Какие факторы влияют на испарение в посевах сельскохозяйственных культур

Обновлено: 05.10.2024

Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова
Основы общей экологии
Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2005.

2.2. Условия и ресурсы

2.2.1. Ресурсы

Для растений ресурсами являются свет, вода, элементы минерального питания, диоксид углерода, для насекомоопыляемых – насекомые‑опылители (ветер как опылитель является фактором‑условием). Для животных‑фитофагов ресурсом являются растения, для зоофагов (хищников) – живые животные, для детритофагов‑сапротрофов и редуцентов (бактерии, грибы) – мертвое органическое вещество. Для большинства организмов необходимым ресурсом является кислород.

Свет. Это основной источник энергии для наземных и водных экосистем. При этом из всех щедрот солнечной энергии, поступающей на Землю, на фотосинтез расходуется сравнительно небольшая часть света. Только культуре микроскопических морских водорослей удалось достичь использования для целей фотосинтеза 4,5%. В наземных экосистемах усвоение солнечной энергии для фотосинтеза не превышает 1–3% (тропические леса) и составляет в лесах умеренных широт 0,6–1,2%, а в посевах сельскохозяйственных культур даже с наиболее плотным пологом растений он не выше 0,6%.

Все экосистемы Земли используют в процессе фотосинтеза не более 0,001% от всего потока энергии, поступающей с солнечным светом на Землю. В 30–40 раз больше растения используют тепловой энергии солнечного света на испарение (транспирацию). В результате транспирации через корни, стебли и листья растений прогоняется раствор элементов питания, необходимый для их жизнедеятельности. Кроме того, это спасает растения от перегрева.

Для фотосинтеза используется лишь часть световых волн – в диапазоне 400–700 нм. Эта часть солнечной энергии составляет около 40% поступающего на Землю света и называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Наибольшее значение в составе ФАР имеют оранжево‑красные и сине‑фиолетовые лучи. При прохождении через большую толщу воды эти части света отфильтровываются, и до глубоких слоев доходят в основном зеленые лучи. Однако если эти лучи плохо усваиваются зелеными растениями, то за счет дополнительных пигментов их могут использовать красные водоросли (Rhodophyta). Бактерии‑фототрофы также используют часть света, но с иным диапазоном длины волны – 800–900 нм.

Во многих случаях количество света избыточно, и потому интенсивность фотосинтеза не лимитируется поступающей солнечной энергией. Дефицит света наблюдается в затененных местообитаниях, например под густым пологом древостоя. В таких условиях у теневыносливых растений (сциофитов) выражен специальный синдром признаков теневыносливости, позволяющий усвоить больше света (тонкие листья, высокое содержание хлорофилла). Типичные сциофиты – папоротники, обитающие в расщелинах скал, например, листовика (Phyllitis scolopendrium).

Эффективность усвоения света в сообществах растений повышается за счет специальных приспособлений: вертикальное расположение листьев злаков, использующих свет, падающий на лист под острым углом (луга и степи); многослойная крона листьев (леса). Показателем числа слоев листьев, через которые проходит свет, является индекс листовой поверхности (ИЛП), который определяется как отношение площади листьев к площади поверхности почвы, над которой они находятся. В разомкнутых сообществах пустынь ИЛП составляет доли единицы, в большинстве луговых сообществ – равен 4–6, а в еловом лесу – может достигать 12, то есть на 1 гектар леса приходится 12 гектаров поверхности листьев (Работнов, 1992).

Экологическое значение имеют и невидимые лучи, т.е. не воспринимаемые глазом человека. Так самые короткие ультрафиолетовые лучи при высокой интенсивности ослабляют иммунную систему животных, в особенности человека, при умеренной интенсивности они способствуют образованию витамина D в животных организмах. Инфракрасные (тепловые) лучи влияют на температурный режим теплокровных животных, при повышении их интенсивности снижается активность окислительных процессов.

Свет является неисчерпаемым ресурсом, который постоянно поступает на Землю в результате солнечной радиации.

