Теоретическое и экспериментальное обоснование экологически безопасных технологий орошения кормовых культур природн ы ми и сточными водами

На правах рукописи

Семененко Сергей Яковлевич

Теоретическое и экспериментальное обоснование

экологически безопасных технологий орошения

кормовых культур природными и сточными водами

Специальность: 06.01.02– Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград – 2010

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» на кафедре мелиорации земель и эксплуатации водохозяйственных объектов в период 1982-2004 гг.

Научный консультант:	доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, академик РАСХН Григоров М.С.
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН Дубенок Н.Н.;
	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН Бородычев В.В.;
	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Балакай Г.Т.
Ведущая организация –	ГНУ «Всероссийский НИИ орошаемого земледелия».

Защита состоится «25» июня 2010 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д220.008.01 при Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 400002, г. Волгоград, проспект Университетский, 26, ВГСХА, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГСХА.

Автореферат разослан «____» _______ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук, доцент Иванцова Е.А.

Общая характеристика работы

Актуальность исследований: Интенсивная эксплуатация орошаемых земель, вовлечение в оборот земель не соответствующего качества, применение необоснованных поливных и оросительных норм без оценки экологических последствий их воздействия на орошаемые земли и сопрягающие агроландшафты, а также значительное преобладание экономических целей над экологическими результатами способствуют развитию деструктивных процессов на орошаемых землях.

Создание дождевальной техники с заданными параметрами дождя и переоснащение ею сельхозпроизводителей в принципе возможно, поскольку существуют определенные научные и практические разработки, однако, это крайне дорогостоящий путь, который наше сельское хозяйство с его многоукладностью, в настоящее время осилить не может.

Наиболее целесообразна разработка технологических и агромелиоративных мероприятий с целью создания экологически адаптированных режимов и технологий орошения с применением высокопроизводительной дождевальной техники с высокой интенсивностью дождя, совместное применение которых обеспечивает получение заданных урожаев в экологически устойчивом мелиоративном агроландшафте, в том числе при орошении животноводческими сточными водами. Исследования по теме выполнены в рамках республиканской научно-технической программы ОЦ 034 «Повышение эффективности мелиорируемых земель и использования водных ресурсов в мелиорации» задание 07.01.02 «Разработать оптимальные режимы орошения сельскохозяйственных культур с учетом регулирования солевого, пищевого, теплового и других факторов жизни растений».

Цель работы: разработать комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение экологической безопасности полива кормовых культур природными и сточными водами при формировании эколого-адаптивной ландшафтно-мелиоративной системы орошаемого земледелия.

Задачи исследований:

• провести анализ проблем ирригационной эрозии при поливе дождеванием;
• разработать концептуальную модель сочетания кибернетического принципа и категориально-понятийного подхода к экологическим проблемам производства продукции на мелиорируемых землях;
• разработать экологичные режимы орошения и технологии увлажнения в условиях критических уклонов;
• определить реакцию сельскохозяйственных культур на изучаемые технологии и их сочетания и определить их влияние на урожай и качество продукции;
• изучить влияние водного режима почв на потери поливной воды и определить воздействие изучаемых технологий и дождевальной техники на смыв почвенных частиц;
• разработать технические средства повышения экологичности полива дождеванием;
• обосновать систему подготовки и внесения животноводческих сточных вод (ЖСВ) и исследовать санитарно-гигиенические аспекты их почвенной очистки (в том числе при внутрипочвенном орошении);
• дать биоэнергетическую и эколого-экономическую оценку дождевальной технике, режимам и технологиям орошения кормовых культур.

Научная новизна:

• на основании теоретических исследований создана модель регулирования и управления качеством орошаемых ландшафтов;
• доказана отзывчивость кормовых культур на различные режимы орошения и технологии увлажнения в сочетании с агромелиоративными противоэрозионными мероприятиями;
• установлена зависимость объема поверхностного стока и смыва светло-каштановой почвы от уклона поля, интенсивности дождя, вида дождевальной техники, агромелиоративных технологий и выращиваемой культуры;
• доказана взаимосвязь податливости почв ирригационной эрозии с технологиями и режимами орошения, видами кормовых культур, топографическими условиями и типами дождевальной техники;
• разработаны оптимальные режимы орошения кормовых культур в условиях критических уклонов;
• предложен комплекс технологических и агромелиоративных мероприятий, позволяющих в эрозионно-опасных условиях производить поливы без образования поверхностного стока;
• предложены технические решения по повышению экологической безопасности при орошении дождеванием;
• разработана схема подготовки сточных вод животноводческих комплексов и режим их внесения с соблюдением санитарно-гигиенических норм.

Практическая ценность работы:

• проведенные теоретические исследования по управлению качеством орошаемых земель при производстве продукции позволяют на стадии проектирования и эксплуатации произвести правильный выбор комплекса практических решений, направленных на экологически безопасную эксплуатацию мелиорируемых агроландшафтов;
• для землепользователей предоставлена возможность исходя из материально-технических и финансовых ресурсов, учитывая топографические условия конкретных территорий подобрать наиболее оптимальный по затратам режим и технологию орошения кормовых культур с целью сохранения плодородия почв;
• использование предложенных технологических и агромелиоративных мероприятий при орошении животноводческими сточными водами позволит обеспечить требуемый уровень их почвенной очистки и санитарную защиту полей, водоемов и сопрягающих агроландшафтов.

Основные защищаемые положения:

• концептуальная модель регулирования и управления качеством орошаемых агроландшафтов;
• влияние регулируемых факторов при орошении дождеванием кормовых культур на ирригационную устойчивость почв;
• обеспечение экологической безопасности при орошении подготовленными животноводческими сточными водами;
• комплекс технических средств, обеспечивающих повышение противоэрозионной стойкости почв при дождевании.

Реализация результатов исследований:

Полученные результаты прошли производственную проверку и внедрение в государственных унитарных сельскохозяйственных предприятиях, фермерских и крестьянских хозяйствах в Николаевском, Быковском, Дубовском, Городищенском, Октябрьском, Светлоярском и Иловлинском районах Волгоградской области, а также в АО «Рассвет» Корочанского района Белгородской области на общей площади 2054 га.

Апробация полученных результатов и публикации :

Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях и всесоюзных совещаниях НГМА и ЮжНИИГИиМ (г. Новочеркасск) в 1983-1998гг.; ВНПО «Прогресс» (г. Купавна) в 1985, 1986, 1999 гг., НПО «Радуга» (г. Коломна) в 1989, БСХИ (г. Горки) в 1989 г, Севкавгипроводхоз (г. Пятигорск) в 1987 г., Облмелиоводхоз (г. Пенза) в 1998 г., ВГСХА (г. Волгоград) в 1983-2009гг.; ПНИИАЗ (г. Астрахань) в 2000г.; на международных научно-практических конференциях в: ВГСХА (г. Волгоград в 1989, 2000, 2005, 2010гг., Калмыцком госуниверситете в 1986гг., на Международном форуме по проблемам науки, технике и образования Академии наук о Земле (г. Москва) в 2005г.

По теме диссертации опубликовано 47 печатных работ в т.ч. 10 работ в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК; получено 6 патентов на изобретения, издано пособие к ВСН и 2 научно-практических рекомендации.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству, списка использованной литературы и приложения.

Диссертация изложена на 430 страницах компьютерного текста, содержит 140 таблиц, в т.ч. 83 в приложении, 50 рисунков, в т.ч. 2 в приложении, 361 наименование использованной литературы, в т.ч. 18 иностранных авторов.

Автор выражает благодарность член-корреспонденту РАСХН, профессору А.С. Овчинникову за консультационную помощь при проведении исследований, к.с.- х. н. О.С. Шишкиной и аспиранту А.В. Обыхвостову за совместно проведенные исследования, начальнику специализированной инспекции аналитического контроля ФГУ ВТФГИ Л.М. Авериной и главному врачу ГУЦГСЭМ Л.А. Павловой за помощь в проведении специальных лабораторно-аналитических исследований.

Особую признательность автор выражает своему неизменному научному консультанту и Учителю, академику РАСХН, профессору М.С. Григорову за формирование научных взглядов и жизненной позиции.

Содержание работы

1. Состояние проблемы мелиоративной экологии и системно-структурный подход к взаимодействию среды и мелиоративной системы

Формирование системы земледелия в условиях аридной зоны, территория которой характеризуется чрезвычайным разнообразием сочетаний ландшафтных условий, должно осуществляться на эколого-адаптивной ландшафтно-мелиоративной основе.

Эколого-адаптивная сущность такой системы заключается в том, что на основании проведения натурных исследований или по результатам математического моделирования, производится адаптация каждого элемента агротехнических, агромелиоративных и организационных технологий к ландшафтным условиям таким образом, чтобы его благоприятные свойства использовались для повышения продуктивности, а неблагоприятные - преобразовывались методом мелиоративного воздействия для создания оптимальных условий выращивания кормовых культур и экологической устойчивости агроландшафтов.

При мелиоративном воздействии, использующем природную или экологическую среду с ее стохастическими, недостаточно изученными взаимосвязями, всю категориально-понятийную структуру необходимо выстраивать вокруг понятий «среда» и «процесс» (рис. 1.).

Обратная связь (управляющее воздействие)

человек человек

(цель) цель +

ВХОД ВЫХОД

Рисунок 1 - Категориально-понятийная структура процесса мелиоративной деятельности

На основании концептуальной модели (категориально-понятийная структура) процесса мелиоративной деятельности, проводя анализ и теоретический синтез с применением системного метода, нами создана модель прогностического управления качеством среды (рис. 2.).

В схему включается довольно новая дисциплина – оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС), целью которой является оперативный прогноз влияния изменения каждого параметра в цепочке технологий орошения на качество продукта и территорий. В основе оперативного прогнозирования лежат ранее проведенные научные исследования для конкретных условий или результаты математического моделирования.

При выявлении негативного воздействия планируемого изменения технологии она или не внедряется, или ее воздействие заранее компенсируется (отсюда и компенсирующая связь) определенным противодействием.

.

человек человек

(цель) (цель +)

ВХОД ВЫХОД

Управляющее воздействие при оперативном прогнозируемом негативном отклонении качества среды (компенсирующая связь)

Рисунок 2 - Модель прогностического управления качеством среды

Достоинство такой схемы заключается в «быстродействии», так как прогнозируемое негативное последствие заранее компенсируется, т.е. управляющее воздействие вырабатывается не на основании фактического результата, а на основании планируемой причины. Недостатком данной схемы является необходимость наличия компенсирующих связей не только по каждой технологии возделывания и увлажнения, но и по состоянию сопрягающих агроландшафтов.

На наш взгляд, наиболее удачной с точки зрения надежности работы является комбинированная модель управления качеством среды (рис.3).

Управляющее воздействие при фактическом отклонении качества среды (обратная связь)

человек человек

(цель) (цель +)

ВХОД ВЫХОД

Управляющее воздействие при оперативном прогнозируемом негативном отклонении качества среды (компенсирующая связь)

Рисунок 3 - Модель комбинированного управления качеством среды

Данная схема основывается также на прогнозируемом отклонении качества, при этом она включает в себя два уровня прогноза.

Первый - долгосрочное прогнозирование с наблюдением фактического состояния качества среды с выработкой управляющего воздействия посредством обратной связи через блок выработки решения (БВР-1). Второй – оперативное прогнозирование влияния двух-трех технологий, которые являются наиболее значимыми (опасными) для данных условий агроландшафта (через БВР-2).

Такая схема может применяться при создании высокоточных автоматических систем регулирования (управления) качеством орошаемых земель. В ней возможно применение принципа адаптации (приспособления). В то же время данную систему можно использовать и как «экстремальную», обеспечивающую поддержание экстремального (наибольшего или наименьшего) или оптимального (заданного по принятому критерию оптимальности) значения регулируемой величины, например, максимума КПД оросительной сети или используемой воды, минимум сбросов воды из каналов, минимум расхода электроэнергии и т.п.

Данная схема кибернетической системы (модели), имеющая «вход» и «выход», может являться самостоятельной, а может быть подсистемой более глобальной системы. Такая модель управления мелиоративными процессами с учетом экологических требований и воздействием ее на природные условия (климат, почва и т.д.), посредством регулирования управляемых потоков (оросительная вода, энергия, информация, ресурсы), позволяет иметь выходными параметрами такие критерии оптимизации как урожайность, плодородие почв, состояние сопрягающих ландшафтов, эрозия, фильтрация и т.д.

