Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мелиоративное земледелие
.pdf
повышенной интенсивности дождя возможно повреждение рассады и
цветков растений.
Чаще же всего в сибирских условиях сталкиваемся при дождевании с
размывом поверхности почвы. Ранее мы уже вскрыли основные причины
данного явления. Прежде всего, это низкая водопроницаемость почв
особенно тяжёлого гранулометрического состава, и повышенная
интенсивность дождя. Необходимо вспомнить ряд приемов по
регулированию этих явлений. Это предполивное рыхление почвы, нарезка
прерывистых борозд и щелей, применение дождевальных машин с
минимальной интенсивностью дождя.
Поверхностное орошение – это увлажнение почвы с поверхности. До
недавнего времени применялось более чем на половине орошаемых
площадей. Основные виды поверхностного орошения - полив по бороздам,
по полосам и затоплением.
На территории Западной Сибири наиболее реально использование
полива затоплением, которое проводят на участках, ограниченных
земляными валиками при лиманном орошении и промывке засолённых
почв. Для этого выбирают участки с очень малым уклоном (до 0,001) и
низкой водопроницаемостью, желательно с дренажом. Подкупают простота
метода и возможность орошения значительных площадей в поймах рек,
прежде всего Иртыша.
Чтобы вникнуть в суть причин ограниченного применения других
методов поверхностного орошения, мы кратко охарактеризуем их. В
республиках Средней Азии до сего времени преобладающим остаётся
поверхностное орошение по бороздам (со сбросом). Можно встретить полив
добеганием струи (без сброса), по глубоким тупым бороздам и по бороздам
– щелям. Применяется прежде всего на пропашных культурах, хотя может
быть использован и в садах, и на виноградниках, и на культурах ленточного
посева.
61
Полив по бороздам позволяет увлажнять почву в рядках, где
располагаются культурные растения (это очень важно), за счёт ка-
пиллярного поднятия влаги, сохраняет её в рыхлом состоянии, без
образования почвенной корки. Отсюда хорошая обеспеченность воздухом,
отсутствие угнетения микроорганизмов и сравнительно экономное
расходование влаги (испарение не всей поверхностью почвы). Казалось бы,
эти положительные моменты могли служить основанием для
распространения такого метода поверхностного орошения и в Сибири.
Однако этого не произошло из-за целого ряда причин: из-за большой
трудоёмкости метода и низкой производительности труда поливальщика,
что в условиях Сибири, с малой плотностью трудоспособного населения,
немаловажно; во-вторых, из-за значительных затрат на планировку, а также
согласование направления борозд, посева и уклона местности; в-третьих,
из-за невозможности полива малыми нормами. А в сибирских условиях,
особенно вокруг крупных городов, где и сосредоточены основные
орошаемые площади, уровень грунтовых вод не позволяет использовать
поливные нормы более 300-400 т/га.
Ещё менее перспективным для Западной Сибири представляется
метод поверхностного орошения - полив по полосам. К имеющимся
недостаткам полива по бороздам добавляется более выраженное уплотнение
почвы и образование почвенной корки, снижение активности
микроорганизмов и разрушение структуры. Однако в южных регионах
России данный метод полива используется для влагозарядки и
вегетационных поливов культур сплошного сева, прежде всего многолетних
трав.
Внутрипочвенное орошение. Суть его в том, что воду подают в почву
через поры, отверстия или стыки трубчатых увлажнителей, а также из
кротовин (на глубине 40-50 см). Это один из перспективных способов
полива в мировой практике орошения. Имеет ряд положительных
характеристик. Прежде всего, более продуктивное использование пашни из-
62
за отсутствия открытой сети и возможность использования жидких
органических удобрений без опасения за контакт растениеводческой
продукции с возбудителями болезней. Можно отметить и такие
положительные стороны, как постоянная влажность почвы в основной зоне
корнеобитания на уровне капиллярной влагоёмкости, снижение вероятности
образования почвенной корки, а, следовательно, хорошие условия для
микроорганизмов и меньшее испарение влаги с поверхности почвы.
Есть у внутрипочвенного орошения и недостатки. Некоторые из них
не играют решающей роли, например слабое увлажнение верхнего слоя
почвы. Более заметные последствия могут принести увеличение потерь
воды на фильтрацию, отсюда подъём уровня грунтовых вод, а также вынос
солей на поверхность. Высокая стоимость системы также является
препятствием для распространения её в любой зоне внутрипочвенного
орошения.
