Ауылшаруашылық дақылдарын суғарудың инновациялық техникалары мен технологиялары

ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

УДК 628. 631. 8 (574)

Пәленшиев Пәленше

Ауылшаруашылық дақылдарын суғарудың инновациялық техникалары мен технологиялары

06. 01. 02 - Мелиорация, жерді баптау және қорғау

Магистрлық диссертация

Ғылыми жетекшісі

т. ғ. к., доцент

Аты-жөні.

Казахстан Республикасы

Алматы, 2011

КІРІСПЕ

Тақырыптың маңыздылығы. Ел экономикасында жер игерудегі мелиорациялау және суландыру маңызды рөл атқарады, себебі мемлекеттің өндірістік сұранысқа деген тәуелділігін шешуге үлкен үлес қосады және ауыл халқын жұмыспен қамтамасыз етеді. Су ресурстарының жетісіздігінің өсуі және оларды тиімсіз пайдалану, суармалы жер игерудің дамуына шек қою жағымсыз факторларға алып келеді: торыпақтың екінші ретті сорлануы, суландыру жүйесінің техникалық жағдайының және шаруашылықтардың экономикалық жағдайларының төмендеуіне алып келеді. Осының нәтижесінде жалпы аумағы 2, 32 млн. га жердің тек қана 1, 3 - 1, 4 млн. га ғана пайдаланылуда.

Қазақстан Республикасының ауылшаршашылық Министрлігінің жер игерудегі мелиорациядау мен суландыру жұмыстарын жоспарды түрде жүргізу туралы алдыға қойып отырған мақсаттары орынды. су ресурстарының жетіспеушілігі оларды рациональді және үнемді түрде пайдалану керектігін көрсетеді. Негізгі суды пайдаланушы ауылшаруашылығы болып табылады, мұнда төгілмелі сулар ауылшаруашылық дәнді дақылдарын суаруға пайдаланылады. Өсіп - жетілу (вегетациялау) кезінде суландыру жүйесі арқылы өсімдік түріне байланысты бір гектар жерге 4 пен 12 мың м ³ шамасында, ал күріш егістігіне 20 және одан да жоғары мың м ³ су жұмсалады. Бұл судың жер бетіне берілетін маңызды бір бөлігі топырақ бетінде физикалық булануға, фильтрацияға және торықтың өсімсіз бөлігіне жұмсалады. Яғни тек қана біраз бөлігі (10 - 15%) ғана өсімдіктің өсуі мен дамуына жұмсалады. Суды үнемдеу үшін, суарудың техникасы мен технологиясына орын бөлінеді. Суды суару кезінде жоғалтпай пайдалануға мүмкіндік беретін, қазіргі кезде пайдаланылатын барлық әдістер ішінде мүмкіндік беретін бірде бір әдіс жоқ. Бұл проблеманы шешуге жаңа іс шаралар қажет.

Грунт сулары мен тұздалған топырақтар тұздарының диффузиялануының әсерінен күннен күнге жоғарылып келе жатқан, суда еритін тұздардың жағымсыз кері әсерін азайту үшін, күріш егістіктерінде егістік аймақтарының ескіруінен, құрғауынан күріш чектеріндегі суларды жиі ауыстыруға тура келеді. Жер суаруға арналған сулардың негізсіз жұмсалуынан суармалы жерлердің мелиоративті жағдайы төмендеуде, коллекторлы - кәріз суларының үлкен мөлшерде жинақталуы, жоғары минерализациялануының ерекшеленуі, осының барлығы соңғы есеппен алғанда, ауылшаруашылық дәнді дақылдарының өнімділігін төмендетеді және жер бетіндегі сулардың сапасын төмендетеді.

Сонымен қатар, қалаға жақын және үлкен ауылдардың өзендерінде, егістіктерде сүзу кезінде қалалар жанында жиналмалы сулардың үлкен көлемі жинақталуда, ал оның мөлшері Қазақстан бойынша бүгінгі күні 6 млрд. м ³ шамасында және әр жыл сайын оның мөлшері өсуде. Бұл сулар, ғылыми - негіздеуге келетін болсақ, оларды өзен суларының орнына суармалы су есебінде пайдалануға мүмкіндік болатын еді. Бұл жағдайда екі бірдей проблема шешілер еді - беттік беттерді ластанудан сақтау және өзен суларын аграрлық сектордың басқа қажеттіліктеріне жұмсайтын едік. Келтірілген кешенді ғылыми - зерттеу жұмысы ауылшаруашылық дәнді дақылдарды суды үнемдей отырып суару технологиясын құрастыру мен жетілдіруге, беттік суларды өзекті бағыттарда тиімді және негізделген түрде жұмсауға негізделген.

