Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСтитут гідротехніки і меліорації

УДК 626.86./255/ :631.674.4

ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ МЕЛІОРОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВОДОРЕГУЛЮВАННЯ

06.01.02 - Сільськогосподарські меліорації

(сільськогосподарські науки)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

РОМАНЕНКО АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ

Київ - 2005



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації Української академії аграрних наук (УААН).

Науковий керівник : кандидат технічних наук, старший науковий співробітник ЯЦИК Микола Васильович, Інститут гідротехніки і меліорації УААН, заступник директора з наукової роботи

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор МОШИНСЬКИЙ Віктор Степанович, Український державний університет водного господарства та природокористування, проректор з навчально-методичної роботи;

кандидат сільськогосподарських наук ЦУМАН Наталія Василівна, Сарненська районна державна адміністрація, начальник інспекції якості та формування ресурсів сільськогосподарської продукції.

Провідна установа: Державний агроекологічний університет, м. Житомир, Старий бульвар, 7

Захист відбудеться “16” березня 2005 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 при Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

Автореферат розіслано “___” лютого 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук, с.н.с. Топольнік Т.І.



АНОТАЦІЇ

Романенко А.І. Підвищення продуктивності меліорованих земель Лівобережного Лісостепу із застосуванням ресурсозберігаючих технологій водорегулювання. - Рукопис. зволоження меліорація дренаж ґрунт

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - Сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки). Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2005.

Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню, розробці і експериментальній перевірці на дослідно-виробничих ділянках ресурсозберігаючих технологій і методів меліорації перезволожених земель.

На основі наукових досліджень обґрунтовано доцільність здійснювати меліорацію надмірно зволожених ґрунтів без застосування матеріального дренажу за допомогою спеціально розробленої технології їхнього дренування силами господарства, а також у розробці енергозберігаючого режиму зволоження цих земель малими зрошувальними і поливними нормами.

Ключові слова: меліорація, кротовий дренаж, зрошення, водорегулювання, режим зрошення.



Романенко А.И. Повышение продуктивности мелиорируемых земель Левобережной Лесостепи с использованием ресурсосберегающих технологий водорегулирования. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 - Сельскохозяйственные мелиорации (сельскохозяйственные науки). Институт гидротехники и мелиорации УААН, Киев, 2005.

Диссертация посвящена научному обоснованию, разработке и экспериментальной проверке на опытно-производственных участках ресурсосберегающих технологий и методов мелиорации переувлажненных земель.

В результате проведенных научных исследований установлено, что в периодически переувлажненных минерализованных и минеральных грунтах среднего и тяжелого механического состава - без системы их дренирования невозможно создать водно-воздушный режим, который удовлетворял бы агротехническим требованиям при их сельскохозяйственном освоении.

Применение керамического либо полиэтиленового дренажа в реформированных сельскохозяйственных предприятиях ввиду высокой стоимости как дренажных элементов, так и строительных затрат силами фермерских хозяйств нерентабельно.

На основании изложенного автором предложена и экспериментально проверена в производственных условиях мелиорируемых оглеенных минеральных земель хозяйства, технология регулирования водного режима, путем устройства систематических неглубоких кротовин цепью последовательно соединенных 3 дренеров разного диаметра.

Глубина прокладываемых кротовин составила 0,6-0,8 м, длина 100-150 м, расстояния между ними 5 м.

Экспериментальные исследования выявили достаточную для нормального сельскохозяйственного освоения надежность данной технологии на протяжении двух лет. Так, в глинистых и суглинистых оглеенных грунтах 70-80% окатных дрен, а в оглеенных супесчаных грунтах 40-50% дрен находились в удовлетворительном состоянии и обеспечивали как проведение сельскохозяйственных работ в требуемые агротехнические строки, так поддержание на площадях необходимого водного режима без вымочек и переувлажнений почвы в течение всего периода вегетации растений. Для оптимизации водно-воздушного режима с целью повышения продуктивности сельскохозяйственного производства на мелиорируемых землях, обосновано применение ресурсосберегающей технологии в производственных условиях. Автором определена экономическая целесообразность затрат на регулирование водного режима при применении оросительной нормы 250-300 м³/га для зерновых и 600 м³/га для кормовых злаковых культур.

Выполненными исследованиями установлена возможность и целесообразность экономии до 40-50% воды и 25-35% энергозатрат при одновременном повышении на 10-20% доходности хозяйств.

Ключевые слова: мелиорация, кротовый дренаж, орошение, водорегулирование, режим орошения.



