магістральний канал він змінився на сульфатно - гідрокарбонатний, магнієво - кальцієвий.

Додатковим джерелом зволоження на КЗС є близькозалягаючі (1,5 - 3,0 м) слабомінералізовані (1,0 - 3,0 г/дм3) ПВ, іригаційна оцінка яких показує, що використання лише ПВ для зрошення призведе до осолонцювання ґрунтів та токсичного впливу на рослини. Але в двосторонній взаємодії із зрошувальною водою, виходячи із експериментально отриманих даних, ПВ можна використовувати, як додаткове джерело зволоження ґрунту.

Водний баланс (ВБ) на ДВД у КСП «Приморський» в 1989 - 1992 рр. був дефіцитним, як за  рік, так і у вегетаційний та невегетаційний періоди, а різниця між прибутковою і витратною частинами ВБ становила, відповідно: - 218,6 ; - 204,3 та - 14,3 мм. В 2003-2005 рр. у вегетаційний період дефіцит вологи складав 171 мм, а у невегетаційний опади перевищували випаровування на 97 мм. Випаровування стабільне, як за рік 660-675 мм, так і у вегетаційний  та не вегетаційний періоди, відповідно: 530 - 540 та 130-135 мм. На ДВД (ОА) у СГК ім. Горького в 2003-2005 рр. порівняно з ДВД у КСП «Приморський»,  зрошувальні норми були більшими у 2,5 рази (табл. 4). Постійний дефіцит вологи на ДВД у КСП «Приморський» створював умови для розвитку вторинного засолення і осолонцювання ґрунтів та зниження урожайності, а на ДВД (ОА) у СГК ім. Горького можливість такої загрози була мінімальною.

Таблиця 4

Елементи водного балансу (мм) за періодами досліджень на дослідно-виробничих ділянках Краснознам’янського зрошуваного масиву

Дослідно-

виробнича

ділянка

Період

Атмос-

ферні

опади

Зрошу-

вальна

вода

Сумарне випарову

вання

Різниця

± ∆

КСП «Примор-

ський»

1989-1992 рр.

Н*

116,4

-

130,7

-14,3

В*

145,2

193,0

542,5

-204,3

Рік

261,6

193,0

673,2

-218,6

2003-

2005рр.

Н

229,0

-

132,0

+97,0

В

258,8

100,0

529,3

-171,0

Рік

487,8

100,0

661,3

-73,5

СГК ім. Горького

2003-

2005рр.

Н

229,0

-

132,0

+97,0

В

258,8

250,0

529,3

-20,5

Рік

487,8

250,0

661,3

+76,5

* - Н - невегетаційний період, В – вегетаційний період.

Ресурсозберігаючий режим зрошення пшениці озимої при близьких РПВ забезпечується підтриманням вологості ґрунту у шарі 0 – 50 см не нижче 70 % НВ при напівгідроморфному МР. При ньому забезпечується урожайність 4,3 – 4,5 т/га, економія зрошувальної води 20 – 50 м3/га за рахунок використання ПВ для зволоження кореневмісного шару ґрунту.

У четвертому розділі  «Аналіз і узагальнення результатів досліджень формування водно - сольового режиму темно - каштанових ґрунтів» наведені результати досліджень сольового режиму ґрунтів у різних умовах його формування; вплив ВСР на урожайність сільськогосподарських культур.

Дослідження сольового режиму темно-каштанових ґрунтів на ДВД у КСП «Приморський» показали, що відсутність функціонуючого дренажу прискорює процес їх вторинного засолення і осолонцювання навіть при напівавтоморфному  МР. Особливо це проявляється у шарі 100-200 см, на який найбільше впливають ПВ.

 

Рис. 1. Зміна засоленості та іонного складу ґрунту на ДВД у КСП «Приморський» за період 1990-2003 рр. у різних варіантах меліоративного режиму: А – напівавтоморфний без зрошення (контроль), Б – зміна напівавтоморфного на напівавтоморфний без дренажу, В –

зміна напівгідроморфного на напівавтоморфний без дренажу, Г – зміна гідроморфного на напівавтоморфний без дренажу. 

Показники загальної засоленості: у шарі 0 - 100 см 0,061 - 0,188 %, у шарі 100 - 200 см - 0,084 - 0,218 % при ГДК = 0,2 % (рис.1); токсичної засоленості: у шарі 0 - 100 см - 0,042 - 0,130 %, у шарі 100 - 200 см – 0,072 - 0,192 % при ГДК = 0,1 %;  осолонцювання: у шарі 0 - 100 см –0,22 –1,52; –0,24 – 1,70; у шарі 100 - 200 см – 0,36 – 3,70; – 0,33 – 3,18  при ГДК: = 0,5 – 0,7; = 0,4 – 0,6.