Но в Сибири главным препятствием на пути его внедрения остаётся
глубокое промерзание почвы.
Кроме трёх основных способов орошения (дождевание, поверх-
ностное и внутрипочвенное) существуют и дополнительные: капельное,
аэрозольное (мелкодисперсное) и подземное. Рассмотрим возможности их
применения в сибирских условиях.
Капельное орошение. Вода подаётся каплями непосредственно в зону
корневой системы с помощью микроводовыпусков-капельниц,
расположенных над почвой или уложенных в грунт (это разновидность
внутрипочвенного орошения). Безусловно, у этого способа есть ряд
существенных преимуществ, позволяющих считать его перспективным.
Более того, желательно его распространение в будущем. Положительные
качества способа орошения: возможность дозирования подачи воды в
зависимости от влажности почвы, снижение потерь на испарение,
фильтрацию, сток, возможность локального внесения удобрений, меньшее
развитие сорняков из-за уменьшения увлажнения междурядий. Однако все
63
эти преимущества пока перечёркиваются высокой стоимостью системы. Для
Сибири, при отсутствии высокодоходных культур, это решающее
препятствие для внедрения. Хотя есть ещё и специфическая проблема
данного способа орошения, это забивание капельниц (даже при наличии
фильтров) солями и водорослями. Пока капельное орошение используется
только в ТПК на овощных культурах.
Мелкодисперсное (аэрозольное) орошение. Увлажнение осуществляется
мельчайшими каплями, которые образуются при дроблении струи воды
туманообразующими установками. В течение дня посевы увлажняют до 10
раз, расходуя за один полив всего 100-200 л/га. Зачастую столь малое
расходование воды и привлекает. Однако такой способ орошения
способствует увлажнению в основном приземного слоя воздуха и растений,
что само по себе благотворно влияет на их рост и развитие. Снижается
температура приземного слоя воздуха и растений на 5-10°С, одновременно
повышается относительная влажность воздуха. Это приводит к снижению
расхода воды на транспирацию и усилению фотосинтеза растений.
В отличие от дождевания, аэрозольное орошение не приводит к
существенному изменению влажности почвы. В условиях же Западной
Сибири наблюдается комбинированная атмосферно-почвенная засуха.
Отсюда необходимость увлажнения корнеобитаемого слоя почвы. Поэтому
одним аэрозольным способом не решить проблему воды для растений, а
использование и дождевания, и аэрозольного орошения в современных
условиях проблематично по экономическим соображениям.
Подземное орошение (субирригация). Это способ, при котором
требуемое для растений увлажнение корнеобитаемого слоя осуществляется
капиллярным подпитыванием в результате искусственного подъёма и
поддержания необходимого уровня грунтовых вод. Уже из определения
видно, что этот способ близок к внутрипочвенному. Но есть и определенные
различия. Например, подача оросительной воды осуществляется не только
по трубчатым увлажнителям, уложенным на определённой глубине (как при
64
внутрипочвенном орошении), но и по сильнофильтрующим каналам, а
также в поглощающие колодцы. Кроме того, подземное орошение может
быть осуществлено поднятием уровня грунтовых вод за счёт шлюзования
(подпора) сбросных, дренажных и оросительных каналов или даже
сплошным затоплением поверхности поля. Но все это возможно при
неглубоком залегании грунтовых вод и отсутствии засоления почвогрунтов
и самой грунтовой воды.
В мелиоративной практике мы чаще встречаемся с проблемой
близкого залегания грунтовых вод, но чаще всего - засоленных. Поэтому о
реальности подземного орошения можно говорить разве только в случае
двойного регулирования водного режима на осушительных системах, когда
шлюзованием достигается нормальное водообеспечение культурных
растений в засушливые годы.
Назначение сроков поливов
Реально вести речь об окупаемости оросительной системы в любой
зоне только при условии правильного определения сроков поливов.
Отклонение от оптимального срока в сторону задержки ведет к снижению
темпа ассимиляционной деятельности растении, а в итоге урожайности. Но
особенно вредны преждевременные поливы, приводящие к перерасходу
воды, труда, средств, а в условиях Западной Сибири, как мы уже отмечали,
при близком залегании грунтовых вод, даже к заболачиванию и засолению.