Romanenko A.I. Increase of ameliorating lands productivity for Left-bank forest-steppe zone with the alternative technologies of water control application. - Monograph.

Thesis for the scientific degree of the Candidate of Sciences in Agriculture in speciality 06.01.02 - Agricultural reclamation (agricultural sciences). Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation of the Ukrainian Academy of Agrarian Science, Kyiv, 2005.

The thesis is devoted to the scientific substantiation, preparation and experimental validation of the alternative technologies and method for excess moistened land reclamation.

The necessity of the melioration of excessively humid lands wirthout use of material drainage with the help of specially designed drainage tehnology of the farm is scientifically substantiated and the energy-saving mode of moistening by small sprinkling and watering norme is analyzed.

Key words: melioration, mole drainage, sprinkling, water regulation, sprinkling mode.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Багаторічний досвід сільськогосподарського використання земель гумідної зони лівобережжя Дніпра, що потребує меліоративного поліпшення, а це близько 800 тис. га, свідчить - без меліоративного поліпшення неможливе продуктивне ведення господарства. Майже щорічно на окремих низинних ділянках спостерігається вимокання, що перешкоджає веденню агротехнічних робіт і підтоплює озимі посіви. Тим часом один раз в 3-4 роки в цій зоні спостерігаються посушливі періоди, коли вологість кореневмісного шару ґрунту опускається до критичних величин і зумовлює значне зниження урожайності сільськогосподарських культур. Меліоративне будівництво матеріалоємких дренажних систем і застосування зрошення за існуючими нормативами, які зумовлюють високі будівельні витрати і значну енергоємність, не під силу фермерським господарствам в найближчій перспективі.

Звязок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота виконувалась згідно з науково-технічною програмою УААН по завданню 01.06 “Розробити технології та технічні засоби водорегулювання для комплексної реконструкції та модернізації осушувальних систем” (№ держреєстрації 0101U004619).

Мета та завдання досліджень. Мета роботи - наукове обґрунтування, розробка і експериментальна перевірка на дослідно-виробничих ділянках ресурсозберігаючих технологій і методів меліорації перезволожених земель.

У зв'язку з цим передбачалося вирішити такі задачі:

розробити науково-практичні засади ресурсозберігаючих методів меліорації перезволожених земель та технолого-технічні рішення щодо їх реалізації з урахуванням сучасних вимог землекористувачів різних форм господарювання;

провести дослідження і виконати оцінку ефективності ресурсозберігаючих технологій управління водним режимом осушуваних земель та розробити рекомендації для практичного застосування їх в умовах гумідної зони Лівобережного Лісостепу з урахуванням умов реформування земельних відносин;

встановити економічну ефективність сукупності розроблених методів меліорації осушуваних земель, технологій водорегулювання та агротехнічних прийомів.

Об'єктом досліджень є ресурсозберігаючі методи меліорації земель Лівобережного Лісостепу.

Предметом досліджень є нові методи меліорації надмірно зволожених земель з метою запобігання перезволоження їх у весняні та повеневі періоди і здійснення додаткового зволоження їх у літні посушливі періоди енергозберігаючими та екологічно обґрунтованими зрошувальними нормами.

Методи досліджень: польовий - для закладання експериментальних дослідних ділянок, проведення кротування за розробленою автором технологією; лабораторний - для визначення водно-фізичних властивостей та динаміки вологості ґрунту до і після поливів; загальноприйняті методики і рекомендації, включаючи статистичний аналіз.

Наукова новизна полягає в тому, що запропоновано здійснювати меліорацію мінеральних перезволожених ґрунтів без застосування матеріального дренажу за допомогою спеціально розробленої технології дренування їх, яка може здійснюватися безпосередньо силами господарства, а також у розробці енергозберігаючого режиму зволоження цих земель малими зрошувальними і поливними нормами.

Практична значимість отриманих результатів. Для надмірно зволожених ґрунтів, меліорованих з застосуванням гончарного дренажу, з метою покращення водорегулюючої здатності цих ґрунтів та зниження капітальних затрат по реконструкції діючих систем досліджений спосіб меліорації виключає будівництво матеріалоємкого та дорогого керамічного чи поліетиленового дренажу, замінюючи його безтраншейними кротовими дренами згідно з розробленою технологією, що дає змогу реформованим господарствам, у тому числі фермерським, проводити меліоративні заходи власними силами з порівняно незначними витратами. Водночас забезпечується повне збереження родючості ґрунтів та оптимізація водного режиму.

