Подпочвенное орошение

Подпочвенное орошение, как один из перспективных способов полива, привлекает все большее внимание исследователей. Данные ученых многих стран говорят о высокой эффективности подпочвенного орошения. Широко применяемые сейчас способы полива - поверхностное орошение и дождевание - имеют существенные недостатки: разрушается структура почвы, много воды уходит на испарение, создаются условия для возникновения болезней, на последующую обработку почвы затрачивается много труда и средств.

При подпочвенном орошении вода поступает непосредственно к корневой системе растений. Ее запасы равномерно распределяются в нижних слоях почвы, защищенных от испарения, и долго сохраняются. Поэтому снижается количество воды, подаваемой на орошение, повышается коэффициент ее полезного использования. Создаются благоприятные условия для жизнедеятельности полезных почвенных бактерий, в первую очередь нитрифицирующих, затруднено распространение вирусных и грибковых заболеваний растений.

Верхний слой почвы увлажняется слабо. Мелкоукоренившиеся сорняки гибнут от недостатка влаги. Поскольку нет нужды в послеполивной обработке почвы, ее структура не разрушается. Затраты труда на подпочвенный полив ниже, чем при поверхностных поливах и дождевании. Отсутсвие на поверхности почвы борозд и валиков временных оросителей позволяет вести перекрестную обработку полей. Подача воды легко регулируется в необходимых дозах.

Вместе с водой можно вносить удобрения непосредственно к корням растений. Процесс подачи воды можно легко автоматизировать, что повысит производительность труда поливальщиков и значительно улучшит условия их работы.

Системы подпочвенного орошения используют для двустороннего регулирования режима влажности почвы. В период весеннего снеготаяния по системе отводится избыточная влага, и это ускоряет созревание почвы, а в вегетационный период, когда влаги в почве недостаточно для оптимального развития растений, вода по системе подпочвенных увлажнителей подается к корням растений.

В настоящее время в России подпочвенное орошение делят на три основных вида:

• Технические способы подпочвенного орошения - по уложенным на некоторой глубине от поверхности почвы искусственным трубам;

• Подпочвенное орошение за счет подъема и регулирования уровня пресных грунтовых вод;

• Машинные способы подпочвенного орошения.

336.

Поливают овощные культуры в разные сроки с раз­личной целью. Влагозарядковые поливы проводят в засушли­вых районах в осенне-зимний, иногда весенний, предпо­севной период, чтобы обеспечить нормальное прораста­ние семян, рост и развитие растений  в первый период вегетации. Поливная норма 1000-3000 м3/га в зависи­мости от глубины залегания грунтовых вод. Проводят влагозарядковые поливы один-два раза в год.

Предпосевные и предпосадочные поли­вы проводят в сухую весну, обычно один раз. Цель та­ких поливов — привести почву в состояние, удобное для обработки, спровоцировать всходы сорняков, которые затем уничтожают при предпосевной обработке почвы, обеспечить влагой прорастающие семена и рассаду. Поливная норма 500-800 м3/га. Припосадочные поливы проводят   непосредвенно во время высадки рассады, подливая воду в лунки по 0,5-1,0 л вручную или при помощи рассадопосадочных машин. Послепосадочные поливы проводят при недостатке в верхнем горизонте почвы влаги для прорастания высеянных семян, размягчения корки или лучшей приживаемости высаженной рассады. Поливные норм небольшие — 100-200 м3/га. Применяют их в зависимости от погодных условий один-два раза и более. Освежительные поливы проводят в дневное наиболее жаркое время суток способом дождевания, не­большими нормами (20-40 м3/га) для увлажнения воз­духа, снижения температуры листьев и увеличения оводненности тканей растений.

Вегетационные поливы проводят в течение вегетации растений для пополнения недостающей в почве влаги до необходимого уровня. В различных почвенно-климатических зонах на разных овощных культурах проводят от 1-2 до 15-20 вегетационных поливов поливными нормами 100-800 м3/га. Поливают овощные культуры различными способами. В производственных условиях  применяют в основ­ном поверхностное орошение самотечным   способом и дождеванием. Самотечный способ полива — старый, широ­ко распространенный в южных районах страны. Он за­ключается в сплошном затоплении (напуском) углуб­ленных гряд или ограниченных земляными валиками площадок-чеков и поливе по бороздам, нарезанным в междурядьях. Сплошное затопление приводит к сильно­му уплотнению почвы, которая при высыхании растрес­кивается и повреждает корни и стебли растений. При этом способе исключается применение механизации, неэкономно расходуется вода. Поэтому в последние годы его применение ограничивается.