Виявлена і статистично доведена закономірність, що зі зростанням загальної засоленості ґрунту посилюється, в першу чергу, сульфатність катіонів (Ca2+, Na++K+, Mg2+), а в другу – їх гідрокарбонатність (Ca2+, Mg2+, Na++K+). Розроблений прогноз засоленості ґрунту показує, що у 2012 р. у шарі 0 - 50 см у варіантах зі зміною МР з напівавтоморфного і гідроморфного на фоні вертикального дренажу на напівавтоморфний без дренажу очікується зниження засоленості, відповідно: до 0,058 та 0,066 %. У варіанті зі зміною МР з напівгідроморфного на напівавтоморфний без дренажу і у контролі (без зрошення) - її підвищення, відповідно: до 0,094  і 0,106 %. У шарі ґрунту 0 - 100 см у варіантах  з початковим напівавтоморфним і гідроморфним МР засоленість знизиться, відповідно: до 0,048 та 0,108 %, у варіанті з початковим напівгідроморфним МР підвищиться до 0,109 %, а у контролі (без зрошення) буде стабільною -  0,090 %. При зміні умов функціонування системи «зрошення - вертикальний дренаж» від проектних (1989-1992 рр.) до сучасних умов обмежених ресурсів в процесі еволюції грунтово - гідрогеологічного процесу метаморфізм ґрунтів зони аерації зміщується в напрямку SO4HCO3.

 Аналіз динаміки вмісту токсичних солей.  У 1990 р. у всіх варіантах досліду на ДВД у КСП «Приморський» токсична засоленість у шарі 0 - 100 см складала 0,027 - 0,086 %; серед токсичних солей переважали Na2SO4 і MgCl2, з вмістом, відповідно: 18,75 - 41,50  та 10,00 - 13,25 %; ступінь токсичності, відповідно: 33,75 - 58,5 %. У 2003 р. під впливом вибіркового зрошення і не працюючого вертикального дренажу МР у всіх варіантах досліду змінився на напівавтоморфний в умовах без дренажу. Це призвело до підвищення токсичної засоленості ґрунту до 0,051 - 0,130 %, за винятком варіанту з початковим напівавтоморфним МР, де відбулося її зниження з 0,058 до 0,042 %. Ступінь токсичності ґрунту підвищився у всіх варіантах. Серед токсичних солей переважали Na2SO4 і MgCl2, вміст Na2SO4 збільшився у зрошуваних варіантах до 41,18 – 52,77 %, а у контролі залишився стабільним – 36,0 %, вміст MgCl2  збільшився у всіх варіантах до 13,23 – 19,79 % від суми солей. У шарі ґрунту 100 - 200 см у всіх варіантах серед токсичних солей проявляється NaCl - 11,01 – 18,37 %, у зрошуваних варіантах - Mg(HCO3)2 –12,75 – 21,43 %, а у варіантах з початковим напівгідроморфним і гідроморфним МР – NaHCO3 - 17,9-18,8 %. Прогноз токсичних солей до 2012 р. показує, що  у шарі ґрунту 0 - 100 см очікується зниження їх вмісту у варіантах  з початковим напівавтоморфним  і  гідроморфним МР, відповідно до: 0,038 та 0,072 %, а з початковим напівгідроморфним МР - збільшення до 0,077 %.

Дослідження сольового режиму темно - каштанового ґрунту на ДВД (ОА)  у СГК ім. Горького. Встановлено, що при проектних умовах роботи системи «зрошення - вертикальний дренаж» в 2003 - 2005 рр. на ДВД (ОА) забезпечувалися МР від напівавтоморфного до гідроморфного  та  профілактичний вплив на ВСР ґрунтів зони аерації, підтримуючи основні його показники значно нижче ГДК. Тип хімічного складу ґрунту змінюється з сульфатно - хлоридного на хлоридно – сульфатний (рис. 2). 

Рис.2. Динаміка засоленості та іонного складу ґрунту на ДВД (ОА) у СГК ім. Горького (2003-2005рр.) у різних варіантах меліоративного режиму: А – напівавтоморфний,

Б – напівгідроморфний.

Виявлена і статистично доведена закономірність посилення, в першу чергу, гідрокарбонатності катіонів (Ca2+, Mg2+, Na++K+), в другу – їх сульфатності (Ca2+, Na++K+, Mg2+) зі зростанням загальної засоленості ґрунту. Виконаний прогноз показує, що у 2012 р. у варіантах з напівавтоморфним та напівгідроморфним МР загальна засоленість ґрунту у шарі 0 - 100 см підвищиться, відповідно: з 0,083 до 0,088  та з 0,084 до 0,128 %; і у шарі 100 - 200 см - : з 0,102 до 0,126  та з 0,093 до 0,100 %, що не перевищуватиме ГДК (0,2 %). Токсична засоленість у шарі 0 - 100 см, відповідно: залишиться сталою - 0,055  та знизиться з 0,050 до 0,037 %, а у шарі 100 - 200 см, відповідно: підвищиться з 0,079 до 0,110  та знизиться з 0,067 до 0,059 %. При стабільній роботі системи «зрошення – вертикальний дренаж» - метаморфізм ґрунтів зони аерації зміщується у напрямку HCO3 SO4Cl.

Оптимальний МР в зоні досліджень підтримується при: РПВ у вегетаційний період 2,2 – 2,5 м, у невегетаційний – 1,6 – 1,8 м,  водоподачі – 1900 – 2000 м3/га, водовідведенні за вегетаційний період 700 – 900, за невегетаційний – 200 – 300 м3/га. Підтримання цих параметрів забезпечується

ресурсозберігаючим режимом зрошення на фоні вертикального дренажу.

