Технологические подходы к нормированию режимов орошения и аппарат прогнозирования водопотребления картофеля в условиях поймы Нижнего Дона

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(22), 2016 г., [148-165] УДК 631.67:635.21

A. Н. Бабичев, В. Иг. Ольгаренко

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К НОРМИРОВАНИЮ РЕЖИМОВ ОРОШЕНИЯ И АППАРАТ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ПОЙМЫ НИЖНЕГО ДОНА

Целью исследований являлось изучение изменчивости величины эвапотранспи-рации и фактических влагозапасов в почве при различных гидрометеопараметрах c ведением информационной базы данных для оперативного управления процессами орошения. Применялись расчетные методы, с помощью которых эвапотранспирация определяется с достаточной степенью точности по результатам фактических наблюдений (в том числе за метеорологическими условиями), проводившихся в периоды 1960-1980, 1990-2010 и 2012-2014 гг. в районе соответствующих орошаемых участков. В указанные временные отрезки на существующей сети гидрометеорологических и водобалан-совых станций определялась потенциальная эвапотранспирация, и эти данные сопоставлялись с полученными величинами. Поэтому для оперативного планирования технологического процесса полива сельскохозяйственных культур и управления им необходимо знать фактическую величину влагозапасов в расчетном слое почвы на начало и конец расчетного периода. Анализ наблюдений, осуществлявшихся в течение сорока лет, позволил авторам с помощью метода корреляции установить эмпирические зависимости эвапотранспирации и потенциальной эвапотранспирации от их модульных коэффициентов. Была адаптирована модель В. П. Остапчика определения потенциальной эвапотранспирации с установлением биоклиматических коэффициентов для каждой фазы роста и развития картофеля летнего срока посадки в условиях поймы Нижнего Дона. Таким образом, определены биоклиматические коэффициенты в зависимости от влагозапасов в расчетном слое почвы по фазам вегетации картофеля летнего срока посадки с соответствующими параметрами, которые составили: А1 - от минус 0,295 до минус 0,027; А2 - от 0,181 до 1,747; А0 - от 0,025 до 1,395. Достоверность аппроксимации изменялась в пределах от 0,92 до 0,98. В результате модификации формулы

B. П. Остапчика установлена региональная зависимость при определении потенциальной эвапотранспирации в условиях поймы Нижнего Дона с эмпирическими коэффициентами А и b, равными 1,220 и 0,003 соответственно.

Ключевые слова: гидрометеопараметры, эвапотранспирация, потенциальная эвапотранспирация, орошение, прогнозирование, картофель, пойменные почвы.

A. N. Babichev, V. Ig. Olgarenko

Russian Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation

TECHNOLOGICAL APPROACHES TO IRRIGATION REGIMES RATIONING AND PREDICTION APPARATUS OF POTATOES WATER CONSUMPTION IN CONDITIONS OF THE LOWER DON

The aim of research was to study the variability of evapotranspiration values and actual stored soil moisture for different hydrometeorological parameters with information database maintenance for operational management of irrigation process. Computational methods

with which evapotranspiration is defined rather exactly on the results of actual observations including among others meteorological conditions in the area corresponding to the irrigated plots during the observation periods 1960-1980, 1990-2010 and 2012-2014, have been used. The potential evapotranspiration has been determined on the existing network of hydrometeorological and water balance stations for the years of research concerned and these data have been compared with the obtained values. Therefore, for operational planning and management of crops technological irrigation it's necessary to know the actual value of stored soil moisture in the predicted soil layer at the beginning and end of the base period. Analysis of forty years of observations allowed the authors to establish empirical dependences of evapotranspiration and potential evapotranspiration on their modular coefficients using the correlation method. V. P. Ostapchik's model on definition of potential evapotranspiration with the establishment of bioclimatic coefficients for each phase of growth and development of summer planting potato on floodplains of the Lower Don was adapted. Thus bioclimatic coefficients depending on the moisture reserves in the soil layer were calculated by vegetation phases of summer planting potato with the appropriate parameters, as follows: A1 - from minus 0.295 to minus 0.027; A2 - from 0.181 to 1.747; A0 - from 0.025 to 1.395. The approximating accuracy ranged from 0.92 to 0.98. As a result of V. P. Ostapchik's formula modification the regional dependence in determining the potential evapotranspiration in a floodplain of the Lower Don with empirical coefficients A and b, equal to 1.220 and 0.003 respectively was determined.

Keywords: hydrometeorological parameters, evapotranspiration, potential evapotranspiration, irrigation, prediction, potatoes, floodplain soils.