Науково обґрунтований і експериментально перевірений енерго-зберігаючий режим зволоження земель для гумідної зони Лівобережного Лісостепу, який забезпечує зменшення поливних норм і базується на використанні місцевого стоку шляхом його акумуляції в ставках та невеликих водоймах, що забезпечує зниження на 30-60 % загальних енерговитрат на подачу води.

Виробничу перевірку результатів досліджень проводили на дослідних ділянках, розташованих на землях колективного сільськогосподарського підприємства “Маяк” Роменського району Сумської області.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проаналізовано існуючі літературні джерела, проведено комплекс польових і лабораторних досліджень, виконано оцінку отриманих експериментальних даних, сформовано науково обґрунтовані висновки і запропоновано пропозиції виробництву.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, що складають зміст дисертаційної роботи, доповідались на науково-практичній конференції в травні 1998 р. на Поліській дослідно-меліоративній станції в республіці Бiлoрусь та в липні 1998 р. на конференції в Українській державній академії водного господарства. Публікації. Основні результати дисертації викладено в 7 публікаціях, у тому числі в 4 статтях фахових видань. Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 122 сторінках машинописного тексту, складається з вступу, 6 розділів, висновків і пропозицій виробництву, списку використаної літератури з 131 найменування, серед яких 110 іноземною мовою. Робота вміщує 25 таблиць, ілюстрована 7 рисунками.



ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведено стислу характеристику дисертаційної роботи, обґрунтовано її актуальність.

У першому розділі на основі літературних джерел подано огляд і аналіз досліджень, які присвячені ідеї регулювання водно-повітряного режиму і додаткового зволоження осушуваних земель. Для розвитку і впровадженню в життя цих ідей багато зробили А.М. Костяков, А.І. Івіцький, Ф.Р. Зайдельман, Д.Б. Циприс, А.М. Янголь, С.М. Перехрест, Б.С. Маслов, А.Ю. Дірсе, З.А. Забочина, О.В. Скрипник, В.С. Мошинський, М.О. Лазарчук, М.В. Яцик. Необхідність у додатковому зволоженні виникає найчастіше через нерівномірність розподілу атмосферних опадів протягом вегетаційного періоду. Це призводить до періодичного дефіциту вологи на надмірно зволожених землях з одностороннім регулюванням водного режиму, що істотно впливає на урожай сільськогосподарських культур.

В умовах помірного клімату в Україні ефективність зрошення в посушливі роки висока. Найбільшу потребу в дощуванні сільськогосподарські культури відчувають у роки з дефіцитом атмосферних опадів. Середня прибавка врожаю за ці роки значно перевищила середньо-багаторічні показники, і для цукрового буряка склала 52%, для багаторічних трав - 30, для картоплі - 37, кукурудзи на силос - 46, для озимої пшениці - 24%.

Щоб отримати максимальну окупність урожаєм кожного кубічного метра поливної води, до мінімуму скоротити непродуктивні втрати її на випаровування, поверхневий стік і перетік за межі розрахункового шару ґрунту, необхідно правильно призначити терміни і норми поливів з урахуванням біологічних особливостей культур, ґрунтових умов, антропогенних факторів.

Сучасна економічна ситуація не дає можливості, як раніше, при новому будівництві або реконструкції створювати системи високого технічного рівня. Тому питання реконструкції меліоративних об'єктів на сьогоднішній день є найбільш актуальним. В основу її обґрунтовання мають бути покладені насамперед економічні критерії, які враховують як сучасний стан, так і перспективу використання цих об'єктів. Як ніколи, нині зростає роль і відповідальність замовників, проектних організацій.

На даний час найбільше потребує реконструкції 1,3 млн га меліорованих сільгоспугідь, що є головною причиною у недобору врожаю сільськогосподарської продукції 7,5 ц з 1 га на рік. У багатоводні роки із значними опадами у вегетаційний період ці збитки ще більші.

У другому розділі наведено ґрунтово-меліоративну характеристику експериментального об'єкту та методику виконання досліджень.

Досліди проводили на меліорованих ділянках земель колективного сільськогосподарського підприємства “Маяк” Роменського району Сумської області, які належать до північно-західного Лівобережного Лісостепу. Схематичний план розташування дослідних ділянок на території земель КСП “Маяк.

Загальна площа землекористування - 1300 га, в тому числі меліорованих 534 га.

Середня тривалість вегетаційного періоду 198 днів. Тривалість безморозного періоду 163 дні, з температурою вище 10^оС - 160 днів.