У п’ятому розділі  «Економічна ефективність впровадження результатів досліджень» сформульовані основні принципи оптимізації ВСР ґрунтів в зоні КЗМ, серед яких: комплексний підхід з точки зору мінімуму економічних витрат на отримання одиниці урожаю; підґрунтові води, як додаткове джерело зрошення; комплексне використання водних  ресурсів; постійний контроль і профілактика еколого – меліоративного стану ґрунтів; оптимізація ВСР це технологія, яка включає найкращі наукові і технічні розробки; управління ВСР з оборотним зв’язком; ландшафтний підхід у використанні водних і земельних ресурсів.

Важливим показником оцінки МР є його економічна ефективність. Оптимальним в зоні досліджень  є варіант  з напівгідроморфним МР (РПВ = 2,2 - 2,5 м), який забезпечує урожайність пшениці озимої - 4,3 - 4,5 т/га, при високій прибутковості зрошуваного гектару – 2984,40 грн/га і мінімальній собівартості одиниці урожаю - 117,0 грн/т з 1 га. Економія зрошувальної води за рахунок використання ПВ у цьому варіанті становить 20 – 50 м3/га.

ВИСНОВКИ

1. На Краснознам’янському масиві під впливом багаторічного зрошення сформувався гідрогеолого - меліоративний стан земель,  що характеризується РПВ від 1,5 до 3,0 м, типом хімічного складу ПВ: гідрокарбонатно-хлоридним магнієво-натрієвим та сульфатно-гідрокарбонатним кальцієво-магнієвим, загальною засоленістю ґрунтів у шарі 0 - 100 см - 0,061 -  0, 181 %, токсичною - 0,027 - 0,130 %.  Актуальними проблемами МР є дефіцит якісної поливної води, вторинне засолення і осолонцювання ґрунтів та їх подальша деградація.

2. Основним фактором одержання високих врожаїв сільськогосподарських культур є зрошення на фоні вертикального дренажу. Сучасний еколого - меліоративний стан зрошуваних  тривалий час темно-каштанових ґрунтів характеризується зміною промивного режиму зрошення на непромивний за рахунок зниження промивної норми з 15 - 20  до 5 – 0 % і зміною режиму роботи вертикального дренажу від ефективної роботи в проектному режимі до практично не працюючого стану. В сучасних умовах в зоні досліджень відсутній науково - обґрунтований режим роботи зрошення і дренажу.

3. Основними принципами подальшого розвитку зрошення в зоні КЗМ є ресурсо - та енергозбереження, охорона навколишнього середовища, в першу чергу, ґрунтів у різні періоди розвитку і еволюції грунтово - гідрогеологічного процесу та штучного дренування земель.

4. Дослідженнями встановлено, що можливими типами МР, які забезпечують необхідний еколого - меліоративний стан і родючість ґрунтів в зоні КЗМ є: автоморфний, напівавтоморфний, напівгідроморфний та гідроморфний. Зрошення на фоні вертикального дренажу здатне забезпечити формування всіх можливих типів МР. Для забезпечення напівгідроморфного і гідроморфного МР достатньо фону, який створює горизонтальний дренаж.

5. Оптимальна вологість ґрунту в ресурсозберігаючих режимах зрошення досягається подачею поливної води з одночасним підживленням кореневої системи рослин слабо - і середньо - мінералізованими (1,0 – 3,0 г/дм3) ПВ сульфатно-гідрокарбонатного, кальцієво-магнієвого типу хімічного складу,  при регулюванні їх дискретно працюючим вертикальним дренажем.

6. Для основної культури регіону - пшениці озимої оптимальні умови розвитку забезпечуються напівгідроморфним МР з підтриманням вологості ґрунту у шарі 0 - 50см в межах 0,70 – 1,0 НВ у вегетаційний період  та  середньовегетаційним  РПВ в межах 2,2 – 2,5 м. Підйом РПВ до 2,0 - 1,7 м і вище створює небезпеку вторинного засолення та осолонцювання ґрунтів з боку капілярної кайми; зниження РПВ до 2,7 - 3,0 м призводить до збільшення витрат на отримання одиниці продукції.

7. Якість зрошувальної води, як фактор впливу на сольовий режим ґрунтів, впродовж багаторічного періоду (10 - 20 років) залишилася сталою: мінералізація в межах 0,40 - 0,45 г/дм3, але тип хімічного складу її змінюється під впливом зменшення скидів дренажних вод з хлоридно-гідрокарбонатного, кальцієво-натрієвого на сульфатно-гідрокарбонатний, магнієво-кальцієвий.

8. Водно-сольовий режим темно-каштанових грунтів при стабілізації рівнів ПВ на глибині 1,7 - 2,0 м на фоні вертикального дренажу характеризується умовами повільного опріснення ПВ впродовж 10 - 20 років з 1,9-2,6 до 1,4-1,8 г/дм3. Це призводить до зміни гідроморфних умов грунтотворення на напівгідроморфні, а в подальшому, на напівавтоморфні. Стабільне зрошення на фоні  вертикального дренажу забезпечує в багаторічному розрізі підтримання  засоленості ґрунту в оптимальному діапазоні, в шарах: 0 – 50 (0,070-0,090 %),

 0  - 100 (0,075-0,096 %) і 100 - 200см (0,075-0,110%).

