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).
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
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 tх , t2 , t3 , … , 
.
a =
, (2)
b — изменение объема воды в чеке за время tх , t2 , t3 , … , .
b =
, (3)
где: 
— объем воды в чеке в момент времени t, м3/га;
— среднесуточные объемы воды, поступающие в чек за время tх , t2 , t3 , … , 
через водовыпуск и от грунтовых вод, м3/га;
— среднесуточные объемы воды, расходуемые за время tх , 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.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
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.