4.2.6. Режими зрошення

Сучасні економічні, соціальні та природно-господарські умови ведення зрошення характеризуються підвищенням вимог щодо раціонального використання наявних, часто обмежених, ресурсів та недопущення негативного впливу на довкілля. За таких обставин необхідним є планування поливів сільськогосподарських культур на нових методологічних засадах, орієнтованих на досягнення максимальної ефективності зрошення при фактичному рівні забезпечення ресурсами.

Режими зрошення повинні створювати і підтримувати необхідну вологість грунту, забезпечувати стабільні, екологічно та економічно обгрунтовані рівні продуктивності сільськогосподарських культур, сприяти підтриманню збалансованості процесів в агроекосистемах, збереженню та відтворенню родючості грунтів.

Традиційно критерієм планування поливів є умова дотримання оптимального рівня вологозапасів у розрахунковому шарі грунту, який визначається верхньою межею зволоження грунту (вологозапаси при найменшій вологоємності) та передполивним порогом зволоження (вологозапаси при вологості розриву капілярів). Зазначений діапазон зволоження забезпечує оптимальний рівень водоспоживання сільськогосподарських культур та відповідно одержання високих урожаїв за умови дотримання оптимальних параметрів усіх інших технологій зрошуваного землеробства.

В умовах дефіциту ресурсів, поширення негативних екологічних впливів та економічної скрути застосування вказаного традиційного підходу, тобто планування так званих біологічно оптимальних режимів зрошення лише за одним критерієм, є недоцільним та призводить як до нераціонального використання ресурсів, так і до розвитку деградаційних процесів у грунтах. У зв'язку з цим в останні десятиріччя набули розвитку нові підходи до встановлення оптимальних параметрів режимів зрошення, які визначаються за комплексом критеріїв і більш детально враховують умови виробництва та екологічні вимоги.

Науково обгрунтовані та поширені у практиці зрошуваного землеробства типи поливних режимів відрізняються діапазоном підтримання вологості у кореневому шарі грунту, ступенем відповідності екологічним та економічним вимогам і областю доцільного застосування.

При плануванні поливів використовують відповідну нормативно-довідкову інформацію, яка містить:

» гранично допустимі екологічно безпечні поливні норми т_ек;

» передполивні пороги вологості грунту Р_кр,%НВ;

» потужність розрахункового шару грунту, що відповідає потрібній глибині зволоження, h_a.

Зазначені параметри для різних типів поливних режимів обгрунтовано багаторічними експериментальними дослідженнями залежно від типу грунту та фаз розвитку сільськогосподарських культур. Оптимізація зрошення виконується як шляхом вибору найбільш доцільного типу поливного режиму, так і завдяки оптимізації розподілу водних ресурсів у часі та просторі на основі еколого-економічних критеріїв.

В умовах достатнього ресурсозабезпечення та доброго екологo-меліоративного стану земель за рекомендаціями Інституту гідротехніки і меліорації УААН пропонується застосовувати оптимальні екологічно безпечні режими зрошення, які забезпечують дотримання оптимального діапазону зволоження у розрахунковому шарі грунту, але при виконанні додаткової умови – мінімізації втрат вологи на інфільтрацію за межі цього шару. У таблицях 4.6, 4.7 наведено нормативно-довідкову базу для планування оптимальних екологічно безпечних режимів зрошення основних культур.

Зазначений тип режиму зрошення є компенсійним, тобто при його застосуванні штучне зволоження грунту додатково до опадів забезпечує покриття дефіциту водоспоживання сільськогосподарських культур.

В умовах недостатнього ресурсозабезпечення пропонується використовувати різні водоощадливі режими зрошення, параметри яких можуть коригуватися згідно з наявними обсягами ресурсів та очікуваним рівнем урожаїв за умови недополивів сільськогосподарських культур. Нормативна база водоощадливих (або дефіцитних) режимів зрошення, обґрунтована у багаторічних дослідах Інституту зрошуваного землеробства УААН, враховує сортові генетичні особливості сільськогосподарських культур та технологію їхнього вирощування.

Основний принцип водоощадливих режимів зрошення полягає у дотриманні оптимального рівня зволоження лише протягом критичного періоду розвитку сільськогосподарських культур, коли вони є найбільш чутливі до нестачі вологи. В інші періоди вегетації нормативні параметри водоощадливих режимів можуть коригуватися згідно з рекомендаціями, одержани-