Жер бетіндегі сулар жылдар өткен сайын азаюда. Егер республикадағы жылы өзен суларының жинақталуы жылына, мысалы, 1960 жылы 164, 9 км ³ , 1995 жылы - 145 км ³ , 2000 жылы - 105 км ³ , онда 2010 жыл 85, 95 км ³ , ал 2020 жылы 75 км ³ шамасын құрайды.

Бұл жағдайларда жер бетіндегі суларды экономды және негізде пайдалану өзекті проблема болып тұр. Бұл проблемаларды уақытында шешпеу орны толмайтын жағдайларға алып келуі мүмкін. Осыған байланысты ғылыми - практикалық мәні жаңа суды үнемдеуші әдістерді құрастыру мен ауылшаруашылық дәнді дақылдарын, беттік суару әдістерімен салыстырғанда, суармалы суды 30-дан 90%-ға дейін үнемдеуді қамтамасыз ететін суғару технологиясы құрастыруға негізделеді, осының негізінде суармалауға қажетті судың мөлшерін 20-30% азайтады, сонымен қатар, қаладан тыс аймақтарды өзен суларының орнына дайындалған төгіндіі суларды пайдалану туралы кешенді ғылыми зерттеулер және Қазақстанда бұрын жүргізілген зерттеулер негізіне анализдер (талдаулар) жасалды. Мұндай зерттеулер аудандардың топырақтық-климаттық ерекшеліктеріне және ауылшаруашылық дәнді дақыларының пайдалы суға қажеттілігіне сәйкес, суландыруға қажетті су көздерінен тоған суларының азаюын 40% - ға қамтамасыз етеді және де бұл осы жұмыстың өзекті мәселесі болып табылады.

Зерттеудің ғылыми жаңалығы:

- Қазақстанның оңтүстігі жағдайында ең алғаш рет жаңа технологиялық жаңалықтарды, мысалы, инъекциялауды пайдалана отырып, қызанақ пен жүгері сүрмелеудің суару көрсеткіштері зерттеледі және анықталды [1, 2, 3] ;

- ауылшаруашылық дәнді дақылдарды суаруда төменқысымды - тамшылатып әдісті пайдалану технологиясы [4, 5], ол энергия үнемдеуші құрылымдарсыз жұмыс істейді, израйлдік тамшылатып суару жүйесімен салыстырғанда тегеурінді су құбырларынсыз жұмыс істейді, осының арқасында материалдық шығынды 50% үнемдеуді қамтамасыз етеді, сонымен қатар беттік суғарумен салыстырғанда суару нормасын 35% - ға азайтады;

- күрішті және күріш дақылдарының өзіндік айналымдарын суару жүйесінде суды үнемдеуші технологияны жетілдіру; осы кезде суаруға жұмсалатын сулар 25 - 30% - ға үнемделеді;

- қала сыртындағы аймақтарды суаруда өзен суларының орнына төгінді суларды инъекциялы - тамшылатып суғару әдісін пайдаланудың негізгі принциптері ұсынылған [6] .

Жұмыстың ғылыми - практикалық мағынасы:

- ауылшаруашылық дәнді дақылдарын суаруда атыздық суғару әдісімен салыстырғанда суаруға қажетті суды 90% - ға дейін үнемдеуді инъекциялық әдіс технологиясы қамтамасыз етеді;

- ауылшаруашылық дәнді дақылдарын инъекциялы - тамшылатып суғару технологиясы энергия үнемдеуші құрылымдарсыз және су құбырларынсыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді, және де израйлдік тамшылатып суару жүйесімен салыстырғанда 2 есе жүйенің арзанға түсуі мен ішкі топырақты ылғалдандыруды қамтамасыз етеді.

Қорғауда ұсынылатын негізгі ұсыныстар. Диссертациялық жұмысты қорғаудың пәні мыналар болып табылады:

- инъекциялық әдіспен ауылшаруашылық дәнді дақылдарды суару технологиясы;

- төменқысымды - тамшылату әдіспен суғарудың режимі мен технологиясы;

- Беттік суғару әдісі кезінде суды үнемдеуші суару технологиясы.