В течение последних десятилетий ученые мелиораторы и экологи решают проблему повышения надежности защиты мелиорируемых земель от ирригационной эрозии. От ее воздействия смывается верхний плодородный слой почвы, ухудшается водо-, газо-, теплообмен, снижается урожай и его качество. Попадая в открытые водоемы и источники водоснабжения, эрозия вызывает их заиления и ухудшение санитарно-гигиенических условий вследствие смыва в них продуктов химизации и сточных вод. Это, в свою очередь, наносит ущерб и вызывает дополнительные денежные затраты гидроэнергетике, коммунальному и рыбному хозяйству, приводит к ухудшению экологической обстановки в местах отдыха граждан.

Анализ литературных источников показал, что вопросами изучения факторов, влияющих на водную эрозию, занимались многие ученые (Акопов Е.С., 1968,1981; Багров М.Н., 1991; Бефани А.Н., 1975; Буачидзе В.М., 1958; Дреймалова Л.М., 1977; Дубенок Н.Н., 1984; Ерхов Н.С.,1981; Заславский М.Н.,1966; Кальянов А.Л.,2000; Кантор О.В.,1979; Кивер В.Ф., 1976; Кружилин И.П., 1975; Крыльчук Г.М., 1992; Кузнецов П.И., 1983; Кузнецов М.С., 1996; Кузьменко Н.Е.,1973; Ларионова А.М, 2004; Маслов Б.С,1991; Мирцхулава Ц.Е., 1989; Поляков Ю.П.,1990; Соболев С.С.,1961;Сурмач Г.П., 1976; Флоринский О.С., 1999; Фокин Б.П., 2002; Чеботарев Н.П., 1962; Швебс Г.И., 1974; Шумаков Б.А., 1971; Шумаков Б.Б., 1989; и др.).

В процессе исследований ими было установлено, что динамика эрозионных процессов и их интенсивность зависит от комплексного воздействия таких факторов, как: физико-химические и агротехнические свойства почвы, географическое расположение, геометрические характеристики орошаемого поля, способ орошения и элементы техники полива.

Противоэрозионная устойчивость почв зависит и от выращиваемой культуры и фазы ее развития. Основные культуры (Бефани А.Н., 1975; Бурыкин А.М., 1968; Григоров М.С., 1999, 2008; Лагун Т.Д, 1979; Сапункова Н.В., 1974; и др.) классифицируются по группам: не способствующие развитию эрозии и имеющие защитный характер (многолетние травы); умеренно и слабо способствующие развитию эрозии (яровые, зернобобовые): сильно способствующие развитию эрозии (пропашные).

Зарубежные ученые (Crosson Pierre, 1984; Everts С., 1983; Hall G., 1982; Mc. Cormark et al, 1982; Гудзон Н., Конке Г., Бертран Л., 1954; Osborn B., 1954; и др.), изучавшие факторы, влияющие на интенсивность эрозионных процессов, также подтверждают влияние вышеизложенных элементов на эрозию, хотя в зависимости от географического расположения, каждый элемент, вызывающий эрозию и их совокупное воздействие на почву, неодинаково.

Практически все факторы, влияющие на ирригационную эрозию, поддаются в той или иной степени регулированию человеком. Задача состоит в том, чтобы создать такие экологически адаптивные технологии и их сочетания, чтобы при существующей дождевальной технике добиться устойчивых урожаев в экологически устойчивом агроландшафте.

2. Условия и методика проведения исследований

Местоположение объектов продиктовано поставленными задачами исследований, поэтому орошаемые участки были определены таким образом, чтобы максимально охватить территорию области и наиболее характерные топографические условия. В Октябрьском районе Волгоградской области полив производился ДМ ДДА – 100 МА и ДМ «Фрегат». Участок расположен на землях ОАО совхоз «Ильменский», ныне крестьянско-фермерское хозяйство М. Белокопытова. Изучаемые культуры – люцерна и кукуруза (1993…19997 гг.).

В Городищенском районе в ОАО совхозе «Кузьмичевский» на землях крестьянско-фермерского хозяйства С.Фокина проводились исследования экологической безопасности орошения люцерны ДМ ДКШ – 64. Участок расположен в 8 км севернее от п. Кузьмичи (1995…1999 гг.).

Изучение воздействия ДМ «Фрегат» на устойчивость почвы размыву при возделывании кукурузы в спокойных топографических условиях проводилось на землях ОАО совхоз «Кисловский» на севообороте № 4 расположенного в 12 км от с. Кислово, а ДМ «Кубань – ЛК» в Среднеахтубинском районе на территории ОАО совхоз «Ахтубинский» (1997…1999 гг.).

Полевые опыты по изучению пригодности ЖСВ для орошения, влияния на урожай и качество люцерны, а также технологий их внесения на обеспечение экологической безопасности, были проведены в Белгородской области на землях АО «Рассвет» Корочанского района (1982…1985 гг.) и в Волгоградской области на землях КХК ЗАО «Краснодонское» (2002…2004 гг.).

В исследованиях учитывалось, с одной стороны, взаимодействие естественных и антропогенных факторов, влияющих на экологическое состояние, а с другой, определялась реакция сельскохозяйственных культур на изучаемые технологии и их сочетания, при которых будут получены необходимая продуктивность агроценозов и благоприятное мелиоративное состояние орошаемых земель в условиях Волгоградской и Белгородской областей при орошении природными и сточными водами (животноводческими).

При закладке и проведении полевых опытов, выполнении наблюдений, учетов, определений и лабораторных исследований руководствовались методическими указаниями Б.А. Доспехова (1985), ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса (1987), программой и методикой постановки опытов и проведения исследований по программированию урожая полевых культур (1984), методическими рекомендациями по проведению полевых опытов с кукурузой (1980), рекомендациями по анализу сточных вод животноводческих комплексов» (1981), методическими указаниями по выполнению научно-исследовательских работ при изучении вопросов использования сточных вод и стоков животноводческих комплексов на орошении (1985).

Математическая обработка данных по учету урожая выполнена методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с использованием персонального компьютера и программ «Excel», а статистическая - по программе «Statistika-6».

Гельминтологические и бактериологические исследования животноводческих стоков, почвы и растений люцерны проводились по общепринятым методикам (1983).

Биоэнергетическую оценку изучаемых вариантов технологий воздействия сельскохозяйственных культур в условиях орошения проводили с учетом методических рекомендаций ВАСХНИЛ (1989).

Энергетическую эффективность, экологическую обоснованность режимов орошения и технологий полива кукурузы и люцерны различными дождевальными машинами и в различных условиях обосновывали по методикам ВИК (1983), Жученко Н.Н., Афанасьева В.Н. (1988), Коринца В.В. (1988), Шумакова Б.Б. и др. (1989).

Исходя из поставленных задач, в полевых условиях нами проведены исследования по изучению влияния кормовых культур на поверхностный и твердый сток:

- люцерны при орошении её дождевальной машиной ДДА – 100 МА при уклоне 0,007, «Фрегат» - при уклоне 0,015, ДКШ – 64 «Волжанка» при уклоне 0,01;

- кукурузы при орошении ДДА – 100 МА при уклоне 0,007, «Фрегат» при уклоне 0,015 и 0,004, «Кубань – ЛК» при уклоне 0,004;

- люцерны при орошении сточными животноводческими водами дождевальной машиной ДКН – 80 на уклоне 0,009, ДДН-70 на уклонах 0,006 и 0,012.

Изучалось три варианта предполивной влажности почвы при выращивании люцерны и кукурузы: - не ниже 65 % НВ (поливная норма 700 м3/га); - не ниже 75 % НВ (поливная норма 500 м3/га); - не ниже 85 % НВ (поливная норма 300 м3/га).

В связи с тем, что кукуруза является менее устойчивой к поверхностному стоку, изучались технологии орошения с введением дифференцированных схем: поливы при снижении влажности почвы до 75 % НВ с дифференцированным слоем увлажнения: в начальный период роста расчетный слой увлажнения составляет 0,4 м (поливная норма 360 м3/га, а с фазы «выметывание» слой увлажнения увеличивается до 0,7 м (поливная норма 500 м3/га). Обозначение варианта 75 % НВ (ДС); - дифференцированное увлажнение постоянного (0,7 м) активного слоя почвы: с поддержанием порога влажности почвы в начальный период роста кукурузы не ниже 75 % НВ (поливная норма 500 м3/га), в период максимального водопотребления влажность почвы поддерживается с фазы 13 листьев по фазу «выметывание» не менее 85 % НВ (поливная норма 300 м3/га), с периода «молочная спелость» влажность почвы поддерживается не ниже 75 % НВ (поливная норма 500 м3/га). Обозначение варианта 75…85…75 % НВ (ДВ).

На указанных режимах влажности изучались агромелиоративные технологические приемы борьбы с поверхностным и твердым стоком по следующей схеме: технология 0 – контроль (без удобрений); технология 1 – внесение 60 тонн полуперепревшего навоза + NPK (далее фон); технология 2 – фон + эксплуатационная планировка; технология 3 – фон + кротование почв на глубину 40 см и расстоянием между кротовинами 40 см (выполняется при вспашке); технология 4 – фон + кротование + эксплуатационная планировка.

3.Экологические аспекты орошения и особенности водопотребления

кормовых культур

При поливе дождеванием процесс перехода поливной воды в почвенную влагу может происходить в трех вариантах: бесстоковое впитывание; комбинация стокового и бесстокового впитывания и впитывание при наличии устойчивого слоя воды.

Первым экологическим ограничением величины поливной нормы является выполнение полива только до начала возникновения поверхностного стока, включая стадию безнапорного впитывания и фазу аккумуляции дождевой воды в микропонижениях при напорном впитывании.

Исследования выявили две закономерности: первая – значительное уменьшение достоковой поливной нормы с увеличением интенсивности дождя: при интенсивности дождя 0,10 мм/мин достоковая норма при среднем диаметре капли 0,5 мм уменьшается с 1383 до 412 м3/га, т.е. в 3,36 раза, по сравнению с = 1,0 мм/мин; вторая – уменьшение с увеличением диаметра капель : при = 0,10 мм/мин в 12,7 раза уменьшается при увеличении с 0,5 до 3,0 мм, и в 15,3 раза при = 1,00 мм/мин при тех же изменениях .

Для условий Волгоградской области при поддержании уровня влажности не ниже 65 % НВ в сухой год для кукурузы необходима оросительная норма 2800 м3/га, во влажный – 1170 м3/га (уменьшение на 58,3 %).

Значения оросительной нормы увеличиваются при улучшении условий увлажнения, так при изменении влажности почвы с 65 до 75 % НВ оросительная норма увеличивается на 370 м3/га (на 11,7 %), а до 85 % – на 500 м3/га (15,2 %).

Суммарное водопотребление повышается от повышения предполивного порога влажности почвы. На жестком режиме увлажнения (65 % НВ), в зависимости от метеоусловий года, значения эвапотранспирации изменялись от 2670 до 3365 м3/га, при среднем его значении в 2898 м3/га. Увеличение влажности до 75 % НВ увеличило потребление влаги до 3777 м3/га (на 23,39 %) с колебанием от 3356 до 3095 м3/га. Наибольшее количество воды кукуруза потребляет при влажности 85 % НВ, где среднее значение составило 4082 м3/га, с колебаниями по годам в пределах 3897…4256 м3/га. Это на 26,9 % больше варианта 65 % НВ и на 7,5 % больше варианта 75 % НВ.

Применение технологии дифференцирования глубины увлажняемого слоя почвы в зависимости от фазы развития позволило уменьшить значения суммарного водопотребления как по годам исследований, так и в среднем, где его значение составило 3713 м3/га, т.е. несколько ниже (на 64 м3/га, или на 1,7 %), чем на варианте с тем же порогом влажности, но при увлажнении постоянного (0,7 м) слоя почвы.

Закономерности изменения динамики суммарного водопотребления кукурузы (на соответствующих вариантах) идентичны закономерностям изменения данного показателя в посевах люцерны, хотя численные значения их у кукурузы ниже (табл.1).

Улучшение режима влажности активного слоя почвы вегетационными поливами и применение технологий способствовало повышению урожая люцерны и значительному снижению коэффициента водопотребления (Кв), величина которого изменялась для ДДА-100 МА от 327 до 134 м3/т, а для ДКШ-64 от 204 до 101 м3/т.

При поддержании максимальной влажности почвы (85 % НВ) происходит уменьшение Кв на технологиях: 1 – на 40,3; 2 – на 42,9; 3 – на 47,9; и 4 – на 50,9 % по сравнению с технологией 0.