Существует целый ряд методов установления сроков поливов: по
влажности почвы; фазам роста и развития; морфологическим признакам; по
физиологическим; по биоклиматическим показателям. К сожалению, в
Западной Сибири можно зачастую встретиться с фактами назначения
сроков полива только в зависимости от имеющихся материальных
возможностей, что приводит к резкому снижению отдачи от поливной воды.
Стандартным и единственно точным методом является установление
срока полива по влажности почвы. При этом сразу определяется и величина
65
поливной нормы, для чего необходимо знать величину оптимального
увлажнения (НВ) и нижнего предела оптимальной влажности почвы (ВРК).
Имея эти почвенно-гидрологические константы, в дальнейшем необходимо
систематически контролировать фактическую влажность почвы. Для
осуществления контроля требуются специальное оборудование и
инструменты, значительные затраты ручного труда и времени. Крайне
затянулись разработка и внедрение более оперативных инструментальных
способов оценки влажности - электрических, изотопных. Основным
препятствием является причина финансового порядка.
На территории Советского Союза уже были примеры создания
информационно-советующей системы оперативного планирования
орошения (ИСС ОПО) (Каховской оросительной системы в Херсонской
области). Стартовая влажность почвы определялась нейтронным
влагомером (ВПРГ-1) и затем контролировалась не реже одного раза в
неделю, а перед поливом - через каждые 2-3 дня.
В сибирских условиях, при отсутствии эффективных методов
определения влажности почвы, нужно искать пути ускорения и
удешевления имеющегося термостатно-весового метода.
Например, повышение оперативности этого метода достигается
учёными Белоруссии на минеральных почвах с однородным
гранулометрическим составом по профилю за счёт определения влажности
почвы одного горизонта (Арнт, 1996). В частности, для слоя 0-50 см
влажность почвы коррелирует с влажностью на глубине 35 см, а в слое 0100 см - на глубине 40 см. В конкретных условиях это можно установить
практически. Только на этом можно существенно сократить количество
образцов.
Назначение сроков поливов по фазам развития основано на том, что у
сельскохозяйственных культур чувствительность к понижению влажности
почвы в разные периоды жизни неодинакова (критические периоды).
66
В Средней Азии применение этого способа оправдано, так кик
незначительное количество осадков практически не влияет на сроки
проведения поливов. Другое дело в Западной Сибири, где наблюдаются
большие колебания по годам в количестве выпадающих осадков,
неустойчивость температурного режима и динамики уровня грунтовых вод.
Проведение полива в заранее назначенный срок может совпасть с
естественными осадками и пониженными температурами. В этом случае
полив может принести даже вред, наоборот, в сухое и жаркое лето растения
не получат воду, так как полив на данное время не запланирован, а
приурочен к ещё не наступившей фазе роста и развития. Фактически
отсутствует учёт состояния влажности почвы, что не позволяет рассчитать и
поливную норму. Однако полностью отрицать этот метод в наших условиях
не стоит. Когда мы не можем обеспечить оптимальное увлажнение
растений в течение всего вегетационного периода, следует запланировать их
проведение хотя бы в критические периоды. Например, полив картофеля в
период бутонизация - клубнеобразование резко увеличит урожайность клубней, а полив кукурузы в период за десять дней до и двадцать после
вымётывания метёлки - урожайность зелёной массы.
Практики орошаемого земледелия пользуются определением срока
полива по морфологическим признакам. Они ориентируются на изменение
окраски листьев или начало их подвядания. Например, при недостатке
влаги у кукурузы листья скручиваются в трубку, у томатов листья
подвядают и становятся тёмно-зелеными и заметно опушенными у столовой
свеклы – мелкими и бордово-фиолетовыми, у капусты покрываются белым
сизоватым налётом с несколько подгибающимися краями, у лука перо
приобретает сизоватый, белесый оттенок, а кончик его пригибается. Однако
всё это указывает на то, что растения уже страдают от недостатка влаги изза упущенного срока полива, а мы уже имеем потери в урожае. Полив в
такое время, скорее хирургическое вмешательство, а не лечение. Поэтому
пользовался таким методом нежелательно.
