При повышенных нормах внесения стоков урожайность многих культур растет, но питательные вещества при этом используются нерационально: оплата урожаем питательных веществ стоков снижается на 20 - 40%.
Более правильно, как считают специалисты, при наличии пригодны земель и дополнительных источников орошения, увеличивать площадь полей с целью создания устойчивой кормовой базы. Рекомендуют покрывать потребности растений в азоте за счет внесения стоков лишь на 50-75%, остальные 50-25% вносить с минеральными удобрениями (И.И.Лукьяненков, 1982).
Исследованиями установлено негативное влияние повышенных норм сточных вод на кормовое качество растениеводческой продукции. При высоких нормах внесения сточных вод (по азоту свыше 300-360 кг/га) содержание нитратной формы азота в небелковой части сырого протеина достигает токсических для животных концентрацией (0,5% на сухое вещество), кроме того, в растениях отмечается высокое содержание калия (более3%).
Резкое увеличение в почве питательных веществ хотя и являются с агрономической точки зрения позитивным фактором, но достигается это по существу в ущерб грунтовым водам, водоприемникам дренажного стока, поскольку увеличить содержание в почве питательных веществ – это значит нарушить баланс веществ в почве, что неизбежно приведет к усилению выноса биогенных веществ в грунтовые и дренажные воды.
Необходимость использования чистой водой обусловлена и другими причинами. Вода (в том числе сточная), используемая для орошения вегетирующих культур, должна отвечать определенным требованиям. Так, по данным В.Т.Додолиной, в поливной воде не допускается содержание общего азота более 250, аммиачного -150, калия – 200, фосфора(Р2О5) – 100 мг/л и т.д. В стоках животноводческих комплексов содержание перечисленных компонентов во много раз выше. Поэтому при подготовке стоков для орошения их разбавляют чистой водой (или сточной водой с низким содержанием растворенных веществ) в пропорции 1:8:15. Правда, в последнее время появились сведения, что в ряде опытов орошения стоками без предварительного разбавления чистой водой не оказывало негативных последствий на урожай и качество продукции (И.П. Мусаилова, 1987).
Разбавление перед орошением необходимо при наличии в стоках большого количества взвешенных веществ. Для надежной и устойчивой работы насосов и дождевальной техники содержание сухого вещества в поливной воде должно быть не более 2%.
По сравнению с раздельным внесением животноводческих стоков и чистой воды технология орошения разбавленными стоками более проста, менее трудоемка, и поэтому в настоящее время именно ее можно рекомендовать для практического применения.
2 Краткая характеристика природных условий
Институтом «Южуралгипроводхоз» на основании договора с совхозом «Родниковский» Красноармейского района на его землях, площадью 1900 га, выполнен комплекс изысканий: инженерно-геологические и гидрологические, почвенно-мелиоративные, гидрологические.
2.1 Физико-географические условия
Проектируемый массив орошения располагался на северном склоне водораздельной равнины рек Миасса и Уя, между селами Родники, Канашево и Пашнино, восточнее озера Сыкандык в пределах западной окраины Западно-Сибирской равнины. Уклон дневной поверхности от 0,002 до 0,02 на северо-запад и запад в сторону озера Сыкандык и реки Миасс. Рельеф участка волнисто-бугристый. На массиве встречаются озера, образовавшихся за счет скопления паводковых и дождевых вод, а также за счет разгрузки подземных вод. Берега озер низкие, заболоченные. Глубина озер составляет около 3 м. На площади массива встречаются лесные колки.
2.2 Климатические условия
Климат района континентальный, с суровой длительной зимой и теплым летом. Среднее годовое количество осадков за период активной вегетации растений выпадает в пределах 240-250 мм. Всего запасы в метровом слое почвы к моменту посева зерновых культур, как правило, достигает 140-170 мм. Гидротермический коэффициент (по Селяникову) в весенне-летний период составил 1,2-1,4. Вследствие этого, северная лесостепь Челябинской области – одна из наиболее благоприятных для развития земледелия. Обеспеченность теплом и влагой дает возможность иметь высокопродуктивное полевое и луговое кормопроизводство, и на этой основе – молочное и мясное животноводство.
Устойчивый снежный покров устанавливается в середине ноября и достигает 30-40 см, сохраняясь в течение 150-160 дней. Он обеспечивает благоприятные условия перезимовки озимых культур. Глубина промерзания почв колеблется от 1 до 1,5 метров. Окончательное оттаивание почвогрунтов наступает в середине мая месяца (А.П. Казаченко,1997).
Погодные условия вегетационных периодов 1995,1996 годов характеризуется данными таблицы 1.
