ВОДОСБЕРЕГАЮЩАЯ  ТЕХНОЛОГИЯ  ОРОШЕНИЯ  РИСА  И  РЕГУЛИРОВАНИЕ  МИНЕРАЛИЗАЦИИ  ВОДЫ  В  РИСОВЫХ  ЧЕКАХ

Бекетов  Женис  Захман

Калу  Ернар   Сталвекулы

Жумамуратова  Динара  Жусипбеккызы

студенты  3  курса,  кафедры  «Водное  хозяйство  и  землеустройство»  Кызылординского  государственного  университета

имени  Коркыт  Ата,  Республика  Казахстан ,  г.  Кызылорда

Е- mail:  shbakhyt _67@list.ru

Шаянбекова  Бахытжан  Рахманбердиевна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  старший  преподаватель  Кызылординского  государственного  университета  имени  Коркыт  Ата,  Республика  Казахстан,  г.  Кызылорда

Актуальность  исследований  определяется  исключительно  важным  значением  водосбережение  и  улучшение  эколого-мелиоративного  состояния  земель. 

Как  известно,  основным  рисосеющим  районом  республики  Казахстан  является  Кызылординская  область.  Всего  в  2014  году  посевная  площадь  риса  по  республике  составляла  94  тыс.  га.  Из  них  был  засеяно  77,4  тыс.  га  в  Кызылординской  области  [6].

Главной  составляющей  ирригационного  фактора,  влияющей  на  водно-солевой  режим  рек,  стал  сток  коллекторно-дренажных  вод,  минерализация  которых  в  некоторых  районах,  достигает  20  г/л,  а  годовой  объем  составляет  одну  четвертую  часть  всего  стока  в  Аральском  регионе.  В  составе  речного  стока  доля  коллекторно-дренажных  вод  стала  доходить  в  низовьях  до  40—60  %.  Таким  образом,  коллекторно-дренажный  сток  стал  основным  звеном  в  технической  цепи  орошаемого  земледелия,  которое  привело  к  мобилизации  огромных  масс  солей,  накопившихся  ранее  в  ландшафтах,  и  перераспределению  их  на  огромной  территории  Аральского  бассейна  [2;  3;  4;  5].

Чем  глубже  слой  затопления  и  интенсивнее  водообмен  в  чеке  в  течение  вегетационного  периода,  тем  меньше  минерализация  воды  в  нем.  Высокая  степень  засоления  почв  и  напорность  грунтовых  вод  способствуют  повышению  минерализации  воды  в  чеке.  Поэтому  величину  минерализации  в  рисовом  чеке  нельзя  рассматривать  в  отрыве  от  технологии  орошения  и  динамики  водного  и  солевого  режимов.

По  данным  А.Г.  Рау  [4],  А.А.  Джумабекова  [1]  и  др.  повышение  минерализации  воды  в  рисовых  чеках  вызывает  изреженность  всходов  и  пустозерность  метелки.  До  40  %  растений  риса  погибают  до  фазы  кущения  при  минерализации  воды  в  пределах  1,5—3,0  г/л  и  80  %  растений  —  при  минерализации  до  4  г/л.

Для  снижения  минерализации  воды  и  предотвращения  потерь  урожайности  на  рисовых  системах  проводят  частые,  иногда  необоснованные,  сбросы  воды  с  чеков  с  последующим  затоплением  свежей  водой.

Проточность  воды  на  рисовых  чеках  увеличивает  оросительную  норму  на  20—25  %  и  снижает  урожайность  риса  на  12—15  %.  Поэтому  внедрение  технологии  орошения  риса  без  проточности  и  сброса  воды  —  задача  актуальная,  имеющая  большое  экономическое,  социальное  и  экологическое  значение.

В  производственных  условиях  при  возделывании  риса  создается  проточность  и  производятся  периодические  сбросы  воды  с  рисовых  чеков  в  объеме  до  25  %  от  водоподачи.  При  соблюдений  нынешней  технологии  выращивания  риса  обеспеченность  поливной  водой  вегетационного  периода  оценивается  до  60—65  %  [2;  3].  Доведение  обеспеченности  до  100  %,  путем  внедрения  различных  водосберегающих  технологий  в  настоящее  время  является  актуальной.

