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

Страницы: 1, 2