Более распространен, главным образом в южных районах страны, способ полива по бороздам. Он обес­печивает глубокое увлажнение почвы при сохранении структуры ее пахотного горизонта. Однако при этом способе по длине борозды почва увлажняется неравно­мерно, невозможен полив малыми нормами, неэкономно расходуется поливная вода, затруднена механизация полива.

Дождевание — наиболее распространенный спо­соб полива овощных растений. В центральных районах он является основным, в южных — применяется наравне с поливом по бороздам, постепенно вытесняя его. При дождевании более экономно, чем при бороздном поли­ве, расходуется влага, нет необходимости ежегодно проводить планировку почвы. Во время полива повыша­ется приземная влажность воздуха, снимается перегрев растений, смывается пыль с листьев, что способствует усилению фотосинтеза. Главное преимущество полива дождеванием в его высокой производительности и ма­лой трудоемкости в связи с использованием средств ме­ханизации.

337.

Источники загрязнения тяжелыми металлами — это промышленные предприятия. Существует методика, по которой рассчитывается допустимая норма содержания металлов. При этом учитывается суммарная величина нескольких металлов Zc. Выделяют 4 категории загрязнения земель металлами, которые учитываются в сельском хозяйстве: допустимая; умеренно опасная; высоко-опасная; чрезвычайно опасная. Очень важна охрана почв. Постоянный контроль и мониторинг не позволяет выращивать сельскохозяйственную продукцию и вести выпас скота на загрязненных землях. Тяжелые металлы, загрязняющие почву Существует три класса опасности тяжелых металлов. Всемирная организация здравоохранения самыми опасными считает заражение свинцом, ртутью и кадмием. Но не менее вредна и высокая концентрация остальных элементов. Ртуть Загрязнение почвы ртутью происходит с попаданием в нее пестицидов, различных бытовых отходов, например люминесцентных ламп, элементов испорченных измерительных приборов. По официальным данным годовой выброс ртути составляет более пяти тысяч тонн. Ртуть может поступать в организм человека из загрязненной почвы. Если это происходит регулярно, могут возникнуть тяжелые расстройства работы многих органов, в том числе страдает и нервная система. При ненадлежащем лечении отравления ртутью возможен летальный исход.

Свинец Очень опасным для человека и всех живых организмов является свинец. Он чрезвычайно токсичен. При добыче одной тонны свинца двадцать пять килограммов попадает в окружающую среду. Большое количество свинца поступает в почву с выделением выхлопных газов.

Зона загрязнения почвы вдоль трасс составляет свыше двухсот метров вокруг. Попадая в почву, свинец поглощается растениями, которые употребляют в пищу человек и животные, в том числе и скот, мясо которого также присутствует в нашем меню. От избытка свинца поражается центральная нервная система, головной мозг, печень и почки. Он опасен своим канцерогенным и мутагенным действием. Кадмий Огромной опасностью для организма человека является загрязнение почвы кадмием. Попадая в пищу, он вызывает деформацию скелета, остановку роста у детей и сильные боли в спине. Медь и цинк Высокая концентрация в почве этих элементов становится причиной того, что замедляется рост и ухудшается плодоношение растений, что приводит в конечном итоге к резкому уменьшению урожайности. У человека происходят изменения в мозге, печени и поджелудочной железе. Молибден Избыток молибдена вызывает подагру и поражения нервной системы. Основные методы борьбы с загрязнением почв тяжелыми металлами Методы борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами могут быть физическими, химическими и биологическими. Среди них можно выделить следующие способы: Увеличение кислотности почвы повышает возможность загрязнения ее тяжелыми металлами. Поэтому внесение органических веществ и глины, известкование помогают в какой-то мере в борьбе с загрязнением. Посев, скашивание и удаление с поверхности почвы некоторых растений, например клевера, существенно снижает концентрацию тяжелых металлов в почве. К тому же данный способ является совершенно экологичным. Проведение детоксикации подземных вод, ее откачивание и очистка. Прогнозирование и устранение миграции растворимой формы тяжелых металлов. В некоторых особо тяжелых случаях требуется полное снятие почвенного слоя и замена его новым.