Введение. Эвапотранспирация сельскохозяйственных культур имеет сильную пространственно-временную изменчивость, поэтому установление ее оптимальной нормы необходимо рассматривать как методологию определения прогнозных показателей. Они устанавливаются путем ретроспективного расчета эвапотранспирации на основе наблюдений за метеопараметрами в течение необходимого временного периода и соответствующего статистического анализа. Таким образом, получают наиболее вероятные значения как на ближайшую, так и отдаленную перспективу. Методология прогнозирования эвапотранспирации базируется на усовершенствовании биоклиматического метода. При этом необходимо знать ее фактическую величину, что обеспечивает:

- расчет эвапотранспирации с учетом динамики влажности почвы в расчетном слое, а также изменчивости гидрометеорологических параметров конкретного года;

- учет влияния величины подпитывания грунтовых вод на показатели эвапотранспирации;

- определение величины инфильтрации оросительной воды за пределы расчетного слоя;

- установление динамики дефицита эвапотранспирации и режимов орошения для лет различной водообеспеченности с учетом пространственной и временной изменчивости гидрометеопараметров и фактических вла-гозапасов в расчетном слое почвы.

О необходимости использования этой методологии для условий поч-венно-климатических зон орошения юга Российской Федерации говорил академик РАСХН (ВАСХНИЛ) Б. Б. Шумаков. Первая научная работа в этой области (по разработке дифференцированных режимов орошения озимой пшеницы) была выполнена под его руководством научным сотрудником Дагестанской опытно-мелиоративной станции ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) Р. А. Сулеймановым. В дальнейших исследованиях данная методология была существенно усовершенствована, и новые научные поиски осуществлялись в направлении установления нелинейных зависимостей соответствующих элементов уравнения водного баланса орошаемого поля с учетом фактической обеспеченности оросительной водой каждой сельскохозяйственной культуры в течение вегетационного периода.

Анализ показывает, что на величину эвапотранспирации сельскохозяйственных культур оказывает влияние множество нелинейно изменяющихся факторов в замкнутой системе «почва - растение - атмосфера». Большое количество исследователей при проведении полевых экспериментов определяли и определяют фактическое значение эвапотранспирации различных сельскохозяйственных культур для соответствующих зон возделывания, но установить эту величину для большинства и тем более для всех полей на орошаемых землях - нереальная задача. Поэтому этот метод дополняется расчетными методами, с помощью которых эва-потранспирация определяется с достаточной степенью точности по результатам фактических наблюдений, в том числе и за гидрометеорологическими параметрами соответствующих орошаемых участков, с последующим

сопоставлением этих величин с данными, полученными при определении потенциальной эвапотранспирации на существующей сети гидрометеорологических и водобалансовых станций. За уровень сравнения, как правило, принимают комплексную гидрометеорологическую характеристику влияния климатических факторов на процессы суммарного испарения - величину потенциальной эвапотранспирации, которая определяется по испаро-метру ГГИ-3000. Для сравнения точности оценки эвапотранспирации фактические данные сопоставляются с моделями установления суммарного испарения по С. М. Алпатьеву и по В. П. Остапчику. Вышеуказанный методологический подход обосновывает новую водо- и энергосберегающую методику прогнозирования, планирования процессов орошения сельскохозяйственных культур и оперативного управления ими на основе пространственно-временной изменчивости гидрометеопараметров и фактических влагозапасов в расчетном слое почвы.

Учеными СевНИИГиМ был поставлен классический полевой опыт по установлению зависимости «урожайность - водообеспеченность» при различных уровнях влагообеспеченности в зависимости от воздействия основных факторов: количества осадков и норм водопотребности, во-допотребления и влажности почвы. С целью произведения расчета норм водопотребности для планируемой урожайности сельскохозяйственных культур СевНИИГиМ (Северный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации) совместно с институтами-соисполнителями (Центральный научно-исследовательский институт комплексного использования водных ресурсов, Российский государственный проектный и научно-исследовательский институт водного хозяйства, Мещерский филиал Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации, Белорусский научно-исследовательский институт мелиорации и водного хозяйства, Белорусская сельскохозяйственная академия, Уральский научно-исследовательский институт водного хозяйства, Украинский филиал научно-исследовательского института планирования и нормативов,

Херсонский сельскохозяйственный институт) была разработана методика технико-экономического обоснования норм водопотребления (дефицита водного баланса) в орошаемом земледелии («Методические рекомендации по определению зависимости «урожайность - водообеспеченность» на основе полевого опыта в условиях орошения» [1]). В рекомендациях принят следующий методологический подход: «...метод определения расчетной нормы водопотребности (Мр) базируется на параболическом виде связи

между урожаем и водообеспеченностью (Е) в области, близкой к максимальной урожайности». В научной статье Д. Б. Циприса, В. Г. Селезнева, Г. А. Плавник и А. В. Штаковского [2] отмечается, что «...для обоснования возможности использования параболической зависимости урожайности (У) от водообеспеченности (Е) проведено обобщение материалов, приведенных в литературе по этому вопросу и имеющихся в СевНИИГиМе данных опытов в различных регионах РСФСР».