Таблица 1- Структура суммарного водопотребления кукурузы,

среднее за 1995-1997г., ДДА

Вариант влажности, % НВ	Суммарное водопотребление, м3/га	Оросительная норма		Осадки		Использование почвенной влаги
		м3/га	%	м3/га	%	м3/га	%
65	2984	933	30,6	1142	39,4	909	30,0
75	3777	1660	47,5	1142	31,3	801	21,2
85	4082	2400	58,9	1142	28,2	533	12,9
ДС	3713	1720	46,2	1142	31,0	850	22,8
ДВ	4067	2233	54,6	1142	28,8	691	16,6

Таким образом, влияние технологий ощущается как внутри каждого варианта влажности, так и между вариантами влажности. Следует отметить большую эффективность (на 12,8…5,6 %) использования влаги на соответствующих технологиях при предполивной влажности 85% НВ.

Использование для орошения люцерны ДМ ДКШ-64 существенно уменьшает значения коэффициента водопотребления. Так на варианте влажности 65 % НВ наблюдается уменьшение Кв по вариантам технологий по сравнению с ДДА- 100МА соответственно на: 0 - 133 м3/т (37,6 %), 1 – 86,0 м3/т (36,3 %), 2 – 86,0 м3/т (38,1 %), 3 – 72,0 м3/т (38,1%), 4 – 74,0 м3/т (41,3 %). При максимальном увлажнении почвы (85 % НВ) сохраняется та же закономерность, при этом числовые значения несколько иные и составляют соответственно: 26; 9,2; 14,1; 20,4 и 24,6 % (рис. 4).

Коэффициент водопотребления кукурузы при орошении ДДА-100МА имеет в основном те же закономерности, что и люцерны.

Значения их на 72,9 % ниже на варианте 65 % НВ, на 70,2 % ниже на варианте 75 % НВ, и на 66,1 % ниже на варианте 85 % НВ.

Максимальная эффективность на варианте влажности 85%НВ наблюдается при комбинированной технологии (4), где экономия влаги составляет 28,7 м3/га по сравнению с технологией 0.

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента водопотребления от урожайности люцерны

Установлено, что применение кротования на жестких режимах орошения приводит к снижению эффективности использования влаги, т.к. эта технология при незначительной влажности почвы приводит к ускоренному ее иссушению. Максимальная эффективность использования поливной воды при орошении люцерны достигается при комбинированной технологии (4) с использованием ДКШ-64 и поддержанием влажности почвы не ниже 75 % НВ (рис 5).

Рисунок 5 - Зависимость эффективности использования поливной воды от

урожайности и типа дождевальной техники

Результаты исследований указывают, что в целях ресурсосбережения наиболее эффективна (более чем в 2 раза) комплексная технология 4, на фоне поддержания влажности активного слоя почвы не ниже 75 % НВ.

4. Влияние режимов и технологий орошения на развитие кормовых культур

Результаты исследований указывают, что показатели полноты всходов люцерны в основном не зависят от режима орошения и типа дождевальной техники, а практически всецело зависят от метеоусловий фазы «посев…всходы».

Самой высокой полнотой всходов характеризуются влажные годы (61,8..64,8%) и под ДДА, и под ДКШ.

При жестком режиме увлажнения наблюдается самый высокий процент изрежевания травостоя, у ДДА-100МА он составляет от 23,9 до 27,6 %, при этом максимальное изрежевание наблюдается на варианте технологии 0 (без удобрений), у ДКШ-64 закономерность та же, однако границы изменения несколько шире от – 19,5 на технологии 4 до 31,7 % на технологии 0. Улучшение условий водообеспечения ведет к меньшему изрежеванию люцерны и составляет по вариантам 65, 75, 85 % НВ соответственно 25,2; 23,6; 20,6 %.

Внутри каждого варианта влажности наблюдается положительное воздействие технологий на сохранность растений, которые увеличивают этот показатель соответственно на 3,7; 4,0 и 5,6 % у ДДА-100 МА, и на 12,2; 10,5 и 12,0 % у ДКШ-64.

Повышенная влажность почвы, позволяющая улучшить обводненность тканей растений кукурузы, удлиняет период вегетации и увеличивает их продуктивность.

На варианте 65 % НВ без удобрений продолжительность вегетации в сухой год составила 95 дней, а во влажный – 111 дней. Улучшение условий питания растений удлинило вегетацию на 5 дней в сухом году и на 1 день во влажном.

Увеличение предполивной влажности почвы до 85 % НВ увеличило период вегетации на всех технологиях на 11…12 дней. На данном варианте влажности максимальную продолжительность имеет комбинированная технология 4.

Наблюдения за развитием листовой поверхности показали, что скорость нарастания площади листьев люцерны изменяется в зависимости от поддерживаемой предполивной влажности почвы, уровня питания, дождевальной техники и топографических условий.

Максимальная площадь листьев наблюдается на варианте с совместным применением удобрений, планировки и кротования (технология 4), где значения ее при увеличении влажности почвы 65,75 и 85% НВ колеблются в зависимости от дождевальной техники соответственно 39,6…42,3; 47,2…61,4; 53,5…69,4 тыс.м2/га (табл.2).

Исследованиями установлено, что самые высокие показатели чистой продуктивности и КПД ФАР были получены на технологии 4, при этом ДМ ДКШ-64 имеет показатели на данной технологии на 17,8…26,0% выше, чем ДДА.

Выращивание люцерны при 85 % НВ на технологии 4 позволяет ей на третий год использования накапливать в слое 0…70 см максимальные значения корневой массы при поливе ДДА: от 7,63 т/га на варианте без технологий до 8,81 т/га на варианте комплексных технологий. Применение удобрений увеличило массу корней на 0,67 т/га. Эксплуатационная планировка по сравнению с технологией 1 увеличило массу корней незначительно, как и технология 3 (соответственно на 0,03 и 0,4 т/га).

Использование дождевальной машины ДКШ-64 увеличило массу корневой системы по сравнению с ДДА на всех вариантах опытов. На лучших вариантах (технологии 3 и 4) при повышении влажности от 65 до 75 и 85 % НВ масса корней увеличилась соответственно на 0,72 и 0,84 т/га и на 2,29 и 2,56 т/га. При этом максимальные абсолютные значения составили соответственно 10,28 и 10,67т/га (табл. 3.).

На технологии 0 в верхнем слое сосредоточено 22,2 % мелких корней, тогда как в ниже расположенных (10…20, 20…30 см) слоях их содержание от общей массы увеличивается на 1,4…4,3 %, т.е. условия увлажнения в данных слоях несколько лучше, нежели в верхнем слое, где идут процессы смыва почвы и ее интенсивного подсыхания (рис. 6).

Таблица 2 - Показатели фотосинтеза в посевах люцерны, ДДА/ДКШ, 1993…1999гг.

Вариант влажности, % НВ	Вариант технологий	Максимальная площадь листьев, тыс.м2/га	Фотосинтетический потенциал тыс.м2/га сут	Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сут	КПД ФАР
65	0	23,7 31,9	1836 4849	2,16 1,85	0,70 0,91
	1	38,7 34,3	2957 6152	2,23 2,29	1,00 1,24
	2	39,2 34,6	2971 6470	2,25 2,43	1,04 1,33
	3	41,8 38,9	3281 7606	2,32 2,65	1,24 1,62
	4	42,3 39,6	3475 8107	2,36 2,72	1,31 1,77
75	0	36,6 39,0	2294 5818	2,20 1,94	0,81 1,04
	1	43,9 31,9	3297 6558	2,38 2,41	1,24 1,40
	2	44,2 42,4	3482 6916	2,42 2,50	1,31 1,52
	3	59,8 47,0	4350 8225	2,57 2,65	1,67 1,90
	4	61,4 47,2	4584 8973	2,60 2,88	1,76 2,14
85	0	39,1 45,8	2442 6580	2,23 1,97	0,93 1,22
	1	54,7 48,3	3900 7069	2,51 2,47	1,57 1,60
	2	57,3 50,8	4135 7491	2,55 2,61	1,65 1,77
	3	67,1 51,9	4514 8445	2,68 2,89	1,82 2,11
	4	69,4 53,5	4688 9009	2,73 3,05	1,91 2,36

Таблица 3 - Влияние режима орошения и технологий выращивания на развитие корневой системы люцерны, т/га, ДКШ-64, 1995…1999гг.

Влажность, % НВ	Год жизни люцерны	Вариант технологий
		0	1	2	3	4
65	1	3,91	4,22	4,38	4,52	4,63
	2	4,75	5,11	5,23	6,87	7,03
	3	6,81	7,29	7,53	7,99	8,11
75	1	4,97	6,23	6,46	6,99	7,02
	2	6,88	7,12	7,38	8,23	8,53
	3	7,42	7,63	7,78	8,71	8,95
85	1	6,79	6,82	6,94	7,97	8,17
	2	7,68	8,10	9,11	10,14	10,25
	3	8,13	8,59	9,43	10,28	10,67

В среднем, в активном слое почвы на 10 % увеличилось содержание мелких корней, что говорит о достаточно хороших и вполне приемлемых для растений условиях увлажнения. Подчеркивая важность и эффективность увеличения массы мелких корней, необходимо отметить, что максимальный урожай зеленой массы люцерны был получен именно на данной комплексной технологии.

Применение ДМ ДКШ-64 увеличивает урожайность в каждом укосе на 11,9...23,6 % по сравнению с ДДА-100МА. Максимальную урожайность люцерна формирует на второй год использования при поддержании предполивной влажности не ниже 85 % НВ. Использование кротования увеличило сбор сена по сравнению с технологией 0 на 96,0 %, а комбинированная технология на 105,5 %. Наибольшей отзывчивостью обладает люцерна второго года по технологиям 3 и 4 (табл. 4).

Рисунок 6 - Процентное распределение массы крупных и мелких корней люцерны

Установлена положительная реакция культуры кукурузы на повышение влажности при использовании различных технологий. С повышением влажности с 65 до 75 % НВ на всех технологиях (кроме технологии 3) произошло увеличение урожая зеленой массы кукурузы от 8,72 до 15,16 т/га, а до 85 % НВ - от 13,46 до 28,88 т/га (рис 7).

Крайне неоднозначно действие кротования почв при выращивании кукурузы. При влажности 65 % НВ урожайность зеленой массы получена на 12,98 т/га меньше, чем на варианте с планировкой, и на 6,59 т/га меньше, чем с применением удобрений. Т.е. при такой влажности почвы кротование даже ухудшило эффект от использования удобрений.

Это произошло вследствие повышенного содержания воздуха и его подвижности в длинный межполивной период при проведении поливов большими нормами. Поэтому кротование почв при жестких режимах влажности вызывает иссушение почв на уровне закладки кротовин. Это подтверждается и развитием корневой системы кукурузы, где на данном варианте наблюдается низкое ее содержание.

Сочетание всех исследуемых технологий позволяет получить максимальную урожайность зеленой массы кукурузы на уровне 83,26 т/га. При этом прибавка урожая по сравнению с технологией 0 составила 31,18 т/га, т.е. 59,9 % (рис. 7.).

Таблица 4 - Урожайность сена люцерны, т/га

Влажность, % НВ	Технологии	ДДА (1993…1997гг.)				ДКШ (1995…1999гг.)
		Год использования травостоя
		1	2	3	среднее	1	2	3	среднее
65	0	5,82	5,99	4,04	5,28	6,51	7,98	6,83	7,11
	1	7,30	10,00	5,40	7,57	8,14	11,91	8,90	9,65
	2	7,40	10,10	5,80	7,77	8,86	12,51	9,63	10,33
	3	10,00	11,20	6,60	9,27	11,68	16,26	9,99	12,64
	4	10,20	11,80	7,10	9,70	12,61	16,92	11,83	13,79
75	0	6,31	7,39	4,59	6,10	7,12	9,54	7,65	8,10
	1	8,60	11,21	8,00	9,27	8,92	13,94	9,92	10,93
	2	9,20	11,90	8,10	9,73	9,81	14,92	10,83	11,85
	3	13,40	14,90	9,20	12,50	14,00	18,91	11,53	14,81
	4	13,80	15,80	10,10	13,23	15,73	20,79	13,38	16,63
85	0	6,74	7,74	6,37	6,95	8,04	10,56	8,67	9,09
	1	12,00	13,40	9,90	11,77	10,71	15,05	11,80	12,52
	2	12,20	14,30	10,30	12,27	12,00	16,21	13,05	13,75
	3	13,90	15,80	11,10	13,60	15,04	20,24	13,97	16,42
	4	14,10	16,50	12,20	14,27	16,97	22,83	15,34	18,38
НСР05, т/га	АВ				1,18				1,79
	А				0,58				0,8
	В				0,63				1,03

Установлено, что накопление и разложение растительных остатков в почве

и изменение почвенного плодородия зависит не только от количества послеубороч-

ных корневых и пожнивных остатков, вида возделываемой культуры, предшественников и метеоусловий, но и от режима и технологий орошения люцерны.