Специальные приспособления характерны для растений, обитающих в условиях дефицита влаги (см. 4.4.3), и растений избыточно увлажненных местообитаний (у водных растений проводящая система замещена воздухоносной тканью – аэренхимой).

Степень доступности воды накладывает ограничения на распространение многих видов животных и на потребление ими других ресурсов. Не только домашний скот, но и дикие копытные животные могут разрушить травостой в результате перевыпаса только близ водопоев, хотя радиусы пастьбы у них значительно больше, чем у коров или овец. По этой причине отдаленные от воды участки злаковника или саванны оказываются лучше сохранившимися.

Круговорот воды в биосфере делает ее неисчерпаемым (возобновимым) ресурсом, однако под влиянием человека этот круговорот изменился (см. 13.2.2). Кроме того, во многих районах вода сильно загрязнена, что ограничивает возможность использования ее организмами многих видов, включая человека.

Диоксид углерода. Этот ресурс необходим для фотосинтеза, но его содержание в атмосфере столь велико, что в естественных условиях он не лимитирует процесс синтеза органического вещества. Аналогично не лимитирует интенсивность фотосинтеза водных растений содержание диоксида углерода в воде.

Диоксид углерода является не только прямым фактором‑ресурсом, но и косвенным фактором, влияющим на климат. В результате сжигания больших количеств топлива, содержащего углерод, концентрация диоксида углерода в атмосфере повышается. В итоге происходит потепление климата (см. 13.2.1).

Из других макроэлементов важны: кальций, калий, магний, причем кальций в больших количествах необходим позвоночным и моллюскам для построения скелета или раковин, а магний – растениям, так как он входит в состав молекулы хлорофилла.

Остальные элементы нужны организмам в меньших количествах и называются микроэлементами. Растениям необходимы 10 микроэлементов, в том числе для фотосинтеза – марганец, железо, хлор, цинк, ванадий; для азотного обмена – молибден, бор, кобальт, железо; для прочих метаболических реакций – марганец, бор, кобальт, медь, кремний. Все эти элементы, кроме бора, нужны и животным. Кроме того, животным необходимы селен, хром, никель, йод, фтор, олово, мышьяк.

Кислород. Этот элемент необходим для дыхания подавляющему большинству организмов, однако его дефицит наблюдается только в водных экосистемах и переувлажненных почвах, что связано с низкой растворимостью кислорода в воде. Если в 1 л воздуха содержится 210 см 3 кислорода, то в воде его содержание не превышает 10 см 3 л, причем растворимость кислорода снижается при повышении температуры и солености. Это делает кислород фактором, ограничивающим возможности жизни многих обитателей водоемов. Они гибнут летом при повышении температуры и зимой при заморозк, когда вода изолирована от атмосферы слоем льда и весь кислород израсходован организмами.

Пополнение запаса кислорода в воде происходит за счет его поступления из воздуха, причем этот медленный процесс может ускорить сильный ветер. Кислород выделяют водные растения, в первую очередь фитопланктон, в процессе фотосинтеза. По этой причине содержание кислорода связано с количеством света, который проникает в водную толщу, что в свою очередь зависит от прозрачности воды. Поэтому, чем вода прозрачнее, тем выше в ней содержание кислорода. Все это объясняет сложную динамику содержания кислорода в воде в зависимости от типа водоема, времени суток и времени года.

В подтапливаемых почвах, т.е. с близким уровнем грунтовых вод, корни древесных растений избегают глубоких пересыщенных водой горизонтов. В зоне дефицита кислорода они практически не всасывают воду и растворенные в ней элементы минерального питания.

Дефицит пространства (как резервуара ресурсов) является фактором, который во многом определяет характер взаимоотношений между особями одного вида или разных видов. Об этом еще предстоит специальный разговор (см. 8.2), тем не менее отметим, что дефицит пространства (чрезмерно высокая плотность использующих его особей) снижает рождаемость, повышает смертность (в первую очередь у растений) и способствует миграции подвижных организмов (животных) на более свободные территории.