При обосновании взаимосвязи «урожайность - водообеспеченность», которая описывается в общем виде уравнением параболы, ученые СевНИИГиМ использовали работы Л. Н. Догановской, С. М. Белинского, М. Г. Сулимова, Д. Б. Циприса, А. М. Либермана, Т. А. Плавник, В. А. Понько, О. В. Дивакова, В. И. Иванова [3-12]. В работе И. С. Шатилова [13] отмечается, что зависимость урожайности от водообеспеченно-сти (и других факторов окружающей среды) имеет «куполообразный» характер, что объясняется законом оптимума, на основании которого изменение фактора в ту или иную сторону от оптимальных значений приводит к снижению урожайности. Поэтому в разработанных рекомендациях [1] предусмотрена необходимость определения точки оптимума в диапазоне возможного изменения водообеспеченности и ее влияния на урожайность с фиксацией ее максимальной величины, то есть в опытах необходимо предусматривать некоторое переувлажнение расчетного слоя почвы. Снижение урожайности, как правило, допускается в пределах 5-10 % от оптимума.

Исследованиями В. В. Шабанова, К. П. Арента, Е. А. Стальмаха, С. Г. Бондаренко, И. С. Никитиной, С. А. Петухова [14-19] также установлено, что зависимость урожайности как от водообеспеченности, так и от других метеорологических факторов имеет «куполообразный» характер.

Р. И. Горбачева, М. М. Кабаков, В. И. Костик [20] определили, что зависимость урожайности от величины суммарной водообеспеченности имеет криволинейный характер.

Кроме вышеуказанных авторов и организаций-соисполнителей полевые исследования по изучению закономерности «урожайность - водообес-печенность» для различных регионов страны и широкого диапазона сельскохозяйственных культур проводили ведущие научно-исследовательские институты: Грузинский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Южный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Ставропольский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства, Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Литовский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации, Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации. Материалы данных исследований были обобщены в методических рекомендациях [1] в виде зависимостей «урожайность - водообеспеченность», полученных для различных факторов и различных уровней дефицита водного баланса, которые описываются в общем виде уравнениями параболы.

Учеными ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) в этот период проводились исследования на Ростовской, Грозненской, Дагестанской опытно-мелиоративных станциях и Сунженском опытно-мелиоративном пункте Грозненской ОМС со следующими сельскохозяйственными культурами: озимой пшеницей, соей на зерно, люцерной на зеленый корм, кукурузой на зерно, томатами, капустой и др. Ученые ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) и НИМИ Донской ГАУ в последующие годы продолжили и в настоящее

время проводят исследования по установлению зависимости «урожайность - водообеспеченность» для различных почвенно-климатических зон и оросительных систем Северного Кавказа по вышеуказанной методике, что обеспечивает накопление экспериментальных данных и их анализ по изучаемой проблеме. Кроме этого, дальнейшее совершенствование методологических подходов в этом направлении обеспечивает возможность разработки оперативных планов водопользования, особенно диспетчерского управления водораспределением на оросительных системах с применением информационных технологий.

Материалы и методы. Методология исследований основывается на системном подходе в изучении оперативного управления нормированием орошения картофеля с применением существующих методов прогноза, системного анализа и эмпирического обобщения. Теоретической базой являются работы отечественных (сотрудников и ученых из ФГБОУ ВО «Волгоградский ГАУ», ФГБНУ «РосНИИПМ», ФГБОУ ВО «Саратовский ГАУ», НИМИ ФГБОУ ВО «Донской ГАУ») и ряда зарубежных авторов, а также теоретические обоснования и натурные исследования процессов оперативного управления нормированием орошения. Эмпирическую базу составили результаты полевых исследований на пойменных землях Нижнего Дона, анализ и обобщение полученных данных. Исследования проводились с использованием сертифицированных приборов и оборудования и в соответствии с действующей нормативной документацией и стандартными методиками. Обработка теоретических и практических результатов осуществлялась с помощью математического анализа эксперимента и математической статистики.

Для оценки влияния изменчивости гидрометеорологических факторов и влажности почвы на эвапотранспирацию и урожайность различных сельскохозяйственных культур были использованы данные, полученные при проведении водно-балансовых и агрометеорологических исследований учеными ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) и НИМИ Донской ГАУ за период с 1990

по 2010 г., а также материалы исследований ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) за 1960-1980 гг. [21-23].

Результаты и обсуждение. На основании многолетних исследований ученых ЮжНИИГиМ (РосНИИПМ) и НИМИ Донской ГАУ по изучению динамики эвапотранспирации различных сельскохозяйственных культур в зависимости от изменения фактических метеорологических параметров, измеряемых на соответствующих метеостанциях для условий конкретных орошаемых массивов, авторами установлены парные коэффициенты их корреляции с испаряемостью (Е»), температурой воздуха (г), дефицитом влажности воздуха (dф), осадками (Р), дефицитом естественного увлажнения (Е»-Р), эвапотранспирацией (ЕТ), оросительной нормой (М) и урожайностью (У) (таблица 1).