338.

Мелкодисперсное дождевание (аэрозольное увлажнение). Один из новых способов орошения, начинающих получать применение для эффективного регулирования микроклимата приземного слоя воздуха. Сущность этого способа заключается в периодическом смачивании листовой поверхности растений мелкодиспергированной водой (диаметр капель не более 500 мкм), которая не скатывается с листа на почву, а испаряется, охлаждая при этом и лист, и воздух. Это делают, когда температура воздуха превышает физиологически оптимальную для развития растений.

Поливы этим способом можно осуществлять всеми опрыскивателями для борьбы с вредителями и болезнями растений.[6]

Стационарные системы мелкодисперсного дождевания состоят из насосной станции, сети трубопроводов и мачт высотой 9...25 м, на которых монтируют шланги с распиливающими форсунками. Мелкодисперсное орошение существенно увеличивает фотосинтез растений и их урожай в жаркие годы при незначительных затратах оросительной воды.

339.

На орошаемых полях особенно важно иметь выровненную поверхность во избежание неравномерного распределения воды при поливе.

Для этой цели можно использовать тракторный выравниватель ТВ-6, грейдеры. Посев проводят после выравнивания ноля и боронования.

Основная масса корней гороха к концу вегетации сосредоточена в слое 0—60 см, состояние влажности в этом активном слое перед поливом оказывает большое влияние на урожай.

По данным И. М. Фетисова (1960), в Волгоградской области на светло-каштановых почвах при влажности перед поливом 80% предельной влагоемкости в среднем за 3 года урожай семян составил 37,6 ц с 1 га, зеленой массы — 193 ц с 1 га. При влажности перед поливом 60% урожай семян был 18,8 ц с 1 га, зеленой массы — 95 ц с 1 га. А в контроле без полива было получено семян 6,5 ц с 1 га и 72 ц зеленой массы с 1 га.

(В этих же опытах было показано, что площадь листовой поверхности к началу цветения при влажности 80% составила 23 500 м² на 1 га, при 60% — 18 000, в контроле без полива — 13 750 м². Продуктивность фотосинтеза к моменту уборки в указанных вариантах была соответственно 20,25, 18 и 14,3 г на 1 м².

Опыты в Татарском НИИСХ (1969 г.) на дерново-подзолистой почве показали значительное увеличение листовой поверхности (на 3 тыс. м²) даже от одного полива 11 июля по норме 300 м³ на 1 га.

Большое значение имеет поддержание влажности почвы перед поливом не ниже порога, когда подвижность почвенной влаги резко падает. На светло-каштановых почвах в Волгоградской области этот порог был близок к 70% от предельной влагоемкости.

Горох наиболее чувствителен к дефициту влаги в период от начала закладки генеративных органов до полного цветения, а также при наливе семян. Применительно к этапам органогенеза это период с IV по XI этап. Он весьма длительный, охватывающий значительную часть жизни растения.

В опытах И. М. Фетисова были проведены поливы в фазе 5—6 листьев, бутонизация — цветение и образование бобов — налив семян. При 3 поливах в указанные фазы урожай был несколько ниже, чем при поддержании влажности почвы на уровне 75—80%, но значительно выше, чем при снижении влажности почвы до 60%. В среднем за 3 года урожай семян при поливе в эти более чувствительные к влаге периоды был равен 35,8 щ с 1 га (ниже оптимального варианта — всего на 5%, выше варианта с 60% влажности почвы — на 40%), зеленой массы 152 ц с 1 га (ниже оптимального варианта — примерно на 20%, выше варианта с 60% влажности почвы — на 31%).

Поддержание влажности почвы не ниже 80% от предельной влагоемкости до цветения и без полива после цветения позволило получить семян 26,3 ц с 1 га и зеленой массы 159 ц с 1 га. При обратном сочетании условий (без полива до цветения, 80% влажности во вторую половину вегетации) было получено всего семян 14 ц с 1 га (на 47% ниже, чем при поливе до цветения) и зеленой массы 91,7 ц с 1 га (ниже на 36%). Это позволяет судить о большей требовательности гороха к наличию легкодоступной почвенной влаги до цветения, чем после цветения.