Рисунок 7 - Зависимость урожайности кукурузы от технологий орошения, 1995…1997гг.

Предполивная влажность почвы не ниже 65 % НВ при всех технологиях не может компенсировать потери гумуса, поэтому здесь прогнозируется его отрицательный баланс (табл. 5).

Уровень влажности почвы не менее 85 % НВ на фоне внесения органо-минеральных удобрений (технология 1) обеспечивает образование гумуса из корневых остатков в количестве 1,46 т/га, что создает положительный баланс в 0,06 т/га. Эксплуатационная планировка доводит показатель баланса до +0,20 т/га, а кротование почв увеличивает его до 0,35 т/га.

Таблица 5 - Образование гумуса из корневых остатков, т/га, 1995…1999гг.

Вариант влажности, % НВ	Год жизни	Вариант технологий
		0	1	2	3	4
65	1	0,66	0,72	0,74	0,77	0,79
	2	0,81	0,87	0,89	1,17	1,20
	3	1,16	1,24	1,28	1,36	1,38
	сумма	2,63	2,83	2,91	3,30	3,37
75	1	0,84	1,06	1,10	1,19	1,19
	2	1,17	1,21	1,25	1,40	1,45
	3	1,26	1,30	1,32	1,48	1,52
	сумма	3,27	3,57	3,67	4,07	4,16
85	1	1,15	1,16	1,18	1,35	1,40
	2	1,31	1,38	1,55	1,72	1,74
	3	1,38	1,46	1,60	1,75	1,81
	сумма	3,84	4,00	4,33	4,82	4,94

Наиболее эффективной, в плане образования гумуса почвы в данных условиях, является комплексная технология 4, способствующая накоплению гумуса из корневых остатков в размере 1,81 т/га, что дает прогноз увеличения его запасов до 0,41 т/га.

5.Экологическая оценка режимов орошения дождевальной техники и

изучаемых технологий

При проведении поливов ДМ ДДА – 100 МА светло-каштановых почв Волгоградской области с интенсивностью дождевания 0,46 мм/мин и поливной нормой 700 м3/га, на контрольном варианте (технология 0) средний годовой сток составил 1088 м3/га при оросительной норме 5366 м3/га, то есть средние ежегодные потери воды составили 20,3%. Уменьшая интенсивность дождевания на 0,13 мм/мин и доводя ее до 0,33 мм/мин объем стока уменьшается на 178 м3/га, то есть потери воды уменьшаются до 17,0%. Дальнейшее уменьшение интенсивности до 0,22 мм/мин позволяет снизить потери до 858 м3/га, т.е. до 21,1%.

При поддержании влажности почвы на уровне 85% НВ, где поливная норма составила 300 м3/га, поверхностный сток при интенсивности 0,46 без проведения технологий составил 872 м3/га (14,3%), при интенсивности 0,33 – 667 м3/га (11,0%), и при 0,22 – 609 м3/га (10%).

Уменьшение интенсивности дождевания наиболее эффективно при технологии комплексной, где годовой сток при интенсивности 0,46; 0,33; 0,22 мм/мин составил соответственно 189, 127, 113 м3/га, то есть потери составили 3,1; 2,1; 1,9% от оросительной нормы (рис. 8).

Рисунок 8 - Область влияния технологий и интенсивности дождевания на потери

поливной воды, м3/га, люцерна, ДДА, 1993-1997гг.

Следует отметить, что при выращивании многолетних трав наблюдается увеличение поверхностного стока от года использования травостоя (рис. 9).

Наиболее эффективным способом борьбы с потерями поливной воды является применение поливной нормы в 300 м3/га на фоне технологий 3 и 4 с интенсивностью 0,22 мм/мин и технологии 4 с интенсивностью 0,33 мм/мин. Применение ДКШ для полива многолетних трав позволяет уменьшить объем поверхностного стока по сравнению с ДДА в зависимости от технологий при влажности 65% НВ в 2,41-2,80 раза, при влажности 75% НВ в 1,65-2,44 раза, при влажности 85% НВ в 3,22 раза, а при технологиях 3 и 4 полностью исключить сток, чего нельзя было добиться с ДДА.

Анализируя данные исследований можно отметить, что кукуруза способствует повышенному стоку поливной воды (табл. 6).

При поддержании влажности почвы на уровне 65% НВ путем проведения поливов нормой 700 м3/га без внесения удобрений при поливе кукурузы за период вегетации в среднем за три года теряется 26,7% поливной воды, а при поливе люцерны - 17,8% (т.е. на 33,3% меньше). Применяя органо-минеральные удобрения можно снизить объем стока на кукурузе до 24,4%, а на люцерне до 16,9%, т.е. эффект люцерны будет на 30,7% выше.

Таблица 6 - Объем поверхностного стока (%) при орошении люцерны (числитель) и кукурузы (знаменатель), 1993…1999гг.

Вариант технологии	Режим орошения
	65% НВ	75% НВ	85% НВ	75% НВ (ДС)	75…85…75% НВ (ДВ)
0	17,8/26,7	14,2/21,6	14,7/14,6	-/17,1	-/14,2
1	16,9/24,4	12,1/18,2	9,4/13,8	-/13,7	-/11,0
2	13,8/21,0	9,8/14,0	6,6/11,3	-/11,4	-/7,2
3	10,0/23,3	5,8/17,2	3,4/12,7	-/12,8	-/9,2
4	9,0/19,6	4,0/9,2	2,3/8,3	-/7,2	-/5,4

На рис. 10 наглядно представлено положительное влияние площади листьев на уменьшение поверхностного стока, и только в конце вегетации, при проведении последних поливов, даже при хорошо развитой (48…62 тыс.м2/га) листовой поверхности, наблюдается повышение стока за счет увеличения плотности почвы и уменьшения её водопроницаемости.

Рисунок 10 - Зависимость объема стока от площади листовой поверхности

кукурузы и технологии, ДВ

Повышение площади листьев кукурузы позволяет увеличивать поливные нормы. Однако степень увеличения в значительной мере зависит от режима и технологии увлажнения. При проведении поливов с влажностью не менее 85% НВ увеличение поливной нормы на технологии 0 возможно в среднем на 17,4%, а при технологии 4 – на 30,4%. Технологии 1,2 и 3 занимают промежуточные значения.

Дождевальная машина ДДА, имея интенсивность дождя в среднем на 32,4 % выше, чем у «Фрегат», а диаметр капли дождя на 39,5 % меньше, в большей степени оказывает негативное воздействие на потери поливной воды даже при меньшем уклоне (табл. 7).

При поливной норме 500 м3/га у ДДА теряется 21,6 % (108 м3/га) поливной воды на варианте без удобрений, а у ДМ «Фрегат» это значение уменьшается до 16,5 % (82 м3/га), то есть использование ДМ «Фрегат» позволяет на 5,1 % эффективнее использовать поливную воду.

Уменьшение поливной нормы до 300 м3/га уменьшает потери воды у ДДА на 7,0 %, а у «Фрегат» на 6,1 %. Это позволяет экономить до 64 м3/га воды при ДДА и до 51 м3/га при «Фрегат» (рис. 11).

Работая в одинаковых условиях ДМ «Кубань – ЛК» на технологии 0 имеет показатели стока по вариантам увлажнения на 47,0...59,4 % ниже, чем у ДМ «Фрегат», при этом абсолютные значения стока под ДМ «Фрегат» изменяются от 41,3 м3/га при влажности 85 % НВ до 62,1 м3/га при влажности 75 % НВ, а под ДМ «Кубань – ЛК» от 17,6 м3/га при варианте влажности ДС до 32,4 м3/га при влажности 75 % НВ.

Рисунок 11 - Область влияния сочетания технологий и режимов увлажнения на

объем стока поливной воды, м3/га, кукуруза, фрегат, i – 0,015, 1995-1997гг.

На всех вариантах технологий и поливных норм наблюдается уменьшение объема стока при уменьшении уклона. Органо-минеральные удобрения компенсируют увеличение уклона от 3,8 до 8,5 %, причем наилучшие показатели наблюдаются при поливной норме 300 м3/га.

Использование уклонов критических значений при выращивании люцерны необходимо сопровождать адаптированной к этим условиям технологией. В первую очередь это должны быть поливные нормы не выше 300 м3/га, применяемые на фоне внесения 60 т/га навоза с различными технологиями 1, 2, 3 или 4, которые дают объем стока меньше 10 % (допустимый сток).

Таблица 7- Влияние дождевальной техники на потери поливной воды, кукуруза, м3/га

Вариант технологий	ДДА, i = 0,007, 1993…1997гг.				«Фрегат», i =0,015, 1995…1997гг.
	75% НВ	85% НВ	ДС	ДВ	75% НВ	85%НВ	ДС	ДВ
0	1185	1056	877	1058	908	749	538	836
1	999	1008	697	836	680	681	442	623
2	771	816	562	614	404	410	282	427
3	947	912	655	697	599	443	360	518
4	502	600	432	455	335	322	180	306

НСР05, м3/га, ДДА-100 МА: для частных средних =33, фактор А =19, фактор В =0,21

НСР05, м3/га, ДМ Фрегат: для частных средних 18, фактор А =10, фактор В =12

Исследованиями установлено, что, как и на объем поверхностного стока воды, так и на объем смыва почвенных частиц, влияют существенным образом такие факторы как: интенсивность дождевания, уклон поля, вид дождевальной техники, выращиваемая культура, применяемые технологии и режимы увлажнения (табл.8).

Таблица 8 - Зависимость объема твердого стока от интенсивности дождя и

технологий, т/га, люцерна, ДДА – 100 МА

Вариант влажности, % НВ	Вариант технологий	Интенсивность, мм/мин
		0,46	0,33	0,22
65	0	17,81	14,76	13,83
	1	9,98	8,22	7,62
	2	8,31	6,26	5.79
	3	6,33	4,37	4,16
	4	5,75	4,14	3,35
75	0	16,00	12,88	12,04
	1	10,36	7,49	6,77
	2	8,92	5,60	4,95
	3	5,07	3,46	3,34
	4	3,10	2,45	2,31
85	0	13,41	10,23	9,47
	1	9,96	6,57	5,20
	2	6,36	4,69	3,64
	3	3,25	2,29	2,01
	4	2,27	1,50	1,34
НСР 05, т/га	АВ	1,05	0,62	0,59
	А	0,47	0,28	0,27
	В	0,61	0,36	0,34

Применение технологии 4 в связи с уменьшением интенсивности приводит к уменьшению смыва почвенных частиц от 41,7 % на жестком варианте влажности, до 25,5 % на умеренном и до 41,0 % на максимальном увлажнении.

Таким образом, на объем твердого стока оказывают влияние: применяемая технология – на 25,5…41,7 %, уменьшение интенсивности дождя – 22,3…29,3 %, уменьшение поливной нормы – на 24,7…63,8 %.

При поливе кукурузы даже использование комплексной технологии 4, показывающей наилучшие почвоохранные результаты, не смогло удержать показатели смыва почвы в пределах допустимого (табл. 9).

Анализируя среднегодовые данные необходимо отметить, что уменьшение поливной нормы с 700 до 300 м3/га уменьшает потери почвенных частиц за один полив с 6,23 до 1,70 т/га (технология 0). Однако увеличение количества поливов с 1..2 при 65 % НВ до 8…9 при 85 % НВ увеличивает смыв почвы за год с 8,31 до 13,60 т/га.

Применение ДМ «Фрегат» в условиях критических уклонов уменьшает объемы твердого стока по сравнению с ДДА (рис. 12).

Таблица 9 - Объем твердого стока за сезон (т/га) при поливе кукурузы ДДА - 100 МА

Технологии	Режим увлажнения
	65 % НВ	75 % НВ	85 % НВ	ДС	ДВ
0	8,31	15,22	13,60	7,64	11,73
1	6,71	10,41	11,13	5,96	8,67
2	5,44	7,33	8,24	4,72	6,01
3	6,21	9,39	9,60	5,52	6,97
4	4,68	4,44	5,52	2,88	3,91

Рисунок 12 - Область влияния сочетаний технологий и режимов увлажнения

на смыв почвы, т/га, кукуруза, фрегат, i – 0,015, 1995…1997гг.