Организмы как пищевые ресурсы. Использование организмов как пищевых ресурсов возможно в трех вариантах:

1. хищничество – съедание организма‑ресурса в живом состоянии. Организм‑ресурс при этом может быть убит (как заяц волком) или съеден по частям при сохранении его живым (поедание растений фитофагами, питание оводов и слепней сельскохозяйственными животными);

2. паразитизм – длительное использование живого организма‑ресурса как среды жизни и источника пищи;

3. детритофагия – поедание мертвого организма.

Особенности организмов, которые используют эти способы гетеротрофного питания, будут рассмотрены в разделе 10.2. Познакомимся с питательными качествами (химическим составом и усвояемостью) разных организмов как ресурсов.

Разные ткани растений имеют разный химический состав: концентрация азота и других элементов минерального питания выше в меристематических тканях, клетки которых делятся, а углеводов – в ситовидных трубках флоэмы и в некоторых запасающих тканях (в клубнях, семенах), которые являются самыми питательными частями растений. Самые высокие концентрации целлюлозы и лигнина – в старых отмерших тканях, например в древесине.

Различия химического состава служат причиной специализации насекомых‑фитофагов для поедания разных тканей (например,разных видов дубовых галлиц, личинки которых питаются молодыми и старыми листьями, вегетативными почками, мужскими цветками, тканями корня и т.д.). Большинство насекомых‑фитофагов, тем не менее, избегает потребления старых одревесневших тканей.

1. На каком принципе основывается различение факторов‑ресурсов и факторов‑условий?

2. Какая доля солнечной энергии усваивается растениями при фотосинтезе?

3. Что такое ФАР?

4. Как определяется индекс листовой поверхности (ИЛП)?

5. В каких условиях свет может быть лимитирующим фактором?

6. Расскажите об экологической роли невидимых лучей.

7. Какую роль играет вода в жизни растений?

8. Как влияет обеспеченность водой на потребление животными других ресурсов?

9. Охарактеризуйте диоксид углерода как прямой и косвенный экологический фактор.

11. Каково соотношение азота и фосфора в биомассе?

12. Какие элементы питания растений и животных называются микроэлементами?

13. В каких экосистемах кислород является лимитирующим фактором?

14. Чем объясняется взаимообусловленность освещенности и содержания в воде кислорода в водных экосистемах?

Помимо получения чисто метеорологической информации многие станции и посты (в том числе агрометеорологические посты в хозяйствах) проводят специальные агрометеорологические наблюдения, фиксируя изменения в росте и развитии растений под влиянием соответствующих метеорологических факторов. К их числу относятся фенологические наблюдения (наблюдения за наступлением фаз развития растений); определение густоты стояния растений и поврежденности растений неблагоприятными метеорологическими явлениями, вредителями и болезнями; измерение высоты растений; наблюдения за полеганием посевов и за формированием элементов продуктивности и определение структуры урожая; наблюдения за состоянием озимых культур и плодовых деревьев в зимний период, за температурой почвы, глубиной ее промерзания и оттаивания, величиной снежного покрова на полях озимых и в садах; наблюдения за влажностью почвы на посевах различных сельскохозяйственных культур и некоторые другие.

По результатам сопряженных агроклиматических и чисто метеорологических наблюдений можно оценить влияние условий погоды на развитие и состояние посевов и насаждений сельскохозяйственных культур, на развитие болезней и размножения вредителей, условия проведения сельскохозяйственных работ. Данные агроклиматических наблюдений можно использовать для составления агроклиматических прогнозов. Из них наиболее важны прогнозы агрометеорологических условий (теплообеспеченность вегетационного периода, сроки оттаивания и промерзания почвы, запасы продуктивной влаги в почве и т.д.); фенологические прогнозы (сроки начала весенних полевых работ, сроки наступления основных фаз развития растений и их вредителей); прогноз урожайности основных сельскохозяйственных культур и их качества; прогноз состояния озимых культур, а также плодовых деревьев в зимний период.

