По тематике исследований опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и предложений, списка использованных источников. Содержание работы изложено на 175 страницах машинописного текста. Работа содержит 28 таблиц, 31 рисунок, 6 приложений. Список использованных источников включает 233 наименования, в том числе 13 иностранных.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, дается общая характеристика и степень ее изученности, раскрываются цели и задачи работы, излагается научная новизна, основные положения, выносимые автором на защиту, и их практическое значение, приводится апробация результатов исследования.
В первой главе «Теоретические основы организации орошаемых агроландшафтов с использованием компьютерных технологий и систем» рассмотрены концепции организации территории орошаемых агроландшафтов, приведены теоретические основы агроландшафтного зонирования, рассмотрены мероприятия при эколого-ландшафтной организации территории и методы использования компьютерных технологий и систем при организации территории орошаемых агроландшафтов.
Землеустройство на орошаемых территориях имеет определенную специфику и носит комплексный характер, который находится в неразрывной связи с рациональным использованием поливной техники, оросительной воды, других основных фондов, трудовых ресурсов и естественно-биологических условий соответствующих агроландшафтов.
В основе комплексной организации территории орошаемых агроландшафтов лежит научно обоснованный комплексный проект внутрихозяйственного землеустройства, без которого невозможно рационально организовать производство и территорию. Он ориентирован на максимальное удовлетворение экономических интересов землевладельцев и землепользователей и направлен на организацию рационального и высокоэффективного использования земель. Его разработка и реализация должны базироваться на методах инвестиционного анализа и бизнес-планирования.
Одним из важных элементов при проведении землеустройства сельскохозяйственных организаций на адаптивной основе по мнению автора должно стать агроландшафтное зонирование, которое включает в себя выделение агроэкологически однотипных территорий и участков хозяйства на макро-, мезо- и микроуровнях. Именно результаты такого зонирования территории сельскохозяйственных организаций позволяют определять пригодные под орошение массивы земель, используемые при организации и устройстве территории орошаемых агроландшафтов.
В практике землеустроительных работ получили распространение системы автоматизированного землеустроительного проектирования (САЗПР). Для функционирования САЗПР необходимо использовать информационное обеспечение адаптивно-ландшафтного земледелия и районирование агротехнологий. Федеральный уровень должен отражать, прежде всего, земельную, экономическую, экологическую, технологическую и техническую политику государства в агропромышленном комплексе страны. Информационное обеспечение земледелия на региональном уровне должно носить системный характер и ориентироваться на создание типовых региональных моделей адаптивно-ландшафтного земледелия, районированных по основным природно-сельскохозяйственным и агроэкологическим зонам, подзонам, провинциям и районам, выделяемым в пределах региона. Информационное обеспечение адаптивно-ландшафтных систем земледелия и адаптации агротехнологий на локальном уровне основано на региональных системах информационного обеспечения земледелия, адаптированных к местным условиям хозяйства и агроландшафта.
В типовой структуре программно-информационного обеспечения землеустроительной САПР, по нашему мнению, блок «Проектирование и экономическое обоснование землеустроительных решений» требует определенной детализации относительно внутрихозяйственного землеустройства в орошаемой зоне. Этот блок представлен более подробно на рисунке 1. Эта структура стала основой совершенствования научно-методических подходов к организации и устройству территории орошаемых угодий и севооборотов на основе использования компьютерных технологий, реализованных в разработанной нами САЗПР «Перспектива».
Во второй главе «Моделирование организации использования орошаемых агроландшафтов» дана природно-экономическая характеристика орошаемых земель Краснодарского края и их использование, приведены особенности совершенствования методики размещения и устройства территории орошаемых агроландшафтов. Для автоматизации процесса землеустроительного проектирования в орошаемой зоне на агроландшафтной основе разработана система автоматизированного проектирования САЗПР «Перспектива».
Для целей землеустройства орошаемых земель Краснодарского края необходимо учитывать: особенности природных условий, агроландшафтную неоднородность земельного фонда и типизацию агроландшафтов.
