3 Проектирование оросительной системы для полива овощного севооборота

3.1 Определение площади овощного севооборота, количество полей и состава культур

Общий подход к проектированию орошаемого севооборота состоит в следующем: определяется оросительная способность водохранилища, для чего полезный объем водохранилища делится на средневзвешенную оросительную норму.

Далее определяется количество полей севооборота и состав культур.

Мы взяли овоще - кормовой севооборот, где чередование культур происходит следующим образом:

1. Пар занятый

2. Озимая рожь

3. Ячмень

4. Капуста

5. Свекла столовая

6. Картофель

7. Морковь

8. Капуста

В нечерноземной зоне основным способом полива является дождевание, поэтому площадь поля, его конфигурацию надо увязывать с техническими особенностями дождевальных машин, такими как дальность полета струи, ширина захвата, площадь полива на одной позиции и т.п.

С другой стороны размеры полей севооборота должны обеспечивать производительность использования сельскохозяйственной техники (длина гона агрегатов - не менее 40-500 м).

Общая площадь севооборота должна согласовываться с сезонной производительностью дождевальных машин.

3.2 Режим орошения овощных культур

На орошаемых полях необходимо создавать и поддерживать определенный, нужный для растений при данных климатических и агротехнических условиях водных режим почвы. Это достигается применением необходимого режима орошения.

Для установления оптимальных поливных режимов необходимо знать:

а) общее количество воды, необходимое растениям для создания требуемого урожая - суммарное водопотребление;

б) количество осадков и грунтовых вод, используемых растениями за период вегетации;

в) общее количество воды, которое надо подавать на гектар орошаемой площади дополнительно к естественному увлажнению за период вегетации, т.е. оросительную норму;

г) количество воды, которое надо подавать на каждый гектар за один полив, т.е. поливную норму.

На основе этих данных определяются сроки и число поливов.

Определение суммарного водопотребления

Расход воды с поля, занятого сельскохозяйственной культурой, складывается из двух основных величин: транспирации, т. е. испарения влаги растениями через листовую поверхность и испарения воды с поверхности почвы. Транспирация предохраняет растения от перегрева и является необходимым условием питания растений. Благодаря транспирации в растении возникает ток воды и растворенных в ней минеральных солей от корней к листьям. Транспирация, таким образом, является необходимым условием жизнедеятельности растений. Но полезный расход воды на транспирацию всегда в полевых условиях сопровождается испарением воды с поверхности почвы, помимо растений. Суммарный расход воды на транспирацию и испарение влаги почвой называется суммарным испарением или суммарным водопотреблением. Испарение влаги почвой, т. е. непроизводительные потери воды, могут достигать значительных величин - до 50-60 % от суммарного водопотребления. Уменьшить их можно соответствующими приемами агротехники. Большую роль при этом играют мощно развитые растения, которые затеняют почву, снижают температуру и повышают влажность воздуха в приземных слоях, уменьшая тем самым испарение.

Суммарное водопотребление - это общее количество воды, которое надо иметь на одном гектаре в течение вегетации для получения заданного урожая.

Наиболее распространенным методом определения суммарного водопотребления является метод расчета его по коэффициенту водопотребления к планируемой урожайности:

Е_сум = У*К

где: Е_сум - суммарное водопотребление, м³/га;

У - планируемая урожайность, т/га, (которая может быть получена в данном почвенно-климатическом районе, определяется сортом, теплообеспеченностью посевов, уровнем агротехники и др.)

К - коэффициент водопотребления, м³/га, (суммарное количество воды, расходуемое на транспирацию и испарение с поверхности почвы для образования единицы товарной продукции - получают на основе научных исследований в полевых опытах).

Для упрощения, вычисления производим в таблице 3 - Расчет суммарного водопотребления.

	Культура	У, т/га	К, м /га	Есум= У*К, м /га
1	Пар занятый	6	650	3900
2	Озимая рожь	2	900	1800
3	Ячмень	4,5	900	4050
4	Капуста	50	90	4500
5	Свекла столовая	40	60	2400
6	Картофель	20	110	2200
7	Морковь	30	100	3000
8	Капуста	50	90	4500

Таблица 3 - Расчёт суммарного водопотребления.

Е_сум = 3294 м³/га

Соединение орошения с правильным использованием удобрений и других приемов улучшающих почвенное питание растений, обеспечивают более экономическое использование оросительной воды.

Расчет оросительных норм

Установив величину суммарного водопотребления, надо сравнить ее с количеством воды, за счет которого будет покрываться потребность растений во влаге (запасы воды в корнеобитаемом слое почвы, образовавшиеся в осенне - зимний и ранневесенний периоды, осадки вегетационного периода, грунтовые воды, используемые растениями).

Если естественное увлажнение не покрывает потребность растений в воде, то недостающее количество воды надо подавать при помощи орошения.

Количество воды, которое нужно подать на каждый гектар орошаемой площади за период вегетации в дополнении к естественному увлажнению называется оросительной нормой.

Величина оросительной нормы вычисляется по следующему уравнению:

М_орос= Е_сум - М_прод - М_осад - М_г

где: Е_сум - суммарное водопотребление, м³/га;

М_прод = (З_н-З_к)- количество воды, используемое растениями за период вегетации из запасов влаги, накопившейся в корнеобитаемом слое почвы в осенне-зимний период, м³/га;

М_осад - осадки вегетационного периода, м³/га;

М_г - количество используемых растениями грунтовых вод, м³/га (зависит от глубины их залегания и капиллярных свойств почв).

В данном случае М_г = 0.

м,

где Н – глубина слоя;

А – объемная масса;

НВ – наименьшая влагоемкость;

ВУЗ – влажность устойчивая завяданию.

м³/га

М_орос= 3294 - м³/га, где

Р – коэффициент осадков за вегетативный период;

а – коэффициент использования осадков.

Таблица 4 – Расчёт оросительной нормы.

Культуры	У*К, м3/г	Мпрод м3/га	а*Р, м3/га	Морос м3/га
Пар занятый	3900	500	1600	1800
Озимая рожь	1800	500	800	500
Ячмень	4050	500	1600	1950
Капуста	4500	500	2500	1500
Свекла столовая	2400	500	1200	700
Картофель	2200	500	1600	100
Морковь	3000	500	2000	500
Капуста	4500	500	2500	1500
Итого				8150

Расчет поливных норм

Оросительные нормы в условиях Пермской области достигают значительных величин, поэтому воду подают на орошаемое поле отдельными частями в период, когда растения наиболее нуждаются в дополнительной влаге.

Количество воды, которое необходимо подавать на 1 га за один полив, называется поливной нормой.

Для расчета поливной нормы применяется формула:

m = 100* Н *А* (В_НВ -В_пред)

где: m - поливная норма, м³/га;

Н - активный слой почвы, м;

А - объемная масса почвы, т/ м³;

В_НВ - влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости (НВ) почвы, % от веса сухой почвы;

В_пред - влажность почвы перед поливом, % от веса сухой почвы (В_пред=0,8)

m = 100*0,3*1,1*(24% - 19,2%) = 158,4 м³/га

Таким образом, для определения поливной нормы надо знать глубину или мощность развития основной массы корней растений, объемную массу почвы, наименьшую влагоемкость почвы и предполивную влажность.

У большинства овощных культур и трав глубина активного корнеобитаемого слоя почвы не превышает 50-60 см.

В начале вегетации корневая система проникает неглубоко, а в середине и во второй половине вегетации она проникает ниже пахотного горизонта. Поэтому глубина увлажнения, а следовательно и поливная норма в начале вегетации будет меньше, чем в середине и конце ее.

Определение сроков поливов

Определение сроков поливов и своевременное их проведение является наиболее ответственной и трудной задачей в поливном земледелии. Надо делать полив в тот момент, когда растения больше всего нуждаются в воде. В умеренно влажной зоне часто один – два, но своевременно проведенных полива, решают успех урожая.

Для определения срока полива пользуются различными прие­мами. К ним относятся: способы определения срока полива по внешним, морфологическим признакам растений; по влажности почвы; по фазам развития растений, по физиологическим показате­лям растений; по среднесуточным температурам воздуха и расходам воды.

Наиболее точно и обоснованно срок полива можно определить по влажности почвы. Суть этого способа заключается в том, что не­обходимо производить систематические измерения влажности поч­вы (не реже одного раза в неделю) и как только влажность почвы снижается до влажности угнетения роста растений (ВУ), необходимо производить полив.

Широкое внедрение этого способа и его использование в практике сдерживается из-за его трудоемкости. Относительно про­ще сроки поливов можно определить, пользуясь зависимостью между расходами воды и среднесуточными температурами воздуха. Такая зависимость установлена на основе многолетних полевых исследо­ваний.

Ориентировочно среднюю продолжительность межполивных периодов в зависимости от величины поливной нормы и среднесу­точной температуры мы определили по таблице. В данном случае он составил 6 дней.

Если в промежутке между очередными поливами выпадает дождь, то эти осадки надо прибавить к поливной норме, учитывая, что 1 мм дождя в расчете на 1 га дает 10 м³ воды.