Жұмыстың мақұлдануы (апробациясы) . Зерттеудің негізгі мәліметтері мен зерттеу нәтижелері ғылыми - практикалық және ғылыми - техникалық конференцияларда М. Х. Дулати атындағы Тараз Мемлекеттік университетінде (2009-2010жж. ) және Қазақ Ұлттық Аграрлық университетінде (2009-2010жж. ) жарияланған және баспаға шыққан.

Диссертация материалдардың баспаға шығуы. Диссертацияның негізгі материалдары ҚР Білім және Ғылым министрлігінің білім мен ғылым сферасын қадағалау Комитеті ұсынған баспаларда 2 статья түрінде баспаға шыққан.

Жұмыстың құрылымы мен көлемі. Диссертациялық жұмыс компьютерде басылған . . . тараулардан, . . . кестеден, . . суреттерден, пайдаланған әдебиеттер тізімінен, . . . қосымшадан тұрады.

1. АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫНДА ЖЕР СУАРАТЫН ЖҮЙЕДЕГІ ЖЕР СУЛАНДЫРУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ (әдеби шолу)

1. 1 Ауылшаруашылық өсімдіктерін суару техникасы мен технологиясының дамуы

Қазіргі заман ауылшаруашылығының мелиорациялау (жақсарту) кезеңі су, энергия және материалдық ресурстардың үлкен тапшылығы мен ақылы түрде суды пайдалану кезеңімен сәйкес келіп отыр. Ауылшаруашылық мақсатта пайдаланылатын жерлердің жеке иеліктерге өтуінен, сонымен қатар фермерлік істерде өндірістік емес судың шығындалуы және тасымалдау мен суғару кезіндегі шығындар өзекті проблемаға айналып отыр. Өндірістік емес су шығындарының әртүрлі түрлерінің ішінде уақытша аумен фильтрациялау (сүзу) кезіндегі шығындардың мөлшері және егістікті суаруда топырақтың сортаңдану мен тұздануды негізгі себептер деп қарастыруға болады. Осыған байланысты бұл шығындарды азайту нәтижесіне қол жеткізу үшін суару жүйесін басқа да жоғары техникалық деңгейде жаңа суару технологияларын пайдалану кезінде ғана шешуге болатындығы өзекті проблема болып отыр. Бұл жағдайларда ауылшаруашылық өндірісінің суару техникасына қойылатын талаптар оның ғылыми негіздегі сапасының үздіксіз жоғарлауын талап етеді.

Суару техникасы мен технологиясын жетілдіру проблемасымен көптеген ғалымдар айналысқан: А. Н. Костяков [1], А. Н. Аскоченский [2], Я. В. Бочкарев [3], С. М. Кривовяз [4], Н. Т. Лактаев [5, 24], В. Ф. Носенко [6], А. Г. Рау [149, 165, 167], Ж. Т. Мұстафаев [7], М. С. Григорьев [8], Б. Б. Шумаков [9], Г. Ю. Шейнкин [10, 11], В. А. Сурин [12], И. А. Шаров [13], В. Я. Чичасов [14], В. А. Духовный [15], Э. В. Гершунов [16], О. 3. 3убаиров [17], А. С. Калашников [18], Д. А. Сүйінбаев [19], Н. Р. Хамраев [20], А. А. Тәттібаев [21], И. Г. Алиев [22], Л. В. Угрюмов [23] және тағы басқалар. Осы зерттеушілердің жұмыстарының көмегімен ауылшаруашылық өсімдіктерін суарудың техникасы мен технологиясын дамыту облысында көптеген жетістіктерге қол жеткізілді. Бірақ қазіргі уақытқа дейін практика жүзінде шешілмеген проблемалар бар, мысалы, беттік шашырату кезінде өндірістік емес суды шығындау, терең сүзу, егістік бойымен суару кезінде тегіс бірдей ылғалданбау. Осы шешілмеген проблемалар негізгі сулы-жерді ресурстарды пайдалануға қиындықтар алып келеді. Ең соңында осы проблемалар суармалы жерлердің тұздануы мен сортаңдануына әкеліп соқтырады.