9.  Зниження мінералізації ПВ з 1,9-2,6 до 1,4-1,8 г/дм3 та зміна типу хімічного складу з гідрокарбонатно-сульфатного натрієво-магнієвого на сульфатно-гідрокарбонатний кальцієво-магнієвий дозволяє використовувати їх при РПВ 2,2 - 2,5 м у вегетаційний період як додаткове джерело зволоження кореневмісного шару ґрунту і підґрунтя та економити 80 - 150 м3/га поливної води залежно від типу МР.

10. Ефективна робота вертикального дренажу забезпечується параметрами: модуль дренажного стоку у вегетаційний період 0,025 – 0,045 л/с з 1 га, у не вегетаційний - 0,010 - 0,020 л/с з 1 га, середньовегетаційний РПВ 2,2 - 2,5 м, середньоневегетаційний РПВ - 1,7-2,0 м, водовідведення у вегетаційний період - 800 м3/га, у не вегетаційний – 250 м3/га, за рік 950 -1150 м3/га.

11. За ефективної роботи вертикального дренажу, коли умови розвитку грунтотворного процесу знаходяться на стадії переходу з гідроморфних у напівгідроморфні та напівавтоморфні, ступінь впливу ПВ на водно-сольовий режим грунту і підгрунтя (0 - 200см) значно нижчий ніж при не функціонуючому впродовж значного періоду дренажу, коли умови розвитку грунтотворного процесу знаходяться на стадії переходу з напівавтоморфних до напівгідроморфних та гідроморфних.

12. Під впливом багаторічного зрошення темно-каштанових ґрунтів в умовах ефективно працюючого вертикального дренажу не спостерігається підвищення суми токсичних солей вище порогу токсичності (0,1 %) у шарах ґрунту 0 - 100 та 100 - 200 см. Зниження загальної засоленості ґрунту в шарах 0-100 та 100-200 см, відповідно: з 0,19 - 0,10 до 0,080 % та з 0,20 - 0,15 до 0,10 % відбувається за рахунок зменшення сульфатності основних катіонів (Ca2+, Mg2+. і Na+ + K+).  В умовах не функціонуючого вертикального дренажу навіть при РПВ в межах 2-3 м спостерігається розвиток процесу осолонцювання ґрунту у шарі 100 - 200 см з боку підґрунтових вод.

13. Оптимальний МР темно-каштанових ґрунтів в умовах слабодренованих і безстокових агроландшафтів Приморської посушливої зони КЗМ забезпечується показниками грунтотворення: мінералізація зрошувальної води до  0,5 - 0,7 г/дм3, тип її хімічного складу - сульфатно-гідрокарбонатний магнієво-кальцієвий;  зрошувальна норма (для пшениці озимої) – 1900 - 2000 м3/га, середньовегетаційний РПВ  – 2,0 - 2,4 м, середньоневегетаційний РПВ -1,8 - 1,6 м, загальна засоленість ґрунту шару 0 - 100 см при хлоридно-сульфатному типі засолення – до 0,1-0,15 %. Параметри роботи вертикального дренажу: модуль дренажного стоку - 0,025-0,045 л/с з 1 га; водовідведення за вегетаційний період - 800 м3/га, за не вегетаційний - 250 м3/га,  за рік 950 – 1150 м3/га, коефіцієнт водовідведення до 20 - 25 %, дія дренажної свердловини розповсюджується на 180 – 320 га.

14. Варіант зрошення пшениці озимої за схемою 70 % НВ у шарі 0-50см на фоні вертикального дренажу, з напівгідроморфним МР   є оптимальним за мінімальними витратами на управління системою «зрошення – дренаж», мінімальними збитками від деградації ґрунтів та забезпеченням сприятливого ВСР. Він забезпечує проектну урожайність в межах 4,3 - 4,5 т/га, при високій

прибутковості зрошуваного гектару – 2900 - 3000 грн., і з найменшою собівартістю одиниці урожаю 117,0 грн/т з 1га.

15. В процесі реконструкції існуючого і будівництва нового зрошення на КЗМ необхідно розробити нові схеми дренажу і відведення ДВ з урахуванням сучасних еколого - економічних умов і розроблених принципів формування оптимального водно - сольового режиму ґрунтів. При виборі типу дренажу слід віддавати перевагу самопливному горизонтальному дренажу при відповідному техніко – економічному обґрунтуванні і адаптації його до гідрогеологічних і господарських умов. В Причорноморській зоні, де абсолютні висоти не дозволяють застосувати цей тип дренажу, а також для захисту населених пунктів від підтоплення і в інших проблемних місцях КЗМ необхідно відновити роботу вертикального дренажу з врахуванням вимог ресурсозбереження.

Рекомендації виробництву. Відповідно до комплексу еколого - меліоративних заходів, що забезпечує формування оптимального ВСР ґрунтів, для умов КЗС рекомендується застосувати такі підходи: 1 - режим зрошення - підтримання вологості  ґрунту у шарi 0 - 50 см не нижче 70 % НВ, використання слабомiнералiзованих ПВ (1,5-3,0 г/дм3), як додаткового джерела вологи для рослин пшениці озимої  у фазу колосіння до 80 - 150 м3/га;

2 -  режим роботи вертикального дренажу - підтримання РПВ у вегетаційний період в межах 2,2 - 2,5 м, забезпечуючи напівгідроморфний МР, в не вегетаційний - 1,6 - 1,8 м. За допомогою періодичної його роботи необхідно в середньому відводити за вегетаційний період  700 - 900    м3/га дренажних та підземних вод, за не вегетаційний - 200 - 300 м3/га, за рік - 900 - 1200 м3/га.