Технологии 1-4 по сравнению с контрольным вариантом дали уменьшение твердого стока в 1,37…3,67 раза, тогда как уменьшение влажности в 1,13…1,20 раза.

Уменьшение уклона поля при выращивании кукурузы с использованием ДМ «Фрегат» благотворно влияет на экологическую составляющую орошения. Если при критическом уклоне только одна технология (4) способна сдерживать твердый сток в допустимых пределах, то уменьшение уклона до 0,004 выводит на лидирующие позиции уже 23 сочетания режимов и технологий из 25.

6. Особенности экологической безопасности при орошении

животноводческими сточными водами

Несмотря на то, что вопросами использования ЖСВ занимались многие исследователи (В.Р. Вильямс, 1941; Ю.И. Ворошилов, 1984; М.Г. Голченко, 1988; Д.П. Гостищев, 1982, 1983; М.С. Григоров, 1983, 1989; В.Т. Додолина, 1978, 1983; В.И. Желязко, 2004; А.М. Ларионова, 1998, 2001, 2003; А.И. Львович, 1968; В.М. Новиков, 1983, 1986; А.С. Овчинников, 2000; Н.А. Романенко, 1983; Л.И. Сергиенко, 1987; и др.) широкое внедрение земледельческих полей орошения (ЗПО) сдерживается недостаточной изученностью влияния и взаимодействия на растения, почву и орошаемые ландшафты следующих особенностей: - наличие в сточных водах различных ингредиентов, непостоянство их разнообразия и химического состава; - непрерывность поступления стоков от вододателя; - санитарно-гигиеническая проблема использования, которая вызывает необходимость проведения соответствующей подготовки ЖСВ; - изменение принципов проектирования поливного режима; - дополнительные требования к структуре оросительных систем; - изменение технических характеристик оросительной техники; - необходимость тщательного изучения природных условий орошаемых массивов; - специфика подбора травосмесей и выращиваемых культур; - динамичность изменения водно-физических и агро - химических свойств почвы; - проведение дополнительных агротехнических и агроландшафтных мероприятий; - соответствующие ограничения в использовании урожая.

В Белгородской области, в зоне неустойчивого орошения в условиях темно-серых лесных почв, средне-гумусных (2,9...3,7 %), глинистых по механическому составу были заложены следующие опыты:

Опыт 1. Внутрипочвенное орошение (ВПО) люцерны по керамическим трубкам, заложенным на глубине 0,50 м с расстояниями между ними 2,0; 2,5; 3,0 м. Уклон поверхности земли 0,006. Поливы производились поливными нормами 180, 300 и 420 м3/га.

Опыт 2. Орошение люцерны дождеванием ДМ ДДН-70. Уклоны поля 0,006 и 0,012. Поливы производились поливной нормой 450 м3/га (соответствует предполивной влажности почвы 85 % НВ) и 550 м3/га (соответствует предполивной влажности почвы 75 % НВ). Технологическая схема полива принята «по кругу» и «по сектору» при движении ДМ вверх по уклону.

Норма внесения стоков составляет: по азоту-1700, фосфору-4300, калию-3300 м3/га. Объем внесения стоков лимитируется азотом.

Максимальный объем внесения стоков с орошаемой водой составил 1630 м3/га, т.е. превышение допустимого объема (1700 м3/га) не наблюдалось.

Давая экологическую оценку способов орошения с использованием ЖСВ в плане не соответствия скорости подачи оросительной воды и скорости ее впитывания, и таким образом, появления поверхностного стока, следует отметить, что в исследуемых условиях при проведении 86 поливов за три года на системе ВПО образование поверхностного стока не выявлено ни в одном случае.

Анализируя динамику стока при дождевании по величине поливной нормы, отмечаем, что существенного различия в применении поливной нормы в 550 или 450 м3/га при уклоне 0,006 не наблюдается. Меньшее количество поливов с более длительным воздействием дождя при норме 550 м3/га увеличивает межполивной период, в течение которого структура почвы восстанавливается в большей степени, чем при менее длительном энергетическом воздействии дождя, но с меньшим периодом восстановления.

Увеличение уклона способствует уменьшению достоковой поливной нормы от 147 м3/га в весенний период до 108 м3/га в осенний (на 26,5%). Достоковая поливная норма, уменьшаясь с каждым поливом, привела к потерям оросительной воды при m=550 м3/га в размере 1881,4 м3/га за сезон (потери составили 48,87 %).

Такой объем стока более чем в 3 раза превышает допустимый предел для данного типа почв. При уклоне 0,012 технология полива «по кругу» обладает максимальной экологической опасностью при увлажнении участка поля, лежащего ниже по уклону от точки стояния дождевальной машины и особенно вниз по линии уклона от машины. Это связанно с уменьшением угла падения капель дождя в нижней части поля, что «провоцирует» увеличение стока и перенос почвенных частиц.

Менее экологически опасной технологией полива ЖСВ ДМ ДДН-70 для условий Белгородской области является технология полива «по сектору». И хотя сокращение площади одновременного полива приводит к увеличению средней интенсивности дождя с 0,52 до 0,85 мм/мин, а частые переключения направления движения ствола приводят к образованию участков избыточного полива на границе сектора, общий объем поверхностного стока снижается.

В итоге за оросительный сезон потери оросительной воды на сток при поливе «по сектору» уменьшилась в 2,41 раза, и составили 779,6 м3/га. В процентном отношении сток составил 20,3 % от поданного объема, что на 4,3 % превышает допустимый показатель, но на 58,6% эффективнее технологии полива «по кругу».

Использование для орошения ЖСВ в системах ВПО является мероприятием очень эффективным с точки зрения санитарно-гигиенической безопасности.

Незначительным бактериальным загрязнением отличаются слой 60…80 см на расстоянии 30 см от увлажнителя. Зона сильного заражения располагается в слое 20…40 и 40…60 см на расстоянии 0- 30 см от увлажнителя. Но уже на расстоянии 60 см от увлажнителя наблюдается зона незначительного заражения, где все показатели близки к естественному фону. При дождевании почвенная очистка стоков происходит в слое до 40…60 см. Ниже 60 см почва полностью соответствует контрольным образцам. Пахотный слой почвы имеет значительное заражение. Общее микробное число более чем в 168 раз превышает этот же показатель на ВПО и на контроле. Показатель коли-титра, титр perfringens и коли-индекс также указывают на загрязнение поверхностного слоя. Для обеспечения безопасности животных скашивание люцерны на зеленую массу при дождевании необходимо производить не ранее, чем через 7 дней после полива в жаркий сухой период и не менее чем через 21 день во влажный период.

В орошении ЖСВ особенно нуждаются легкие почвы, водный режим которых очень динамичен. Выращиваемые на них многолетние травы коренным образом изменяют их эффективное и потенциальное плодородие и увеличивают способность очищать сточные воды.

Наиболее эффективным и чувствительным барометром в использовании ЖСВ для орошения является растение. Высокое качество выращиваемой продукции должно подтверждаться также отсутствием отрицательных изменений в организме у животных. Поэтому в естественных условиях необходимо пользоваться полевым методом в звене: ЖСВ – почва – растение – качество урожая – животные.

В Волгоградской области нами проведены исследования по подготовке навозных стоков для орошения ДМ ДКН-80, определении урожая люцерны и его качества, а также влияния орошения ЖСВ на санитарно-гигиеническое состояние агроландшафтов.

Опытами установлено, что сточные воды, поступающие с очистных сооружений в пруд-накопитель и не прошедшие разбавления природной водой, к использованию не подлежат. Разбавив стоки трехкратно, мы доводим до разрешенной концентрации сульфаты и формальдегид. И только четырехкратное разбавление делает ЖСВ пригодным для использования по всем ингредиентам.

Однако в случае превышения оросительной нормы над средневзвешенной на 8-10 % существует опасность загрязнения урожая и территории азотом аммонийным, нефтепродуктами, нитритом, калием, кальцием, фосфором и т.д. То есть данная степень разбавления является неустойчивой, и её желательно применять во влажные годы.

Оросительная норма во влажный год составляет 4000 м3/га, при этом объем внесенных стоков колеблется от 800 до 1000 м3/га. В засушливые годы оросительная норма увеличивается на 1000…1400 м3/га по сравнению с влажным годом и составляет от 5000 до 5400 м3/га, а объем внесенных стоков – от 1000 до 1350 м3/га, что на 25,9 % больше, чем во влажный год.

Внесение минеральных удобрений и органических в составе ЖСВ, позволило получить урожай зеленой массы люцерны, показанный в табл. 10.

Таблица 12 - Зависимость урожайности зеленой массы люцерны от качества ЖСВ, т/га

Год исследования	Поливная норма, м3/га
	350			500
	Природная вода	Степень разбавления					Природная вода
		1:4	1:5		1:4	1:5
2002	56,1	68,8	65,9		64,7	60,1	52,0
2003	57,3	80,6	69,8		73,4	63,5	52,9
2004	54,7	75,9	68,1		71,8	60,8	50,4
Среднее	56,0	74,9	67,9		70,0	61,5	51,8

Использование малой поливной нормы (350 м3/га) позволило получить наибольший урожай зеленой массы люцерны с разбавлением стоков в 1:4, такое же разбавление, но с применением поливной нормы 500 м3/га, уменьшило урожайность на 6,5 %.

Пятикратное разбавление при нормах 350 и 500 м3/га снижает уровень урожайности соответственно на 9,35 % и 12,14 %.

Обработка данных позволила установить зависимость урожайности зеленой массы люцерны от размера поливной нормы и концентрации стоков (рис. 13).

Рисунок 13 - Зависимость урожайности зеленой массы люцерны от качества ЖСВ

YЗМ = 66,5-0,03X-12,2Y+410,6Y2-0,03XY,

где Х - поливная норма, м3/га, Y – концентрация ЖСВ, R2 = 0,92

Наибольшая прибавка урожая, по сравнению с использованием природной воды получена при разбавлении стоков 1:4 с нормой 350 м3/га и составила в среднем 37,69 %. Разбавление 1:5 при норме 350 м3/га даёт прибавку в 17,5%.

Эта же степень разбавления обеспечивает и наилучшую эффективность использования питательных элементов из стоков (табл.11).

Урожай люцерны тесно связан с уровнем естественного плодородия почв и главным образом со степенью обеспеченности подвижными питательными веществами. Фоновой дозой минеральных удобрений было N70P200K200. Кроме этого со стоками внесено азота от 70,3 до 94,9, фосфора от 23,0 до 31,1 и калия от 50,1 до 67,6 кг/га. Часть питательных веществ выносится урожаем, а часть остается в почве, изменяя её агрохимические свойства (табл.12).

Длительное орошение ЖСВ улучшает агрохимические показатели почвы. Со-

держание гумуса увеличилось в пахотном горизонте на 1,06 %, а фосфора и калия - соответственно на 3,8 и 10,3 мг/100 г почвы, то есть почти в два раза.

Таблица 11 - Эффективность использования ЖСВ, 2002…2004гг.

Год исследования	Прибавка урожая, т/га					Эффективность использования стоков, кг/м3
	Поливная норма
	350		500		350			500
	Степень разбавления
	1:4	1:5	1:4	1:5	1:4		1:5	1:4	1:5
2002	12,7	9,8	12,7	8,1	12,7		12,3	12,7	10,1
2003	23,3	12,5	20,5	10,6	17,3		11,6	16,4	10,6
2004	21,2	13,4	21,4	10,4	16,8		13,3	17,1	10,4
Среднее	19,1	11,9	18,2	9,7	15,6		12,2	15,4	10,4

Таблица 12 - Изменение агрохимических свойств почвы при поливе ЖСВ

Глубина, см	РН	Гумус,%	N	Р2О5	К2О	Емкость поглощения, мг-экв на 100 г
			мг/100 г почвы			почвы
Исходное состояние 1981 г.
0-20	7,3	0,9	5,6	4,2	12,4	11,8
20-40	7,3	0,6	3,4	2,5	10,6	10,7
40-60	7,3	0,0	0,1	0,2	1,2	8,3
2004 год
0-20	7,4	1,71	11,7	7,9	23,3	21,9
20-40	7,3	1,41	9,1	6,4	20,2	19,2
40-60	7,3	0,01	1,0	0,6	10,4	9,2

В настоящее время нет официальных разработок по методическому подходу к токсиколого-гигиенической оценке кормов, выращенных на орошении ЖСВ, а также нет стройного представления о кинетике поступления отдельных химических веществ из стоков в растения, о механизме распределения и их выделения из растительной клетки.