Таблица 1 - Парные коэффициенты многолетних величин

эвапотранспирации, оросительной нормы и урожайности с основными метеорологическими факторами

Показатель Е» г dФ Р Е»- Р ЕТ М У

Е» 1,00 0,90 0,94 0,81 0,83 0,96 0,74 0,76

г 0,34 1,00 0,80 0,82 0,90 0,73 0,58 0,09

dф 0,94 0,89 1,00 0,74 0,89 0,82 0,72 0,13

Р 0,83 0,84 0,74 1,00 0,92 0,20 0,65 0,10

Е»- Р » 0,84 0,92 0,89 0,93 1,00 0,93 0,98 0,70

ЕТ 0,95 0,74 0,85 0,78 0,91 1,00 0,82 0,86

М 0,74 0,58 0,71 0,65 0,96 0,78 1,00 0,51

Стандартное отклонение 83,0 178,3 178,0 57,8 97,9 77,2 112,0 7,0

Коэффициент вариации V, % 10,4 6,4 7,3 30,6 12,0 12,1 33,0 12,0

Анализ приведенных данных показывает, что дефицит естественного увлажнения Е»- Р, характеризующий тепло- и влагообеспеченность расчетного слоя почвы в течение вегетационного периода, оказывает значительное влияние на величину эвапотранспирации. Наиболее сильна взаимосвязь эвапотранспирации с потенциальной эвапотранспирацией - комплексной гидрометеорологической характеристикой, коэффициент вариации которой составляет 0,96. Наиболее тесна взаимосвязь урожайности

сельскохозяйственных культур с эвапотранспирацией и потенциальной эвапотранспирацией, коэффициенты корреляции которых составили 0,86 и 0,76 соответственно. Зависимость урожайности от оросительной нормы весьма слабая и характеризуется коэффициентом корреляции 0,51.

Эта закономерность объясняется тем, что одинаковая урожайность может быть получена при различных величинах оросительных норм в разные по тепловлагообеспеченности годы. Поэтому совершенно некорректно строить зависимости абсолютных величин урожайности в различные временные периоды от абсолютных величин оросительных норм. Следует получать эмпирические зависимости «урожайность - оросительная норма», используя относительные показатели соответствующих измеряемых величин. Кроме того, анализ значений коэффициентов корреляции дает возможность установить следующее:

- наиболее тесная связь эвапотранспирации, оросительных норм и урожайности существует со следующими гидрометеорологическими характеристиками: потенциальной эвапотранспирацией и дефицитом естественного увлажнения;

- различные значения парных коэффициентов корреляции между соответствующими измеряемыми величинами при постановке полевых опытов и гидрометеорологическими переменными, определяемыми на метеостанциях, указывают на отсутствие прямо пропорциональной зависимости между ними.

Поэтому следует сделать вывод о том, что наиболее точная количественная оценка влияния гидрометеорологических условий на рост и развитие растений, на эвапотранспирацию посевов может быть получена с использованием нелинейных математических зависимостей.

Необходимо отметить, что при оперативном планировании и, особенно при управлении технологическим процессом полива сельскохозяйственных культур, следует знать фактическую величину почвенных влаго-

запасов в расчетном слое почвы на начало и конец расчетного периода, который в соответствии с прогнозом может составлять от 1 до 5, 10 и более суток. В этих условиях существует единственный вариант - величину вла-гозапасов определять по уравнению водного баланса орошаемого поля с расчетом эвапотранспирации на основе эмпирических моделей, на точность которых влияет точность определения биоклиматических коэффициентов в зависимости от конкретных почвенно-климатических условий, закономерности их изменения в пространстве и времени с учетом агроклиматической обстановки, влагообеспеченности и биологических особенностей используемых сельскохозяйственных культур.

Фактические величины эвапотранспирации и потенциальной эва-потранспирации рассматривались на основе вегетационных периодов, которые характеризуются как средне-влажный, средний и средне-сухой. Гидротермические коэффициенты (ГТК) приняли значения 1,10; 0,65 и 0,27 за 2012, 2013, 2014 гг. соответственно; в период вегетации выпало 162,8; 122,1; 65,2 мм осадков; относительная влажность воздуха в среднем составила 51, 53 и 50 %; сумма среднесуточных температур - 1480, 2001 и 2414 °С соответственно по годам исследований.

Фактическая величина эвапотранспирации картофеля (ЕТФ) устанавливается путем определения элементов уравнения водного баланса орошаемого поля по зависимости:

ЕТф = Кш- Еш- К 0,

где ЕТФ - эвапотранспирация, мм;

К - биоклиматический коэффициент;

Ею - потенциальная эвапотранспирация, величина которой получена по данным метеостанции, мм;

К0 - микроклиматический коэффициент, учитывающий изменение микроклимата сельскохозяйственного поля под влиянием орошения.

Микроклиматический коэффициент К0, отражающий изменение микроклимата на сельскохозяйственном поле под влиянием орошения (в результате снижения температуры воздуха и скорости ветра, повышения влажности воздуха в приземном слое атмосферы), зависит от размера орошаемой площади и коэффициента природного увлажнения Ку. Для условий поймы Нижнего Дона в целом по рассматриваемому району орошения К0 = 0,87.