Таблица 1
Характеристика погодных условий 1995, 1996 годов
| Показатели | Декада | Май | Июнь | Июль | Август | ||||||||
| 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | 95 | 96 | Ср. | ||
| Температура воздуха,С0 | 1 | 10,5 | 16,5 | 9,1 | 16,9 | 19,4 | 15 | 16,4 | 18,5 | 17,9 | 17 | 16,4 | 17,3 |
| 2 | 9,7 | 15,7 | 11,3 | 15,1 | 20,2 | 16,4 | 14,7 | 21,6 | 13 | 14,5 | 13,2 | 16,2 | |
| 3 | 17,3 | 10 | 13,1 | 19,5 | 20,5 | 17,9 | 17 | 19,1 | 17,9 | 13,7 | 11,7 | 14,7 | |
| Сумма осадков, мм | 1 | 17,1 | 0 | 12 | 16,7 | 0 | 16 | 19,2 | 0 | 26 | 67,5 | 24,5 | 23 |
| 2 | 30,5 | 28,3 | 14 | 19,1 | 0 | 17 | 31 | 1 | 0 | 7,5 | 5,7 | 21 | |
| 3 | 19,4 | 13,2 | 16 | 3,9 | 0 | 19 | 2,7 | 15,6 | 26 | 14,8 | 10,9 | 18 | |
| За месяц | 64 | 41,6 | 42 | 35,8 | 0 | 52 | 53 | 16,6 | 82 | 89,6 | 41,1 | 64 | |
Климатические условия в периоды проведения опытов взяты из Бродокалмакской метеостанции. Подведя итог по данным таблицы 1, можно увидеть, что средняя температура воздуха за период вегетации в 1995 и 1996 года составила соответственно:15,1 и 17,80С, а сумма осадков – 245,4 и 99,3 мм. Сведения, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что в первой декаде мая 1995 года показатели превышали средние многолетние по температуре, и по осадкам тоже превышали среднемноголетние. Вторая декада мая характеризуется более низкими показателями температуры, разница со средними многолетними данными составляет 1,60С. Осадки также превышают на 16,5 мм. Для третьей декады мая характерна более высокая температура и повышенный уровень осадков по сравнению со средними многолетними данными. Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что в мае наблюдалась теплая, но влажная погода и сроки посевов были сдвинуты.
В июне в 1 и 3 декадах температура выше среднего многолетнего уровня на 1,60 С, количество осадков в 1 и2 декадах выше средне многолетнего уровня на 0,7 и 2 мм. Третья декада отличается низкой влажностью.
В июле наблюдалась такая же ситуация – выпадение осадков в 9 раз меньше в 1 и 2 декадах. В августе в 1 декаде – 170С и чрезмерные осадки 67,5 мм по сравнению со средними 23 мм и уже со 2 декады прослеживалось понижение температуры (14,50С) и снижение осадков.
Погодные условия вегетационного периода 1995 года характеризовались различными показателями. В начале вегетации условия были благоприятными для формирования урожая зеленой массы первого укоса. Урожай второго укоса формировался при высоких температурах и выпадением осадков.
В мае 1996 года наблюдалась более или менее теплая погода с неравномерным выпадением осадков. Погодные условия мая месяца в целом не затрудняли посев сельскохозяйственных культур.
Весь июнь характеризовался высокими температурами, превышающими средние многолетние данные на 3-50С, без осадков. Третья декада июля месяца характеризуется 15,6 мм осадков, что меньше в 2 раза средней нормы. Первая декада месяца без дождя, а вторая декада характеризуется 1 мм осадков, что меньше на 29 мм среднего многолетнего уровня. Погодные условия в июле характеризуются сухой и теплой погодой. Весь месяц август имел низкие температуры по сравнению со средними многолетними данными. Первая декада месяца характеризовалась обильными осадками, а 2 и 3 декады месяца низким уровнем осадков по сравнению со средними многолетним уровнем.
В целом весь вегетационный период 1996 года характеризовался сухой и теплой погодой, что сыграло важную роль в формировании урожая и эффективности удобрений.
Осадков составляет 521 мм, в теплый период 359 мм. Испарение за год составляет 420 мм, в теплый период 379 мм. Несмотря на преобладание в годовом цикле осадков над испарением, особенностью климата является недостаточная влагообеспеченность в период вегетации.
Сумма эффективных температур выше десятиградусного уровня составляет в среднем 2200-23000С. Этот период продолжается 130-120 дней с 9-10 мая до 15-20 сентября. Однако период заметно короче (100-110 дней), а на почве температура без заморозков бывает 80-105 дней.
2.3 Почвенно-мелиоративные условия
На участке предполагаемого орошения животноводческими стоками по специфики мелиоративного воздействия встречаются две мелиоративные группы.
Первая мелиоративная группа
К данной группе отнесены почвы, формирующиеся при залегании грунтовых вод глубже 5-ти метров с минерализацией 0,3-1 г/л и занимающие верхние части пологих склонов. Это лучшие почвы. Формируются на тяжелых делювиальных карбонатных суглинках. Преобладающими видами по гумусности и мощности являются черноземы среднегумусные среднемощные. Мощность гумусового горизонта 42-45 см, а у маломощных 36-40 см. Естественное плодородие почв высокое. Содержание гумуса в пахотном горизонте от 5,2 до 9,1 %. Обеспеченность элементами питания высокое фосфатами – 11,3-12,2 мг/100г почвы, обменным калием – 10,9 мг/100 г почвы, общим азотом - 290-330 мг/100г почвы.