Информационная технология планирования поливов сельскохозяйственных культур

• Автор: Брыль, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕХНОЛОГИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
1.1 Эффективность орошения овощных культур при оперативном управле-
нии поливами. Прогнозирование урожайности
1.2 Информационно-советующие системы, приемы оперативного управле-
ния поливами и задачи их совершенствования
1.3 Повышение точности нормирования водопользования
Выводы
2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Рабочая гипотеза проведения исследований
2.2 Почвенно-климатические особенности объекта исследования
2.3 Методика проведения исследований
3. МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГИДРОМЕТОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ
3.1 Закономерности пространственно-временной изменчивости гидрометеорологических факторов
3.2 Модель оперативного прогнозирования и управления поливами
3.3 Методика прогнозирования доз удобрений с учетом динамики почвенно-климатических процессов
3.4 Методика выбора опытного участка для идентификации параметров модели
Выводы

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДНОГО И ПИЩЕВОГО РЕЖИМОВ ПОЧВЫ НА ПОСЕВАХ МОРКОВИ
4Л Дифференцированные режимы орошения моркови
4.2 Суммарное испарение и урожайность моркови при различных уровнях
влагообеспеченности
4.3 Закономерность влияния водного и пищевого режимов почвы на уро-
жайность моркови
4.4 Пищевой режим почвы, урожайность моркови при разных дозах удоб-
рений
Выводы
5. ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛИВОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
5.1 Информационная технология и модель прогнозирования водопотреб-ления и оперативного планирования поливов
5.2 Оценка экономической и энергетической эффективности дифференци-
рованных режимов орошения
5.3 Эффективность реализации дифференцированных режимов орошения и
удобрения
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Материалы ФАО и МКИД подчеркивают, что рациональное использование оросительной воды обеспечивает не только высокую экономическую эффективность орошения, но и его экологическую безопасность.
Эколого-экономически сбалансированное водопользование требует регулирования водного режима почвы в таком диапазоне, который бы обеспечивал получение экономически оправданного урожая при минимизации потерь воды на инфильтрацию и сброс, максимальную замкнутость водного баланса и сохранение автоморфного режима почвообразования.
Расчет режимов орошения проводится с применением метода водного баланса, динамика элементов которого определяется большим количеством вероятностных характеристик агрометеорологических факторов и подчиняется статистическим законам распределения. Такие элементы, как суммарное испарение, осадки, почвенные влагозапасы значительно изменяются в пространстве и во времени, а их изменчивость, в свою очередь, оказывает сильное влияние на режим орошения и урожайность сельскохозяйственных культур, величину стока и инфильтрации.
Оптимальное управление системой орошения требует сбора и обработки больших объемов информации, что возможно только при использовании математических моделей, адекватно описывающих происходящие на поле процессы, и реализации моделей на ЭВМ.
Эффективное планирование водопотребления и управление орошением обеспечиваются только при использовании достоверной исходной, управляющей и контролирующей информации при принятии решений. Информационное обеспечение включает получение исходных данных, обработку, анализ, расчет показателей и подготовку полученных на основе моделирования результатов для обоснования наиболее эффективного варианта режимов орошения.
Несоответствие моделей процессам, протекающим на орошаемых полях, приводит к потере всех преимуществ управления орошением с исполь-

- почвозащитный, направленный на сохранение плодородия почв в условиях неудовлетворительного экологического состояния земель [109].
Биологически оптимальные режимы орошения - это режимы орошения, суть которых “в покрытии дефицита водного баланса того или другого сельскохозяйственного поля” [108, 107]. Биологически оптимальные режимы разработаны для условий достаточного обеспечения водными и энергетическими ресурсами, биологического режима питания растений и благоприятного экологического состояния орошаемых земель.
Оптимально экологически безопасный режим орошения обеспечивает рациональное использование водных и энергетических ресурсов и экологическую безопасность орошения при применении в условиях удовлетворительного эко-лого-мелиоративного состояния земель [108].
Водосберегающий режим орошения - это режим, при планировании которого за критерий управления принимается условие минимизации затрат поливной воды на получение единицы урожая. Режимы орошения реализуются при детальном учете биологических особенностей конкретной сельскохозяйственной культуры относительно степени ее чувствительности к недостатку влаги в определенную фазу, позволяют более тесно связать режимы орошения с другими технологиями выращивания сельскохозяйственных культур. При дефиците водно-энергетических ресурсов или финансовых средств на оплату затрат электроэнергии, необходимости уменьшения антропогенной нагрузки на почвы рекомендуется применять водосберегающие режимы орошения.
Одной из основных задач при осуществлении этой стратегии является разработка методов и технологий мелиорации как комплексного управления биологическим и геологическим круговоротом воды и вещества.
Управление водораспределением в орошаемом земледелии сопряжено со значительными трудностями, так как водный режим посевов зависит от большого числа стохастических факторов.
Современный уровень развития средств и аппарата математического моделирования позволяет в значительной степени преодолеть эти трудности,