Сумарне випаровування з водяної поверхні за період з квітня по листопад 650 мм, середньорічна вологість повітря - 78%.

Ґрунтоутворювальними породами дослідної ділянки є четвертинні відклади, які представлені легкими лесовидними суглинками і супісками. Ґрунти, що сформувалися на ділянці, створені по дерновому типу ґрунтоутворювального процесу.

Методика досліджень полягала у збиранні, узагальненні і аналізі всіх матеріалів, що проводились у гумідній зоні по водорегулювальних засобах на торф'яно-болотних землях, організації та здійсненні власних експериментальних польових досліджень.

Для цього на надзаплавній ділянці господарства було закладено кротовий дренаж по розробленій нами технології машиною КН-1200 на тязі трактора ДТ-75 чотирма послідовно з'єднаними дренерами діаметром 5, 8, 10 та 12 см при русі трактора на 1-2 швидкості, залежно від грунтового опору. Довжина дрен становила 200-250 м, глибина 0,6-0,8 м, а відстань між ними 5 м.

Середній час, що витрачався на закладання однієї дрени, включаючи холостий хід, становив 7 хвилин. На кожний гектар дренованої площі припадало 10 дрен. Таким чином, витрачений час на закладання дренажу становив 1 годину 10 хвилин на гектар меліорованої площі. Витрати пального при цьому становили 19 кг/год. Водночас загальні витрати господарства були 14 грн на гектар.

При закладанні дрен рівень ґрунтових вод був нижче глибини дрен для забезпечення їхньої стійкості в процесі експлуатації. На площі було влаштовано неукріплені водомірні колодязі на відстані 50, 100, 150, 200 м, по яких систематично (один раз в 5 днів) у повеневі і дощові періоди проводилось спостереження за рівнем ґрунтових вод.

Один раз у 10 днів вимірювали вологість одного шару ґрунту. Вивчення деформації і стійкості дрен виконували шляхом розробок їх після дворічної експлуатації. Під час розкопок у кожній точці заміряли глибину дрен, розміри її порожнини в горизонтальному і вертикальному напрямах і ступінь замулення або пошкодження. Після закінчення роботи всі розрізи порожнини розкопаних дрен було занівельовано, а деякі характерні - сфотографовано.

Технологія водорегулювання вивчалась шляхом циклічного зрошення земель на чотирьох дослідних ділянках господарства дощувальною машиною “Волжанка”. Всі експериментальні ділянки було обладнано водомірними колодязями та фіксованими точками відбору зразків ґрунту для визначення їхніх водно-фізичних властивостей та динаміки вологості ґрунту під час і після поливів. Відбір зразків здійснювався з інтервалів глибин 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 см від поверхні.

Для проведення дослідів було використано такі сільськогосподарські культури: конюшину, люцерну, озиму пшеницю та ячмінь.

У третьому розділі визначено недоцільність додаткового зволоження заплавних торфо-болотних ґрунтів.

Заплавних торфоболотних земель господарство налічує 250 га. Для здійснення водорегулювання було побудовано класичну систему двобічного регулювання, що складається з магістрального каналу р.Роменка, бічних збирачів та відкритих водорегулювальних каналів, розташованих через 100-150 м. Система армована русловим шлюзом-регулятором з клапанним затвором, який побудовано на землях Сульського дослідного поля. Згідно з проектом русловий шлюз має підвищувати рівень води в магістральному каналі для того, щоб у посушливі періоди самопливом подавати воду в бічну відкриту мережу каналів і зволожувати меліоровані землі. Але через те, що дренажна система заплавних земель Сульського дослідного поля вийшла з ладу і не забезпечує скид зайвої води навіть на початку червня, ми не мали змоги здійснювати попереджувальне зволоження заплавних земель самопливом. В цьому випадку для подачі води в осушувальну мережу необхідно було встановити пересувну насосну установку, що зумовило значні витрати.

Було детально проаналізовано результати досліджень, які виконувались на заплаві Сульського дослідного поля науковими співробітниками Інституту гідротехніки і меліорації (ІГіМ) І.П. Удовченком, М.П. Герасименком, І.М. Яковенком, А.М. Гераськом, П.К. Кузмичем та В.С. Максименко.