Агрономия: Учеб. пособие для учреждений сред. проф. образования / Н. Н. Третьяков, Б. А. Ягодин, А.М. Туликов и др.; Под ред. Н. Н. Третьякова. - М.: Академия, 2004. С. 27-38.

ПЛАНИРОВАНИЕ ОРОШЕНИЯ / ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ / ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ / СУММАРНОЕ ИСПАРЕНИЕ / ДЕФИЦИТ ВОДНОГО БАЛАНСА / ОСАДКИ / КОЭФФИЦИЕНТ ПРИРОДНОГО УВЛАЖНЕНИЯ / УРОЖАЙНОСТЬ / РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ / ГИДРОМЕЛИОРАТИВНАЯ СИСТЕМА / МЕТОДОЛОГИЯ / ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ / IRRIGATION PLANNING / HYDROMETEOROLOGICAL FACTORS / EXISTENTIAL VARIABILITY / TOTAL EVAPORATION / DEFICIENCY OF WATER BALANCE / PRECIPITATION / FACTOR OF NATURAL MOISTENING / PRODUCTIVITY / IRRIGATION MODE / HYDROMELIORATIVE SYSTEM / METHODOLOGY / WATER MODE OF SOIL

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Цекоева Фатима Касполовна

total evaporation and crop irrigation MODES

In the article, the results of the researches of total evaporation , the modes of irrigation and the productivity of corn on grain in the conditions of a steppe zone of the Republic of Northern Ossetia-Alania are presented. The empirical dependences characterizing relationships of cause and effect in system: hydroweather conditions an irrigated agrobiocenosis, allowing to improve methodology of irrigation planning and to increase accuracy of irrigation planning , taking into account existential variability of climatic factors are presented

СУММАРНОЕ ИСПАРЕНИЕ И РЕЖИМЫ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Цекоева Фатима Касполовна к.с.-х.н., доцент

Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта, Калининград, Россия

TOTAL EVAPORATION AND CROP IRRIGATION MODES

T sekoeva F atima Kaspolovna

Cand.Arg.Sci., associate professor

Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia

Ключевые слова: ПЛАНИРОВАНИЕ ОРОШЕНИЯ, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ, СУММАРНОЕ ИСПАРЕНИЕ, ДЕФИЦИТ ВОДНОГО БАЛАНСА, ОСАДКИ, КОЭФФИЦИЕНТ ПРИРОДНОГО УВЛАЖНЕНИЯ, УРОЖАЙНОСТЬ, РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ, ГИДРОМЕЛИОРАТИВНАЯ СИСТЕМА, МЕТОДОЛОГИЯ, ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ

In the article, the results of the researches of total evaporation, the modes of irrigation and the productivity of corn on grain in the conditions of a steppe zone of the Republic of Northern Ossetia-Alania are presented. The empirical dependences characterizing relationships of cause and effect in system: “hydroweather conditions - an irrigated agrobiocenosis”, allowing to improve methodology of irrigation planning and to increase accuracy of irrigation planning, taking into account existential variability of climatic factors are presented

Keywords: IRRIGATION PLANNING, HYDROMETEOROLOGICAL FACTORS, EXISTENTIAL VARIABILITY, TOTAL EVAPORATION, DEFICIENCY OF WATER BALANCE, PRECIPITATION, FACTOR OF NATURAL MOISTENING, PRODUCTIVITY, IRRIGATION MODE, HYDROMELIORATIVE SYSTEM, METHODOLOGY, WATER MODE OF SOIL

Развитие орошения способствует решению целого ряда социальноэкономических проблем села: получение гарантированных объемов