Создаваемая  проточность  на  рисовых  чеках,  когда  открыты  водовыпуски  из  оросителя  в  рисовые  чеки  и  из  чеков  в  сбросной  канал,  снижает  температуру  воды  в  чеках  до  22—23  ⁰С  и  в  период  уборки,  стеблестой  остается  зеленым,  зерно  в  метелках  полностью  не  вызревает.  При  проточности  воды  выносится  до  30  %  вносимые  минеральные  удобрения,  увеличивается  оросительная  норма  на  20—25  %,  снижается  урожайность  риса  на  15—18  %.

То,  что  проточность  воды  на  рисовых  чеках  не  следует  использовать,  и  от  нее  нет  никакой  пользы,  установлено  многочисленными  исследованиями  на  рисовых  системах  бассейна  р.  Сырдарьи.  Беспроточная  и  сбросовая  технология  орошения  риса  обеспечивает  экономию  поливной  воды  и  способствует  полному  использованию  растениями  риса  вносимых  минеральных  удобрений  [6].

Стихийные  сбросы  воды  с  рисовых  обуславливают  увеличение  забора  воды  из  источника  орошения,  переполнение  коллекторно-сбросной  сети  и  создают  напорность  грунтовых  вод.  Все  это  приводит  к  вторичному  засолению  низких  участков  рисовой  системы  и  загрязнению  окружающей  среды.  Поэтому  они  не  должны  носить  стихийный  характер,  что  очень  часто  наблюдается  на  рисовых  системах,  а  быть  оперативными.

Практическая  значимость   исследований  заключается  в  том,  что  разработка  экологически  оптимальной  технологии  орошения  риса  позволит  получать  значительную  экономию  поливной  воды,  улучшить  мелиоративное  состояние  рисовых  полей  и  оздоровить  эколого-мелиоративную  обстановку  орошаемых  земель.

Научная  значимость   работы  заключается  в  разработке  оптимальных  параметров  технологии  орошения  затопляемых  сортов  риса,  а  также  для  предотвращения  необоснованных  сбросов  воды  с  рисовых  чеков  установлены  надежные  методы  оценки  минерализации  воды  по  периодам  развития  риса,  с  помощью  которых  можно  оперативно  производить  необходимую  корректировку  режима  затопления.

Методика  проведения  исследований.  Полевые  исследования  проводились  на  рисовых  севооборотных  участках  опытного  хозяйства  ТОО  Казахского  научно-исследовательского  института  рисоводства  (рисунок  1).

Для  замеров  элементов  водного  баланса  на  каждом  чеке  устанавливались  трапецеидальные  водосливы  в  точке  подачи  воды  из  картового  оросителя  в  чек  и  в  точке  сброса  воды  из  чека  в  картовый  сбросной  канал.  Для  установления  фильтрационных  потерь,  испарения  с  водной  поверхности  и  суммарного  водопотребления  риса  на  чеках  установлены  сосуды-испарители  В.Б.  Зайцева. 

В  целях  изучения  режима  и  химизма  грунтовых  вод  установлены  точечные  пьезометры  на  глубину  100см.  Наблюдения  по  ним  велись  через  каждые  3  дня,  пробы  воды  с  них  отбирались  раз  в  декаду.

Рисунок  1.  План  опытного  участка

По  каждой  точке  отмечается  динамика  солевого  режима  почвы,  для  чего  отбираются  пробы  почвы  до  глубины  100  см  через  каждые  20  см.  В  каждом  чеке  выделяются  9  точек.  Наблюдения  проводились  на  27  площадках  в  трехкратной  повторности.  По  этим  27  точкам  ведутся  фенологические  наблюдения  —  отмечаются  периоды  наступления  и  прохождения  фаз  полных  всходов,  кущения,  трубкования,  цветения,  мелочной,  восковой  и  полной  спелости  риса.