Дослідження зазначених наукових співробітників ІГіМ та Сульського дослідного поля в даному регіоні переконливо показують, що додаткове зволоження заплавних торфових ґрунтів р.Роменка абсолютно недоцільне. Воно не лише потребує додаткових витрат, а й призводить до зниження врожаю кормових та овочевих культур. Щоб переконатися в правомірності зазначеного положення, ми виконали ретельний аналіз впливу штучного підвищення рівнів ґрунтових вод на врожайність сільськогосподарських культур в умовах Західного Полісся на основі багаторічних даних Сарненської дослідної станції в дослідах її працівників М.С. Проскури, А.С. Гордійчука, А.М. Загорулько, П.К. Кузмича, Е.С. Гниди протягом 1957-1983 рр. Як показав виконаний аналіз, ці дані підтверджують також відсутність потреби в додатковому зволоженні заплавних торфових ґрунтів і в Поліській зоні.

У четвертому розділі надано опис застосування ресурсозберігаючих засобів меліорації мінеральних надмірно- зволожених земель.

Останнім часом в Україні і за кордоном широко застосовують системи, що базуються на використанні матеріального дренажу - керамічного чи поліетиленового. Лише в Україні таких дренажних систем побудовано на площі близько 2 млн га. Проте, аналізуючи дію дренажних систем, неможна не відмітити їхню високу матеріалоємність і енергоємність, а також не зовсім ефективну дію у важких ґрунтах і на землях із западинним рельєфом.

Це пояснюється тим, що при осушенні мінеральних ґрунтів підзолисті ілювіальні горизонти яких мають щільну дрібнозернисту структуру, керамічний дренаж не забезпечує швидке скидання надлишкових поверхневих вод, що часто призводить до вимочок і втрати сільськогосподарської продукції.

Останнє підтверджується результатами дії керамічного дренажу на меліорованих землях колективного сільськогосподарського підприємства (КСП) “Маяк” у Роменському районі Сумської області, де на надмірно зволожених дерново-підзолистих та дерново-лучних ґрунтах важкого механічного складу побудований близько 15 років тому керамічний дренаж не забезпечує належної водорегулювальної дії, що призводить до систематичного перезволоження земель і істотних втрат урожаю сільськогосподарської продукції.

Оскільки перекладання керамічного дренажу потребує значних коштів (близько 3 тис. грн на 1 га), яких господарство не має, було здійснено спробу замість матеріального закласти кротовий дренаж, вартість якого значно нижча, а сам процес закладання здійснено власними силами господарства.

У передпосівний та посівний періоди рівень ґрунтових вод на системі повинен бути знижений на глибину, яка забезпечує нормальні умови проведення робіт та необхідну для розвитку рослин аерацію ґрунту. Нашими спостереженнями встановлено, що при глибині ґрунтової води 50 см від поверхні і вище, робота сільськогосподарських агрегатів у весняний період затруднюється. Нормальні умови їхньої роботи забезпечуються при зниженні рівня ґрунтової води на глибину 65-70 см від поверхні ґрунту. Тому для вирощування просапних культур на початок весняних робіт необхідно знизити рівень ґрунтових вод не менше ніж на вказану глибину. Для цього в передпосівний період нами проводилися заміри рівнів ґрунтових вод та дренажного стоку на дренажі та на контролі (без дрен) кожну добу. Рівні ґрунтових вод заміряли по водомірних колодязях на відстані 50, 100 та 150 м від каналу.

Метеорологічні умови періоду спостережень. Взимку 1997-1998 р. основна кількість опадів (84 мм) випала у грудні та січні. Температура в ці місяці часто була вище нуля, що зумовило часткове танення снігу і зменшення потужного снігового покриву. Тому у квітні рівні ґрунтових вод на дослідній ділянці були на глибині 70 см від поверхні. Особливої різниці в глибині ґрунтової води на ділянках з різними відстанями між дренами не спостерігалося. Дренажний стік був короткочасний і становив не більш ніж 0,06 л/с з 1 га. Дренажний стік спостерігався в період відлиг, в кінці грудня та першій половині січня, а потім відновився в кінці березня. Але тривалість весняного дренажного стоку була незначною - всього 7 діб.

Вже на 3 квітня дренажний стік припинився на всіх варіантах дренажу.

Порівнюючи водний режим на дренованій ділянці з контролем, тобто без дренажу, можна відзначити наступне. Інтенсивність зниження рівня ґрунтової води на дренованих ділянках становила 1,7-2 см на добу і була в 2-3 рази вища, ніж на ділянці без дрен.

Враховуючи наведені положення щодо застосування кротового дренажу в мінеральних ґрунтах, була зроблена спроба застосувати його на землях КСП “Маяк” Роменського району Сумської області, де налічується значна кількість надмірно-зволожених земель важкого та середнього механічного складу, а також оторфованих ґрунтів.