3 - застосування короткоротаційних профілактичних сівозмін спрямованої дії з введенням до їх складу культур – фітомеліорантів (наприклад, люцерни) проти високого РПВ, осолонцювання і вторинного засолення ґрунтів зони аерації та варіювання за необхідністю структурою посівних площ. Для поліпшення агроекологічного стану ґрунтів рекомендується впроваджувати 6 – ти пільні спеціальні профілактичні сівозміни з такою структурою посівних площ:  а) польової: 1. пшениця озима + літня сівба люцерни; 2. люцерна; 3. люцерна; 4. пшениця озима + кукурудза з/к; 5. пшениця озима; 6. кукурудза на силос, томати. б) овочевої: 1. пшениця озима + літня сівба люцерни; 2. люцерна; 3. люцерна; 4. картопля, томати; 5. столові буряки, капуста; 6. цибуля, часник, кавуни.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Статті у фахових виданнях

1. Ладичук Д.О. Особливості водно – сольового режиму ґрунтів в нових умовах господарювання / Д. О. Ладичук,  О.І. Булигін  // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. – 2003. – вип. 27. (спеціальний). – С. 236-238. (Експериментальна частина, обробка даних).

2. Морозов В.В. Оцінка сольового режиму ґрунтів Краснознам’янського зрошуваного масиву в умовах земельної реформи / В.В. Морозов, Д.О. Ладичук, О.І. Булигін // Таврійський науковий вісник. - Херсон: Айлант. - 2004. - Вип. 31. (спеціальний) - С. 204-206. ( Проведення досліджень, обробка даних, аналіз і висновки ).

3. Булигін О.І. Особливості режиму зрошення озимої пшениці в нових умовах господарювання / О.І. Булигін  // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. - 2004. - Вип. 32. - С.146-149.

4. Морозов В.В. Джерела зрошувальної води та їх роль в нормуванні водокористування на підтоплених територіях півдня України / В.В. Морозов,  Д.О.  Ладичук,  О.І. Булигін  // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. – 2005. – вип. 41 - С. 98-101. (Проведення досліджень і аналіз отриманих результатів).

5. Ладичук Д.О. Спосіб забезпечення необхідного водно - теплового режиму ґрунтів / Д.О. Ладичук, О.І. Булигін  // Таврійський науковий вісник. - Херсон: Айлант. - 2005.- Вип. 42. - С. 144-147. ( Збір і обробка метеоданих, розробка нагрівача).

6. Ладичук Д.О. Технології забезпечення оптимального водно - сольового та водно - теплового режимів ґрунтів в умовах підтоплених агроландшафтів / Д.О. Ладичук, О.І. Булигін  // Таврійський науковий вісник. - Херсон: Айлант. - 2007.- Вип. 49. - С. 85-90. ( Узагальнення результатів досліджень, розробка технології).

7.  Ладичук Д.О. Сучасний стан зрошуваних ґрунтів Приморської низини Херсонської області / Д.О. Ладичук, О.І. Булигін, А. В. Махновець // Агрохімія і ґрунтознавство: міжвід. темат. наук. зб. Книга друга. Спеціальний випуск до VIII з’їзду УТГА у м. Житомир. – Житомир: ПП «Рута», 2010. -  С. 270-272. (Аналіз і узагальнення результатів досліджень).

8. Морозов В.В. Еволюція меліоративного режиму темно – каштанових ґрунтів в умовах Причорноморської рівнини сухого Степу України / В.В. Морозов, О.І. Булигін, Д.О. Ладичук // Агрохімія і ґрунтознавство: міжвід. темат. наук. зб. Книга друга. Спеціальний випуск до VIII з’їзду УТГА у м. Житомир. – Житомир: ПП «Рута», 2010. -  С. 289-294. ( Узагальнення результатів досліджень, розробка рекомендацій виробництву).

9. Морозов В.В. Формування оптимального водно – сольового режиму темно – каштанових ґрунтів на фоні вертикального дренажу в умовах південно – західної частини Краснознам’янської зрошувальної системи / В.В. Морозов, О.І. Булигін, Д.О. Ладичук // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. – 2010. – вип. 71. – С. 92-104. (Узагальнення результатів досліджень, формування висновків і рекомендацій виробництву).  

Наукові видання, брошури, матеріали, тези доповідей, патенти

1. Морозов В. Особливості управління водно - сольовим режимом агроландшафтів на фоні вертикального дренажу / В. Морозов, Д. Ладичук, О. Булигін  // Матер. Міжнар. наук. - практ. конф. [«Оптимізація агроландшафтів: раціональне використання, рекультивація, охорона»] ( 2 – 4 червня 2003 р.). - Дніпропетровськ:  ДДАУ, - 2003.- С. 70-72.