Беттік суарудың эффектілігін жоғарлату мақсатында тоғандарды ауыстыру арқылы суару әдісі ұсынылды [24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31] . Тоғандарды ауыстыру суарудың дамуы көптеген ғалымдардың жұмыстарында жазылған [32, 33, 34] . Тұйық жүйек бойынша, келесі жүйекке қабат тастау арқылы суару жүйелері практикада қолданылды [31, 35, 36, 37, 38, 39] . Бірақ оларда соңғы суару элементтерін тастауға мүмкіндік бермеді. Кейіннен суды дискреттік әдіспен жіберу ұсынылды [40, 41. 42, 43, 44, 45] . Мұндай әдіс 1984 жылы Техаста (АҚШ) 2, 5 мың га аумаққа пайдаланылды [45] . Бұл суару әдісі КПД- ны 50-70%-ға өсіргенімен [45], бірақ қарапайым суарумен салыстырғанда тек қана тиімділігі 40% шамасында. Дискреттік суаруды жетілдіру проблемаларымен ТМД -да Б. Б. Шумаков [46, 47], В. А. Арефьева [48], М. И. Пензин [49], Н. Беспалов, Х. Вапаев [50], В. Ф. Носенко [51] айналысты.

Дискреттік суарудың кемшілігі тек қана импульс бойымен ғана суаруды жүргізуге болатындығында, осының нәтижесінде тоған бойымен атыздау мен суғару фронты бойынша қалыпты таралуын қамтамасыз етпейді. Дискреттік суғаруды автоматтау мақсатында синхронды импульсті жаңбырлатудың кешендік жүйесі (СИЖК) ұсынылған [52, 53, 54, 55, 56] . Бірақ кешенге қызмет ету үшін қосымша тракторлар қажет және оны қысымсыз жүйелерге қолдануға мүмкіндік жоқ.

Ылғалдандырылудың тепе-теңдігін қамтамасыз ету мақсатында жаңбырлы суару ұсынылды (қарапайымнан импульске дейін және импульсті - синхронды), ол суғару процесін механизациялауға мүмкіндік береді: топырақ пен микроклиматтың ылғалдылығын сақтап отыру; өсімдіктерді минералды тыңайтқыштармен суғару кезінде тыңайту [57, 58, 59, 60, 61, 62] . Бірақ оның да кемшіліктері бар:

- топырақтың белсенді қабатын вегетациялық кезеңде жақыннан ыңғайлыға дейінгі аралықта (70-80%) ылғалдандырып отыру;

- үлкен жапырақты өсімдіктердің топырақтарын жеткіліксіз мөлшерде ылғалдандыру;

- суғармалы сумен бірге тыңайтқыштар мен минералдарды өсімдіктің тамыр аймақсына сіңіре алмауы;

- суармалы суды тазалауға деген үлкен талаптар қою.

Су ресурстарының жетімсіздігі жағдайында, суару әдістерінің ішінде тек қана суды ғана үнемдейтін, сонымен қатар оған қажетті пайдалы заттарды сіңіруді, яғни өсімдік тамырлар жүйесіне берілуін қамтамасыз ететін тиімді жүйені таңдап алу қажет. Бұл шарттарда ең тиімді жүйе аз көлемде суару болып табылады. Ол жерді пайдалану коэффицентін 955-ға дейін көтереді, булануға кететін өндірістік емес шығындарды және беттік тереңдетілген тастауларды жояды [63, 64] .

Ал көлемді суару әдістері бір - бірлерінен судың таралу сипаттамасы бойынша және суару ауданы бойынша ажыратылады (кесте 1. 1) .

Бұл сурау әдістері тереңдетілген және беттік тастаулардың болмауынан, сонымен қатар топырақ бетінен буланудың азаюынан суды үнемдеуге мүмкіндік береді.

Тәжірибеден көріп отырғанымызда, аз көлемді суару технологиясы мыналармен қамтамасыз етеді:

- өнімділікті 20…30% - ға жоғарлатады;

- мирожаңбырлату кезінде суармалы суды 30%, тамшылатып суаруда 50%- ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді;

- қоршаған ортаға кері әсердің көрсеткіштерінің минимумы;

- өнімнің көбеюі есебінен капиталдық салысдарды екі - үш жыл көлемінде өндіріп алу мүмкіндігі;

- материалдарды 25% - ға дейін, ал электрэнергиясын 50% - ға дейін үнемдеу [63] .