Доцільність дії кротового дренажу, що закладається на невелику глибину, - 50-60 см (так званого аераційного кротування) як ефективного агромеліоративного прийому встановив I.3. Лапа на Панфільському дослідному полі в заплаві р.Супій.

Закладка за існуючими технологіями, де застосовувався один дренер діаметром 12-15 см виявилася невдалою. Трос, а іноді і дренажний ніж не витримували навантажень у важких ґрунтах. У запропонованій нами технології ми використали не один, а три дренери.

До гідравлічного ножа на тросі довжиною 2 м причепили дренер, що являє собою металеву циліндричну болванку з конусною передньою частиною загальним діаметром 5 см. До неї на такому ж тросі довжиною 0,25 м приєднали наступний дренер діаметром 8 см, далі таким чином приєднали третій дренер діаметром 12 см. Прокладання дрен здійснювалось на другій передачі трактора. Після закладання дренажу були встановлені систематичні спостереження за його водорегулювальною дією, а також виконано розкопування з метою встановлення деформативних змін кротовин.

За цією технологією кротовий дренаж забезпечив у найвологіший період зниження рівня ґрунтових вод на ділянці до норми осушення 0,5-0,6 м тим часом, як на недренованій (контрольній) ділянці рівень води знаходився значно вище і складав 0,2-0,4 м.

Для виявлення деформації і збереження кротових дрен було виконано розкопки їх, які показали, що порожнини дрени мали переважно овальну форму розміром від 3 до 10 см у вертикальному і горизонтальному напрямах.

Як свідчать дані, з обстежених нами 54 експериментальних дрен 39 дрен, тобто 72 %, були у відмінному, доброму та задовільному стані, з непошкодженою порожниною з ущільненими стінками на всій довжині від гирла до кінця. Останні 15 дрен було частково зруйновано або закупорено мулом переважно в гирловій частині, а також у місцях перетину дренами піщаних і супіщаних прошарків.

Отже, для меліорації перезволожених суглинкових ґрунтів, що розповсюджені в переважній більшості на надзаплавних притерасових ділянках, доцільно застосовувати такий ресурсозберігаючий меліоративний засіб, як кротування ,за розробленою ними технологією.

У п'ятому розділі наведено ресурсозберігаючу технологію водорегулювання мінеральних ґрунтів.

Оскільки меліорацію планується проводити на землях, в які свого часу було вкладено кошти, з метою більш ефективного використання їх в умовах наявності водних дефіцитів і енергетичної кризи, ми визначали основний напрям досліджень водо- та ресурсозбереження. Останнє виключає необхідність додаткового будівництва великих водосховищ, насосних станцій і базується переважно на акумуляції і використанні місцевих стоків.

Згідно з існуючими рекомендаціями Інституту землеробства Південного регіону за участю Інституту гідротехніки і меліорації для Лісостепової зони рекомендовані такі зрошувальні норми для середньопосушливих років забезпеченістю по опадах 75 % : для озимої пшениці - від 1200 до 2000 м³/га, ячменю - від 1300 до 1500; кукурудзи - від 1200 до1500; овочевих - від 1800 до 3300; люцерни 2 і 3-го року - від 1800 до 2900; багаторічних трав - від 1000 до 1200 м³/га.

Відповідно до прийнятої концепції, доцільно орієнтуватись на показники мінімально допустимих вологозапасів, що рекомендовано О.В. Скрипником та Е.С. Гнидою. Застосування зазначеної концепції має виключати непродуктивні втрати води на сумарне випаровування та утворення поверхневого стоку, який зумовлює ще ерозію ґрунтів і змив верхнього родючого гумусованого шару ґрунту. Згідно з такою теоретично обґрунтованою концепцією оптимальний водний режим для більшості сільськогосподарських культур можна створювати завдяки значному зниженню зрошувальних та поливних норм, орієнтуючись на величини мінімально допустимих вологозапасів.

Крім того, існуючі норми зрошення зумовлюють непотрібне просочування гравітаційної вологи в підґрунтя, призводять до непродуктивних витрат енергетичних ресурсів та водних запасів водоприймачів.