2. Морозов В.В. Особливості режиму зрошення озимої пшениці в нових умовах господарювання / В.В. Морозов,  Д.О. Ладичук, О.І. Булигін // Мат. Міжнар. наук.- практ. конф. присв. 100 - річчю від дня нар. д.т.н., проф. Шапошникова Д.Г. [«Еколого-економічні проблеми водогосподарського та будівельного комплексу півдня України»] (3 – 4 вересня 2003 р.). - Науковий вісник БГМФ - 1: Збірник статей. - Херсон: Айлант. - 2003. - С. 68-70.

3. Морозов В.В. Мелиоративные технологии повышения экологической устойчивости агроландшафтов в зоне Краснознаменского орошаемого массива / В.В. Морозов,  Д.А. Ладычук, А.И. Булыгин    // Сб. науч. тр. Мещерский филиал ГНУ ВНИГиМ им. А.Н. Костякова [«Экологическое состояние природной среды и научно - практические аспекты современных мелиоративных технологий»]. ; под общ. ред. Ю.А.Мажайского. - Рязань, 2004. - С. 423-424.

4. Морозов В.В.  Принципи адаптивно - ландшафтного зрошуваного землеробства в південному степу України / В.В. Морозов, Д.О. Ладичук, О.І. Булигін // Доп. уч. Міжнар. наук. конф. [«Екологія: проблеми адаптивно-ландшафтного землеробства»] (16 – 18 червня 2005р). -  Житомир: ДАЕУ. - 2005. - С. 55-59.

5. Ладичук Д.О. Зміна ґрунтотворного процесу у темно – каштанових грунтах під впливом додаткових джерел зрошення / Д.О. Ладичук, О.І. Булигін // Агрохімія і ґрунтознавство: міжвідомчий тематичний науковий збірник. Книга друга. Спеціальний випуск до VII з’їзду УТГА у м. Київ. – Харків: КП «Друкарня №13», 2006. – С. 258-260.

6. Морозов В.В. Еколого - меліоративний підхід в нормуванні і регулюванні водокористування в складних гідрогеолого - меліоративних умовах Краснознам’янського зрошуваного масиву / В.В. Морозов,  Д.О. Ладичук, О.І. Булигін  // Мат. 2-ої Міжнар.наук.- метод. конф. [«Географічні інформаційні системи в аграрних університетах (GISAU)»] (21 – 22 травня 2007 р.). - Херсон: Айлант. - 2007. - С. 304-306.

7. Стратегія економічного та соціального розвитку Херсонської області до 2015року / [В.В. Морозов, Д.О. Ладичук, О.І. Булигін та ін.]. – Херсон. – 2009. – С. 259-260.

8. Морозов В.В. Вплив зрошення на сольовий режим темно – каштанових ґрунтів Краснознам’янського зрошуваного масиву // В.В. Морозов, Д.О. Ладичук, О.І. Булигін // Зб. матер. Всеукр. наук. – практ. конф.[«Проблеми та перспективи розвитку ведення землеробства в посушливій зоні Степу України»] (16 – 18 червня 2009 р., ІЗПР УААН сел. Наддніпрянське, м. Херсон). – Херсон. – 2009. – С. 20-24.

9. Булигін О.І. Оптимізація водно – сольового режиму темно – каштанових грунтів на фоні вертикального дренажу в умовах Краснознам’янської зрошувальної системи / О.І. Булигін // зб. матер. Міжнар. наук. – практ. конф. [« Актуальні проблеми та перспективи розвитку водного господарства і меліорації земель»] ( 26 – 29 серпня 2009 р.). – Херсон: РВЦ ХДАУ «Колос», 2009. – С. 32-35.

10. Морозов В.В. Формування оптимальних умов онтогенезу озимої пшениці на темно – каштанових ґрунтах Краснознам’янського масиву / В.В. Морозов, О.І. Булигін, Д.О. Ладичук // Матер. доп. Міжнар. наук. конф.[«Онтогенез – стан, проблеми та перспективи вивчення рослин в культурних та природних ценозах»] (18 – 20 червня 2010 р., ХДАУ, м. Херсон). – Херсон: Айлант. – 2010. – С. 79-91.

11. Булигін О.І. Формування водно – сольового режиму темно – каштанових ґрунтів в умовах енерго – та ресурсозбереження на землях Краснознам’янської зрошувальної системи / О.І. Булигін // Матер. між нар. наук. – практ. конф.[«Сучасний стан та проблеми розвитку сільськогосподарських меліорацій»]  (29 – 30 листопада 2010 р.). –  Дніпропетровськ, ДДАУ, 2010. –  С. 16-17.

12. Патент на винахід №72710, (19) UA (11) 72710 (13) C2. Нагрівач / Ладичук Д.О., Булигін О.І. ( Україна). - Опубл. 15. 03. 2007, Бюл. №3, 2007 р.

АНОТАЦІЯ

Булигін О.І. Формування оптимального водно-сольового режиму темно-каштанових ґрунтів на фоні вертикального дренажу в умовах Краснознам’янської зрошувальної системи. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 – сільськогосподарські меліорації. – Державний вищий навчальний заклад «Херсонський державний аграрний університет». –Херсон, 2011 р.