По  каждой  точке  замеряется  глубина  воды  в  чеке,  минерализация  воды,  ее  температура.  Замеры  температуры  воды  проводятся  в  9,  15,  19  часов.

Опыт.  Продуктивность  риса  в  зависимости  от  технологии  орошения  риса.  В  первом  варианте  (контрольный)  поддерживали  глубины  слоя  воды  по  фазам  развития  риса:  от  сева  до  всходов  —  10—12;  в  период  всходов  и  до  кущения  —  5—7  (три  сброса);  от  массового  кущения  до  восковой  спелости  зерна  —  10—12  см.

В  исследуемом  варианте  поддерживали  глубины  слоя  воды  по  фазам  развития  риса  от  сева  до  наклевывания  —  15—20,  от  начала  всходов  до  массового  кущения  —  5—7,  от  массового  кущения  до  полного  трубкования  —  20—25,  от  выхода  в  трубку  до  восковой  спелости  зерна  —  10—15  см.

Сбросы  необходимо  проводить  лишь  в  том  случае,  когда  минерализация  воды  в  рисовых  чеках  достигает  критических  значений.  В  целом,  для  предотвращения  необоснованных  сбросов  воды  с  рисовых  чеков  необходимо  иметь  надежные  методы  оценки  минерализации  воды  по  периодам  развития  риса,  с  помощью  которых  можно  оперативно  производить  необходимую  корректировку  режима  затопления.

Для  наших  условий  минерализацию  воды  в  рисовом  чеке  можно  определить  по  формуле:

+ 

где  a  —  накопление  солей  в  воде  рисового  чека  за  время  t_х ,  t₂ ,  t₃ ,  ...  ,  . 

a  =,  (2) 

b  —  изменение  объема  воды  в  чеке  за  время  t_х ,  t₂ ,  t₃ ,  ...  ,  . 

b  =,  (3) 

где:    —  объем  воды  в  чеке  в  момент  времени  t,  м³/га;

  —  среднесуточные  объемы  воды,  поступающие  в  чек  за  время  t_х ,  t₂ ,  t₃ ,  ...  ,  через  водовыпуск  и  от  грунтовых  вод,  м³/га;

  —  среднесуточные  объемы  воды,  расходуемые  за  время  t_х ,  t₂ ,  t₃ ,  ...  ,    соответственно  на  испарение  и  транспирацию,  м³/га;

,  —  соответственно  исходная  минерализация  воды  в  чеке,  минерализация  поливной  и  грунтовой  воды  в  момент  времени  t,  г/л.

Приведенные  уравнения  показывают,  что  с  увеличением  водоподачи  ()  минерализация  воды  в  чеке  уменьшается,  и  наоборот,  с  уменьшением  водоподачи  и  увеличением  минерализация  воды  в  чеке  возрастает.  Концентрация  солей  в  воде  может  изменяться  по  следующей  зависимости:

,  при 

Из  уравнения  (4)  следует,  что  чем  выше  фильтрация  и  глубже  слой  воды  в  чеке,  тем  ниже  минерализация  воды  в  рисовом  чеке.  С  уменьшением  фильтрации  и  увеличением  напорности  грунтовых  вод  минерализация  воды  в  рисовых  чеках  увеличивается.  Опытно-экспериментальные  данные  по  изучению  влияния  фильтрации  на  минерализацию  воды  в  чеках  Кызылординского  массива  и  расчетные  приведены  в  таблице  1.

Таблица  1.

Влияние  фильтрации  на  минерализацию  воды  в  рисовом  чеке  и  солевой  режим  почв

Примечание  —  минерализация  поливной  воды  1,30—1,45  г/л.