сельскохозяйственной продукции, снижение в условиях орошаемого земледелия экономических рисков, связанных с потерями урожая из-за нестабильности погодных условий; увеличение базы налогообложения за счет прироста продукции у сельскохозяйственных производителей, в перерабатывающих отраслях и у реализующих организаций; создание новых рабочих мест для сельского населения; благоустройство населенных пунктов. Однако, как показывает опыт эксплуатации гидромелиоративных систем (ГМС), широкому развитию ирригации

сопутствует ухудшение экологической обстановки из-за подъема уровня грунтовых вод (УГВ), вторичного засоления, водной эрозии, подтопления, ухудшения качества природных вод. Во многом экологические проблемы вызваны нерациональной стратегией и тактикой эксплуатации оросительных систем, несовершенством технологий полива и планирования орошения. Необходимость рационального использования воды при орошении обусловлено растущим дефицитом пресной воды и стоимостью энергоресурсов, а также экологическими требованиями [1,2].

Повышение точности планирования водопользования на основе совершенствования методов нормирования орошения как основы оперативной деятельности оросительной системы, является одним из главных направлений, обеспечивающих рациональное использование водных ресурсов, повышение эффективности и экологической безопасности сельскохозяйственного производства на орошаемых землях. Точная оценка составляющих водного баланса, закономерностей формирования водного режима почвы в различных гидрометеорологических условиях необходима для оптимизации нормирования орошения. Суммарное испарение, являясь одной из главных расходных составляющих водного баланса, определяет динамику водного режима почвы, а тем самым нормы поливов и сроки их проведения [3,4].

Поэтому для реализации водосберегающих режимов орошения важное значение имеет наличие надежной и достоверной информации о влиянии гидрометеорологических условий на суммарное испарение, водный режим и урожайность сельскохозяйственных культур (Константинов А.Р., 1971, Алпатьев А.М., 1973, Харченко С.И., 1985, Ольгаренко Г.В.,1998).

В Республике Северная Осетия из общей площади пашни в 182,7 тыс. гектаров орошаемые земли занимают 76,7 тыс. гектаров, из которых на долю кормовых культур приходится более 30% площадей, кукурузы на

зерно-35%, овощей-10%, плодово-ягодные занимают до 5%.

Полевые исследования по изучению влияния режимов орошения сельскохозяйственных культур на качество планирования водопользования проводились в 1984-2010 гг. на орошаемых землях сельскохозяйственного предприятия "Красная Осетия", расположенного в зоне недостаточного увлажнения Республики Северная Осетия-Алания. Общая площадь орошаемых земель в хозяйстве составляет 5033 га, из них кукуруза на зерно занимает 3025 га (60,1 %), овощи - 500 гектаров, кормовые - 1450 гектаров.

На первом этапе исследования влияния влагообеспеченности на водный режим почвы, суммарное испарение, рост и развитие растений проводились на посевах кукурузы на зерно, т.к. в структуре посевных площадей на орошаемых землях кукурузе отведена ведущая роль.

По данным метеостанции Моздок, среднегодовая температура воздуха составляет 10,1 °С, сумма среднесуточных температур выше 10° равна 3400°, среднегодовое количество осадков 420 мм, относительная влажность воздуха 78 %. Климатические условия в годы проведения исследований были различны по температурному режиму и количеству осадков.

Опытный участок представлен каштановыми и темно-каштановыми почвами, маломощными, с низким содержанием гумуса, по механическому составу, в основном, могут быть отнесены к легким суглинкам и тяжелосуглинистые. Они характеризуются высоким валовым содержанием азота, фосфора, калия, подвижными формами средне обеспечены и типичны для степной зоны Северной Осетии.

Опыт по изучению влияния гидрометеорологических условий на динамику водного баланса, суммарное испарение и продуктивность кукурузы закладывался в 6 вариантах. За контроль быль принят 3 вариант (М), где поливы проводились расчетной поливной нормой, а влажность корнеобитаемого слоя почвы (Н = 0,6 м) поддерживалась не ниже 80 % от наименьшей влагоемкости (НВ). На 1 и 2 вариантах поливы проводились в те же сроки, что и на 3 варианте, но поливные нормы снижались, соответственно, на 40 и 20 %; на 4 варианте поливы проводились в те же сроки, что и на 3 варианте, но поливная норма была увеличена на 20 % от расчетной. На вариантах 5 и 6 поливы проводились при снижении запасов доступной влаги в почве на 40% и 60% соответственно.

