Мелиорация. Ответы на экзаменационные вопросы, 2007 год.
Мелиорация. Ответы на экзаменационные вопросы, 2007 год.
1. Виды и значение мелиорации. Площади распространения мелиоративных
земель в мире и в России.
Под мелиорацией следует понимать систему организационно-хозяйственных и
технических мероприятий, предусматривающих коренное улучшение
неблагоприятных природных (гидрологические, почвенные, агроклиматические)
условий с целью наиболее эффективного использования земельных ресурсов.
Необходимость в проведении мелиораций вытекает из потребностей развития
сельского хозяйства в определенных природных условиях. Поэтому виды,
методы и объемы мелиоративных работ определяются комплексом
хозяйственно-экономических и природных условий того или иного региона.
Различают гидротехнические, агротехнические, биологические, химические,
культурно-технические, климатические, тепловые, водохозяйственные
мелиорации.
Гидротехнические мелиорации предусматривают регулирование водного и
воздушного режимов почв при избыточном увлажнении (осушение), при
недостаточном содержании воды в корнеобитаемом слое почвы (орошение), а
также при смыве и размыве почв (противоэрозионные мероприятия).
Агротехнические мелиорации (агромелиорация) - агротехнические приемы
регулирования водного и воздушного режимов почвы и поверхностного стока.
Применительно к объектам избыточного увлажнения к агромелиорациям
относятся глубокое рыхление почв, глубокая пахота, создание мощного
окультуренного пахотного горизонта (мероприятия по повышению
аккумулирующей способности почв), кротование (повышает аэрацию почв), а
также выборочное бороздование, узкозагонная вспашка вдоль склона,
профилирование поверхности, гребневание, или устройство мелкой временной
водоотводящей сети, и др.
Биологические мелиорации необходимы для повышения плодородия почв,
предотвращения водной и ветровой эрозии с помощью травяной и древесной
растительности. В состав мероприятий входит: лесная мелиорация - улучшение
неблагоприятных климатических, почвенных и гидрологических условий при
помощи посадки лесных насаждений; посев культур мелиорантов (голофиты -
растения, которые обитаю на засоленных землях, обладают способность раз
солению почвы); биологических дренаж.
Химические мелиорации улучшают химические свойства почвы (известкование
кислых почв, гипсование солончаков и солонцов, удобрения и др.).
Культурно-технические мелиорации улучшают поверхность и конфигурацию
полей, первичного освоения. В состав мероприятий входит срезка кочек,
раскорчевка пней и кустарников, фрезерование почв, первичное внесение
извести.
Климатические мелиорации необходимы для улучшения климатических условий
полей и посевов. В состав мероприятий входит мелкодисперсное дождевание.
Тепловые мелиорации для улучшения теплового режима почв, водного и
приземного слоя воздуха. В состав мероприятий входит мульчирование,
снегозадержание, полив термальными водами.
Водохозяйственные мелиорации необходимы для улучшения состояния водных
объектов и качества воды. В состав мероприятий входит расчистка водоемов,
создание водо-охранных зон, борьба с зарастанием с заилением водоемов,
создание зон рекреации.
Потребность сельскохозяйственного производства в мелиорации, обусловлена
наличием в стране и на всем земном шаре в целом больших площадей с
неблагоприятным водным режимом. Всего в мире осушается 220 млн. га, а
орошается 260 млн. га. В таблице 1 представлены цифры по орошению и
осушению в различных странах в том числе и России:
Таблица 1
+---------------------------------------------------------------+
| Страны | Орошаемые земли | Осушаемые земли |
|---------------+-----------------------+-----------------------|
| Китай | 49+3 | |
| | | 6,7 |
| Индия | 44 | |
| | | 57 |
| США | 17 | |
| | | 4 |
| Россия | 5 | |
+---------------------------------------------------------------+
16% пашни орошается.
9% пахотной земли в России дают более 20 % хозяйственной продукции.
2. Принципы выделения мелиоративных зон и районов, основные виды
мелиораци1, применяемые соответственно каждой зоне.
При выделении мелиоративных зон, районов, отдельных объектов орошения и
осушения внутри крупных природных зон учитывали климат, ландшафт,
почвенно-гидрологические условия.
На севере расположены тундра и лесная зона, которые относятся к гумидной
зоне (избыточного увлажнения), где Р>Е в 1,5-2 раза (Р - осадки за год,
мм; Е - испаряемость, мм). Преобладают нисходящие токи, большая площадь
заболоченных земель и болота. Имеется большая теплоемкость U-v t,
слабоминеральные.