На основі відміченого нами, на землях КСП “Маяк”, які є типовими, як і землі Сульського дослідного поля, проведені експериментальні дослідження зі зрошенням як рекомендованими, так і заниженими поливними нормами. Час поливу визначався при зниженні вологи в кореневмісному шарі ґрунту до величин на 10 % нижчих мінімально допустимих, згідно з рекомендаціями О.В. Скрипника, (1988 р.). Відповідно до попередніх розрахунків було створено умови зменшення величин вегетаційних поливних норм з 300-500 до 200-250м³/га, а в окремих випадках і до 150 м³/га.

Дану концепцію було експериментально перевірено на мінеральних надзаплавних землях нашого господарства, де проектом зрошення передбачалося проведення поливів нормами 300-400 м³/га і загальній зрошувальній нормі в посушливі роки від 1000 до 2000 м³/га.

Поливи проводили як рекомендованими проектами, так і заниженими нормами, а саме 150, 200, 250, 300 і 400 м³/га. При поливах заміряли фактично подану на кожну ділянку величину поливної норми і при її досягненні полив припиняли.

Незважаючи на те, що в зоні Лівобережного Лісостепу річна норма опадів становить 550 мм і в сумі перекриває дефіцити вологи, асинхронність між ними зумовлює наявність посушливих і навіть дуже посушливих періодів вегетації, коли вологість кореневмісного шару ґрунту досягає критичних величин - 31-40% повної вологоємності, що призводить до пригнічення і уповільнення росту сільськогосподарських рослин в окремі посушливі періоди, а інколи і сезони.

Метою експериментальних досліджень було встановити мінімально допустимі поливні та зрошувальні норми для наших природнокліматичних умов, які б забезпечили отримання достатньо високих урожаїв сільськогосподарської продукції при мінімальній її собівартості. Лише такі умови режиму водорегулювання можуть забезпечити ефективність вкладення коштів господарства в меліоративні заходи. Досліди проводили на ділянках з люцерною, багаторічними травами, озимою пшеницею і ячменем протягом 1996-1998, 2002-2004 рр.

Для визначення строків поливів нами визначалась вологість ґрунту на дослідних ділянках з квітня по вересень один раз на декаду.

Аналіз отриманих даних показав, що протягом значної частини вегетаційного періоду вологість ґрунту знижувалася нижче мінімально допустимих величин 50 і досягла 31-49 % від повної вологоємкості. Згідно з загальними агротехнічними умовами, при зниженні вологості нижче мінімально допустимих величин відбувається пригнічення росту і розвитку зазначених сільськогосподарських рослин і, як наслідок, втрата врожайності.

Дослідження показали, що найбільш технологічним засобом водорегулювання в наших умовах є дощування агрегатом ДКШ-64 у періоди зниження вологості ґрунту до мінімально допустимих величин.

Даний спосіб водорегулювання забезпечив оперативне підвищення вологості в кореневмісному шарі на 20-50% і, як результат, збільшення врожайності сільськогосподарської продукції - зеленої маси люцерни на 16-36, сіна багаторічних трав на 39-63, озимої пшениці на 5-14 і ячменю на 3-5% залежно від ступеня вологості року.

Визначені нами зрошувальні норми в середньопосушливі роки мають бути для люцерни 600-750, багаторічних трав - 400-500, озимої пшениці -200-250 м³/га. Величини поливних норм, запропоновані і перевірені нами у виробничих дослідах, повинні становити 200-250 м³/га.

У шостому розділі показана сільськогосподарська ефективність застосування ресурсозберігаючих технологій водорегулювання.

Обєктами впровадження результатів дослідів були осушувально-зволожувальна система Сульського дослідного поля та дослідна ділянка в КСП “Маяк” Сумської області, які відносяться до Лісостепу України.

У процесі досліджень для встановлення ефективності ресурсозберігаючих меліоративних заходів в умовах невеликих господарств вивчали особливості виробництва продукції і витрати, повязані з її одержанням.

Після кожного укосу багаторічних трав і під час збирання зернових культур проводився поділяночний облік урожайності на основі чинної методики польового досліду.

За даними досліджень встановлено, що врожайність сільсько-господарських культур при зрошенні їх за ресурсозберігаючими технологіями не зменшувалась.

Як свідчать досліди, економічні переваги в господарствах виявляються при зрошенні таких культур, як озима пшениця та люцерна. Що стосується вирощування ячменю і сіна багаторічних трав із застосуванням різних норм зрошення, то показники збитковості вказують на неефективність їх виробництва. Досліди також підтверджують доцільність використання невеликих норм зрошення.

Виробництво сільськогосподарської продукції при застосуванні ресурсо-зберігаючих технологій водорегулювання за 1996-1998, 2002-2004 рр.