Исследования в Татарском НИИСХ за 11 лет также показали, что на урожай гороха большое влияние имеет благоприятный ГТК в период всходы — цветение.

Орошение ведет к некоторому снижению накопления белка в семенах. В оптимальном по водоснабжению варианте опыта содержание белка было 26,5%, а без полива— 28,8%. Однако сбор белка в урожае был значительно выше в варианте с поливом — 999 кг с 1 га, в то время как без полива 355 кг с 1 га.

Применение удобрений позволяет повысить синтез, белка и при поливе. Так, по данным И. М. Фетисова внесение N₄₅P₁₂₀K₃₀ повысило содержание белка на 2,2%. В географических опытах посева гороха ВИР также было получено повышение содержания белка в условиях полива при внесении полного минерального удобрения.

В условиях Волгоградской области на светло-каштановых слабосолонцеватых среднесуглинистых почвах в засушливые годы для поддержания влажности почвы на оптимальном уровне 75—80% от предельной влагоемкости необходимо провести 4 полива, а во влажные и среднезасушливые годы — 3 полива.

Нормы полива определяют по разности запасов влаги в активном слое почвы между предельной влагоемкостью и влажностью перед поливом. Наиболее часто проводят полив по норме 200—400 м³ на 1 га.

В исследованиях М. Г. Аббасова (1969) в условиях низинных хлопкосеющих районов Азербайджанской ССР лучший режим орошения зимующего гороха был при 2 вегетационных поливах: в середине января и в первой половине апреля (по норме 700—750 м³ на 1 га). Подобные нормы указаны и другими исследователями (Т. Наркулов, 1965).

Возделывание гороха на затопляемых участках применяют в районах рисосеяния. Агротехника, разработанная на Узбекской рисовой опытной станции, дает представление об особенностях выращивания гороха на затопляемых полях.

Обязательным условием после уборки предшествующей культуры является выравнивание поля. Перед вспашкой в этих целях снимают бугры, засыпают ямы. Желательно внесение удобрений, в первую очередь суперфосфата, из расчета 2,5—3 ц на 1 га.

В случае недостаточной влажности почвы проводят предпахотный полив. Вспашку производят корпусными плугами на глубину 20—22 см с одновременным боронованием. Вслед за этим дополнительно разделывают почву боронами зигзаг. При наличии комьев и корневищ сорняков поле обрабатывают дисковыми боронами в сцепе с зигзаг.

Горох высевают не позднее 15 октября тракторными сеялками при верхнем высеве семян, с междурядьями 30 см. Глубина заделки семян в почву 4—5 см. Норма высева 60—75 кг на 1 га при возделывании на семена и 75—100 кг на 1 га — на зеленое удобрение (сорта типа Австрианум).

Горох можно сеять и по рису в начале полной его спелости, за 1—3 дня до окончательного сброса воды. В этом случае посев производят вразброс по вышеприведенной норме. Семена должны находиться в воде не менее 1 дня во избежание гибели от недостатка влаги. В то же время семена гороха не выдерживают длительного затопления.

Лучший срок посева по неубранному рису 25 августа—10 сентября. Через 10—15 дней после посева гороха проводят уборку риса, оставляя стерню высотой не более 15—20 см.

На части повышенных нолей иногда осенью, чаще весной (в апреле) производят полив гороха. В течение зимы и весны с пониженных участков полей необходимо сбрасывать талые и дождевые воды.

Горох на семена созревает приблизительно 10—15 июня. Но посевы гороха главным образом используют как зеленое удобрение под рис.

Зеленую массу запахивают в конце апреля, на глубину 20—22 см. Для лучшей заделки массы за день до вспашки посев прикатывают и обрабатывают (расчесывают) боронами зигзаг в направлении будущего прохода плуга.