Биоклиматические коэффициенты картофеля определяются по эмпирическим уравнениям авторов в зависимости от биологических особенностей растений картофеля и влияния фактических влагозапасов в расчетном слое почвы с учетом фаз развития. Уравнения имеют общий вид:

К = Л» 1

К

+а2 -

X +ЖкЛ

+4),

НВ у V НВ у

где К» - биоклиматический коэффициент; 41, 42 , 40 - параметры уравнения;

ЖН, Жк, ЖНВ - влагозапасы в расчетном слое почвы: начальные, конечные и при влажности, соответствующей наименьшей влагоемкости.

Параметры уравнения (2) для различных фаз роста и развития растений картофеля приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры уравнения по определению биоклиматического коэффициента для различных фаз развития картофеля

2

Фаза роста и развития Параметр уравнения Достоверность аппроксимации

41 А 40

Всходы -0,114 1,747 0,025 0,98

Бутонизация -0,068 0,229 0,601 0,97

Цветение -0,082 0,605 0,672 0,99

Прекращение роста ботвы -0,073 0,550 1,395 0,97

Увядание ботвы -0,295 0,741 1,027 0,96

Техническая спелость -0,027 0,181 0,645 0,92

Для повышения точности расчета величины эвапотранспирации орошаемого поля следует использовать величины отклонений фактических

значений метеопараметров от их среднемноголетних значений:

АЕТ = /

где ЕТ - эвапотранспирация, мм;

t - среднесуточная температура, °С; г - относительная влажность воздуха, %; Р - осадки, мм;

Ею - потенциальная эвапотранспирация. Отклонения потенциальной эвапотранспирации и эвапотранспира-ции от их среднемноголетних значений, по данным соответствующих метеостанций и экспериментальным результатам, вычисляются следующими модульными коэффициентами:

Е

Кае = =,

Е„

ю

ЕТ

К АЕТ = = ,

ЕТ

где КАЕ и КАЕТ - модульные коэффициенты отклонений значений потенциальной эвапотранспирации и эвапотранспирации;

ЕТ и Ею - фактические значения эвапотранспирации, потенциальной эвапотранспирации, которые получены по данным метеостанции, и транс-пирации, мм;

ЕТ, Ею - среднемноголетние значения потенциальной эвапотранспирации и эвапотранспирации, мм.

На основании анализа экспериментальных и среднемноголетних данных получена нелинейная зависимость относительных отклонений эва-потранспирации от потенциальной эвапотранспирации (рисунок 1), которая описывается уравнением полиноминального вида второй степени:

КАЕТ = f (КАЕ )=1,51'

2

Е

1,48-

V ю /

Е V ЕюУ

+ 0,9, R2 = 0,96.

Рисунок 1 - Эмпирическая зависимость динамики относительных отклонений эвапотранспирации от потенциальной эвапотранспирации

Для определения величины эвапотранспирации во времени на севооборотном участке устанавливается испарометр ГГИ-3000, показания которого сравниваются с соответствующими данными ближайшей метеостанции. При отсутствии испарометров величина потенциальной эвапотранспирации определяется по региональным зависимостям, которые получены авторами в результате модификации модели В. П. Остапчика на основе данных метеостанций Ростовской области:

Ею= А,

где А, Ь - эмпирические параметры, полученные авторами для условий поймы Нижнего Дона. А = 1,220; Ь = 0,003; R2 = 0,84; й - дефицит влажности воздуха, мбар;

? - температура воздуха, °С.

Во избежание чрезмерного накопления ошибок рекомендуется периодически корректировать величины ЕТ и Ею путем сравнения их с фактическими данными измерений на конкретном поле. Такие измерения целесообразно проводить 1-2 раза за вегетационный период.

Выводы

1 Определены биоклиматические коэффициенты в зависимости от влагозапасов в расчетном слое почвы по фазам вегетации картофеля летнего срока посадки с соответствующими параметрами, которые составили: А1 - от минус 0,295 до минус 0,027; А2 - от 0,181 до 1,747; А0 -

от 0,025 до 1,395. Достоверность аппроксимации (R2) изменялась в пределах от 0,92 до 0,98.

2 На основании корреляции экспериментальных и среднемноголет-них данных получена нелинейная зависимость относительных отклонений эвапотранспирации от потенциальной эвапотранспирации, которая описывается уравнением полиноминального вида второй степени с достоверностью аппроксимации (R2), равной 0,96.

3 В результате модификации формулы В. П. Остапчика установлена региональная зависимость для определения потенциальной эвапотранспи-рации в условиях поймы Нижнего Дона с эмпирическими коэффициентами А и Ь, равными 1,220 и 0,003 соответственно.

4 Результаты проведенных исследований показывают, что повышение точности определения эвапотранспирации и потенциальной эва-потранспирации на основе среднемноголетних значений, учета влажности почвы и адаптированной зависимости В. П. Остапчика обеспечит значительный рост эффективности использования водных и энергетических ресурсов при реализации режимов орошения посадок картофеля в условиях поймы Нижнего Дона. Это обусловлено новой методологией корректировки биоклиматических коэффициентов в имеющихся моделях определения эвапотранспирации за счет учета конкретных почвенно-климатических условий зоны орошения, пространственно-временной изменчивости агрометеорологических параметров, влагообеспеченности расчетного слоя почвы и биологических особенностей сельскохозяйственных культур.

Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(22), 2016 г., [148-165] Список использованных источников

1 Методические рекомендации по определению зависимости «урожайность -водообеспеченность» на основе полевого опыта в условиях орошения / Д. Б. Циприс [и др.]; СевНИИГиМ. - СПб., 1988. - 48 с.

2 Расчет норм водопотребности под заданный урожай / Д. Б. Циприс [и др.]. // Гидротехника и мелиорация. - 1986. - № 4. - С. 44-47.

3 Догановская, Л. Н. Анализ связей урожай - водообеспеченность по сложным условным кривым вероятностей / Л. Н. Догановская // Водопотребление и оптимизация орошения в Нечерноземной зоне РСФСР: сб. науч. тр. - Л., 1981. - С. 13-18.

4 Белинский, С. М. Методика, алгоритмы и программы для построения связи с факторами внешней среды / С. М. Белинский, М. Г. Сулимова, Д. Б. Циприс // Научные основы мелиорации земель при создании территориально-производственных комплексов в Сибири: тез. докл. респ. науч.-техн. конф. - Красноярск, 1980. - С. 26-32.

5 Либерман, А. Ш. Оптимизация норм водопотребления сельскохозяйственных культур / А. Ш. Либерман // Водопотребление и оптимизация орошения в Нечерноземной зоне РСФСР: сб. науч. тр. / СевНИИГиМ. - Л., 1981. - С. 31-34.

6 Плавник, Т. А. Расчет режима орошения сельскохозяйственных культур по рациональному балансу / Т. А. Плавник // Водопотребление и оптимизация орошения в Нечерноземной зоне РСФСР: сб. науч. тр. / СевНИИГиМ. - Л., 1981. - С. 19-24.

7 Догановская, Л. Н. Прогнозирование урожайности зерновых культур по солнечной активности в Кулундинской степи Алтайского края / Л. Н. Догановская // Эффективное использование орошаемых земель в Сибири. - Красноярск, 1978. - С. 54-57.

8 Понько, В. А. Изменчивость ресурсов общего увлажнения и задачи их рационального использования / В. А. Понько // Вопросы рационального использования агроклиматических и водных ресурсов. - 1984. - № 52. - С. 17-20.

9 Методические указания по обоснованию параметров регулирующей сети мелиоративных систем путем моделирования условий естественного увлажнения / СевНИИГиМ. - Л., 1985. - 69 с.

10 Временные методические указания по программированию водопотребления на орошаемых землях / ВНИИКАМС. - Фрунзе, 1982. - 42 с.

11 Диваков, О. В. О программировании урожаев капусты и картофеля при двустороннем регулировании влажности почвы / О. В. Диваков, В. И. Иванов // Расчет конструкции и эффективность осушительно-увлажнительных систем в Нечерноземной зоне РСФСР: сб. науч. тр. - М., 1984. - С. 19-32.

12 Укрупненные нормы водопотребности для орошения по природно-климатическим зонам СССР. - М., 1984. - 96 с.

13 Шатилов, И. С. Принципы программирования урожайности сельскохозяйственных культур / И. С. Шатилов. - Кишинев, 1979. - С. 16-26.

14 Арент, К. П. Обоснование расчетной обеспеченности оросительной способности водотоков / К. П. Арент, Е. А. Стельмах // Мелиорация и водное хозяйство. Сер. 6: Экономика и управление в мелиорации и водном хозяйстве. - 1986. - № 1. -С. 27-32.

15 Бишоф, Э. А. Методические указания по статистической обработке экспериментальных данных в мелиорации и почвоведении / Э. А. Бишоф, Г. С. Колмыков, В. Л. Цыпленков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 273 с.

16 Шабанов, В. В. Биоклиматическое обоснование мелиорации / В. В. Шабанов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 164 с.

17 Бондаренко, С. Г. Программирование урожаев винограда по кривым накопления биомассы / С. Г. Бондаренко // Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. - Кишинев, 1979. - С. 19-31.

18 Никитин, И. С. Определение расчетной обеспеченности водохозяйственных параметров мелиоративных систем / И. С. Никитин, С. А. Петухов // Обоснование норм водопользования в орошаемом земледелии: сб. науч. тр. - М.: ЦБНТИ, 1982. - № 13. -С. 19-42.

19 Методические указания по созданию системы норм водопотребности и водо-отведения в орошаемом земледелии. - Минск: Гидрометеоиздат, 1968. - 129 с.

20 Горбачева, Р. И. Факторы, определяющие значения биоклиматических коэффициентов / Р. И. Горбачева, М. М. Кабаков, В. И. Костик // Гидротехника и мелиорация. - 1981. - № 5. - С. 51-52.

