Анотація до роботи:

Ткачук А.В. Розробка методики розрахунку ґрунтових вологозапасів за агрометеорологічними даними та вологозабезпеченість сільськогосподарських культур у лісостеповій зоні Правобережної України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 – сільськогосподарські меліорації. – Херсонський державний аграрний університет, Херсон, 2002

Розроблена методика дає можливість з достатньою для практичного використання точністю за комплексним показником попередніх погодних умов розраховувати щоденні вологозапаси в метровому і півметровому шарах ґрунту під посівами пшениці озимої, ячменю ярого, кукурудзи, а під цукровим буряком ще й у півтораметровому шарі в Правобережному лісостепу. Для визначення запасів ґрунтової вологи пропонується використовувати стандартну метеорологічну інформацію яка може бути визначена без будь-яких труднощів або взята на найближчій метеостанцій. За отриманими щоденними запасами вологи визначено вологозабезпеченість посівів основних сільськогосподарських культур та досліджено режим ґрунтової вологи, оцінена тривалість певних умов зволоження метрового шару ґрунту за кожен день критичного періоду вегетації озимої пшениці, ярого ячменю, кукурудзи і цукрового буряка. Запропоновано розробляти ресурсозберігаючі режими зрошення вказаних культур за розрахунковими щоденними вологозапасами.

У дисертації наведено нове вирішення наукової задачі розробки методики розрахунку ґрунтових вологозапасів на сільськогосподарських полях у Лісостепу правобережної України за агрометеорологічними даними, що спрямоване на оперативне та високоякісне обслуговування сільськогосподарського виробництва інформацією про вологість ґрунту та вологозабезпеченість посівів і розробки на цій основі водозберігаючих режимів зрошення сільськогосподарських культур в залежності від природних умов конкретного року.

1. Розроблено комплексний показник попередніх погодних умов (КПППУ), який враховує основні метеорологічні фактори (опади, температуру і дефіцит вологості повітря), що чинять вирішальний вплив на формування вологозапасів під посівами сільськогосподарських культур.

2. Виявлені тісні залежності запасів вологи у півметровому та метровому шарах ґрунту від КПППУ під посівами вказаних культур на 19 метеостанціях Правобережного лісостепу. За встановленим зв'язком запасів ґрунтової вологи в метровому з вологозапасами у півтораметровому шарі ґрунту (r=0,991±0,004) отримані аналогічні залежності і для півтораметрового шару ґрунту під посівами цукрових буряків. Вказані залежності апроксимовані експоненціальним рівнянням.

3. Встановлено, що найбільш тісні залежності характерні для чорноземних, а дещо гірші – для сірих і темно-сірих лісових ґрунтів. Залежність запасів вологи в метровому шарі ґрунту від КПППУ характеризується такими значеннями кореляційного відношення: під посівами пшениці озимої в осінньо-зимовий період вегетації від 0,68 до 0,84 (середн. 0,76), у весняно-літній – від 0,77 до 0,90 (середн. 0,84), під посівами ярого ячменю він змінюється в межах 0,66 – 0,90 (серед. 0,79), під посівами кукурудзи 0,65 – 0,84 (середн. 0,74), а під посівами цукрового буряку – 0,70 – 0,92 (середн. 0,81). Фактичні значення критерію суттєвості t отриманих кореляційних відношень на 5 %-вому рівні значимості у всіх випадках значно перевищує їх теоретичні величини, що свідчить про достовірність отриманих залежностей.

4. Встановлено, що середньоквадратичне відхилення розрахованих вологозапасів від виміряних в метровому шарі ґрунту під посівами ячменю ярого складає в середньому 9,7 %, під кукурудзою – 9,3 %, під цукровим буряком – 9,9%, під посівами пшениці озимої у осінньо-зимовий період вегетації – 9,5 %, а у весняно-літній – 10 %. Близькі значення середньоквадратичного відхилення характерні і для розрахованих вологозапасів у півметровому шарі ґрунту.

Встановлено, що забезпеченість відхилень обчислених вологозапасів від інструментально виміряних в метровому шарі ґрунту не перевищує прийняту нами величину помилки ±15 % під посівами озимої пшениці в 70,0 – 93,4 % випадків, під ячменем ярим в 74,4 – 95,0 %, під кукурудзою в 83,1 – 93,0 %, а під буряком цукровим в 76,9 – 91,8 % %, що прийнятно для практичного використання розрахункових вологозапасів.

5. Встановлено, що економічний ефект від використання запропонованої нами методики розрахунку запасів ґрунтової вологи на одній ділянці спостережень по досліджуваної території складе 1582,89 грн/рік, економія матеріальних витрат – 84,88 грн, а економія затрат праці – 28, 557 люд.-год.

6. Виявлено, що режим ґрунтової вологи протягом вегетації вказаних сільськогосподарських культур зберігає чітку залежність від кліматичних умов року. У вологі роки, на відміну від сухих, на досліджуваній території під всіма культурами спостерігається процес накопичення вологозапасів у метровому шарі ґрунту за рахунок випадіння значної кількості атмосферних опадів наприкінці травня та на початку червня. Найбільше поповнення запасів ґрунтової вологи відзначається на території Вінницької області, а найменше – на півдні досліджуваної території та в районах вздовж р. Дніпро (МС Любашівка, Новомиргород, Шевченко та інші). У період інтенсивного росту рослин середньодобові витрати вологи із метрового шару ґрунту залишаються майже однаковими в різні за природним зволоженням роки.

