Режим зрошення сільськогосподарських культур

6.1. Оптимальні умови для розвитку с/г культур

6.2. Водоспоживання

6.3. Зрошувальна і поливна норми

6.4. Поливні режими

6.5. Режим зрошення рису

Питання № 1. Для нормального росту і розвитку рослин у ґрунті необхідно забезпечити оптимальні водно-повітряний, світловий, тепловий і поживний режими.

Зрошувальні меліорації спрямовані на створення і регулювання на полях водного режиму, що забезпечує одержання проектного врожаю с/г культур. Водний режим залежить від кліматичних, ґрунтових, гідрогеологічних і господарських умов, біологічних особливостей рослин, врожаю, агротехніки вирощування, а також від способу і техніки поливу.

Водний режим ґрунту регулюють і інші фактори, що впливають на життя рослин і формування врожаю. Так, добрива, особливо в умовах недостатнього зволоження, найбільш ефективні при зрошенні. Врожаї с/г культур на зрошуваних землях у 2...З рази вищі, ніж на незрошуваних за інших однакових умов.

Тепловий режим ґрунту при зрошенні визначається як підсиленим випаровуванням з поверхні поля, так і температурою самої зрошувальної води. У періоди з найвищими температурами повітря поливи зменшують їх, а у періоди з низькими температурами (ніч, ранньоосінні і пізньовесняні заморозки) підвищують завдяки більшій теплоємкості води і вищій її температурі порівняно з повітрям.

Поливи впливають на концентрацію ґрунтового розчину, змінюють кількість солей у ґрунті; витісняючи повітря із ґрунтових пор, зрошувальна вода визначає повітряний режим ґрунту.

Оптимальний водний режим ґрунту створюється відповідним режимом зрошення, який визначає норми, строки і кількість поливів сільськогосподарської культури.

Подача води на поле і переведення її в ґрунтову вологу здійснюється за допомогою різних способів і техніки поливу.

Розробка розрахункового режиму зрошення пов'язана з встановленням проектного зволоження ґрунту, який залежить від запланованого врожаю даної культури і визначається економічними розрахунками.

Значення оптимальної вологості кореневого шару сільськогосподарських культур

Культура	Пшениця, ячмінь, горох	Люцерна, овес, однорічні трави	Кукурудза, соя, буряк	Овочеві
βопт, %А	60	65	65	70

Питання № 2.

Волога з поля, зайнятого с/г культурою, для забезпечення нормального росту і розвитку її витрачається на транспірацію Т та випаровування з поверхні ґрунту В (і листків при дощуванні).

На випаровування діють тільки фактори зовнішнього середовища, а транспірація зумовлюється впливом як зовнішніх умов, так і біологічних особливостей рослин.

Визначити окремо частку випаровування і транспірації при вегетації культури досить складно. На практиці ці дві величини визначають як одне ціле, що набагато спрощує розрахунки. Таку кількість води називають водоспоживанням або сумарним випаровуванням Е=Т+В.

Витрата води з поля, зайнятого тією чи іншою культурою, залежить від метеоумов, режиму мінерального живлення, густоти посіву, рівня агротехніки, залісення і водозабезпеченості поля.

Таким чином, режим зрошення однієї і тієї ж культури на різних ділянках буває різним.

Часто водозабезпеченість району вирощування с/г культур не забезпечує їхнього оптимального водоспоживання, що викликає необхідність штучного зволоження земель.

Для визначення об'єму води, яку необхідно подати на поле, слід встановити величину водоспоживання даної культури.

Є такі методи визначення водоспожи­вання: методи безпосереднього спостереження, за аналогами в умовах, близьких до проектних, і розрахункові методи, основані на встановленні зв'язку водоспоживання з різними кліматичними умовами (методи водного балансу, водного балансу монолітів, випарників, лізиметрів).

При внутрішньогрунтовому і краплинному зрошенні, коли випаровування з поверхні поля зведено до мінімуму, водоспоживання визначається переважно транспірацією рослин, величину якого можна встановити методами безпосереднього визначення або за допомогою поправочних коефіцієнтів.

Питання № 3.

Зрошувальна норма — кількість води, яку необхідно подати на 1 га за вегетаційний період для відновлення дефіциту вологи у розрахунковому шарі ґрунту і забезпечення проектного врожаю культури в умовах розрахункового року.

Визначити зрошувальну норму с/г культури можна з рівняння водного балансу поля

М = Е·Кг·Кп – Р, м³/га.