Узагальнюючи результати дослідів встановлено, що підвищення врожайності відбувається до певної величини, а потім ріст урожайності уповільнюється із збільшенням енерговитрат.



ВИСНОВКИ

1. З урахуванням сучасних соціально-економічних та екологічних вимог землекористувачів різних форм господарювання для конкретної природно-агротехнічної підсистеми меліорованого поля розроблені та впроваджені у виробництво ресурсозберігаючі та економічно доцільні меліоративні заходи, технології водорегулювання і відповідні агротехнічні прийоми, спрямовані на підвищення продуктивності осушуваних земель.

2. Для надмірно зволожених дерново-підзолистих та дерново-лучних ґрунтів, меліорованих із застосуванням гончарного дренажу, з метою покращення водорегувальної здатності цих ґрунтів, запропонована технологія закладки кротового дренажу та кротодренажний пристрій для її реалізації.

3. Польовими дослідженями на експериментальній ділянці з кротовим дренажем встановлено, що ефективний результат має закладка кротовин діаметром 10 см на глибину 0,6-0,8 м з міждренною відстанню в діапазоні 5-10 м залежно від фільтрувальної здатності ґрунтів та довжиною 100-150 м.

Доведено, що в глинистих та суглинистих ґрунтах після двох років експлуатації всі кротові дрени добре збереглися; без зміни поперечного перерізу було 65-70 % розкопаних дрен. Найбільші ушкодження дрен виявлено в гирловій частині, особливо на відстані 1,5-3 м від виходу їх у канал. Кротові дрени в оглеєних супіщаних ґрунтах також можуть бути застосовані, але їхня надійність значно нижча і не перевищує 50 %.

4. Встановлено, що для періодично перезволожених дерново-опідзолених глеєвих ґрунтів в умовах нерівномірного випадання опадів у вегетаційний період доцільно проводити додаткове зволоження.

При зволоженні поливною нормою 200 м³/га вологість орного шару збільшується на 15-30% і становить 60-75% від повної вологоємності, а при її збільшенні до 250 м³/га вологість ґрунту становила 70-80% від повної вологоємності. При проведенні 1-2 поливів нормами 200-250 м³/га приріст урожаю озимої пшениці становив 10-15 %, урожай зеленої маси люцерни збільшився на 25-35 %, а сіна багаторічних трав на - 40-60 %.

5. Витрати на будівництво кротового дренажу за розробленою технологією становлять 12-16 грн/га, а витрати електроенергії для зволоження нормою 200-250 м³/га - 100-125 кВт/год на 1 га, або 5% від прибутку, і зумовлюють приріст доходу господарства до 20 грн на 1 га.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Романенко А.І. Дослідження водорегулюючої дії кротового дренажу у надмірно зволожених рунтах // Вісник Української державної академії водного господарства. - Рівне, 1998. Вип.1,ч.1. - С. 71-76.

2. Скрипник О.В., Чернова Л.Д., Романенко А.І. Системи меліорації земель придатні для використання в фермерських господарствах. // Вісник Української державної академії водного господарства. - Рівне, 1998. Вип.1, ч.1. - С. 76-78.

3. Скрипник О.В., Романенко А.И., Снежко С.Г., Чернова Л.Д. Строительство и оценка работы контурно-водоаккумулирующих систем для мелиорации земель со сложным рельефом // Модернизация мелиоративных систем и пути повышения эффективности использования осушенных земель (материалы конференции). - Минск. 1998. - С.62-67.

4. Романенко А.І., Скрипник О.В., Гаць П.І. Сучасний ефективний засіб

покращання водного режиму ґрунтів Лівобережного Лісостепу // Вісник Рівненського державного технічного університету. - Рівне, 1999. Вип.2, ч.1. - С.91-94.

5. Скрипник О.В., Молеща Н.Б., Романенко А.І. Дослідження меліоративної дії контурно-водоакумулюючих систем // Меліорація і водне господарство. - К., 1999. Вип. 86. - С. 59-64.

6. Романенко А.І. Ресурсозберігаючі технології водорегулювання на меліорованих землях гумідної зони лісостепу України // Меліорація і водне господарство. - К, 1999. - Вип.86. - С. 65-70.

7. Романенко А.І., Скрипник О.В., Ворошнова Л.М. Сільськогосподарська ефективність застосування малого зрошення в умовах фермерських господарств // Вісник Українського державного університету водного господарства та природокористування. - Рівне, 2004. Вип.2 (26). - С.133-138.

Размещено на Allbest.ru