Необходимо; осушительная мелиорация, химическая, агротехническая,
культурно-техническая, 2-х стороннее регулирование.
Лесостепная зона характеризуется Р0x01 graphic
Е - самая благоприятная для с/х, черноземы, нисходящие и восходящие токи
равны. В мелиорации в целом не нуждаются. Для ценных культур (овощных,
плодовых) необходимо орошение.
Степная зона Р(250-500 мм)>Р(0-250). Преобладают восходящие токи, в
результате повышение температурный режим, без орошения ведение с/х
невозможно. Остро стоит вопрос вторичного засоления, т. к. грунтовые воды
имеют высокую концентрацию, поэтому ведется строительство оросительной
сети и дренажных систем.
3. Элементы с/х гидрологии (испарение, осадки, сток).
Осадки. Для мелиоративных целей важно знать ко-во осадков за опр-й период
(год, мес., вегетацию). В Нечернозем зоне600-750 мм, в степной 250-450, в
пустынных Ра-х Ср. Азии - 100-200 мм. Ха-на резкая изменчивость выпадения
осадков по времени, по отдельным периодам и годам. Все это приводит к
неодинаковому увлажнению почвы, но только различных зон, но и одного и
того же участка в разные годы и периоды года. Устанавливаю расчетное ко-во
осадков (годовое или сезонное) с различной обеспеченностью. Испарение
происходит с поверхности воды , почвы и растений. В состав суммарного
испарения входит транспирация. Испарение изменчиво по территории и во
времени, в зависимости от температуры и влажности воздуха, почвы, скорости
ветра, вида ку-р и ур-ти. По соотношению осадков и испаряемости опр-т ряд
относительных показателей увлажнения, которые могут служить придержками
выделения зон по степени увлажнения и, следовательно, общей потребности в
осушении и орошении. Более часто учитывают суммарные затраты, т.е.
водопотребление Е (м^3/га), опр-е по фор-ле: Е=К[в]У. К[в] - коэ-т
суммарного водопотребления (м^3/т). Сток. Различают поверхностный и
грунтовый (подземный) сток. Поверхностный от подземного отличается крайней
неравномерностью в течение года. Из общего стока 79% приходится на
поверхностный, остальные 21% на подземный сток. Наиболее пригоден
подземный сток. Он почти не требует регулирования и характеризует ресурсы
ежегодно возобновляемых подземных вод. Но основную массу составляет
поверхностный сток, но использовать его можно только после регулирования,
т.к. естественный режим стока не совпадает с режимом потребления
4. Водный режим почвы и растений.
Для обеспечения аэрации, для дыхания корней, правильного разложения
органического вещества в почве должен происходить газообмен, при котором
весь объем воздух в корнеобитаемом слое будет обновляться не больше, чем
за 8 суток. Для нормального роста и развития растений в почве одновременно
должны содержаться в опр-м соотношении воздух и вода. При недостатке воды
корни растений не могут подать требуемое ко-во ее к листьям (почвенная
засуха). Всухой почве много воздуха вследвие чего активизирется
деятельность аэробных бактерий, а это приводит к быстрому разложение
органического ве-ва. При малом содержании воды в почве повышается
концентрация почвенного раствора и растения не могут использовать его. При
избытке воды, содержание воздуха уменьшается и ухудшается дыхание корней,
замедляются пр-ся разложения орг-го ве-ва. Таким образом, от ко-ва воды в
почве зависит степень обеспечения ею растений, содержания в почве воздуха,
тепловой и питательный режим в почве, т.е. ее плодородие. Оптимальная
влажность почвы для разных растений различна (табл.). чем в почве больше
пит-х ве-в, тем выше оптимум влажности.