де К_Г, К_П – коефіцієнти, що враховують споживання води корінням із нижче розташованих шарів ґрунту та рослинами з приземного шару повітря; P – опади за декаду, м³/га.

Якщо ґрунтові води мінералізовані і можливе засолення ґрунтів, то їхній рівень необхідно понизити на таку глибину, при якій підживлення засоленими водами відбуватись не буде (при цьому К_п=1,0).

Одержану зрошувальну норму необхідно подати на поле окремими нормованими поливами.

Поливна норма — об'єм води, який подається на 1 га поля за один полив для підтримання оптимального водно-повітряного режиму в розрахунковому шарі ґрунту.

Вона залежить від виду культури і фази її розвитку, потужності кореневмісного шару і його водно-фізичних властивостей, вмісту солей у ґрунті, кліма­тичних і гідрогеологічних умов, способу і техніки поливу. Чим краще розвинена коренева система рослини, тим більшу поливну норму необхідно подати. У важких ґрунтах поливна норма більша.

Поливну норму визнача­ють за формулою

m = Wmax—Wmіn,

де т — поливна норма, м³/га; Wmax і Wmіn — запаси вологи у розрахунковому шарі ґрунту після і до поливу, м³/га.

Вважають, що при поливі вологість у кореневмісному шарі ґрунту слід доводити до вологості, яка відповідає найменшій вологоємкості (НВ), тобто до тієї кількості вологи, яку може утримувати даний шар ґрунту. При подачі більшої кількості надлишки води профільтруються у глибші шари ґрунту. Завищення поливних норм призводить до виносу елементів живлення рослин за кореневмісний шар ґрунту, підняттю рівня ґрунтових вод, заболочування і засолення ґрунту, що зменшує врожайність сільськогосподарських культур.

Запаси вологи у ґрунті, що відповідають найменшій вологоємкості

Wmax = 100Н_НВ,

де Н – розрахунковий шар ґрунту, м; γ – об'ємна ма­са розрахункового шару, т/м³; _НВ – вологість ґрунту, що відповідає НВ, % від маси ґрунту.

Розрахунковий шар ґрунту визначається глибиною основної маси кореня рослини, а отже, фазою його розвитку, рівнем агротехніки, іншими умовами і становить для овочевих 0,3...0,7 м, для зернових культур і трав 0,7...1,0 м.

Для кожної рослини існує свій мінімально допустимий поріг вологості _min, при зменшенні якого рослини перестають нарощувати продуктивну масу і формувати врожай (для вологолюбних культур (овочі, зернові, кормові) 75...85 %, для менш вимогливих до води (технічні, олійні культури)—70...75 % від вологості, що відповідає НВ). Мінімальний запас вологи у ґрунті:

Wmax = 100Н_min,

де _min – передполивний поріг вологості у шарі Н, % від вологості, що відповідає НВ.

На засолених землях передполивний поріг вологості збільшують на 5...10 %, особливо для рослин, на розвиток яких солі у ґрунті впливають найбільш негативно (овочі, бавовник, кормові культури та ін).

Отже, полив слід виконувати у той момент, коли запас вологи ґрунті знизиться до мінімально допустимої величини, і доводити цей запас поливом потрібно до вологості, що відповідає НВ. Звідси поливна норма м³/га

т = 100Н (_НВ — _min), м³/га

Поливна норма залежить також від техніки і способу поливу.

Питання № 4.

Режим зрошення – це поєднання норм, кількості і строків поливу с/г культур.

Поливний режим можна встановити за даними спостережень у польових умовах або за експериментальними даними наукових установ. У меліоративній практиці застосовуються кілька методів розрахунку поливного режиму.

Поливний режим с/г культур можна встановити графічним шляхом із застосуванням кривої дефіциту вологи в розрахунковому шарі ґрунту поля.

За визначеними раніше значеннями дефіцитів водного балансу поля за періодами будують інтегральну криву.

Для визначення строку першого поливу необхідно знати вихідний запас вологи у ґрунті W_вих.

Якщо вихідний запас вологи менший за мінімальний, то відразу призначають полив, а час чергового поливу визначають аналогічно.

Одержані такими методами строки являють собою середні дати поливів. Щоб встановити дати початку і кінця поливу, визначають тривалість поливного періоду, яка залежить від організації і технології поливу на зрошуваному полі. Звичайно тривалість поливу становить 3...6, а при вологозарядкових – 10...15 діб.

Крім вегетаційних поливів застосовують поливи спеціального призначення: вологозарядкові, передпосівні, провокаційні, освіжувальні, передсадильні, підживлювальні, протизаморозкові, промивні.

