5Режим полива сточными водами

Для достижения поставленной цели наибольшей утилизации веществ, содержащихся в СВ, необходимо подавать каждый год на орошаемый участок определенное количество поливных вод и удобрений, чтобы создать наилучшие условия для развития растений, выполняющих главную роль в перехвате загрязняющих веществ.

Из-за значительной изменчивости погодных условий потребность в поливной воде из года в год может изменяться в несколько раз, но заранее предсказать ее для каждого вегетационного периода практически нельзя и, следовательно, нельзя заранее определить требуемую концентрацию азота в поливной воде.

В практике орошаемого земледелия обычно поливы назначают при снижении влажности почвы в расчетном слое до определенного, заранее известного предела, тем самым оросительная норма (как сумма поливных норм) в каждом конкретном году получается разной, в зависимости от количества атмосферных осадков, температуры и влажности воздуха.

Если содержание азота в поливной воде поддерживать постоянным, то в разные по погодным условиям года из-за разной оросительной нормы в почву поступит разное количество удобрений, что скажется на урожае, несмотря на то, что количество воды было достаточным. Правда, благодаря способностям почвы накапливать питательные вещества, колебания урожайности должны быть меньшими.

Такой режим поливов СВ называется «гибким», т.к. он учитывает погодные условия каждого года.

С другой стороны, поголовье скота на ферме практически постоянно, следовательно, и объем стоков, подлежащих утилизации, тоже постоянен и не зависит от погодных условий. Поэтому, если поливы назначать, исходя из потребностей растений, необходимо хранить избыток стоков во влажные годы и расходовать их в засушливые. А это неудобно и дорого, т.к. требует строительства больших бассейнов-накопителей. При этом возрастают потери аммонийного азота, являющегося ценным удобрением. Технологически удобней поливать равными поливными нормами чрез равные промежутки времени с одинаковой концентрацией азота, несмотря на разные погодные условия.

Такой режим поливов СВ называется «жестким» и имеет помимо технологических удобств и определенные недостатки, особенно во влажные годы, когда подача излишней воды приводит к увеличению глубинного ее просачивания, следовательно возрастает угроза загрязнения природы. В сухие годы воды будет не хватать, и урожай будет меньшим.

Выбор того или иного режима полива возможен только путем их всестороннего сравнения. Для этого нужны длительные прогнозные расчеты, которые должны опираться на достоверные методы моделирования передвижения и трансформации воды и загрязняющих веществ. С этой целью воспользуемся математическими моделями передвижения влаги и азота в почве при поливе СВ, разработанными на кафедре мелиорации и рекультивации земель МГУП.

6Математическая модель передвижения влаги и азота в почве при поливе сточными водами

6.1Цель создания модели , требования к ней

Содержательная цель создания модели- количественное описание динамики влагозапасов, содержания нитратного и аммонийного азота, потоков этих веществ в почве и подстилающих грунтах при поливе животноводческими стоками влаголюбивых многолетних травянистых растений, интенсивно использующих азот и дающих большую биомассу.

Элементарные балансовые уравнения типа «приход – расход = накопление запасов» здесь явно не подходят, хотя они широко используются агрономами для расчёта норм и доз удобрений. Для нашей задачи модель должна обязательно включать механизмы передвижения влаги и азота, особенности поступления и расходования влаги в почве в виде осадков, поливов, физического испарения и транспирации, влагообмена между увлажняемой толщей и подстилающими её слоями, особенности поступления, расходования и трансформации соединений азота, его отбора корнями растений, сорбцию и десорбцию, нитрификацию и денитрификацию, микробиологическую деятельность.

Модель должна учитывать особенности генетического строения почвы, различие физических, водных и химических свойств отдельных горизонтов и подстилающих их грунтов.

Необходимо иметь возможность расчёта передвижения влаги и азота в широком диапазоне влагонасыщенности: от иссушения до почти полного насыщения верхних горизонтов при поливах. Необходимо учитывать конкретный график выпадения атмосферных осадков, переменное во времени испарение с поверхности почвы, зависящее также от влажности её верхних слоёв, изменяющееся во времени и по глубине расходование влаги на транспирацию путём отбора корнями растений, конкретный график поливов, назначаемых по определённому критерию и увязанный с технологией доставки и подготовки сточных вод.