21 Ольгаренко, Г. В. Водосберегающие технологии регулирования водного режима орошаемых земель: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук: 06.01.02 / Ольгаренко Геннадий Владимирович. - Новочеркасск, 1997. - 48 с.

22 Ольгаренко, И. В. Информационные технологии планирования водопользования и оперативного управления водораспределением на оросительных системах: авто-реф. дис. ... д-ра техн. наук: 06.01.02 / Ольгаренко Игорь Владимирович. - Саратов, 2013. - 46 с.

23 Ильинская, И. Н. Нормирование водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур на Северном Кавказе: монография / И. Н. Ильинская. - Новочеркасск: РосНИИПМ, 2001.- 164 с.

References

1 Zypries D.B. 1988. Metodicheskie rekommendatsii po opredeleniyuzavisimosti "Urozhainost - vodoobespechennost" na osnove polevogo opyta v usloviyakh orosheniya [Guidelines on definition of the dependence "yield - water supply" based on the field test under the conditions of irrigation]. SevNIIGiM, St. Petersburg, 48 p. (In Russian).

2 Zypries D.B. 1986. Raschet borm vodopotrebnosti pod zadannyy urozhay [Calculation of water demand standards for specified crop]. Gidtotekhnika i melioratsiya [Hydraulic Engineering and Reclamation]. no. 4, pp. 44-47. (In Russian).

3 Doganovskaya L.N. 1981. Analiz svyazey urozhay - vodoobespechennost po slozhnym uslovnym krivym veroyatnostyam [Analysis of the links "yield - water supply" in complex conditional probability curves]. Vodopotreblenie i optimizatsiya orosheniya v Nechernozemnoy zone RSFSR [Water consumption and optimization of irrigation in non-chernozem zone of the RSFSR]. Leningrad, pp. 13-18. (In Russian).

4 Belinsky S.M., Sulimova M.G., Zypries D.B 1980. Metodika, algoritmy i programmy dlya postroeniya svyazi s faktorami vneshney sredy [Methodology, algorithms and programs for the construction of an environmental factors]. Nauchnye osnovy melioratsii zemel pri sozdanii territorialno-proizvodstvennykh kompleksov v Sibiri [Scientific bases of land reclamation to create territorial-production complexes in Siberia]. Krasnoyarsk, pp. 26-32. (In Russian).

5 Lieberman A.Sh. 1981. Optimizatsiya norm vodopotrebleniya selskokho-zyaystvennykh kultur [Optimization of water consumption rates of crops]. Vodopotreblemie i optimizatsiya orosheniya v Nechernozemnoy zone RSFSR [Water consumption and optimization of irrigation in Nechernozem zone of the RSFSR]. Leningrad, pp. 31-34. (In Russian).

6 Plavnik T.A. 1981. Raschet rezhima orosheniyaselskokhozyaystvennykh kultur po ratsionalnomu balansu [Calculation mode for irrigation of crops by rational balance]. Vodopotreblemie i optimizatsiya orosheniya v Nechernozemnoy zone RSFSR:sbornik nauchnykh trudov [Water consumption and optimization of irrigation in Nechernozem zone of the RSFSR; Collection of Scientific Papers SevNIIGiM]. Leningrad, pp. 19-24. (In Russian).

7 Doganovskaya L.N. 1978. Prognozirovanie urozhainosti zernovykh kultur po solnechnoy aktivnosti v Kulundinskoy stepi Altayskogo kraya [Forecasting the crops yield by

solar activity in Kulunda Steppe Altai Territiry]. Effektivnoe ispolzovanie oroshaemykh zemel v Sibiri [The Efficient Use of Irrigated Lands in Siberia]. Krasnoyarsk, pp. 54-57. (In Russian).

8 Ponko V.A. 1984. Izmenchivost resursov obshchego uvlazhneniya i zadachi ikh ratsionalnogo ispolzovaniya [Variability of total moisture resources and their rational use]. Voprosy ratsionalnogo ispolzovaniya agroklimaticheskikh i vodnykh resursov [Questions of rational use of agroclimatic and water resources]. Krasnoyarsk, no. 52, pp. 17-20. (In Russian).

9 Metodicheskie ukazaniya po obosnovaniyu parametrov reguliruyushchey seti meliorativnykh sistem putem modelirovaniya usloviy estestvennogo uvlazhneniya [Guidelines for the justification of parameters of regulating network of reclamation systems by simulating the natural moisture conditions]. SevNIIGiM, Leningrad, 1985, 69 p. (In Russian).

10 Vremennye metodicheskie ukazaniya po programmirovaniyu vodopotrebleniya na oroshaemykh zemlyakh [Temporal guidelines for programming of water use on irrigated lands]. VNIIKAMS, Frunze, 1982, 42 p. (In Russian).