Таблиця 4.6. Параметри нормативно-довідкової інформації для

розрахунків оптимальних екологічно безпечних режимів зрошення

сільськогосподарських культур

Культура	Міжфазний період	Передполивний поріг вологості грунтів ркр,%НВ			Потужність активного шару грунту ha, cm
		важкі	середні	легкі
Озима	Відновлення
пшениця,	вегетації –
озимий	трубкування	75	70	65	60
ячмінь	Трубкування –
	цвітіння	80	75	70	75
	Цвітіння –
молочна стиглість 75			70	65	90
Ярий	Сівба – 3-й лист	75	70	65	45
ячмінь,	Трубкування –
овес	цвітіння	80	75	70	60
Цвітіння – молочна
	стиглість	75	70	65	75
Люцерна	Відновлення вегетації
на зелену	– бутонізація	75	70	70	90
масу	Відростання
	після укосу	80	75	70	90
Кукурудза	Сівба– 10-й лист 70		65	60	60
на зерно	10-й лист – цвітіння 70		65	60	60
	Цвітіння – молочна
	стиглість	70	70	65	90
Кормові	Сівба – 8-й лист	70	70	65	45
буряки	Змикання листя –
закриття міжряддя 80			75	70	90

Таблиця 4.7. Гранична допустимі значення оптимальних

екологічно безпечних поливних норм (м³/га) залежно

від інтенсивності водоспоживання

Потужність активного шару грунту, м	Добова інтенсивність водоспоживання Е, мм, для грунтів
	менше 3	більше 3	менше 2	2-4	більше 4	менше 2 1 2 – 4	більше 4
	глини, важкі суглинки		середні суглинки			легкі суглинки, супіски
0, 3 200 0, 5 300 0, 7 400 0, 9 500		300 200 400 300 500 300 600 400		200 300 400 500	300 200 200 400 200 300 450 300 350 600 400 400		250 300 400 450

ми на підставі експериментальних досліджень, або визначатись оперативно за моделями зв'язку "врожайність – вологозабезпеченість" залежно від рівня ресурсозабезпечення та економічних умов.

За тривалого використання зрошуваних земель у разі порушення комплексу агротехнологій та поливних режимів існує небезпека деградації грунтів та погіршення грунтово-екологічного стану земель.

За таких умов зрошення повинно бути ощадливим, що за умови проведення відповідних агромеліоративних заходів дасть змогу забезпечити відновлення родючості грунтів та дотримання збалансованості природних процесів у агроекологічних системах. З цією метою для конкретних грунтово-екологічних умов та стану родючості грунту пропонується застосовувати ґрунтозахисні режими зрошення. Нормативно-довідкова база для реалізації цього типу режиму зрошення обґрунтована в Інституті гідротехніки і меліорації УААН на підставі експериментальних досліджень.

Застосування електронно-обчислювальної техніки для створення інформаційно-обчислювальних систем оперативного планування поливів дало можливість не лише значно розширити перелік умов і факторів, що впливають на розв'язання задачі планування поливів, але й дають змогу враховувати прогноз розвитку чи змін вихідних умов у часі протягом найближчого періоду, таких, наприклад, як погодні умови і сумарне випаровування, стан розвитку сільськогосподарських культур, наявність і готовність поливальної техніки, ліміти водо- та енергопостачання тощо. Таким чином, інформаційно-обчислювальні системи реалізують адаптивний підхід до визначення строків і норм поливів.

У світовій практиці такий підхід використовують у так званому прецизійному (прецизійний – який відзначається найвищою точністю) землеробстві, коли усі параметри агротехнологій постійно коригують та узгоджують із фактичними і прогнозованими змінами природних та антропогенних факторів.

Залежно від рівня технічного оснащення та кваліфікації фахівців планування поливів у господарствах може здійснюватись таким чином:

1) із застосуванням інформаційно-обчислювальних систем оперативного планування зрошення, які знаходяться в управліннях зрошувальних систем, гідрогеолого-меліоративних експедиціях, на сільськогосподарських дослідних станціях або безпосередньо у господарствах. Для цього необхідно мати ПЕОМ, лабораторію для визначення стартової чи контрольної вологості грунту і групу (1–2 чол.) штатних працівників, які пройшли відповідне навчання, а також закріплений автотранспорт.

Застосування ІОС особливо ефективне при обслуговуванні багатьох великих господарств та для розв'язання поряд з плануванням поливів задач оптимізації розподілу водно-енергетичних ресурсів у межах зрошувальних систем.

Як свідчить вітчизняний та світовий досвід, найефективнішого використання інформаційно-обчислювальних систем досягають за наявності створеної для цього відповідної консультативної служби на різних організаційних рівнях, наприклад господарство – управління зрошувальної системи – облводгосп;

2) шляхом балансових розрахунків динаміки вологості на основі використання нормативних параметрів та емпіричних залежностей із застосуванням мікрокалькуляторів. Такий підхід не дає змоги оперативно планувати поливи на великих площах та розв'язувати оптимізаційні задачі розподілу ресурсів. Тому використання комп'ютерних розрахунків доцільне для невеликих господарств за достатнього рівня забезпечення поливного землеробства ресурсами;

4. шляхом визначення строків і норм поливів на підставі прямих вимірювань вологості грунту та спостережень за станом розвитку рослин з дотриманням рекомендацій щодо обсягів допустимих поливних норм. Такий підхід може застосовуватись у невеликих фермерських господарствах, що мають необхідне обладнання для визначення вологості грунту.