Методы определения поливной нормы

Необходимо организовать ежедневный учет испарения воды с единицы площади. Зная запас продуктивной воды в почве на определенную дату и ежедневный ее расход на испарение, определяют поливную норму за определенный промежуток времени. Это составляет обычно 1—3 дня для овощных культур, 7 и более дней — для плодовых и винограда, что конкретно рассчитывается для каждой культуры. Обычно в практике фертигации используют два метода определения поливной нормы: эвапориметрический и тензиометрический.

Эвапориметрический метод. На метеопостах устанавливают специальный

прибор — эвапориметр для определения суточного испарения с единицы водной поверхности площади, к примеру 1 м². Этот показатель — потенциальное испарение Е_и с 1-го м² в мм/день, л/день. Однако для пересчета на фактическую испаряемость растений с единицы площади вводят коэффициент пересчета К_раст, величина которого учитывает испаряемость растений по периодам их роста, т. е. с учетом степени облиственности растений, а также почвы (см. табл. 16). Например, для томатов в июле Е_н = 7,6 л/м², К_раст = 0,8.

Суточное испарение растений в этих условиях равно:

Е_сут= Е_и х К_раст, = 7,6 л/м² х 0,8 = 6,1 л/м²

На 1 га площади это составит 6,1 мм = 61 мУга воды. Затем делают пересчет на фактическую полосу увлажнения в пределах 1 га.

Это стандартный метод определения поливной нормы, принятый FАО —

международной сельскохозяйственной организацией. Данный метод отличается большой точностью, но требует оборудования метеопоста в хозяйстве и ежедневного учета.

Теизиометрический метод. В настоящее время, внедряя новые системы капельного орошения на различных культурах, начинают использовать разные типы тензиометров зарубежного производства, определяющие влажность почвы в любом месте поля и на любой глубине активного слоя почвы. Существуют водомерные, ртутные, барометрические, электрические, электронно-аналоговые и другие тензиометры. Все они снабжены трубкой, переходящей в керамический пористый сосуд, через которую вода по порам поступает в грунт, создавая разрежение в трубке, герметично соединенной с водомерным устройством — ртутным или другим барометром. При полном заполнении трубки водой и герметически вставленной в нее сверху трубки-вставки ртутный барометр или воздушный манометр показывает ноль (0), а по мере испарения воды из почвы она из керамической трубки переходит в почву, создавая в трубке разрежение, что изменяет показание давления в приборе,

по которому судят о степени влажности в почве.

Степень снижения давления манометра определяют в таких единицах: 1

Бар = 100 центибар — примерно 1 атм. (точнее 0,99 Бар).

Так как часть объема почвы должна быть заполнена воздухом, то с учетом этого интерпретируют показатели прибора следующим образом:

* 0—10 центибар (0—0,1 атм.) — почва переувлажнена;

* 11—25 центибар (0,11—0,25 атм.) — оптимальные условия влажности,

необходимость в орошении отсутствует;

* 26—50 центибар — имеется потребность в пополнении запасов воды в почве, в зоне основной массы корней, с учетом послойной влажности.

Так как с изменением механического состава почвы нижний предел необходимой ее влажности не существенно изменяется, то в каждом конкретном случае до полива определяют нижнюю, но достаточную, степень обеспечения почвы влагой в пределах 30 центибар (0,3 атм.) и составляют номограмму для оперативного расчета поливной нормы или пользуются, как указано выше, данными суточного испарения воды с учетом коэффициента транспирации.

Зная исходную влажность почвы, т. е. с момента начала отсчета — 11 центибар

(0,11 атм,), суточные снижения показателя тензиометра до 26—30 центибар

(0,26—0,3 атм.) на овощных, и несколько ниже, до 0,3—0,4 атм. на винограде и плодовых, где глубина корнеобитаемого слоя достигает 100 см, определяют поливную норму, то есть количество воды, необходимое для доведения до верхнего уровня оптимальной влажности почвы. Таким образом, решение задачи управления режимом капельного орошения на основе тензиометрического метода сводится к поддержанию в период вегетации оптимальной влажности почвы и соответствующего ей диапазона всасывающего давления. Установлены величины всасывающего давления для плодовых культур по показаниям тензиометра при различных порогах предполивной влажности в контуре увлажнения на глубине 0,3 и 0,6 м на расстоянии от капельницы на 0,3—0,4 м.

Нижние границы оптимального влагосодержания — 0,7—0,8 (НВ) и, соответственно, тензиометрические показания — начиная от 30—20 сантибар (0,3—

0,2 атм.). Для овощных культур нижняя граница будет на уровне 0,25—0,3 атм.

При использовании тензиометров следует соблюдать определенные пра-

вила: место расположения тензиометра должно быть типичным для поля. Обычно в одной точке располагают 2 тензиометра. Для овощных культур —один на глубине 10—15 см, а второй — 30 см, на расстоянии 10—15 см от капельницы. На плодовых и винограде один тензиометр располагают на глубине 30 см, а второй — 60 см, на расстоянии 15—30 см от капельницы.