67
Назначение сроков полива по физиологическим показателям основано
на их изменении. Сами по себе эти методы технологически просты.
Например, определение концентрации клеточного сока (ККС), по которой
судят о необходимости полива, ведут прямо в поле рефрактометром.
Установлено, что наибольшая интенсивность фотосинтеза наблюдается,
когда в клеточном соке содержится 90-95% воды и 5-10% сухого вещества.
При снижении содержания воды в клеточном соке на 2-3% происходит
заметное торможение процессов роста а в дальнейшем и увядание растений.
Значит, необходим полив. Естественно, для каждого вида растений должны
быть свои нормы. Например, ККС при орошении пшеницы должна быть 810% (Кружилин, 1977), у многолетних трав – 4,5-5,0%, у овощных культур
и картофеля – 6-10% сухого вещества.
Кроме концентрации клеточного сока, показателями сроков почтой
могут служить: осмотическое давление, сосущая сила клеток, степень
открытия устьиц. Однако на физиологическое состояние растений
оказывает влияние не только их водообеспеченность. Определённый
отпечаток накладывают погодные условия, яруса листьев, время отбора
проб, фаза роста и развития и т.п. Поэтому пока установление срока полива
по физиологическим показателям не получило распространения.
Определённое внимание уделяют методу установления сроков полива
по биоклиматическим показателям. Суть его сводится к тому, что на основе
знаний запасов влаги в почве при наименьшей влагоёмкости (верхний
предел оптимального увлажнения) и ВРК (нижний предел оптимального
увлажнения), а также подекадных значений осадков, температуры и
дефицита влажности воздуха рассчитывается предполагаемый срок полива.
Для этого используют биофизические коэффициенты для конкретной
культуры, характеризующие расход воды на 1°С или иную единицу. А затем
вносят поправки на фактически выпадающие осадки.
При современном состоянии орошаемых земель сложно надеяться на
применение методов определения сроков поливов, требующих
68
существенных затрат. В связи с этим хотелось бы обратить внимание
специалистов на возможность использования рекомендаций научно-
исследовательских учреждений по наиболее вероятным срокам поливов
конкретных культур. Например, для посевов костреца безостого второго-
четвёртого года жизни сотрудниками лаборатории орошаемого земледелия
СибНИИСХа рекомендуется проведение трёх поливов (вторая, третья
декады мая и первая декада июня) до первого укоса и трёх поливов (третья
декада июня, первая, вторая декады июля) до второго укоса (Рендов,1996).
Здесь же приводятся и нормы полива в 300-400 м
3
/га. Подобные зональные
рекомендации по большинству орошаемых культур позволяют составить
план проведения поливов на основании возможностей хозяйства.
Естественно, что в план, в зависимости от погодных условий конкретного
года, будут внесены определённые коррективы, но их легче сделать, когда
имеется определённая база.
69
Практическое занятие 5
Определение запасов влаги в почве и коэффициента водопотребления
культур на орошаемых землях (2 часа)
Цель работы: Освоить методику определения общих и продуктивных
запасов влаги в почве и расчёта коэффициента водопотребления
сельскохозяйственных культур.
Ход работы: расчёты общих запасов влаги W
формуле:
где: h – мощность слоя почвы, м;
dv – плотность почвы, г/см3;
B
– влажность почвы, %.
вес
Запасы продуктивной влаги в почве W
формуле:
где ВЗ – влажность устойчивого завядания, %.
В случае, когда в качестве исходных данных имеются показатели
пористости (S
W
W
пр
) и плотности твёрдой фазы почвы (d
0
=100*h*dv*B
общ
= 100*h*d
v
(В
пр
– ВЗ)
вес
вес
3
(м
общ
/га) ведут по
(м3/га) определяют по
), можно определить
0
плотность почвы по формуле:
dv= d0 (100- S0)
100
При наличии данных по максимальной гигроскопичности (МГ) можно
рассчитать влажность завядания:
ВЗ=1,34*МГ
Для перевода запасов влаги из кубических метров на гектар в
миллиметры используют соотношение 1 мм=10 м
Оценку запаса продуктивной влаги в метровом слое почвы проводят с
использованием общепринятой шкалы:
очень хорошие > 160 мм;
70
3
/га.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]