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,

м^3/га; h[ОС] - осадки; 0x01 graphic

- коэ-т использования осадков, для вегетационного периода = 0,6-0,8; 0x01

graphic

W- используемый запах влаги из почвы, опр-й как разность между

влагозапасами оросительной в начале и конце оросительного периода; W[Г] -

объем воды, поступающий от ГВ. Оросительную норму подают за несколько

приемов в виде отдельных поливов или при новых способах орошения

(капельное и импульсное) - непрерывно, синхронно расходу воды полем.

Период от начала поливов весной до их окончания поздним летом или осенью

называется оросительным. Он соответствует вегетационному периоду. Поливная

норма - это объем воды, подаваемый на 1 га за один полив. Ее подает за

несколько суток (поливной период), затем наступает межполивной период до

следующего полива. Поливная норма зависит от cсвойств и строения почвы в

зоне аэрации, расчетной глубины увлажнения (мощности корневой системы),

допустимых пределов изменения влажности почвы. Ее опр-т как разность

влагозапасов максимального после полива и минимального перед поливом: m

=Wmax - Wmin. Следовательно, для вычисления m можно применить следующие

формулы (в зависимости от выражения влажности почвы или доли влаги): m =

100Нa (0x01 graphic

м max - 0x01 graphic

м.. min); m = 100Нa (0x01 graphic

о. max - 0x01 graphic

о. min); m = 100НР (0x01 graphic

с. max - 0x01 graphic

с.. min), где m - поливная норма, Н - активный слой (глубина

промачивания), м; а - среднее значение объема массы для активного слоя,

г/м^3, Р - скважность почвы, %; 0x01 graphic

о. max ,0x01 graphic

о. min- доля влаги от объема почвы (объемная влажность) после полива и

перед ним, %; 0x01 graphic

с. max - 0x01 graphic

с.. min - доля влаги от Р после полива и перед ним,%; 0x01 graphic

м max - 0x01 graphic

м. min - доля влаги от массы почвы (весомая влажность0 после полива и

перед ним,%.

9. Поверхностные способы полива. Подготовка орошаемой территории.

При поверхностном орошении вода подается на поверхность поля. Равномерное

распределение поливной труи по учатку и ее поступление в почву

(поглощение) определяются тремя факторами: размером струи (расхода),

скорость движения воды и скорость ее поступления в почву. В зависимости от

сочетания этих факторов применяют следующие способы полива: по бороздам -

сквозным или тупиковым незатопляемым и затопляемым; напуском по полосам;

затоплением по чекам. При поливе по бороздам все поле изрезано поливными

бороздами через 0,5-1 м. вода подается в эти борозды, по ним она движется

с небольшой скоростью или некоторое время стоит, впитывась в стенки и дно

борозды. При поливе напуском вода движется по поверхности почвы небольшим

слоем. Чтобы более равномерно распределить воду по поверхности, весь

поливной участок разбивают невысокими валиками на полосы. При движении по

поверхности полосы с небольшой скоростью вода впитывается в почву. При

поливе затопления вода подается на поверхность поливного участка и

некоторое время стоит, затапливая ее. Для достижения равномерного

распределения воды по площади поле разбивают валами на отдельные

обвалованные участки, так называемые чеки и карты. При всех способах

полива для равномерного распределения воды по участку важное значение

имеют тщательное выравнивание и планировка поверхности орошаемых земель.

10. Полив по бороздам. Виды поливных борозд, определение техники полива по

бороздам. Полив по бороздам (используют в основном для пропашных ку-р).

При этом способе полива вода из временных оросителей поступает в выводные

борозды, а из них - в поливные или сразу в поливные борозды. По глубине

борозды делятся: мелкие - 10-15 см; ср-е 15-18 см; глубокие - 18-24 см.

Борозды как правило нарезают вдоль, чтобы уменьшить возможность

переваливания через гребни. Расстояние между бороздами определяется мех

составом и схемой посадки ку-ры: тупые (глухие) в конце борозды имеется

перемычка, применяется на небольших уклонах.; сквозные (проточные) не

имеют перемычку в конце. Время подачи воды = времени впитыванию. Борозды

щели -делают для увеличения проницаемости воды. Вдавленные борозды -

уплотняют дно борозды, для обеспечения лучшего распределения влагт. Длина

борозды ограничивается уклоном:

Q =W*V; V < или = 0,1-0,2 м/сут, длина борозды 40-400 м. Существует две

Страницы: 1, 2