340. Этапы рекультивации, их задачи

Комплекс рекультивационных работ представляет собой сложную много компонентную систему взаимоувязанных мероприятия, структурированных по уровню решаемых задач и технологическому исполнению. Выделяют следующие этапы рекультивации:

1) подготовительный этап включает инвестиционное обоснование мероприятий по рекультивации нарушенных земель и разработку рабочей документации;

2) технический этап - реализация инженерно-технической части проекта восстановления земель;

3) биологический этап, завершающий рекультивацию и включающий озеленение, лесное строительство, биологическую очистку почв, агромелиоративные и фиторекультивационные мероприятия, направленные на восстановление процессов почвообразования.

Продолжительность двух последних этапов условно называют рекультивационным периодом, который в зависимости от состояния нарушенных земель и их целевого использования может быть от одного до нескольких десятков лет. При решении сложных экологических задач, требующих постоянного контроля и  управления  потоками  вещества в  техно-природных  геосистемах, продолжительность этого периода устанавливается сроками полного восстановления компонентов природы. 

341.

• О пределение расходов Q (скорости) при заданном уклоне i и принятом поперечном сечении ω канала. Задача решается непосредственным вычислением расхода по формуле:

• Q= ωC

• Предварительно вычисляются величины

• w =(b+mh)h,

χ=b+2h

• R=

• C= Ry или С=R^1/6

342.

Водопотребление растений озимой пшеницы в течение вегетационного периода неравномерно. Так, по наблюдениям Ростовской оросительно-мелиоративной станции, потребление влаги озимой пшеницей по фазам в среднем за пять лет было следующим.

Так, в начальный период роста растений суточное водопотребление небольшое — 17 м³ с 1 га. В фазе кущения, когда происходит накопление вегетативной массы, оно увеличивается. В среднем за период осенней вегетации водопотребление пшеницы составляет примерно 950 м³ с 1 га. При таких условиях растения осенью нормально кустятся и развиваются. Необходимое количество воды для своего развития в осенний период растения должны получить от влагозарядкового полива и осадков.

Если влагозарядковый полив и осенние осадки в сумме составляют более 1000 м³ воды на 1 га, то избыток влаги сохраняется в почве и используется в весенне-летний период, снижая напряженность в поливах.

Если запасы влаги в почве меньше указанной величины. Из-за ее недостатка растения хуже кустятся и мяло образуют вторичных корней, играющих большую роль в снабжении растений влагой и питательными веществами и в формировании зерна. Этим и объясняется большое значение влагозарядкового полиса в получении высокого урожая озимой пшеницы (Турулев и др., 1979).

Влагозарядковые поливы можно проводить до вспашки почвы и после нее, за 7—10 дней до посева.

нормы расхода воды при влагозарядковых поливах 700—1500 м³ на 1 га, в зависимости от почвенных и климатических условий.

По многолетним данным Волжского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации (Костин. 1972) наиболее эффективный режим орошения зерновых в Поволжье — влагозарядка в сочетании с вегетационными поливами при влажности почвы (в метровом слое) 70—75% полевой влагоемкости. Для получения урожая озимой пшеницы 50—60 ц с 1 га необходимо на темно-каштановых почвах в среднезасушливый год проводить влагозарядку с нормой орошения 1000— 1400 м³ воды на 1 га и 2—3 вегетационных полива с общей нормой 2800—3200 м³ воды на 1 га. На каштановых и светло-каштановых почвах в комплексе с солонцами и засоленными почвами влагозарядку следует проводить с нормой 1200—1600 м³ воды на 1 га и 2—3 вегетационных полива с общей нормой 3000—3500 м³ воды на 1 га.

В сильно засушливые годы проводят на 1—2 полива больше. Такой режим применяется в опытно-производственном хозяйстве Волжского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации в совхозе «Энгельсский» (Саратовская область) и других хозяйствах Поволжья. В первом хозяйстве урожайность пшеницы Мироновская 808 в среднем за шесть лет без орошения составила 20 ц с 1 га при влагозарядке с нормой 1380 м³ воды на 1 га — 38,6 и при влагозарядке 4 (с той же нормой) и трех вегетационных поливах с оросительной нормой 3300 м³ воды на 1 га — 54,5 ц с 1 га. Более высокий урожай пшеницы получен в хозяйствах института в 1970 г. Без орошения сорт Мироновская 808 дал 37,2 ц зерна с 1 га, при влагозарядке с нормой