Все это дает основание полагать, что при проведении токсикологических исследований по определению кормовой безупречности продукции основное внимание должно уделяться не столько токсикологической оценке химических соединений, содержащихся в ЖСВ, сколько в целом самой продукции, выращенной в условиях орошения ЖСВ в каждом конкретном случае (табл. 13).

На фоне увеличения содержания азота общего в люцерне, происходит снижение содержания магния и кальция при увеличении калия. Для оценки качества кормов по химическим ингредиентам рекомендуется контроль по отношению: K/Ca +Mg, так как при соотношении >2,2 корм может явиться причиной заболевания скота. По этому показателю корм является безопасным.

Таблица 13 - Изменение качества люцерны от доз внесения стоков,

% от сухого вещества, 2002…2004гг.

Показатели	Поливная норма, м3/га
	350			500
	Природная вода	Степень разбавления					Природная вода
		1:4	1:5		1:4	1:5
Азот общий	2,6	3,3	2,9		3,1	2,7	2,6
Калий	2,7	3,7	3,0		3,5	2,8	2,7
Зола	13,2	14,2	13,5		13,8	13,2	13,2
Фосфор	0,7	0,9	0,7		0,8	0,7	0,8
Клетчатка	33,9	41,1	35,1		40,2	34,2	33,1
Кальций	2,2	1,7	1,9		1,7	2,1	2,1
Магний	0,6	0,4	0,5		0,4	0,5	0,6
К/Са+Мg	0,96	1,76	1,25		1,67	1,08	1,00

Установленная расчетным методом норма внесения сточной воды (1300 м3/га) за оросительный период была превышена в 2003 году при разбавлении 1:4 и поливной норме 350 м3/га, то есть увеличение составило 3,9 % что не повлекло за собой негативных экологических последствий. Однако этот случай указывает на то, что при более жестких гидротермических условиях, влекущих за собой увеличение оросительной нормы, необходимо переходить к разбавлению 1:5.

Правильно подобранный массив для расположения ЗПО с супесчаными почвами, благоприятный уклон поля и выращиваемая культура позволяют проводить поливы без образования поверхностного стока нормой 350 м3/га и с небольшим стоком при норме 500 м3/га.

Этот сток наблюдался в засушливые годы, когда необходимо было провести 10 поливов. Сток, в размере 21…34,5 м3/га (4,2 – 6,9 %), образовывался при проведении 9-го и 10-го поливов. Поскольку его величина была минимальной, он исчезал через 10-15 метров от границы дождевого облака.

Под воздействием орошения ЖСВ с различной степенью разбавления происходят изменения физических свойств почвы. Наиболее интенсивные изменения происходят при поливе ЖСВ с разбавлением 1:4 и поливной нормой 350 м3/га, так как на данном варианте наблюдается наибольший объем внесения стоков.

Объемная масса в слое 0…70 см увеличилась по сравнению с поливом природной водой на 10,3 %, тогда как при разбавлении 1:5 только на 4,8 %. Порозность на этих вариантах уменьшилась соответственно на 6,3 и 3,7 %. Однако абсолютные её значения вполне достаточны для развития сельскохозяйственных структур. В условиях легкой супесчаной почвы интенсивность изменения объемной массы наблюдается наивысшей в слоях ниже 30 см. Это объясняется проникновением взвешенных частиц ЖСВ в нижележащие горизонты в оросительный период и глубокой вспашкой в период подготовки почвы.

Как показатели исследования, в неочищенных ЖСВ, поступающих на биологические очистные сооружения, содержатся яйца гельминтов, в основном аскарид, власоглавов, тенил и карликового цепня. Коли-индекс яиц гельминтов колеблется от 1 до 79. Наибольшее значение его (49-79) отмечается, как правило, зимой и летом, наименьшее (1-13) – весной и осенью. Количество жизнеспособных яиц гельминтов колеблется от 72,6 до 93,7 % от их общего числа.

Для ликвидации данного явления ЖСВ необходимо отстаивать в прудах накопителях не менее шести месяцев в теплый период года и не менее восьми месяцев в холодный период года. После этого периода коли-индекс гельминтов в среднем составлял 0,5. Однако после прохождения по транспортирующему каналу, остатки гельминтов исчезали, на что указывали «чистые» анализы ЖСВ из-под дождевальных машин.

Результаты исследований указывают на достаточно высокое качество продукции и элементов агроландшафтов при использовании для полива ЖСВ в концентрациях и объемах, не превышающих расчетные значения.

7. Методы, способы и технические средства уменьшения

ирригационной эрозии

Изученные по литературным источникам и апробированные в наших исследованиях некоторые технологии уменьшения поверхностного стока позволяют утверждать, что многие факторы, участвующие в формировании эрозии почв в той или иной мере поддаются регулированию.

Выбору определенной технологии должно предшествовать проведение исследований в конкретных условиях по адаптации методов и способов уменьшения ирригационной эрозии с учетом энерго- и фондообеспеченности землепользователя (табл. 14).

Как видно из таблицы, существует довольно широкий перечень способов борьбы с эрозией, главное правильно их подобрать к конкретным условиям.

Нашими исследованиями установлено, что наибольший экологический эффект наблюдается при сочетании методов и способов уменьшения эрозии.

С целью уменьшения капитальных затрат и получения максимального экологического эффекта предлагается использование в производстве следующих устройств:

1. Орудие для поверхностной обработки почвы. Патент на изобретение № 2268563, зарегистрировано 27 января 2006 г.
2. Дождевальный насадок. Патент на изобретение № 2305603, зарегистрировано 10 сентября 2007 г.
3. Дождевальный насадок. Патент на изобретение № 2311962, зарегистрировано 10 декабря 2007 г.
4. Дождевальный насадок. Патент на изобретение № 2313404, зарегистрировано 27 декабря 2007 г.
5. Дождевальный насадок - активатор. Патент на изобретение № 2343993, зарегистрировано 20 января 2009г.
6. Дождевальный агрегат. Патент на изобретение № 2350070. Зарегистрировано 27 марта 2009 г.

Таблица 14 - Методы и способы уменьшения ирригационной эрозии

Методы	Способы
Технические	Уменьшение интенсивности дождя, уменьшение высоты падения капель дождя, уменьшение диаметра капель дождя, доведение угла падения капель дождя до 90°; уменьшение размеров колеи многоопорных дождевальных машин; уменьшение стока воды по колее; переход на низконапорные оросительные системы; использование новых конструкций дождевальных агрегатов (патент №2350070).
Технологические	Изменение интенсивности дождевания; использование прерывистого полива; уменьшение поливных норм с увеличением числа поливов; производство первых поливов достоковой поливной нормой; изменение интенсивности использования орошаемых земель в соответствии с уровнем почвенного плодородия; использование дифференцированного по фазам развития растений режима орошения; использование дифференцированного слоя увлажнения по глубине развития корневой системы; чередование поливов с разной поливной нормой для дифференцированного увлажнения верхних и нижних слоев почвы; уменьшение расчетной поливной нормы на 5…10 %; применение адаптированной к конкретным условиям поля схемы работы дождевальной техники.
Агромелиоративные	Повышение впитывающей способности почвы (глубокая вспашка, предпосевная обработка, внесение разрыхлителей, сидератов и т.д.); проведение эксплуатационной планировки; внесение органо-минеральных удобрений; щелевание и кротование почв; увеличение проективного покрытия листовой поверхностью растений орошаемого поля (увеличение нормы высева, увеличение высоты скашивания многолетних трав); проведение пунктирного щелевания пропашных культур при нарезке прерывистых борозд.
Организационные	Увеличение доли содержания в севообороте многолетних трав; проектирование размещения полей с учетом их уклона.

7. Биоэнергетическая и экономико-экологическая оценка режимов и

технологий увлажнения

Затраты энергии на основные и оборотные средства при выращивании кормовых культур определены на основании технологических карт, типовых норм выработки, затрат на производство поливов, затрат ГСМ, электроэнергии и энергетических эквивалентов использования мелиоративной и сельскохозяйственной техники, семян, гербицидов, минеральных и органических удобрений, а также трудовых ресурсов.

Энергоемкость транспорта воды от водоисточника к дождевальной технике в структуру общих затрат не включалась.

Доля затрат совокупной энергии на основные средства при поливе люцерны увеличивается с увеличением количества и времени работы применяемой дождевальной и сельскохозяйственной техники и в среднем по технологиям 1…4 составляет: при влажности 65 % НВ-46,43 %, при влажности 75 % НВ 48,60 %, при влажности 85 % НВ-49,68 %. Закономерности увеличения абсолютных значений затрат совокупной энергии на оборотные средства такие же как и на основные, однако, их доля в общей структуре затрат уменьшается с увеличением технологических операций на 0,32…4,21 % и с увеличением влажности почвы в среднем по технологиям с 52,90 до 49,69 %(табл.15).

Установлено, что выход энергии с урожаем увеличивается с применением технологий и увеличением предполивной влажности почвы по сравнению с контролем со 115,35 до 311,59 ГДж/га.

Давая биоэнергетическую оценку эффективности режимов и технологий увлажнения ДМ ДДА – 100 МА по соотношению накопленной энергии в биомассе кукурузы и затрат совокупной энергии, то лучшими нужно признать варианты влажности почвы не менее 75 и 85 % НВ с технологиями 3 и 4, так как они являются энерго- и ресурсосберегающими, поскольку коэффициент энергетической эффективности превышает 1,0.

Установлено, что эффективность применения ДМ ДКШ – 64 для орошения люцерны значительно выше, чем ДДА – 100 МА. Это связано с тем, что затраты совокупной энергии у ДКШ – 64 ниже на 40,65…43,0 % по технологии 0, и на 31,47…34,90 % по технологии 4. Кроме того, содержание энергии в урожае при ДКШ на 0,2…11,65 % выше. Это привело к тому, что показатели энергоемкости 1 т сена люцерны значительно ниже у ДКШ – 64.

Исследования указывают на увеличение затрат совокупной энергии с повышением предполивной влажности почвы с 65 до 85 % НВ на всех изучаемых технологиях при поливах кукурузы. На варианте без применения удобрений эти затраты увеличились со 194,14 до 206, 96 ГДж/га. Наибольшие значения затрат совокупной энергии наблюдаются на технологии 4 на всех вариантах влажности. Затраты совокупной энергии на дифференцированных режимах увлажнения (ДС и ДВ) занимают промежуточные значения между влажностями 75 и 85 % НВ.

Из 25 изучаемых сочетаний технологий только 6 не целесообразны к применению, в связи с тем, что коэффициент энергетической эффективности (Кэ.э). ниже 1,0, да и показатель энергоемкости на данных вариантах самый высокий.

При орошении ЖСВ экономический эффект достигается за счет прироста урожайности сельскохозяйственных культур, экономии минеральных удобрений, а также за счет предотвращения дополнительных затрат на строительство и эксплуатацию более совершенных очистных сооружений. Экологический эффект состоит в предотвращении сброса загрязненных ЖСВ в природные и искусственные водоемы и копани и уменьшении объема забираемой воды из поверхностных и подземных источников (табл.16).

Таблица 15 - Биоэнергетическая эффективность режимов и технологий увлажнения

кукурузы, ДДА, 1995…1997гг.

Вариант влажности, % НВ	Вариант технологий	Затраты совокупной энергии, ГДж/га	Содержание энергии в урожае, ГДж/га	Прираще-ние энергии, ГДж/га	Энерго-емкость 1 т з.м., ГДж/га	Кэ.э.
65	0	194,14	163,08	-	4,88	0,84
	1	202,83	200,61	-	4,14	0,99
	2	208,14	226,83	18,69	3,76	1,09
	3	204,65	173,57	-	4,88	0,85
	4	210,25	248,14	37,89	3,47	1,18
75	0	200,58	198,81	-	4,13	0,99
	1	209,14	262,73	53,59	3,26	1,26
	2	215,35	277,15	61,80	3,17	1,29
	3	213,85	269,12	55,27	3,26	1,26
	4	220,09	295,18	75,09	3,06	1,34
85	0	206,96	218,31	11,35	3,89	1,05
	1	216,50	267,48	50,98	3,31	1,24
	2	224,49	282,89	58,40	3,25	1,26
	3	223,28	291,90	68,62	3,14	1,31
	4	232,59	334,84	102,25	2,85	1,44
75 (ДС)	0	206,25	199,26	-	3,82	0,97
	1	211,33	266,33	55,00	3,25	1,26
	2	217,45	279,94	62,49	3,18	1,29
	3	212,94	270,10	57,16	3,23	1,27
	4	220,11	301,08	80,97	2,99	1,37
75...85...75 (ДВ)	0	205,98	198,39	-	3,96	0,96
	1	214,52	266,01	51,49	3,30	1,24
	2	221,38	282,72	61,34	3,21	1,28
	3	222,40	315,34	92,94	2,89	1,42
	4	231,15	341,24	110,09	2,78	1,48

Анализируя данные приходим к выводу, что использование ЖСВ для орошения люцерны на супесчаных почвах в зоне недостаточного увлажнения является экономически выгодным мероприятием, при котором повышается урожайность на 25,2 %, уменьшается себестоимость на 12,2 %, а рентабельность увеличивается на 31,5 % по сравнению с поливом природной водой. С учетом экологических платежей за негативное воздействие на окружающую среду, орошение ЖСВ увеличило значение чистого дохода на 55,0…66,5 %.