У дисертації наведено результати багаторічних досліджень (1989–2009 рр.) формування водно-сольового і меліоративного режиму темно-каштанових ґрунтів Краснознамянського зрошуваного масиву на фоні вертикального дренажу. Для озимої пшениці, основної культури зрошуваних сівозмін, встановлено оптимальні вологість ґрунту, шар зволоження та меліоративний режим з урахуванням використання близькозалягаючих (1,5 – 3,0 м), слабкомінералізованих (1 – 3 г/дм3) підгрунтових вод. Встановлено закономірності зміни водного режиму та фізико-хімічних властивостей темно-каштанових ґрунтів  при зміні умов функціонування системи «зрошення - вертикальний дренаж» від проектних (1989 - 1992 рр.) до сучасних умов обмежених ресурсів в нестабільних економічних умовах, спрогнозовано подальший напрямок їх розвитку. Дослідно-виробнича перевірка одержаних результатів здійснена на об’єкті-аналогу. Встановлено параметри оптимального меліоративного режиму, який забезпечує отримання гарантованих урожаїв сільськогосподарських культур при збереженні родючості ґрунтів та екологічної стійкості агроландшафтів. Економічна ефективність при впровадженні оптимального меліоративного режиму складає 212,9 грн/га; середня економія зрошувальної води - 80-150 м3/га при високій прибутковості поливного гектару – 2900 – 3000 грн/га і середній урожайності озимої пшениці - 4,3-4,5 т/га.  

Ключові слова: зрошення, озима пшениця, темно-каштанові ґрунти, рівень підґрунтових вод, вертикальний дренаж, водно-сольовий і меліоративний режим, урожай.

АННОТАЦИЯ

Булыгин А.И. Формирование оптимального водно-солевого режима темно-каштановых почв на фоне вертикального дренажа в условиях Краснознаменской оросительной системы. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 – сельскохозяйственные мелиорации. – Государственное  высшее учебное заведение «Херсонский государственный аграрный университет». – Херсон, 2011 г.

В диссертации приведены результаты многолетних исследований (1989-2009 гг.) формирования водно-солевого и мелиоративного режима темно-каштанових почв Краснознаменского орошаемого массива на фоне вертикального дренажа. Для озимой пшеницы, основной культуры орошаемых севооборотов, определены оптимальная влажность почвы, слой увлажнения и мелиоративный режим с учетом использования близкорасположенных (1,5 – 3,0 м) слабоминерализованных (1–3 г/дм3) грунтовых вод. Определены закономерности изменения водного режима и физико – химических свойств темно-каштановых почв при изменении условий функционирования системы «орошение – вертикальный дренаж» от проектних (1989-1992 гг.) до современных условий ограниченных ресурсов в нестабильных экономических условиях, и выполнен прогноз дальнейшего направления их развития. Опытно-производственная проверка полученных результатов осуществлена на объекте – аналоге. Определены параметры оптимального мелиоративного режима, который обеспечивает получение гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур при сохранении плодородия почв и экологической устойчивости агроландшафтов.

Оптимальный мелиоративный режим темно-каштанових почв в условиях слабодренированных и бессточных агроландшафтов Приморской засушливой зоны Краснознаменского орошаемого массива обеспечивается показателями почвообразования: минерализация оросительной воды до  0,5 - 0,7 г/дм3, тип химического состава воды - сульфатно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый,  оросительная норма (для озимой пшеницы) – 1900 - 2000 м3/га, средневегетационный УГВ  – 2,0-2,4 м, средненевегетационный УГВ -1,8-1,6 м, общая засоленность почвы в слое 0-100 см при хлоридно-сульфатном типе засоления – до 0,1-0,15 %. Параметры оптимальной работы вертикального дренажа: модуль дренажного стока - 0,025-0,045 л/с с 1 га; водоотведение за вегетационный период - 800 м3/га, за невегетационный период - 250 м3/га, за год  950 – 1150 м3/га,  коэффициент водоотведения до 20-25 %. Экономическая эффективность при внедрении оптимального мелиоративного режима составляет 212,9 грн/га; средняя экономия оросительной воды - 80-150 м3/га при высокой прибыльности поливного гектара – 2900 – 3000 грн/га и средней урожайности озимой пшеницы - 4,3 - 4,5 т/га.  

Ключевые слова: орошение, озимая пшеница, темно-каштановые почвы, уровень грунтовых вод, вертикальный дренаж, водно-солевой  и мелиоративный режим, урожай.

SUMMARY

Bulygin A.I. Formation of the efficient water and salt regime of dark chestnut soils at the background of vertical drainage in the area of the Krasnoznamenskaya irrigation system.-Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree in agriculture. Area of specialization 06.01.02 – Agricultural reclamation. – Kherson State Agricultural University - Kherson, 2011.

The thesis presents the results of long-term (1989-2009) research into the formation of salt and water and ameliorative regime of dark chestnut soils in the area of the Krasnoznamenskaya irrigation system at the background of vertical drainage. The study determines optimal soil humidity for winter wheat as the main crop in irrigated crop rotations, the soil humidification layer and ameliorative regime taking into account the fact of using low-mineralized groundwater (1-3 g/dm3) found close to the surface (1.5-3.0 m). It also identifies the regularities of changes in the water regime and physical and chemical properties of dark chestnut soils caused by changes in the performance of the “irrigation-vertical drainage” system from the design conditions (1989-1992) to the present state of scarce resources under unstable economic conditions, and makes a prediction of their further development. The results obtained have been field-tested. The research specifies parameters for maintaining the optimal ameliorative regime that provides stable yields of agricultural crops together with soil fertility preservation and sustainability of agrolandscapes. The economic efficiency of the optimal ameliorative regime amounts to 212.9 hrv/ha; average irrigation water saving is 80-150 m3/ha combined with a high irrigated area profitability 2900-3000 hrv/ha and an average winter wheat yielding capacity of 4.3-4.5 t/ha.