НЕТ
Рис. 1. Землеустроительное проектирование и агроэкологическое обоснование организации территории орошаемых агроландшафтов сельскохозяйственных организаций.
В зависимости от видов угодий орошаемых агроландшафтов особое внимание обращается на такие качественные показатели, как содержание гумуса, гранулометрический состав, рН, солонцеватость и засоленность, эродированность, переувлажненность и заболоченность, каменистость, крутизна и экспозиция склона, степень увлажнения отдельных массивов.
В аридных районах, характеризующихся показателем увлажнения менее 0,33, поливы проводят преимущественно поверхностным способом. Применение дождевания в этих районах ограничено значительными (до 30-40 % водоподачи) потерями воды на испарение и засолением.
Для решения вопроса размещения орошаемых севооборотов детально исследуется рельеф местности, экспозиция и уклон склонов, гранулометрический состав и водопроницаемость почв, уровень грунтовых вод и их минерализация. Выделяются массивы пригодные для дождевания и поверхностного полива.
Наиболее обоснованными для поверхностного орошения являются уклоны от 0,001 до 0,01. На массивах с уклонами менее 0,001 и более 0,01 эффективнее дождевание. Поверхностный полив на участках круче 0,01-0,03 ведет к ирригационной эрозии. Использованию поверхностного орошения препятствует развитый микрорельеф, неравномерность полива и ограниченность водных ресурсов. Дождевание рекомендуется на просадочных грунтах, маломощных почвах, при близком залегании грунтовых вод, на легких и сильноводопроницаемых почвах. Ветры со скоростью более 2-5 м/с препятствуют эффективному использованию дождевальных машин и агрегатов.
Орошение дождеванием особенно целесообразно в районах неустойчивого естественного увлажнения при поливах малыми нормами, а также при ограниченных водных ресурсах.
С целью дифференциации экологического состояния агроландшафтов, установления целесообразного использования земель проводится агроландшафтное зонирование территории по ее пригодности к различным способам орошения. Одновременно с этим формируются группы однородных массивов на эколого-ландшафтной основе.
Для формирования севооборотов в хозяйстве следует выделить экологически однородные по плодородию и технологическим свойствам земельные участки. При этом устанавливается дифференцированный подход к использованию каждого участка пашни с учетом геоморфологии склонов, микроклимата, гранулометрического состава почв, подверженности их деградационным процессам и другим факторам.
Дифференциация использования земель должна проводиться в рамках водосборов, т.е. по бассейновому принципу и по ландшафтным особенностям.
Агроландшафтное зонирование территории и все подготовительные работы, предшествующие ему (включая эколого-хозяйственную оценку территории), прорабатываются в природных (ландшафтных) границах местности с отражением в таблицах и на планово-картографическом материале, формализуемых в графической и семантической базах данных САЗПР «Перспектива».
При проведении зонирования территории сельскохозяйственных организаций и выборе способов орошения при выделении однородных массивов нами предлагается использовать комплекс показателей пригодности территории. Эти показатели учитывают такие факторы, как:
1. Уклон местности. При уклоне от 0 - 0,0005 до 0,002 применяются все способы орошения, в том числе орошение риса затоплением по чекам. На уклонах местности от 0,002 до 0,03 применяется поверхностный полив и некоторые типы дождевальных устройств (ДДА-100М, ДДА-100МА, ДДН-70, ДДН-100), а также внутрипочвенное и капельное орошение.
При уклонах 0,03 - 0,05 поверхностное орошение исключается, а применяются только отдельные типы дождевальных установок и капельное орошение. При уклонах более 0,05 - применяется преимущественно капельное орошение.
2. Уровень залегания грунтовых вод. При близком залегании грунтовых вод (до 2-х метров) применяется дождевание, капельное орошение и орошение риса (рисовые системы). На участках с глубиной залегания грунтовых вод 2-3 м, наряду с вышеперечисленными, используются и поверхностное орошение, но с обязательным применением дренажа. При глубине более 3 м применяются все способы орошения.