Опыты закладывались в четырехкратной повторности методом организованных повторений, по Б. А. Доспехову. Общая площадь опытной делянки - 0,15 га, учетной - 0,03 га. На экспериментальном участке высеивался районированный гибрид кукурузы Краснодарский-427. Поливы проводились дождеванием, модернизированным агрегатом ДДА-100МА.

Варианты опыта Составляющие водного баланса и урожайность

Wн, мм Wк, мм Р, мм М, мм ЕТ, мм У, т/га КВ, мм/т КМ, мм/т

Среднее 209,0 168 140 325 506 4,12 123,2 77,8

Б, мм 4,35 32,6 90,3 82,9 0,6 5,13 10,95

У, % 2,08 19,4 27,8 16,4 14,6 4,16 14,07

Пояснения к таблице:

Б-стандартное отклонение; У-коэффициент вариации.

Увеличение оросительной нормы на 20% от расчетной обеспечило прибавку урожайности на 6 %. Снижение же оросительной нормы на 20 и 40 % приводило к уменьшению урожайности на 11 и 25 % соответственно.

оросительной воды пришлось более 50,0 %, осадков около 45,0%, почвенных влагозапасов - 5, 0%.

Увеличение оросительной нормы на 20 % от расчетной приводило к росту урожайности на 2,6 %, а снижение оросительной нормы на 20 и 40 % уменьшило этот показатель на 12 и 20 %, соответственно.

Варианты опыта Составляющие водного баланса и урожайность

Wн, мм Wк, мм Р, мм М, мм ЕТ, мм У, т/га КВ, мм/т КМ, мм/т

Среднее 217 192 203 205 433 4,92 88,3 41,1

Б, мм 7,42 21,77 56,9 40,22 0,51 2,02 7,1

V, % 3,42 11,34 27,8 9,29 10,37 2,29 17,3

Варианты опыта Составляющие водного баланса и урожайность

Р, мм М, мм ДW, мм ЕТ, мм У, т/га КВ, мм/т КМ, мм/т

Среднее 300 108 6,8 415 5,48 75,9 19,5

Б, мм 37,3 4,8 25,3 0,47 3,05 4,12

V, % 34,53 70,6 6,1 8,6 4,02 21,13

Анализ опытных данных показывает, что для кукурузы, при низкой вариации теплообеспеченности вегетационного периода (менее 5%), сумма активных температур за годы исследований изменялась от 3200 до 3400 °С, уровень естественной влагообеспеченности изменялся от 140 до 300 мм, оросительные нормы от 120 до 360 мм. Коэффициенты вариации для испаряемости (Ею), осадков (Р) и оросительных норм (М) составили, соответственно, 40,7%, 50,1 %, 44,0%, т.е. изменчивость показателей выше средней, что говорит о необходимости учета изменчивости условий влагообеспеченности вегетационного периода и влажности почвы (табл.4,5).

Таблица 4 - Гидрометеорологические условия формирования суммарного испарения и урожайности кукурузы на зерно

Культура Показатели Средние Стандартное отклонение Коэффициент вариации Ошибка среднего

Кукуруза на Ею 500 55,0 40,7 3,4

зерно (п=25) Р 114 34,3 50,1 10,3

ЕТ 440 68,3 25,5 5,16

Л^№ 30 15,0 50,0 16,66

М 214 73,0 34,1 11,14

Таблица 5 - Парные коэффициенты корреляций суммарного испарения и урожайности с основными гидрометеорологическими факторами