Вологозарядковий полив проводять в осінній або ранній весняний періоди з метою створення запасів вологи у шарі 1,5... 1,0 м. Норма поливу — 1000 м³/га і більше.

Передпосівний полив виконують для зволоження ґрунту і одержання дружніх і повних сходів, швидкого росту і розвитку с/г культур у початковий період життя рослин. Норма поливу – 400...600 м³/га з врахуванням зволоження шару ґрунту 0,6...0,8 м.

Провокаційний полив проводять з метою виклику проростання бур'янів, які потім знищують передпосівною культивацією. Поливи проводять восени після збирання врожаю або ранньою весною перед посівом. Для провокаційних поливів застосовують дощування з промочуванням ґрунту на 0,2...0,3 м, нормою 200...300 м³/га.

Освіжувальні поливи проводять нормами 50...100 м³/га з метою підвищення вологості і зменшення температури приґрунтового повітря, поліпшення умов фотосинтезу рослин.

Передсадильний полив виконують нормою 200...400 м³/га, приурочують до висадки розсади для забезпечення її приживлюваності.

Підживлювальні поливи нормою 100...200 м³/га призначені для внесення з поливною водою живильних речовин у ґрунті.

Протизаморозкові поливи проводять дощуванням нормою 50...100 м³/га при ранньоосінніх і пізньовесняних заморозках для захисту с/г культур від переохолодження.

Промивні поливи проводять в осінній або осінньо-зимовий періоди з метою видалення із ґрунту надлишків водорозчинних солей. Промивні поливи виконують великими нормами – 2...6 тис. м³/га і більше.

Поливний режим с/г культур у сівозміні повинен враховувати режими зрошення окремих культур, ґрунтові і гідрогеологічні умови поля, умови організації праці, проведення післяполивного обробітку, режим джерела зрошення.

Зображають його у вигляді графіка режиму зрошення (графіка гідромодуля).

Для великого земельного масиву подачу води встановлюють на один осереднений гектар сівозміни. Витрата води, необхідної для зрошення культур на одному осередненому гектарі, називається гідромодулем.

Графік режиму зрошення укомплектовують за рахунок зсувів середньої дати поливу (звичайно на 2...5 діб) та зміни тривалості поливів (у межах 3...10 діб).

При дощуванні графік поливу культур, що входять до сівозміни, пов’язують з витратою і продуктивністю дощувальних машин і установок.

Питання 5. Режим зрошення рису залежить від його сорту, ступеня засолення ґрунтів, наявності бур'янів і водозабезпеченості району. Існують кілька способів вирощування рису: із затопленням, з періодичними поливами, без зрошення.

Без зрошення рис можна вирощувати в тих місцях, де сума річних опадів перевищує 1000 мм.

Рис з періодичними поливами вирощують як звичайну культуру, але із значною кількістю поливів (7...12) і підвищеною зрошувальною нормою (5...7 тис. м³/га).

Найбільш поширене зрошення рису затопленням, яке буває постійним, скороченим, переривчастим.

Переривчасте зрошення рису доцільне на незасолених ґрунтах з значною фільтрацією (Кф>0,5 м/добу), а також при недостатній зрошувальній здатності в джерелах зрошення.

Постійне затоплення застосовують на засолених і сильно засолених (>2 %) ґрунтах з малою фільтраційною здатністю (<0,5 м/доб). На більш засолених ґрунтах поле затоплюють відразу після посіву, а через 5...6 днів шар води скидають для видалення розчинених солей. Крім того, в таких умовах для кращого водообміну на рисових полях передбачають проточність води.

Для боротьби з просянкою створюють шар води, що перевищує висоту рослин на 5...7 см. Через 5...6 днів, коли бур'яни загинуть, шар води зменшують до 4...5 см для укріплення сходів і кращого кущення рису. З ростом рослин глибину води збільшують до 12...15 см і цей шар підтримують до кінця фази молочної стиглості.

Скорочене затоплення застосовують на ґрунтах з вмістом солей <1...2 % від маси ґрунту. Відразу після посіву проводять зволожувальні поливи до з'явлення сходів. Після утворення 2-3 листків вносять гербіциди для знищення бур'янів і затоплюють поле шаром 15...20 см на 4...5 діб для повного їхнього знищення. На період кущення шар води зменшують до 2...З см, а з ростом рису підвищують на ⅔ висоти рослин і доводять до 15...18 см.

Лекція 7