7. Виявлено, що найбільш зволоженою є територія Вінницької області. Значно нижчою забезпеченістю ґрунтовою вологою характеризуються південні райони (МС Любашівка) та райони на сході досліджуваної території уздовж р. Дніпро (МС Чигирин, Шевченко та Миронівка). Вологозабезпеченість посівів на досліджуваній території зменшується із заходу на схід та з півночі на південь. Зі зменшенням природної зволоженості року, істотно збільшуються площі з недостатньою вологозабезпеченістю посівів. У середньосухі роки оптимальні умови зволоження метрового шару ґрунту у критичний період озимої пшениці спостерігаються лише в районах метеостанцій Вінниця і Жмеринка із тривалістю у середньому 12,6 % (або 8 днів). Аналогічні умови зволоження ячменю спостерігаються в районах метеостанцій Вінниця, Жмеринка М. Подільський і Біла Церква – 9,8 % (або 6 днів), а цукрового буряку – у Вінницькій області та в районах метеостанцій Озерна, Гайворон і Біла Церква – 30,8 % (або 19 днів). Під посівами кукурудзи оптимального зволоження не відзначено взагалі.

8. Розроблено водозберігаючі режими зрошення пшениці озимої, ячменю ярого, кукурудзи і цукрових буряків у різні за природним зволоженням роки 25, 50 і 75 % - ної забезпеченості. Отримані зрошувальні норми близькі до рекомендованих ДБН В.2.1-4-99.

9. Запропоновані методики розрахунку щоденних запасів вологи у різних шарах ґрунту та розробки водозберігаючих режимів зрошення сільськогосподарських культур можуть широко застосовуватись в господарствах АПК України для розробки автоматичних систем управління водним режимом ґрунтів.

10. Застосування моделі розрахунку щоденних вологозапасів на практиці при плануванні поливів дозволить об’єктивно оптимізувати терміни їх проведення, межі діапазону його оптимального зволоження, а також потужність активного (розрахункового) шару ґрунту. Це надасть змогу запобігти у вологі роки непродуктивним втратам поливної води, а в сухі – втратам врожаю від недополиву.

11. В поєднанні із сучасними технологіями вирощування сільськогосподарських культур запропонована методика розрахунку щоденних вологозапасів може використовуватись не тільки для планування проведення чергових поливів, а й для ряду інших агротехнічних заходів, спрямованих на покращення вологозабезпеченості культур та підвищення їх продуктивності (внесення добрив, міжрядний обробіток ґрунту, прополка тощо).

12. Якісно нова інформація про щоденні вологозапаси може бути успішно використана для обслуговування як зрошуваного, так і незрошуваного землеробства, а саме при плануванні структури посівних площ (у відповідності до вологозабезпеченості рослин); поряд із запасами гумусу, потужністю гумусованого профілю та ін. для бонітування ґрунтів тощо.

13. Щоденні або осередненні за будь-який певний період часу розрахункові вологозапаси можуть бути використані не тільки в сільському господарстві, а й в гідрологічних розрахунках і прогнозах, агрометеорології, в географічних, ботанічних та ґрунтових дослідженнях, в гідрогеології тощо. При цьому усувається притаманна буровому методу просторова дискретність у визначенні вологості ґрунту.

Публікації автора:

Статті у фахових виданнях

1. Ткачук А.В. Методика розрахунку запасів ґрунтової вологи під пшеницею озимою в Лісостепу Правобережної України // Зб. наукових праць інституту зрошуваного землеробства УААН “Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель”. – № 2. – Херсон: 1999. – С. 33 – 37.

2. Ткачук А.В. Режим зволоження ґрунту під посівами цукрових буряків у Лісостеповій зоні Правобережної України // Вісник Полтавського державного сільськогосподарського інституту. – 2000. – №3. – С. 8 – 12.

3. Ткачук А.В. Необхідність використання щоденних вологозапасів для оцінки їх ресурсів під посівами пшениці озимої в Правобережному лісостепу України// Вісник ДААУ “Проблеми виробництва екологічно-чистої сільськогосподарської продукції”. – Житомир: Видавництво ДААУ. – 2000. – С. 115 – 116.

4. Литовченко А.Ф., Доценко В.И., Рудаков Л.Н., Ткачук А.В. Выбор периода наблюдений для расчета нормы запасов почвенной влаги под посевами сельскохозяйственных культур в Степной зоне Украины // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. – 2001. – № 1. – С. 78 – 84. (обробка даних)

5. Ткачук А.В. Оцінка забезпеченості ґрунтовою вологою сільськогосподарських культур за кривими тривалості щоденних вологозапасів в умовах правобережного лісостепу // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. – 2001. – № 2. – С. 80 – 84.

6. Ткачук А.В. Вологозабезпеченість та водозберігаючий режим зрошення кукурудзи в умовах Правобережного лісостепу України // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2002. – №1. – С. 23 – 26.

Тези доповідей наукових конференцій

1. Ткачук А.В. Удосконалення методики розрахунку ґрунтової вологи під сільськогосподарськими культурами в умовах Лісостепу Правобережної України // Тези Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів “Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх визначення”. – Дніпропетровськ: - 2000. – С. 48.

2. Ткачук А.В. Вологозабезпеченість посівів ячменю ярого в умовах Правобережного лісостепу // Зб. доповідей Всеукраїнської науково-практичної конференції “Стан земельних ресурсів в Україні: проблеми та шляхи вирішення”. – К.: Центр екологічної освіти та інформації, – 2001. – С. 225 – 227.

3. Ткачук А.В. Раціональний режим зрошення ячменю ярого в умовах Лісостепу України // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 30 – річчю від початку робіт на науково-дослідному стаціонарі Дніпропетровського агроуніверситету та Орджонікідзевського ГЗК “Раціональне використання рекультивованих та еродованих земель”. – Дніпропетровськ: Дніпропетр. держ. аграрн. ун-т, - 2001. – С. 151 – 154.