11 Divakov O.V., Ivanov V.I. 1984. O programmirovanii urozhaev kapusty i kartofelya pri dvustorennem regulirovanii vlazhnosti pochvy [On programming cabbage and potato yields with a two-sided regulation of soil moisture]. Raschet konstruktsii i effektivnost osushitelno-uvlazhnitelnykh sistem v Nechernozemnoy zone RSFSR [Calculation of the design and effectiveness of drainage-humidification systems in the Nonchernozem zone of the RSFSR]. Moscow, pp. 19-32. (In Russian).

12 Ukrupnennnie normy vodopotrebnosti dlya orosheniya po prirodno-klimaticheskim zonam SSSR [Enlarged norms of water demand for irrigation in climatic zones of the USSR]. Moscow, 1984, 96 p. (In Russian).

13 Shatilov I. S. 1979. Printsipy programmirovaniya urozhaynosty selskohko-zyaystvennykh kultur [Principles of programming the crops productivity]. Kishinev, pp. 16-26. (In Russian).

14 Arent K.P., Stelmach Ye.A. 1986. Obosnovanie raschetnoy obespechennosti orositelnoy sposobnosti vodotokov [Justification of estimated frequency of irrigation capacity of watercourses]. Melioratsiya i vodnoe khozyaistvo. Seriya 6 Ekonomika i upravlenie v vodnom khozyaistve [Irrigation and Water Management. Ser. 6, Economics and Management of Land Reclamation and Water Industry]. Moscow, no. 1, pp. 27-32. (In Russian).

15 Bischof Ye.A., Kolmykov G.S., Tsiplenkov V.L. 1977. Metodicheskie ukazaniya po statisticheskoy obrabotke eksperimentalnykh dannykh v melioratsii i pochvovedenii [Guidelines on the statistical experimental data processing in land reclamation and soil science]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 273 p. (In Russian).

16 Shabanov V.V. 1973. Bioclimaticheskoe obosnovanie melioratsii [Bioclimatic justification of reclamation]. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 164 p. (In Russian).

17 Bondarenko S.G. 1979. Programmirovanie urozhaev vinograda po krivym nakopleniya biomassy [Programming of grape crops for biomass accumulation curves]. Programmirovanie urozhaev selskokhozyaistvennykh kultur [Programming crop yields]. Kishinev, pp. 19-31. (In Russian).

18 Nikitin I.S., Petukhov S.A. 1982. Opredelenie raschetnoy obespechennosti vodo-khozyaistvennykh obektov [Definition of estimated frequency of water reclamation systems parameters]. Obosnovanie norm vodopolzovaniya [Justification of water consumption rates in irrigated agriculture]. Moscow, TSBNTI, no. 13, pp. 19-42. (In Russian).

19 Metodicheskie ukazaniya po sozdaniyu sistemy norm vodopotrebnosti i vodootvedeniya [Guidelines for the establishment of a system of water demand and waterdiversion rates for irrigated agriculture]. Minsk, Gidrometeoizdat Publ., 1968. 129 p. (In Russian).

20 Gorbacheva, R.I., Kabakov M.M., Kostik V.I. 1981. Faktory opredelyayushchie znacheniya bioklimaticheskikh koeffitsientov [The factors determining the value of bioclimatic coefficients]. Gidrotekhnika i melioratsiya [Hydraulic Engineering and Reclamation].

Moscow, Gidrometeoizdat Publ., no. 5, pp. 51-52. (In Russian).

21 Olgarenko G.V. 1997. Vodosberegayushchie tekhnologii regulirovaniya vodnogo rezhima oroshaemykh zemel: avtoreferat diss. doct. s.-kh. nauk [Water-saving technologies of water management of irrigated lands: abstract of Doc. agri. sci. diss.]. Novocherkassk, 48 p. (In Russian).

22 Olgarenko I.V. 2013. Informatsionnye tekhnologiiplanirovanita vodopolzovaniya I operativnogo upravleniya vodoraspredeleniem na orositelnykh sistemakh: Avtoreferat diss. doct. tekhnich. nauk [Information technology of water planning and operational management of water distribution in irrigation systems: Abstract of Doc. techn. sci. diss]. Saratov, 46 p. (In Russian).

23 Ilinskaya I.N. 2001. Normirovanie vodopotrebnosti dlya orosheniya selskokho-zyaistvennykh kultur na Severnom Kavkaze [Rationing of water demand for crops irrigation in the North Caucasus: monograph]. Novocherkassk, RosNIIPM, 164 p. (In Russian).

Бабичев Александр Николаевич

Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук

Должность: начальник отдела управления продуктивностью орошаемых агробиоценозов Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: BabichevAN2006@yandex.ru

Babichev Alexander Nikolaevich

Degree: Candidate of Agricultural Sciences

Position: Head of Department of Productivity Management of Irrigated Agrocoenosis Affiliation: Russian Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovsky ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346421

E-mail: BabichevAN2006@yandex.ru

Ольгаренко Владимир Игоревич

Должность: младший научный сотрудник

Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: olgarenko_vi@mail.ru

Olgarenko Vladimir Igorevich

Position: Junior Researcher

Affiliation: Russian Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovsky ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation, 346421

E-mail: olgarenko_vi@mail.ru