Чтобы производительность капельницы была в пределах нормы, необходимо регулярно следить за тем, чтобы она не была засорена нерастворимыми солями и водорослями. Для проверки производительности капельниц обычно подсчитывают количество вытекающих капель за 30 сек в разных местах поля и в месте установки тензиометра.

Тензиометры устанавливают после полива участка. Для их установки используют ручной ямобур или трубку диаметром несколько большим, чем стандартный диаметр тензиометра (> 19 мм). Установив тензиометр на нужную глубину, свободное пространство вокруг него осторожно уплотняют, для того чтобы не было воздушных полостей. На тяжелой почве тонкой трубкой делают отверстие на нужную глубину, ждут, когда появится вода, затем размещают тензиометр и уплотняют почву вокруг него.

Снимать показания тензиометра необходимо в ранние утренние часы, когда

температура еще стабильна после ночи. Следует учитывать, что после полива или дождей при повышенной влажности почвы показатели тензиометра будут выше предыдущих показателей. Почвенная влага через пористую часть (сенсор) проникает в колбу тензиометра, пока давление в тензиометре не сравняется с давлением воды в почве, в результате чего давление в тензиометре уменьшится, вплоть до исходного, равного 0 или несколько ниже.

Расход воды из тензиометра происходит постоянно. Однако могут иметь место резкие перепады при высокой испарительной способности почвы (жаркие дни, суховей), а высокий коэффициент транспирации наблюдается в периоды цветения и созревания плодов.

Во время полива или после него добавляют в прибор воду, чтобы восполнить ранее вытекшую. Для полива необходимо использовать только дистиллированную воду, добавляя на 1 л воды 20 мл 3 %-го раствора гипохлорида натрия, который обладает стерилизующими свойствами против бактерий, водорослей. Заливают воду в тензиометр до начала ее вытекания, то есть на весь объем нижней трубки. Обычно требуется до 1 л дистиллированной воды на каждый тензиометр.

Нужно следить, чтобы в прибор не попала грязь, в том числе с рук. Если по условиям эксплуатации в прибор доливают небольшое количество дистиллята, то и профилактически доливают в прибор дополнительно 8—10 капель 3%-го раствора гипохлорида натрия, кальция, что защищает керамический сосуд (сенсор) от вредной микрофлоры.

В конце сезона ирригьции вращательным движением осторожно вынимают прибор из почвы, промывают под проточной водой керамический сенсор и, не повреждая его поверхности, протирают 3%-м раствором гипохлорида чистящей подушечкой. При мытье прибор держат только вертикально сенсором вниз. Хранят тензиометры в чистой емкости, заполненной раствором дистиллированной воды с добавкой 3%-го раствора гипохлорида. Соблюдение правил эксплуатации и хранения прибора — основа его долговечности и правильных показаний при эксплуатации.

При работе тензиометров в первое время после их установки проходит определенный период адаптации, пока в зоне замера не сформируется корневая система и корни не будут контактировать с сенсором прибора. В этот период можно поливать с учетом факторов транспирации весовым методом с водной поверхности.

Когда вокруг прибора достаточно сформируется корневая система (молодые корни, корневые волоски), прибор показывает реальную потребность в воде. В это время могут отмечаться резкие перепады давления. Это наблюдается при резком снижении влажности и является показателем для начала ирригации. Если растения хорошо развиты, имеют хорошую корневую систему и достаточно облиственны, то перепад давления, т. е. уменьшение влажности почвы, будет более сильным.

Малое изменение давления почвенного раствора и соответственно тензиометра указывает на слабую корневую систему, слабое поглощение растением воды или ее отсутствие. Если известно, что место, где установлен тензиометр, не соответствует типичности участка по причине заболевания растений, чрезмерной засоленности, недостаточной проветриваемости почвы и др., то тензиометры необходимо переместить в другое место, и чем раньше, тем лучше.

Помимо тензиометров, следует использовать экстракторы почвенного раствора. Это те же трубки с пористым сосудом внизу (сенсором), но без манометров и без заполнения их водой. Через пористую керамическую трубку почвенный раствор проникает внутрь ее, а затем с помощью шприца-экстрактора с длинным патрубком, опускаемым на дно сосуда, отсасывают почвенный раствор для проведения полевого экспресс-определения рН, ЕС (концентрация солей в миллисименсах для дальнейшего пересчета их количества в растворе), определения количества Nа, С1 с помощью индикаторных ра-створов. Этот раствор можно анализировать и в лабораторных условиях. Такой контроль позволяет оптимизировать условия выращивания в течение

всей вегетации, особенно в период фертигации. При использовании ионоселективных электродов или иных методов экспресс-анализа контролируют наличие в почвенном растворе азота, фосфора, калия, кальция, магния и других элементов.

Приборы для экстракции необходимо устанавливать рядом с тензиометрами.