2. Режим орошения сельскохозяйственных культур

Вода, как и другие факторы внешней среды (свет, тепло, питательные вещества, воздух и др.), необходима растениям для нормальной жизнедеятельности. Только при оптимальном сочетании этих факторов возможно получение наивысших урожаев.

В период роста растения потребляют большое количество влаги, из которой только 0,15…0,2% идет на создание растительных тканей, а остальная часть расходуется на транспирацию листьями и стеблями. При недостатке влаги в растениях происходят неблагоприятные физиологические процессы: наблюдается угнетение, замедляется (или даже прекращается) накопление растительной массы, резко снижается урожай.

Вода из почвы всасывается корневыми волосками растений с определенной сосущей силой, равной разности осмотического и тургорного давлении. В насыщенной водой растительной клетке тургоргое давление равно осмотическому и сосущая сила равно нулю, то есть растение не нуждается в воде. По мере иссушения клеши тургорное давление снижается, а осмотическое возрастает при этом увеличивается и сосущая сила. Из почвы в растение начинает поступать влага.

Однако не всегда растения могут получить необходимое количество влаги, поскольку почва также обладает сосущей силой, то есть способна благодаря капиллярному строению всасывать и удерживать воду. Чем меньше размеры почвенных частиц и ниже влажность, тем выше ее сосущая сила. При насыщении почвы водой до полной влагоемкости (ПВ) её сосущая сила равна нулю. В растение же вода может поступать, если сосущая сила корневых волосков превышает сосущую силу почвы, то есть когда влажность почвы превышает влажность завядания (ВЗ) растений. При влажности корнеобитаемого слоя ниже ВЗР скорость передвижения влаги в почве резко снижается и корни растений получают влаги меньше, чем расходуется на транспирацию, продуктивность растений понижается. Но и избыток влаги в почве может привести к негативным последствиям. При влажности почвы выше наименьшей влагоемкости (НВ) в активном слое ухудшается газообмен и растение испытывает недостаток в кислороде, то есть наиболее благоприятна для жизнедеятельности растений влажность в интервале ВЗР-НВ.

Потребность растений в воде неодинакова в разные фазы их развития. Для каждой культуры существуют свои критические периоды, когда недостаток влаги в почве особенно сильно снижает урожай.

Элементы режима орошения

Влажность почвы регулируют поливами. Интервал времени, в течение которого проводят полив, называют поливным периодом, интервал времени от начала первого полива до конца последнего – оросительным периодом, интервал времени между смежными поливами - межполивным периодом.

Поливная норма – количество воды, которое дают с/х культуре за один полив. Оросительная норма – количество воды которое дают с/х культуре за весь оросительный период. Оросительная норма равна сумме поливных норм. Поливную и оросительную нормы выражают в кубических метрах воды на 1 га площади, занятой культурой.

Режим орошения – правильное установление и распределение в вегетационный период количества оросительной воды (число, нормы и сроки полива,. обеспечивающего оптимальный для данной культуры водный режим корнеобитаемого слоя почвы при данных конкретных природных и агротехнических условия.

Графическое изображение режима орошения с/х культур показано на рисунке 1. Дефициты влаги, определяемые путем сопоставления естественного водного режима почвы (кривая А-А) и требований растений к влажности почвы (кривая В-В), восполняют периодическими поливами, при которых в почву дают такое количество воды, которое в определенный (межполивной) период расходуется растениями. При периодических поливах водный режим активного слоя почвы изменяется не по плавной кривой В-В, а по ступенчатой С-С. Сразу же после полива наблюдаются максимумы важности почвы, а в конце межполивного периода - минимумы. Следовательно поливами создают новый, более благоприятный для растений режим влажности (кривая С-С). Этот режим влажности должен максимально приближаться к потребному для растений водному режиму почвы при данных агротехнических, почвенных и климатических условиях.

Различают проектный (или расчетный) и эксплуатационный режимы орошения. Проектный режим разрабатывают при проектировании оросительных систем. От него зависят объемы и сроки подачи воды на поля, размеры каналов, трубопроводов и других сооружений, объемы строительных работ и в конечном итоге стоимость оросительной системы. Эксплуатационный режим разрабатывают для уже построенных оросительных систем. Он необходим для оперативного и сезонного планирования водопользования.

По степени реализации режим орошения может быть полным (рассчитан на оптимальное удовлетворение потребности растений в воде и получение наивысших урожаев), ирригационно-возможным (рассчитан на ограниченные водные ресурсы) и хозяйственно-возможным (учитываются трудовые ресурсы, с/х машины, поливная техника и др.).

Режим орошения с/х культур разрабатывают на основе водного баланса орошаемого поля, то есть соотношения прихода и расхода воды на поле с учетом изменения её запасов в почве за определенный промежуток времени (декада, месяц, вегетационный период и др.).

Основные расходные составляющие водного баланса – транспирация влаги растениями и физическое испарение с поверхности почвы. Поскольку раздельный учет этих составляющих затруднен, на практике определяют их суммы – суммарное водопотребление или суммарное испарение.

Основные приходные составляющие водного баланса – атмосферные осадки и влага, поступающая в корнеобитаемый слой из грунтовых вод (при неглубоком их залегании).

При естественных условиях влагообеспеченности часто в почву поступает воды меньше, чем необходимо для оптимального водопотребления культур. Этот недостаток называется дефицитом водного баланса и восполняют подачей на поле оросительной воды.

Элементы водного баланса из года в год изменяются, поэтому и оросительные нормы в разные годы различны.

Проектный режим орошения разрабатывают для расчетного года с оптимальной обеспеченностью (повторяемостью). Расчетный год выбирают по обеспеченности дефицита водного баланса. Чем выше оросительная норма, принятая при проектировании оросительной системы, тем полнее удовлетворяется потребность культур в воде в засушливые годы и выше получаемый урожай. Но увеличение оросительных норм требует большей пропускной способности каналов, трубопроводов, что приводит к увеличению стоимости системы. Поэтому оптимальную обеспеченность проектной оросительной нормы устанавливают в каждом конкретном случае технико-экономическими расчетами.