Показатели Ею t dф Р Ею - Р ЕТ М У

Ею,(мм) 1 0,94 0,96 -0,84 0,85 0,96 0,72 0,75

Т,(о С) 0,34 1 0,82 -0,85 0,93 0,75 0,60 0,08

dф(мм) 0,96 0,92 1 -0,76 0,91 0,88 0,75 0,15

Р(мм) -0,84 -0,85 -0,76 1 -0,95 0,18 0,69 0,10

Ею - Р(мм) 0,85 0,93 0,91 -0,95 0,85 1 0,98 0,62

ЕТ(мм) 0,96 0,75 0,88 -0,80 0,95 1 0,80 0,85

М(мм) 0,75 0,60 0,70 0,69 0,98 0,80 1 0,53

Стандартное отклонение, мм 84,9 180,2 179 58,5 98,6 78,0 114 7,6

Коэффициент вариации, % 10,5 6,5 8,4 30,8 12,2 12,4 33,8 12,2

Различный уровень изменчивости гидрометеорологических и воднобалансовых характеристик указывают на отсутствие прямолинейных зависимостей между ними, позволяют сделать вывод о том, что наиболее точная количественная оценка влияния гидрометеорологических условий на рост и развитие растений, суммарное испарение посевов может быть получена с использованием нелинейных математических зависимостей. Главными причинами изменчивости величин суммарного испарения и урожайности являются изменчивость гидрометеорологических условий и влажности почвы.

Следовательно, необходимо получение серии математических уравнений, описывающих влияние изменения гидрометеорологических и гидрологических факторов на величину суммарного испарения, инфильтрации и расхода грунтовых вод в зону аэрации.

У0 = 0,205 + 1,455М0 - 0,614М02 л = 0,92; 0,6 Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЕТ - суммарное испарение за расчетный интервал времени, ММ,

Wн, 'к - влагозапасы в почве на начало и конец расчетного периода,

WНВ - влагозапасы, соответствующие наименьшей влагоемкости, мм.

Полученные зависимости характеризуются высоким корреляционным отношением, изменяющимся от 0,80 до 0,85, что говорит о существенности связи, наилучшая сходимость экспериментальных и теоретических расчетов для всех фаз развития наблюдается при аппроксимации экспериментальных данных параболическими зависимостями типа:

у = ао + а1 х + а2 х2 (3)

У - зависимая переменная, соответствующая ЕТ/ Е^

Х - независимая переменная, соответствующая (Wн + Wк / Wнв);

а0, а1, а2 - параметры уравнений.

Диапазон применимости полученных зависимостей, определяется диапазоном изменчивости величин экспериментальных точек значений и составляет для всех фаз развития 0,6-1,0. Такие зависимости позволяют достаточно точно, с ошибками, не превышающими 5 %, рассчитывать величины суммарного испарения при изменчивости

гидрометеорологических условий вегетационного периода с учетом влагообеспеченности посевов.

Таблица 6 - Параметры зависимостей суммарного испарения кукурузы от

влажности расчетного слоя почвы

Культура Параметры уравнения Диспер- Диапазон

фаза а0 а1 а2 сия применяемо сти

Кукуруза на зерно 1 Всходы -7,700 16,300 -8,2000 0,011 0,6-1,0

3 Выброс метелки - 6,300 15,000 -7,700 0,0078

4 Молочная спелость -0,800 3,000 -1,100 0,00010

5 Полная спелость -2,400 6,800 -3,500 0,0010

Разработка комплексного метода расчета суммарного испарения требует дальнейшего уточнения биологических коэффициентов суммарного испарения и получения закономерностей их изменчивости в зависимости от изменчивости агрометеорологических условий и влажности почвы. В целях дальнейшего совершенствования методики расчетов требуется получение достоверного эмпирического материала на основе проведения комплексных воднобалансовых и агрометеорологических исследований системы: почва-растение-атмосфера.

Предложенная методика позволяет учитывать изменчивость условий внешней среды и обеспечивает наиболее точное отражение динамики суммарного испарения, а следовательно, расчет режима орошения, что в итоге позволяет сократить удельные ресурсо-, энергоемкость и повысить экологическую безопасность технологий орошения.