+---------------------------------------------------------------+
| | Оптимальная влажность, % ПВ | |
| Ку-ра |-------------------------------+-----------|
| | | Минеральные почвы | торфяные |
|-------------------| |------------------------+-----------|
| Зерновые яровые | | 40-50 | 75-80 |
|-------------------| |------------------------+-----------|
| картофель | | 60-70 | 70-75 |
+---------------------------------------------------------------+
Из-за неравномерно поступления воды в почву практически невозможно
поддержать в вегетационный период оптимальную влажность, однако
фактическая влажность не должна выходить за допустимые пределы. Верхний
предел опр-ся минимальной степенью аэрации активного слоя почвы, должен
составлять для зер-х ку-р не менее 20-30%, корнеплодов - 30-40%, трав
15-20%. Сама почва частично регулирует этот период: содержание воды в
почве при влажности равной наименьшей влагоемкости, примерно 60-85% общей
скважности, т.е. соответствует содержанию минимального объема воздуха в
почве. Минимальная влажность почвы должна быть такой, чтобы раст-е не
страдало от недостатка влаги и высокой концентрации почвенного Ра-ра, а
также чтобы пит-е ве-ва находились в усвояемой для них форме. Самое
минимальное содержание воды опр-ся коэф-м увядания, кот-й для больш-ва
почв и ку-р в 1,5-2 раза больше ее гигроскопичности (20-25% ПВ). Обычно
минимальную влажность следует принимать равной влажности начала угнетения,
или влажности разрыва капилляров (по Роде). Она составляет 0,6-0,75 ППВ.
Следовательно, диапазон более эф-ой влажности почвы составляет от 0,6 ППВ
до ППВ 0,5-0,85 - пористость почвы.
100% НВ - верхний предел; W[opt] - 65-100% НВ.
Водно-воздушный режим тесно связан с грунтовыми водами, чем выше ГВ, тем
ниже уровень аэрации.
Требования с/х культур к водному режиму принято выражать нормой осушения
(а - определяется для данной культуры режим грунтовых вод , которую надо
поддерживать на осушаемой площади в течении вегетации, а также в
невегетационный период.
Нормы осушения для различных культур по фазам развития
+---------------------------------------------------------------+
| культура | Предпосевной | 1-й месяц | Последний |
| | период | вегетации | период |
|------------------------+--------------+-----------+-----------|
| Зерновые яровы | 0,45-0,5 | 0,7-0,8 | 0,7-0,9 |
|------------------------+--------------+-----------+-----------|
| Зерновые озимые | 0,5-0,6 | 0,7-0,8 | 0,7-0,9 |
|------------------------+--------------+-----------+-----------|
| корнеплоды | 0,5-0,6 | 0,85-1 | 0,9-1 |
|------------------------+--------------+-----------+-----------|
| Овощи, подсолнечник, | 0,5-0,6 | 0,7-0,8 | 0,8-1 |
| кукуруза | | | |
|------------------------+--------------+-----------+-----------|
| Травы, силосные | 0,4-0,5 | 0,5-0,6 | 0,6-0,7 |
+---------------------------------------------------------------+
4(а). Суммарное водопотребление и способы его определения. При разработке
режима орошения прежде всего устанавливают исходную величину - суммарное
водопотребление орошаемого участка, занятого каждой ку-ой в отдельности.
Расход воды полем равен объему, расходуемой на транспирацию Е[0] и
испарение с поверхности почвы Е[1]. частное от деления суммы этих величин
(Е[0]+ Е[1]), выраженное в кубических метрах на га., на продуктивную часть
Ур-я (У) в тоннах называется коэфф-ом водопотребления К[В] (м^3/т).
Коэффициент водопотребления К[В], умножанный на уро-ть У, дает суммарное
водопотребление на площать 1 га. Е =КУ = Е[0]+ Е[1]. также для определения
суммарного водопотребления используется биоклиматический метод.0x01
graphic
Е = К[б0x01 graphic
;]где 0x01 graphic
- сумма среднесуточныхдефицитов влажности воздух за расчетный период, Мб;
К[б] - биофизический коэффициент биологической кривой данной ку-ры за
расчетный период. Разность между суммарным водопотребление и объемом воды,
поступающей от естественных источников увлажнения (осадков, капиллярный
подъем грунтовых вод и др.), и дает необходимый объем воды, который надо
дать при орошении.
5. Определение запасов воды в расчетном слое почвы.
Для определения запасов воды в слое почвы надо знать ее влажность и
плотность. Пусть толщина, или мощность, слоя почвы будет Н, плотность - a
(г/см^3 или т/м^3), влажность - g (% массы сухой почвы). Слой почвы
площадью 10000 м^2 и мощностью Н занимает объем V=1000Н. Масса абсолютно
сухой почвы этого слоя G=Va=10000Нa. Масса воды в нем:
W=Gg/100=10000Hag/100 (т/га), или W=100Нag (м^3/га).
6. Режим орошения с/х ку-р, опр-е норм, сроков и числа поливов.