Key words: irrigation, winter wheat, dark chestnut soils, groundwater table, vertical drainage, water and salt and ameliorative regime, yield.

Підписано до друку 14. 03. 2011 р.

Формат 60*90/16

Обсяг 0,9 умов. друк. арк.

Тираж 100 примір.

Віддруковано редакційно-видавчим центром «Колос»

Херсонського державного аграрного університету

73006, м. Херсон, вул.. Р. Люксембург, 23, ХДАУ

Тел.. 41-44-32


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83461. Міжнародна правосубєктність державоподібних утворень 37.76 KB
  Ватикан це містодержава яка є резиденцією центра католицької церкви Святого Престолу. Святий Престол слід розуміти як сукупність центральних органів з Папою Римським на чолі в свою чергу містодержава Ватикан є геополітичним формуванням створеним на підставі договору між Святим Престолом та Італією від 11 лютого 1929 р. Згідно з цим договором Ватиканська держава є власністю Святого Престолу який здійснює над нею виключну та необмеженою владу та суверенну юрисдикцію. Показово що як член Міжнародної агенції з атомної енергії Ватикан...
83462. Проблема міжнародної правосуб’єктності фізичної особи 37.01 KB
  В міжнародному праві почали формуватися норми з яких витікають права та обов’язки адресовані безпосередньо фізичним особам. Крім того прибічники визнання міжнародної правосуб’єктності фізичної особи підкреслюють що проявом міжнародної суб’єктності останньої є не тільки володіння правами та обов’язками що витікають безпосередньо з міжнародного права але також судовий захист цих правяк і можливість виконання зобов’язань причому через міжнародні органи. Проте у вітчизняній доктрині міжнародного права заперечується визнання статусу...
83463. Поняття визнання в міжнародному праві 35.51 KB
  Таке визначення визнання вказує поперше на те що це є акт політичний який залежить від політичних інтересів держави що визнає та подруге це є акт правовий тобто такий що тягне за собою правові наслідки встановлення дипломатичних консульських відносинукладення договорів та ін. Інститут визнання відноситься відповідно дестинаторами визнання є до визнання державиуряду повсталої сторони нації що бореться за свою незалежність. В ширшому розумінні визнання відноситься до будьякої правової ситуації наприклад визнання...
83464. Теорії визнання 36.65 KB
  Згідно з конститутивною теорією визнання лише визнання породжує відповідні правові наслідки та надає відповідні правові консти туюючі правовстановлюючі якості дестинатору визнання: державі міжнародну правосуб’єктністьуряду здатність представляти державу у міжнародних відносинах. Відповідно без визнання держава не може вважатися суб’єктом міжнародного права. Серед недоліків конститутивної теорії визнання потрібно зазначити поперше відсутність визначеної кількості актів визнання необхідних для надання дестинатору зазначених...
83465. Види визнання 36.34 KB
  Визнання держави має місце у випадках появи нової незалежної держави революційних та інших соціальних перетворень територіальних змін об’єднання та розділу держав і т. Основним критерієм визнання держави є її незалежність та самостійність у реалізації ефективної та легітимної державної влади що означає законність її встановлення та підтримку з боку населення встановленого режиму. Визнання уряду означає визнання його здатності здійснювати ефективну державну владу в країні та представляти її на міжнародній арені.
83466. Визнання держав 34.95 KB
  В міжнародному праві існують дві теорії визнання держав конститутивна і декларативна. Конститутивна теорія: політичний акт визнання є попередньою умовою існування юридичних прав нової держави. Саме акт визнання іншими державами створює нову державу породжує і забезпечує її міжнародну правосуб’єктність. Визнання нової держави яка додержує умов державності має бути правовим обов’язком.
83467. Форми визнання 36.2 KB
  Найбільш поширеним є визнання dejure яке є офіційним повним та остаточним. Воно передбачає встановлення між суб’єктами міжнародного права міжнародних відносин у повному обсязі та супроводжується як правило заявою про офіційне визнання та встановленням дипломатичних відносин. Визнання деюре носить безумовний характер та як правило не може буди відкликане.
83468. Визнання урядів 35.44 KB
  Значення і правові наслідки визнання нового уряду відрізняються від визнання нової держави. Визнання уряду надає йому можливість репрезентувати державу в міжнародних відносинах. Питання визнання уряду виникає лише в тому випадку коли уряд здобуває владу іншим аніж визначено в національному законодавстві шляхом. В міжнародному праві існують такі доктрини щодо визнання урядів: 1.
83469. Доктрини визнання урядів 35.14 KB
  Історії міжнародного права відомі спеціальні доктрини про визнання урядів, названі іменами міністрів закордонних справ Еквадору Карлоса Тобара (доктрина Тобара) і Мексики Хенаро Естради (доктрина Естради), що сформувалися на початку XX століття в практиці держав американського континенту.