Таблица 16 - Эколого-экономическая эффективность орошения ЖСВ,2002…2004гг.

Показатели	Едини-цы изме-рения	Природная вода	Поливная норма, м3/га
			350		500
			Разбавление
			1:4	1:5	1:4	1:5
Урожайность з.м.	т/га	56,0	74,9	67,9	70,0	61,5
Стоимость 1 т	руб.	1500	1500	1500	1500	1500
Валовый доход	руб.	84000	112000	101850	105000	92250
Производственные затраты	руб.	34740	40981	39109	40981	39109
Себестоимость 1 т	руб.	620,36	547,14	575,99	585,44	635,92
Доход	руб.	49260	71019	62741	64019	53141
Рентабельность	%	141,8	173,3	160,4	156,2	135,9
Платежи за воздействие на окружающую среду
Забор воды	руб.	1218,45	913,84	974,81	885,50	944,45
Дополнительные затраты	руб.	24561,60	-	-	-	-
Сброс стоков ЗПО	руб.	36,93	156,42	122,03	150,87	121,03
Всего плата	руб.	25816,98	1070,26	1096,84	1036,37	1065,48
Эколого-экономическая эффективность
Чистый доход	руб.	23443,20	69948,74	61644,16	62982,63	52075,52

Выводы

1. Оросительные мелиорации вызывают изменение направленности и интенсивности естественных природных процессов, которые в свою очередь обуславливают появление новых (и возможно негативных) процессов, что ведёт к изменению экологической ситуации.

Для оперативного вмешательства с целью устранения негативного воздействия необходим постоянный мониторинг состояния орошаемых ландшафтов и внедрение эколого-адаптивной ландшафтно-мелиоративной системы земледелия. Исходя из всё возрастающей ценности почвы, её плодородия и экологического состояния орошаемых территорий, а также получения требуемого уровня урожайности, необходима правильная постановка и решение соответствующих задач по многоцелевой оптимизации мелиоративной деятельности.

Использование разработанных на основе категориально-понятийного мышления прогностической и комбинированной моделей управления качеством окружающей среды позволяет сводить к единству многообразие разрозненных вопросов и процессов мелиоративной деятельности, прогнозировать негативные изменения и своевременно принимать правильные управленческие решения.

2. Увеличение предполивного порога влажности почвы уменьшает затраты оросительной воды на создание единицы продукции и увеличивает эффективность ее использования на 13,9%, а изучаемые технологии при влажностях почвы 65,75 и 85% НВ увеличивают ее соответственно на 45,6…47,8; 51,2…53,6 и 50,2…51,0%. Наибольшей эффективностью при орошении люцерны ДДА отличается вариант влажности почвы 85% НВ с использованием технологии 4, а при ДКШ – 75% НВ с использованием также технологии 4. При этом эффективность последней выше на 33,3%. Наименьшие затраты поливной воды при выращивании кукурузы получены при использовании технологии 2 и 4 на варианте дифференциации глубины увлажняемого слоя почвы.

3. При выращивании кукурузы улучшаются следующие показатели:

- площадь листовой поверхности (в III декаде июля): на 29,1…31,4% от повышения влажности почвы, и на 23,6…36,9% от агромелиоративных технологий;

- суточные приросты биомассы: на 43,6…56,1% от повышения влажности, и на 49,7…62,4% от агромелиоративных технологий;

- фотосинтетический потенциал: на 10,0…37,5% от повышения влажности, и на 38,8…44,5% от агромелиоративных технологий;

- чистая продуктивность фотосинтеза: на 29,5…33,9% от повышения влажности, и на 31,7…42,3% от агромелиоративных технологий;

- коэффициент полезного действия ФАР: на 24,1…30,2% от повышения влажности, и на 25,0…33,3% от агромелиоративных технологий.

4. В условиях засушливого климата Волгоградской области кормовые культуры обладают высокой степенью отзывчивости на орошение, применение удобрений и агромелиоративных технологий. Люцерна реагирует повышением урожайности сена на 24,0…31,7% от повышения влажности с 65 до 85% НВ, и на 36,9…46,9% на технологии 1-4. Кукуруза – на 25,3…25,9% на повышение влажности, и на 25,0… 40,1% на агромелиоративные технологии. Наибольшей урожайностью зеленой массы обладает кукуруза при выращивании на дифференцированной по фазам развития влажности почвы с применением комплексной технологии.

5. Уровень влажности почвы не менее 85% НВ на фоне внесения органоминеральных удобрений обеспечивает образование гумуса из корневых остатков люцерны в количестве 1,46 т/га, что создаёт положительный баланс в 0,06 т/га. Эксплуатационная планировка доводит показатель баланса до 0,20 т/га, а кротование почв увеличивает его до 0,35 т/га. Наиболее эффективной в плане образования гумуса почвы в данных условиях, является комплексная технология 4, способствующая накоплению гумуса в размере 1,81т/га, что даёт прогноз увеличения его запасов до 0,41т/га на конец вегетации третьего года использования посевов люцерны.

6. Доказано уменьшение объёма поверхностного стока от уменьшения интенсивности дождевания и поливной нормы, а также от применяемых технологий. Наиболее эффективна комплексная технология 4, где годовой сток при интенсивности 0,46; 0,33 и 0,22 мм/мин составил соответственно 189,127 и 113 м3/га, что составляет 3,1;2,1 и 1,9% от оросительной нормы. Наблюдается уменьшение объема твердого стока при уменьшении интенсивности дождевания с 0,46 до 0,22 мм/мин на технологии 4 при m=700 м3/га с 5,75 до 3,35, а при m=300 м3/га с 2,27 до 2,34 т/га.

При поливе кукурузы ДДА-100 МА установлено уменьшение объема твердого стока с уменьшением поливной нормы и увеличением числа поливов с 15,22 т/га до 4,44 т/га, при этом изучаемые технологии уменьшают объем твердого стока в 2,4…3,5 раза. Наименьшим показателем твердого смыва обладает технология 4 с применением варианта дифференцирования увлажняемого слоя почвы.

Установлено, что увеличение площади листьев кукурузы позволяет увеличивать достоковую поливную норму в зависимости от фазы развития на 15,8…104,3%, а агромелиоративные технологии на 2,6..20,0%.

7. Использование уклонов критических значений при выращивании люцерны необходимо сопровождать адаптированный к этим условиям технологиями 3 и 4 при поливной норме 700м3/га,2,3 и 4 при поливной норме 500м3/га, 1,2,3 и 4 при поливной норме 300м3/га. Выращивание кукурузы в этих же топографических условиях требует применения технологии 4 с поливной нормой 300…500 м3/га или с режимом увлажнения ДС, или технологий 1,2,3,4 с режимом увлажнения ДВ.

Доказано, что использование ДМ «Фрегат» в критических условиях с допустимым объёмом смыва почвы возможно только с использованием технологии 4 на фоне дифференцированного увлажнения слоя почвы (ДС).Уменьшение уклона до 0,004 позволяет применять технологи 1-4 на вариантах 75%НВ, 85% НВ, ДС и ДВ. На этом же уклоне ДМ «Кубань-ЛК» обеспечивает допустимый смыв почвы от 1,11 до 0,05 т/га в 23 сочетаниях режимов и технологий из 25. При этом комплексная технология 4 в 1,3..3,2 раза эффективнее технологии 1.

8. Доказана низкая устойчивость почв к размыву при выращивании кукурузы. При поливе ДДА в тех же топоусловиях модуль устойчивости почвы под ней в 2,5..2,9 раза ниже, чем при поливе люцерны, при этом технология 4 с вариантом увлажнения ДС является более почвосберегающей.

Уменьшение уклона с 0,015 до 0,004 увеличивает противоэрозионную стойкость почв при использовании ДМ «Фрегат» с 32,4…48,3 на технологии 0, до 54, 1 … 65,1% на технологии 4. Наиболее эффективным сочетанием в плане защиты почв от ирригационной эрозии является применение планировки и кротования почв на фоне внесения 60 т/га органических удобрений с использованием дифференцирования увлажняемого слоя в зависимости от глубины развития корневой системы и с поддержанием влажности почвы не ниже 75% НВ.

9. Для условий неустойчивого увлажнения рекомендуется трехкратное разбавление ЖСВ природной водой, при этом норма внесения стоков должна быть не более: по азоту – 1700, фосфору – 4300 и калию – 3300 м3/га. В зоне недостаточного увлажнения рекомендуется четырехкратное разбавление ЖСВ во влажные годы и пятикратное в сухие годы, при этом максимальная доза внесения азота не должна превышать 100 кг/га. Использование поливной нормы 350 м3/га позволяет получить урожай зеленой массы люцерны более 80,0 т/га приемлемого качества.

Орошение ЖСВ с применением ДМ ДДН-70 в зоне неустойчивого увлажнения при уклоне 0,006 рекомендуется проводить технологией «по кругу» с применением поливных норм не более 550 м3/га. При уклонах 0,012 необходимо применять технологию полива «по сектору» с поливной нормой 450 м3/га и с повышенной высотой (до 15 см) скашивания люцерны. Наиболее безопасным в экологическом отношении является внутрипочвенный способ орошения ЖСВ, при котором отсутствует поверхностный сток и контакт людей, растений и животных с ЖСВ.

10. Полив ЖСВ в зоне недостаточного увлажнения поливной нормой 350 м3/га с внесением стоков в расчетных концентрациях повышает эффективность их использования, улучшает агрохимические свойства почвы (содержание гумуса в слое 0…40 см увеличилось с 0,7 до 1,5%) и несколько ухудшают водно-физические свойства. Предложенная подготовка ЖСВ и технология их внесения обеспечивает экологическую безопасность продукции, поверхностных и подземных вод.

11. Для повышения качества полива дождеванием и снижения объема поверхностного стока рекомендуется применять технические (в т.ч. патенты на изобретения №№2268563, 2305603, 2311962, 2313404 2343993), технологические (в т.ч. уменьшение интенсивности дождевания и размера поливных норм с увеличением числа поливов), агромелиоративные (в т.ч. проведение эксплуатационной планировки, кротование почв, увеличение площади листовой поверхности растений) и организационные методы и способы уменьшения ирригационной эрозии.

12. Предложена конструкция нового дождевального агрегата (патент на изобретение № 2350070), применение которого позволит исключить ирригационную эрозию при выращивании пропашных культур на полях с критическими уклонами при использовании полосной системы земледелия.

13. Биоэнергетическая эффективность выращивания люцерны значениями энергетического коэффициента указывает в высокую применимость технологий 3 и 4 при поддержании влажности почвы не ниже 75% НВ. Эффективность применения ДМ ДКШ-64 выше, чем ДДА-100МА, т.к. затраты совокупной энергии у ДКШ на 40,6…43,0% по технологии 0, и на 31,5 …34,9% по технологии 4 ниже, а содержание энергии в урожае выше на 11,7%. Агромелиоративные технологии 1,2,3 и 4 при орошении кукурузы ДМ ДДА являются эффективными, т.к. показатель К э.э. превышает 1,0, при этом технологии 3 и 4 являются самыми эффективными (Кэ.э.=1,31…1,48). ДМ «Кубань-ЛК», имеющая затраты совокупной энергии в 2,5 раза ниже, чем ДДА, даже при небольшом увеличении (на 8,5…12,8%) содержания энергии в урожае, увеличила Кэ.э. на технологии 4 до 4,04…4,10, а показатель энергоемкости снизила в 2,78…2,82 раза.