3. Минерализация грунтовых вод. При минерализации до 1,0-1,5 г/л по сухому остатку (неминерализованные грунтовые воды) применяются все способы орошения. При минерализации 1,5-3,0 г/л (слабоминерализованные) используется поверхностный полив (на легких почвах) и другие способы полива. При минерализации более 3,0 г/л применяется только дождевание и капельное орошение.
4. Совокупный почвенный балл (СПБ) как показатель качества земель берется из материалов внутрихозяйственной оценки земель.
5. Балл водно-физических свойств почв (плотность сложения, пористость почвы, влагоемкость, водопроницаемость), необходимый при оценке мелиоративных свойств почв. Этот показатель рекомендуется определять по предложенной нами формуле:
, (1)
где БВФСП- балл водно-физических свойств почв;
Б1 - плотность сложения почвы, балл;
Б2 - пористость почвы, балл;
Б3 - влагоемкость почвы, балл;
Б4 - водопроницаемость почвы, балл.
Плотность сложения почвы (Б1) определяется следующим образом:
- за 100 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 0,9 - 1,1 г/см3;
- за 75 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 1,1 - 1,3 г/см3;
- за 50 баллов принимаются почвы с плотностью сложения 1,3 - 1,5 г/см3;
- за 25 баллов принимаются почвы с плотностью сложения более 1,5 г/см3 (не пригодные для орошения).
Пористость почвы (Б2) принимается по нижеследующей шкале: за 100 баллов принимаются почвы с пористостью 60% и более от объема почвы; за 75 баллов принимаются почвы с пористостью 50 - 60 % от объема почвы; за 50 баллов принимаются почвы с пористостью 50 - 40 % от объема почвы; за 25 баллов принимаются почвы с пористостью < 40% от объема почвы (не пригодные для орошения).
Влагоемкость почвы (Б3) подразделяется на: сильновлагоемкие (НВ Наименьшая влагоемкость.>35% от сухой массы, принимаются за 100 баллов); средневлагоемкие (35%>НВ>25%, принимаются за 75 баллов); влагоемкие (25%>НВ>15%, принимаются за 50 баллов); невлагоемкие (НВ<15%, принимаются за 25 баллов. Не используются для орошения).
По водопроницаемости почвы (Б4) подразделяются на: средневодопроницаемые (20см>КВ КВ - коэффициент впитывания за первый час, см.>10см, принимаются за 100 баллов); водопроицаемость нижесредней (10см>КВ>5см, принимаются за 75 баллов); слабоводопроницаемые (КВ<5см, принимаются за 50 баллов. Мало пригодны для дождевания); с высокой (сильноводопроницаемые - КВ>20 см) и низкой практически водонепроницаемые КВ<1 см), принимаются за 25 баллов. Такие почвы не пригодны для поверхностного полива.
6. Степень засоления (солонцеватости) почв: незасоленные почвы до 0,25% по сухому остатку. На этих почвах применяются все способы орошения; слабозасоленные 0,25-0,5 % по сухому остатку. Применяются при поливах по бороздам и полосам, а также дождеванием (при использовании среднеструйных широкозахватных и дальнеструйных установок) и внутрипочвенном орошении; среднезасоленные почвы 0,5 - 1,0 % по сухому остатку. На этих почвах орошение без предварительной промывки полей не рекомендуется.
Потребность сельскохозяйственных культур в воде учитывается отдельно для расчета суммарного водопотребления и оросительной нормы.
а) Высокая потребность в воде: рис > 10 тыс.м3/га; люцерна 8 - 10 тыс.м3/га; - хлопчатник (для Средней Азии) 6-8 тыс. м3/га; сахарный тростник (для Средней Азии) > 12 тыс. м3/га; капуста >5 тыс. м3/га;
б) Средняя потребность в воде: кукуруза 5 - 6 тыс. м3/га; подсолнечник 5-6 тыс. м3/га; однолетние и многолетние (кроме люцерны) травы 5 - 7 тыс. м3/га; сахарная и кормовая свекла 5 тыс. м3/га;