Графо-аналитический метод расчета режима орошения.
Режим орошения - правильное установление и распределение в вегетационный
период количества оросительной воды (число, нормы и сроки полива),
обеспечивающего оптимальный для данной культуры водный режим
корнеобитаемого слоя почвы при данных конкретных природных и
агротехнических условиях.
Режим орошения в нее входит: опр- сранительных норм и числа поливов в
теч-е вегетации. Объем воды, который дается ку-ре за весь срок вегетации,
измеряется (м^3/га). М = 0x01 graphic
; м^3/га m[i] - поливная норма. Для расчета режима орошения необходимо
знать: 1. водопотребление растений за весь период вегетации и его
распределение по фазам развития (по декадам). 2. естеств-е водозапасы в
почве в начале вегетации; 3. Глубина развития корневой системы по фазам
развития; 4.Приход с осадками по декадам в теч-е вегет-ии; 5. Подпитывание
ГВ , глубина ГВ менее 3 м; 6. Нижние и верхние пределы оптимальных
влагозапасов. Влажность почвы опт-я =60-95% НВ. Максимальные водозапасы
регулируют cв-ва самой почвы, при этом в акт-м слое почвы должно
оставаться опр-е ко-во воздуха для дыхания корневой системы и
жизнедеятельности микроорганизмов. Минимальные влагозапасы опр-т так,
чтобы раст-е не страдало от недостатка влаге от повышенного концентрации
почв-го Ра-ра, чтобы пит-е э-ты находились в доступной форме. Поливной
нормой, называют объем воды, подаваемой на 1 га один полив. Поливная норма
зависит от свойств и строения почвы в зоне аэрации, расчетной глубины
увлажнения (мощности корневой системы). Ее определяют как разность
влагозапасов максимального после полива и минимального перед поливом: m =
W[max]-W[min]. Сроки и число поливов опр-т: 1. по внешнему виду растений;
2. по физиологическим показателям (Тимирязев), зная как протекает тот или
иной физиологический пр-сс, можно довольно точно судить о
водообеспеченности растений, а следовательно, и назначить очередной полив.
3. по влажности почвы, полив проводят когда запас воды в корнеобтаемом
слое снизится до нижнего предела опт-ой влажности (влажность угнетения).4.
биоклиматический метод основан на количественных связях потребления воды
ку-ми с метеорологическими усл-ми и особенностями ку-ры.???? (дописать)
7. Качество оросительной воды. 1. содержание наносов. d > 0.1-0.15 мм -
выпадают в осадок и засоряют оросительную сеть; d = 0,1-0,005 мм - имеют
небольшие пит-е свойства, но улучшают физические свойства почвы; d < 0,005
мм, повышают питательные свойства целостностью, но могут ухудшать
физические свойства. Наносы обогащают солями Ca и органическими, что
структуру почвы. 2. По концентрации солей С< или равно 1-2 г/л безвредна.,
можно не проверять содержание солей. 3. По температуре воды. Оптимальная
температура = 10-25 (…30^0). Увеличивается мощность корневой системы,
увеличение ур-ти до 14%.
8. Водный баланс орошаемого поля, приход и расход воды. Оросительная и
поливная нормы и методы их определения. Зависимость поливной нормы от
способа и техники полива. Приход и расход воды. Приход воды: 1. от атм-х
осадков 0x01 graphic
;
2. от подпитывания ГВ. Е[Г]= К[0]Е[дек]; м^3/га, К[0] - коэффициент
учитывающий глубину ГВ.
3. От углублен. активного слоя почвы 0x01 graphic
, м^3/га, где h - углубление акт-го слоя за декаду; 0x01 graphic
- плотность почвы или объемная масса; 0x01 graphic
- влажность почвы; К[Н] - коэффициент насыщенности; К[И] - ???. Расход
воды: На испарение и транспирацию
0x01 graphic
.; Баланс воды - это разница между приходом и расходом. Оросительная норма
- потребный объем оросительной воды, восполняющий недостаток естественного
увлажнения для поддержания влажности почвы в опт-х пределах в течение
всего вегетационного периода на площади 1 га. Ее опр-т как разность общего
водопотребления и естественного прихода воды: М =Е - 100x01 graphic
h[ОС] - 0x01 graphic
W-W[Г]; М - оросительная норма, м^3/га; Е - суммарное водопотребление,
Страницы: 1, 2, 3
|