14. Использование ЖСВ для орошения люцерны повышает урожайность на 25,2%, уменьшает себестоимость на 12,2% и увеличивает рентабельность на 31,5% по сравнению с поливом природной водой. С учетом экологических платежей значение чистого дохода на 55,0…65,5% выше при поливе ЖСВ, при этом степень разбавления стоков 1:4 на 11,9…17,3% эффективнее, чем 1:5, а поливная норма 350 м3/га 10…15,5% эффективнее, чем 500 м3/га.

Предложения производству

1. Для обеспечения экологической безопасности при орошении дождеванием в условиях критических уклонов Волгоградской области рекомендуется:

а) при орошении люцерны:

- проводить поливы при влажности почвы не ниже 75% НВ нормой до 500 м3/га на фоне внесения 60 т/га полуперепревшего навоза и расчетных доз минеральных удобрений с применением эксплуатационной планировки и кротования почв с использованием ДМ ДКШ-64, с использованием ДДА-100 МА- поливной нормой 300 м3/га.

- количество поливов поливной нормой 500 м3/га в сухой год составляет 12…13, во влажный- 10…12 не зависимо от применяемой дождевальной техники, поливной нормой 300 м3/га – 20…25 поливов в зависимости от гидротермических условий вегетационного периода.

б) при орошении кукурузы:

- при задаче получения максимального урожая зеленой массы ( в рамках исследуемых условий ) и возможностью допустимой потери гумусового горизонта почвы поливы производить с дифференцированием влажности расчетного слоя почвы в зависимости от фазы развития растений 75…85…75% НВ (ДВ) на фоне проведения эксплуатационной планировки и кротования почв с внесением 60т/га органических удобрений и расчетных доз минеральных удобрений;

- при задаче сохранения почвенного плодородия и возможной допустимой потере урожая применять дифференцированное увлажнение расчетного слоя почвы в зависимости от глубины развития корневой системы 0,4 или 0,7 м с поддержанием влажности почвы 75% НВ путем проведения поливов нормами 360 и 500 м3/га с применением комплексной технологии 4;

- при недостаточной фондообеспеченности землепользователя не проводить эксплуатационную планировку, а только кротование, при этом не применять данную технологию при влажности почвы ниже 75% НВ.

2. С целью обеспечения санитарно-гигиенической и экологической безопасности агроландшафтов при орошении животноводческими сточными водами необходимо:

а) в условиях неустойчивого увлажнения:

- подготовить стоки путем трехкратного разбавления природной водой;

- применять системы внутрипочвенного орошения;

- в условиях спокойного рельефа (до 0,006) с использованием для полива ДМ ДДН-70 применять технологию полива «по кругу» с поливной нормой 550 м3/га;

- в условиях критических уклонов (0,012) применять технологию полива люцерны «по сектору» с поливной нормой 450 м3/га и с увеличенной до 15 см высотой среза растений в каждом укосе.

б) в условиях недостаточного увлажнения:

- подготовить стоки путем четырехкратного, а в засушливые годы пятикратного разбавления природной водой;

- поливы производить нормой 350 м3/га с предполивной влажностью не ниже 80%НВ. Количество поливов в зависимости от гидротехнических условий года – 10…14.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Семененко, С.Я. Технология строительства систем внутрипочвенного орошения / С.Я. Семененко, В.Ф. Лобойко // Совершенствование конструкций оросительных систем и пути эффективного освоения орошаемых земель: сб. научн. тр./ВСХИ. - Волгоград, 1983. – С. 33-34.
2. Семененко, С.Я. Перспективы использования водоочистных фильтров в системах внутрипочвенного и капельного орошения / С.Я. Семененко // Эксплуатация гидромелиоративных систем и повышение эффективности орошаемых земель: сб. науч. тр. / ВСХИ. - Волгоград, 1984. – С. 35.
3. Григоров, М.С. Внутрипочвенное орошение люцерны животноводческими стоками / М.С. Григоров, С.Я. Семененко // Гидротехника и мелиорация. - 1983. - № 8. – С. 18-19.
4. Семененко, С.Я. Режим внутрипочвенного орошения люцерны сточными водами в Белгородской области / С.Я. Семененко // Эксплуатация гидромелиоративных систем и повышение эффективности орошаемых земель: сб. науч. тр. / ВСХИ. - Волгоград, 1984. – С. 41- 42.
5. Григоров, М.С. Режим внутрипочвенного орошения сельскохозяйственных культур чистыми и сточными водами: рекомендации / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, В.Ф. Лобойко, С.Я. Семененко // ВСХИ. - Волгоград, 1985. – 32 с.
6. Григоров, М.С. Эффективность удобрений на орошаемых угодьях в Центрально-Черноземном районе / М.С. Григоров, С.Я. Семененко // Кормопроизводство. - 1985. – №3. – С. 26-27.
7. Григоров, М.С Проектирование, строительство и эксплуатация систем внутрипочвенного орошения животноводческими сточными водами по трубчатым керамическим увлажнителям: рекомендации / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, С.Я. Семененко, С.А. Горяинов // ВСХИ. - Волгоград, 1985. – 42 с.
8. Григоров, М.С. Влияние внутрипочвенного орошения животноводческими сточными водами на качество и санитарно – гигиеническое состояние люцерны / М.С. Григоров, С.Я. Семененко, С.А. Горяинов // Режим орошения, способы и техника полива сельскохозяйственных культур и их совершенствование: сб. науч. тр. / ВСХИ. - Волгоград, 1986. – С. 28-29.
9. Григоров, М.С. Использование животноводческих сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур / М.С. Григоров, С.Я. Семененко // Сб. науч. тр. / Калмыцкий государственный университет. - Элиста, 1986. – С. 38-39.
10. Григоров, М.С. Водопотребление люцерны при внутрипочвенном орошении животноводческими сточными водами / М.С. Григоров, С.Я Семененко // Сб.матер. всесоюзного совещания по внутрипочвенному орошению, В/О «Союзводпроект». – М.: - 1987. – С. 31-32.
11. Григоров, М.С. Водопотребление люцерны при внутрипочвенном орошении животноводческими сточными водами / М.С. Григоров, С.Я. Семененко // Повышение эффективности использования мелиоративных земель в Волгоградской области: сб. науч. тр./ ВСХИ. - Волгоград, 1987. – С. 46-47.
12. Проектирование систем внутрипочвенного орошения с использованием природной воды, подготовленных сточных вод животноводческих комплексов, городов, сельских населенных пунктов и промышленных предприятий (пособие к ВСН 33-2.2.01 – 85 «Оросительные системы с использованием животноводческих стоков, ВСН 33 – 2.2 02 - 86» «Оросительные системы с использование сточных вод»: Нормы проектирования // Минводхоз СССР, В/О «Союзводпроект». - М.: - 1988. – 124 с.
13. Григоров, М.С. На полях орошения. Об использовании навозного стока в системах ВПО / М.С. Григоров, М.Я. Чайкин, С.Я. Семененко // Сельские зори. – 1988. - № 11. – С. 6-7.
14. Григоров, М.С. Отзывчивость люцерны на минеральные удобрения и сточные воды при внутрипочвенном орошении / М.С. Григоров, С.Я. Семененко, Е.А. Ходяков // Агрохимия. - 1987. - № 5. – С. 37-38.
15. Семененко, С.Я. Влияние способов орошения животноводческими стоками на развитие люцерны / С.Я. Семененко // Прогрессивные технологии орошения сельскохозяйственных культур: сб. науч. тр./ ВСХИ. - Волгоград, 1989. – С. 56-57.
16. Григоров, М.С. Внутрипочвенное орошение сточными водами: лекции / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, С.Я. Семененко // ВСХИ. - Волгоград, 1989. – 44 с.
17. Семененко, С.Я. Эффективность внутрипочвенной утилизации навозного стока / С.Я. Семененко // Экономия водных ресурсов в мелиорации: сб. науч. тр. / ВСХИ, - Волгоград, 1990. – С. 38-39.
18. Болотин, А.Г. Восстановление плодородия засоленных почв / А.Г. Болотин, С.Я. Семененко // Водосберегающие технологии оросительных мелиораций: сб. науч. тр. / ВСХИ. - Волгоград, 1993, - С. 119-125.
19. Семененко, С.Я. Технико – экономическое сравнение способов полива кормовых культур / С.Я. Семененко // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: сб. науч. тр. / ВСХИ. - Волгоград, 2004. – С. 212.
20. Семененко, С.Я. Влияние техники полива на ирригационную эрозию в условиях Нижнего Поволжья / С.Я. Семененко // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: сб. науч. тр. / ВНИИГиМ. - Рязань, 2004. – С. 163-166.
21. Семененко, С.Я. Исследование влияния орошения на свойства и плодородие почвы / С.Я. Семененко // Аграрная наука, 2004. - № 6. – С. 27-28.
22. Семененко, С.Я. Экологическая безопасность при интенсивном использовании орошаемых земель / С.Я. Семененко // Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. – М.: Академия наук о Земле, 2005. – Т. 3. – С. 61-63.
23. Семененко, С.Я. Влияние состояния агрофона на ирригационную стойкость почв / С.Я. Семененко // Вестник Саратовского гос. агр. ун-та им. Н.И.Вавилова / Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. Саратов, 2006. - № 4. – С. 25-27.
24. Григоров, М.С. Управление качеством орошения ландшафтов / М.С. Григоров, С.М. Григоров, С.Я. Семененко, А.С. Семененко // Вестник РАСХН, 2006. - № 6. – С. 59-60.
25. Семененко, С.Я. Систематизация научного познания в гидромелиорации / С.Я. Семененко // Вестник Саратовского гос. агр. ун-та им. Н.И.Вавилова / Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. Саратов, 2006, № 5. – С. 29-32.
26. Григоров, М. С. Реакция корневой системы кормовых культур на режимы и технологии орошения / М. С. Григоров, С.Я. Семененко, А.С. Семененко // Вестник РАСХН, 2008. - №5. – С. 20-22.
27. Семененко, С.Я. Ресурсосберегающие технологии орошения кормовых культур / С.Я. Семененко, Т.В. Никифорова // Плодородие, 2009. - № 4. – С. 39-40.
28. Семененко, С.Я. Мелиорирующий эффект орошения животноводческими сточными водами / С.Я. Семененко, А.С. Семененко, Т.В. Никифорова // Плодородие, 2009. - № 5. – С. 33-35.
29. Семененко, С.Я. Эколого-экономическая оценка орошения сельскохозяйственных культур животноводческими сточными водами / С.Я. Семененко, М.С. Григоров, А.С. Семененко, Т.В. Никифорова // Вестник РАСХН, 2009. - №5. – С. 38-40.
30. Семененко, С.Я. Технологии увлажнения и фотосинтез кукурузы / С.Я. Семененко, А.С. Семененко // Вестник Саратовского гос. агр. ун-та им. Н.И.Вавилова / Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2009. - №12.

– С. 37-40.

Изобретения, защищённые патентами РФ

31. Патент 2268569 Российская Федерация, МПК А 01 В 49/02, А 01 В 35/00. Орудие для поверхностной обработки почв /Абезин В.Г., Карпунин В.В., Сердюков Д.А., Семененко С.Я.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. – 2004114573/12; заявл. 12.05. 2004; опубл. 27. 01.2006, Бюл. № 03. – 6 с. – 5 ил.
32. Патент 2305603 Российская Федерация, МПК В 05 В 1/18, В 05 В 1/26. Дождевальный насадок / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Карпунин В.В., Семененко С.Я.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. - 2006105564/12; заявл. 22.02.2006; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 25.- 6 с. – 2 ил.
33. Патент 2311962 Российская Федерация, МПК В 05 В 1/18. Дождевальный насадок / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Семененко С.Я., и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. – 2006119417/12; заявл. 02. 06. 2006; опубл. 10. 12. 2007, Бюл. № 34. – 4 с. – 1 ил.
34. Патент 2313404 Российская Федерация, МПК В 05 В 1/18. Дождевальный насадок / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Семененко С.Я., и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. - 2005121011/12; заявл. 13. 06. 2006; опубл. 27. 12. 2007, Бюл. № 36. – 3 с. – 1 ил.
35. Патент 2343993 Российская Федерация, МПК В 05 В 1/18. Дождевальный насадок-активатор / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Семененко С.Я., и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. -2007141821/12; заявл. 12. 11. 2007; опубл. 20. 01. 2009, Бюл. № 2. – 5 с. – 2 ил.
36. . Патент 2350070 Российская Федерация, МПК А 01 G 25/09. Дождевальный агрегат / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Семененко С.Я., и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. -2008101331/12; заявл. 09. 01. 2008; опубл. 27. 03. 2009, Бюл. № 9. – 8 с. – 5 ил.