При  поливе  оросительной  водой  с  минерализацией  1,30—1,45  г/л  и  фильтрации  120  м³/(сут.  га)  минерализация  воды  в  чеках  к  концу  поливного  периода  составила  1,70  г/л,  при  80  м³/(сут.  га)  —  1,95  г/л,  40  м³/(сут.  га)  —  2,80  г/л,  20  м³/(сут.  га)  —  3,89  г/л,  при  отсутствии  фильтрации  -  минерализация  повышалась  до  6,83  г/л  (рисунок  1).  Сравнение  опытных  данных  с  расчетными  показывает,  что  отклонения  полученных  величин  минерализации  воды  в  рисовых  чеках  не  превышают  7—10  %.

Рисунок  2.   Зависимость  минерализации  воды  в  рисовых  чеках  от  расхода  воды  на  фильтрацию.  Ось  абсцисс  —   расход  воды  в  рис ов ых  че ках  на  фильтрацию  (м  /сут.  га),  ось  ординат  —   минерализация  воды  в  рисовых  чеках  (г/л).  Обозначения  кривых:  1  —   фактическая;  2  —   расчетная.

Фильтрация  влияет  не  только  на  динамику  солевого  режима  воды  в  чеке,  но  и  на  солевой  режим  почв.  При  фильтрации  воды  из  рисовых  чеков  в  пределах  40—120  м³/(сут.  га)  к  концу  вегетационного  периода  отмечается  рассоление  активного  слоя  почвогрунтов.  С  уменьшением  фильтрации  рассоление  происходит  только  в  верхних  горизонтах.  Выращивание  риса  на  таких  участках  становится  нерентабельно,  из-за  низкой  ее  урожайности  18—35  ц/га  (рисунок  3).

Рисунок  3.  Зависимость  урожайности  риса  от  расхода  воды  в  чеках  на  фильтрацию.  Ось  абсцисс  —  расход  воды  в  рисовых  чеках  на  фильтрацию  (м  /сут.  га),  ось  ординат  —  урожайность  риса  (ц/га)

Результаты  замеров  расходов  оросительной  воды  за  весь  оросительный  период  показали,  что  водоподача  у  сорта  Авангард  на  контрольном  варианте  опыта  составила  в  среднем  24380  м³/га,  на  исследуемом  —  20760  м³/га,  т.  е.  на  3620  м/га  меньше.  На  посевах  сорта  Маржан  эти  показатели  соответственно  равны  21520;  18050  и  3470  м³/га.

Экономия  оросительной  воды  на  рекомендуемом  варианте  по  двум  сортам  Маржан  и  Авангард  в  среднем  составила  3550  м³/га,  при  нынешней  посевной  площади  риса  —  77000  га  позволит  снизить  водозабор  на  орошение  риса  273  млн.м³  воды  в  год.

Список  литературы:

1.Джумабеков  А.А.  Оптимизация  орошения  на  рисовых  системах  Приаралья.  КазНИИВХ  Алматы:  Бастау,  1993.  —  192  с.

2.Карлиханов  Т.К.,  Абжамиева  Л.Б.  «Состояние  проблемы  совершенствования  технологии  освоения  рисовых  оросительных  систем  //  Вестник  ТарГУ.  им.  М.Х.  Дулати/Природопользование  и  проблемы  антропосферы.  Тараз,  —  2007,  —  №  3  (37)  —  С.  128—133. 

3.Кошкаров  С.И.,  Сагаев  А.А.  Мелиоративное  состояние  орошаемых  земель  в  Кзыл-Ординской  области  //Теория  и  практика  комплексного  мелиоративного  регулирования.  М.:  МГМИ,  1991.  —  С.  73—83.

4.Рау  А.Г.  Бесбросовая  технология  орошения  риса.  //  Программа  малых  грантов   Глобального  экологического  фонда  (ПМГ  ГЭФ)  Республиканской  ассоциацией  сельскохозяйственных  кооперативов  «АгроСоюз  Казахстана».  2014  г.

5.Рау  А.Г.  Водораспределение  на  рисовых  системах.  М.:  МГМИ,  1995,  —  41  с.

6.Сельское,  лесное  и  рыбное  хозяйство  в  Республике  Казахстан.  2008—2014  гг.  Статистический  сборник.  Астана.  —  288  с.