2. Ольгаренко Г.В. Совершенствование методики расчетов суммарного испарения // Мелиорация и водное хозяйство. - 1997.- № 2. - С.12.

3. Ольгаренко Г.В. Перспективы развития технологий и техники орошения // Мелиорация и водное хозяйство. - 2004. - № 3. - С.20.

4. Остапчик В.П. и др. Информационно-советующая система управления орошением. - К.: Урожай, 1989. - 248 с.

2019
Агрометеорология: Рабочая тетрадь / А.И. Белолюбцев. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2019. 22 с.

Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлениям подготовки: 35.03.04 Агрономия; 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение; 35.03.07 Технология производства и переработки с/х продукции.

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией факультета агрономии и биотехнологии (протокол № 01 от 01.02.2019 г.).

1	ВВЕДЕНИЕ	4
2	Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины	5
3	Работа 1. Измерение солнечной радиации (пиранометр)	6
4	Работа 2. Измерение солнечной радиации (альбедометр походный)	7
5	Работа 3. Измерение температуры почвы (термометры: срочный, минимальный, максимальный, коленчатые, походный, вытяжные)	9
6	Работа 4. Измерение температуры воздуха (термометры: психрометрический, минимальный, максимальный)	11
7	Контрольные вопросы 1	14
8	Работа 5а. Измерение влажности воздуха (психрометр станционный)	15
9	Работа 5б. Измерение влажности воздуха (психрометр аспирационный)	16
10	Работа 6. Измерение влажности воздуха (гигрометр волосной)	17
11	Работа 7. Измерение осадков (осадкомер Третьякова)	19
12	Работа 8. Измерение плотности снега и запасов воды (весовой снегомер, маршрутная снегомерная рейка)	21
13	Работа 9. Измерение давления воздуха (барометр - анероид)	23
14	Работа 10. Измерение скорости и направления ветра (флюгер Вильда, анемометр)	25
15	Контрольные вопросы 2	28
16	Работа 13. Прогноз заморозков (по способу Михалевского)	29
17	Работа 14. Расчет запасов продуктивной влаги в почве к началу вегетационного периода	30
18	Работа 15. Расчет дат наступления фаз развития растений	31
19	Работа 16. Расчет урожая зерна кукурузы	32
20	Контрольные вопросы 3	33
21	Приложения	34

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы, связанные с правильной оценкой и учетом факторов внешней среды, приемов их оптимизации, а также особенностей адаптивных реакций различных сельскохозяйственных культур на их изменения, приобрели в настоящее время особую актуальность. Решение этих проблем в современных условиях существенного роста экстремальности климата и всё возрастающей климатической составляющей в обеспечении безопасного функционирования агроландшафтов имеет большое значение.

Основная задача курса и данной Рабочей тетради – познакомиться с современными методами оценки, учета и анализа метеорологических и агрометеорологических факторов, а также их сочетаний, на примере использования основных метеоприборов и простейших методик наблюдений к ним.

При выполнении заданий Рабочей тетради студенты (бакалавры) используют текущие значения метеорологических элементов, полученные самостоятельно на учебной площадке кафедры и данные метеорологической обсерватории имени В.А. Михельсона. Выполненная работа сдается преподавателю.

Работа 1

Работа 2

Работа 3

Измерение температуры почвы

(термометры: срочный, минимальный, максимальный,

коленчатые, походный, вытяжные)

Задание:

1. Произвести отсчет температуры почвы по срочному, максимальному, минимальному, коленчатым, походному и вытяжным термометрам.

2. Ввести поправки к отсчету по температуре почвы и рассчитать исправленную величину.

Читайте также:

Какие факторы влияют на испарение в посевах сельскохозяйственных культур

2.2. Условия и ресурсы

2.2.1. Ресурсы

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Цекоева Фатима Касполовна

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Цекоева Фатима Касполовна

total evaporation and crop irrigation MODES