Аз көлемді суару әдістерінің ішінде ең тиімдісі тамшылатып сурау болып табылады. Тамшылатып суаруды практикада пайдалануды әртүрлі жылдары тәуелсіз елдер достастығының көрнекі ғалымдары үлес қосты: Б. Г. Штепа [65], Г. Ю. Шейнкин [64], Д. П. Семаш [65], Н. Ф. Носенко [66], Е. С. Акопов [67], В. С. Краснощеков [68], М. К. Гаджиев [69], М. И. Ромащенко [70], Н. В. Баширов [71], А. Олейник [72], Л. В. Скарипчинская [73], И. С. Флюрце [74] және т. б. ; сонымен қатар, шетел ғалымдары: Дж. Келлер мен Д. Кармелли [75], Р. Челестре [76], Д. Голдберг [77], Е. Д. Ремер [78], Е. Р. Хоаре [79], С. Мазе [80] және т. б.

Өсіп-жетілу кезеңінде тамшылы суару кезінде судың дозалы, бағытты берілуі өсімдіктің тамыр жүйесінде топырақтың ылғалды жеткілікті режимде алуын және ауылшаруашылық өсімдіктерінің өнімділігінің өсуін қамтамасыз етеді. Тамшылатып сураудың ұйымдастырылған және жүзеге асырылған жүйесі өзара құрастырмалы микротүрірілісдер элементтерімен, жұмысты басқару жүйесімен, суғару процесін автоматтандыру дәрежісімен және тағы басқамен ажыратылады [81, 82, 83] .

Мұндай технология мелиоративті және экологиялық қатынасымен беттік суарудан ерекшеленеді. Сондықтанда тамшылатып суару әдістері мен қолданылуы өсімдіктердің кездесу ортасы жағдайын нақты есептеуге, суғару техникасы мен технологиясы (тамшылатқыштар, суды тазалайтын фильтрлер, қысым және т. б. ) элементтеріне негізделуі керек. ТСЖ-нің жұмысының сенімділігі өте жоғары болуы керек және де екі кешенді көрсеткішке жауап беруі шарт: жұмыстың сапасы мен тоқтаусыздығы және суғарудың тепе-теңдігі [84] . Тоқтаусыздық көрсеткіші - бұл судың берілуі және белгілі бір уақытта пайдалы ерітінділердің өсімдіктерге жіберіліп отырылуы [109] . Мұндай көптеген факторлардың өзара байланысы мен өзара әсері өсімдіктерді өсіруде негізге алынған рационалды техника мен режимдерді таңдауға мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта тамшылатып суару әдісі көптеген елдерде пайдаланылады, оның жалпы көлемі 1 млн. га, оның ішінде 380 мың. га АҚШ-қа, 90 мың га Израилге тиесілі [85, 86, 87] . Бұрынғы Кеңестер Одағында тамшылатып суаруға арналған жер көлемі 15 мың га құрады, оның ішінде Молдавияға 6, 4 мың га, ал Украинаға 3, 4 мың га тиесілі [89, 90] .

Кесте 1. 1. Аз көлемді суару әдістерінің классификациясы және олардың негізгі параметрлері

ТМД елдерінің зерттеулері арқылы (В. И. Краковец [91], Т. Н. Аврамов, С. В. Ярощенко [92], Н. К. Нурмагов, Т. Сейфуллаев [93], Ю. Н. Кружилин [94], В. А. Сурин мен В. Ф. Носенко [95], Г. Г. Галифанов, Г. Аманов [96], В. И. Алексеев [97], А. О. Налойченко мен К. М. Кулов [98], А. Ж. Атаканов [99], Д. Л. Семаш [100], О. Е. Ясониди [101] және т. б. ) анықталғанындай, тамшылатып суарудың басты технологиялық жетістігі мен ерекшелігі - бұл суармалы суды өсімдіктерге дозамен беру мүмкіндігі, минералды микроэлементтермен, химмелиоранттармен қоректендіру, сонымен қатар ресурсты үнемдеушілік пен суарудың экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз ететін қаратопырақтармен ылғалдандырудың локальды сипаттамасы.

Көптеген әдебиеттерде, әсіресе шетелдік әдебиеттерде тамшылатып суару технологиясының жеке параметрлерін сипаттайтын мәліметтер келтірілген. Тамшылатып суарудың негізгі құраушы технологиясы тамшылатушылардың шығыны, олардың мөлшері мен өзара орналасуы, суаруаралық уақытта суарудың ұзақтылығы, қаратопырақпен ылғалдандыру мөлшері мен дәрежесі, суармалымен суару мөлшері және басқа да анықталған өлшемдер сияқты жүргізіледі.

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс