Литература: (3) с. 38-52; (6) с. 28-56. Вопросы для самопроверки: Что понимается под водным режимом почвы? - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Литература: (3) с. 38-52; (6) с. 28-56. Вопросы для самопроверки: Что понимается - страница №1/1




Тема 5 - Режим орошения (поливов) сельскохозяйственных культур

Вопросы:

  1. Водно-физические свойства почвы

  2. Требования растений к водно-воздушному режиму почвы

  1. Методы регулирова­ния водного режима почв

  2. Оросительная норма

  3. Поливная норма вегетационного полива

  4. Поливная норма влагозарядкового полива

  1. Графики водоподачи

  2. Виды поливов

  3. Методы назначения сроков проведения вегетационных поливов

Литература: (3) с.38-52; (6) с. 28-56.

Вопросы для самопроверки:

  1. Что понимается под водным режимом почвы?

  2. Методы регулирования водного режима (приемы сохранения влаги).

  3. Причины недостатка влаги в почве.

  4. Дать определение влажности почвы.

  5. Что такое влагоемкость почвы?

  6. Под действием каких сил происходит процесс впитывания воды в почву?

  7. Под действием каких сил происходит фильтрация воды?

  8. Виды влагоемкости.

  9. Что такое водопроницаемость?

  10. Дать определение объемной массы почвы.

  11. Что понимается под активным слоем почвы?

  12. От чего зависит глубина активного слоя?

  13. Назвать глубину активного слоя для групп культур.

  14. Что понимается под водопотреблением (коэффициент водопотребления)?

  15. Что понимается под режимом орошения (режимом поливов)?

  16. Требования, предъявляемые к режиму орошения.

  17. Что понимается под оросительной нормой?

  18. Формула для расчета оросительной нормы.

  19. Что понимается под поливной нормой вегетационного полива?

  20. Формула для расчета поливной нормы вегетационного полива.

  21. Что понимается под поливной нормой влагозарядкового полива?

  22. Формула для расчета поливной нормы влагозарядкового полива.

  23. Формула для расчета расхода воды.

  24. Что называется поливным периодом? (его продолжительность в зависимости от групп культур).

  25. Что понимается под межполивным периодом? (его продолжительность в зависимости от групп культур).

26. Что понимается под графиком водоподачи?

27. Каким образом строится график водоподачи?

28. В связи, с чем возникает необходимость укомплектования неукомплектованного графика водоподачи?

29. Правила укомплектования неукомплектованного графика водоподачи.

30. Виды поливов.

31. Методы назначения сроков проведения вегетационных поливов.



I

Содержание воды в почве, выраженное в процентах от массы сухой почвы, называется весовой влажностью почвы. Она изменяется по сезонам года в зависимости от количества осадков, поливов, испарения и расходования влаги растениями.

Способность почвы вмещать и удерживать в себе при определенных условиях некоторое количество воды называется ее влагоемкостью.

Различают полную влагоемкость, наименьшую и капиллярную.



При полной влагоемкости вода в почве заполняет все поры. В полевых условиях такое увлажнение возможно при наличии слоя воды на ее поверхности: на лиманах и рисовых чеках, в первые часы после полива напуском по полосам и затоплением чеков, в западинах после таяния снега и больших дождей.

При наименьшей влагоемкости вода удерживается в капиллярных порах, а в более крупных порах частично защемляется воздухом при увлажнении с поверхности почвы. Последнее и отличает наименьшую влагоемкость от капиллярной.

Под капиллярной влагоемкостью понимается количество воды, удерживаемое почвой только в капиллярных порах. Количественно капиллярная влагоемкость несколько ниже наименьшей. Капиллярная влага заполняет все тонкие поры (радиус пор «капилляров», от 2∙10 -1 до 5∙10 -1 ) почвы и способна передвигаться по ним во всех направлениях. Из нижних слоев она поднимается тем выше, чем тоньше капилляры. В зависимости от типа почвогрунтов высота подъема составляет: глина – 300-500 см; суглинок – 150-300; супесь - 100-150 и песок – 50-100 см.

Капиллярные, или менисковое силы обусловливаются поверхностным натяжением воды. Молекулы поверхностного слоя воды находятся под влиянием односторонне направленного притяжения, которое оказывает давление на всю массу жидкости. Для воды оно достигает 11 тыс. атмосфер. Вследствие этого поверхность воды обладает некоторым количеством свободной энергии величина которой пропорциональна поверхности жидкости.

Все вышеназванные виды называются свободными и используются растениями.

Почвенная влажность устойчивого завядания растений – влажность, при которой растения начинает обнаруживать признаки завядания, не исчезающие при перемещении в атмосферу, насыщенную водяными парами; нижний предел доступности растениям влаги. Для супесчаных почв она составляет – 3-4%; легких суглинистых -4-7; среднесуглинистых – 7-9; тяжелосуглинистых – 9-12; и глинистых – 14-18% от абсолютно сухой массы.

Величины влагоемкости зависят от гранулометрического, минералогического и химического состава почвы, ее плотности и скважности .

Различают понятие еще о критической глубине уровня грунтовых вод. Это глубина зеркала грунтовых вод, при которой испарение минерализованных грунтовых вод с поверхности почвы вызывает самую начальную стадию засоления почвы. Определение критической глубины грунтовых вод очень важно для проектирования дренажных устройств при освоении территории с засоленными почвами.

Объемная масса почвы в граммах 1см3 сухой почвы при естественном сложении.

Почва может быть рыхлого или плотного сложения. В зависимости от этого изменяется и ее объемная масса. Величина объемной массы (плотность) почвы зависит от минералогического и гранулометрического состава, содержания перегноя и плотности сложения. Она существенно влияет на водный, воздушный и тепловой режимы почвы, а следовательно, на развитие растений. В перегнойных горизонтах объемная масса почвы колеблется от 0,8 до 1,2 г/см3 ; в минеральных она достигает 1,4-1,6 г/см3.

Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная объемная масса – 1,00-1,15 г/см3.

Под водопроницаемостью понимают свойство почвы и грунта проводить воду, от водопроницаемости почвы зависит действие осушительных систем, режим орошения, дебит колодцев и пр.

Н.А. Качинским предложена градация почв по водопроницаемости. Если почва пропускает за час более 1000 мм воды при напоре воды 5 см и температуре последней 10º, водопроницаемость считается провальной, от 1000 до 500 излишне высокой, от 500 до 100 – наилучшей, от 100 до 70 – хорошей, от 70 до 30 – удовлетворительной, менее 30 мм – неудовлетворительной.

Скорость фильтрации со временем снижается. Водопроницаемость почвы зависит от величины порозности и размера пор. Для разных почв и грунтов водопроницаемость сильно варьирует. В сухую почву вода поступает сравнительно быстро, а затем скорость поступления воды уменьшается до некоторой более или менее постоянной величины. Это происходит потому, что в сухую почву вода поступает под действием трех сил: молекулярных, капиллярных и гравитационных, по мере повышения влажности почвы прекращается действие сначала молекулярных, а затем и капиллярных сил, и поступление воды в почву происходит только под действием гравитационных сил.

Различают две стадии водопроницаемости – впитывание и фильтрацию. Когда поры почвы лишь частично заполнены водой, тогда при поступлении воды наблюдается ее впитывание в толщу почвогрунта; когда почвенные поры полностью насыщены водой, происходит фильтрация воды, то есть движение в условиях сплошного потока жидкости.

Под действием молекулярных и капиллярных сил образуется пленочная капиллярная влага, т.е. происходит процесс впитывания воды в почву; под действием гравитационных сил происходит фильтрация воды через крупные поры почв, т.е. движение грунтовой (гравитационной)воды.

Растение потребляет почвенную влагу из всего корнеобитаемого слоя мельчайшими корневыми волосками. Однако корни в этом слое размещены неравномерно. Подавляющая масса их расположена в верхней половине или в верхней трети корнеобитаемого слоя. Слой почвы, в котором находится основная масса корневой системы культурных растений, называется активным слоем почвы.

На протяжении вегетационного периода корнеобитаемый слой увеличивается, растет и водоснабжающий слой. Толщина активного слоя почвы у различных растений неодинакова. Так, для зерновых культур она находится в пределах 0,6-0,8 м; для многолетних трав – 0,8- 1, для овощных – 0,4-0,5; для садов и виноградников – 0.8-1,5 м. Меньшую глубину активный слой имеет в начальные фазы развития растений. Водно-воздушный режим регулируется в активном слое почвы.

С ростом активного слоя почвы необходимо увеличивать количество воды на полив и уменьшать число поливов. Чем меньше активный слой, тем меньше требуется воды для его промачивания, но тем быстрее иссушается увлажняемый слой и чаще надо поливать.

В результате жизнедеятельности растения потребляют из почвы воду вместе с питательными веществами. Поглощенная вода испаряется с поверхности листьев. Этот процесс называется транспирацией. Транспирация зависит от условий внешней среды и бывает тем больше, чем выше температура воздуха и почвы, ниже относительная и абсолютная влажность воздуха, моложе растение и больше испаряющая поверхность его вегетативных органов. С повышением плодородия почвы транспирация уменьшается. Одновременно с транспирацией вода испаряется с поверхности почвы.

Соотношение между транспирацией и испарением с поверхности почвы значительно колеблется и зависит от степени затенения почвы растениями, а следовательно, - от фазы развития растений и их особенностей. Кроме того, на испарение с поверхности почвы влияет и ее состояние. Испарение с сухой и взрыхленной поверхности меньше, чем с влажной, с ненарушенным строением. Поэтому при определении затрат воды на возделывание той или иной сельскохозяйственной культуры учитывается испарение воды через листья и испарение с поверхности почвы. Это суммарное испарение называют водопотреблением или эвапотранспирацией.

Величина водопотребления зависит от климатических условий, количества тепловой энергии, поступающей на поверхность, влажности почвы, вида и урожайности возделываемой культуры. Затраты воды на единицу полученного урожая зерновых культур составляет 600-700 м3/т, а овощных 100-500м3/га. Водопотребление сельскохозяйственных культур увеличивается с повышением порога предполивной влажности или при непрерывном снабжении растений водой. Однако в связи с ростом урожая расход воды на единицу уменьшается.




II

Для развития и роста сельскохозяйственных культур необходимо одновременно свет, тепло, вода, воздух и пища. Вода, воздух и минеральные вещества являются исходным материалом для создания органического вещества под действием света в процессе фотосинтеза.

В период вегетации растения потребляют огромное количество воды (99,8% на транспирацию и только 0,2% - на построение своих органов). Вода поступает из почвы в растение через корни постоянным током. Чтобы растение нормально развивалось, этот ток должен пополнять все потери воды, то есть в почве должен быть достаточный запас продуктивной влаги.

Это одно из основных требований предъявляемых растениями к водно-воздушному режиму любой почвы. Для удовлетворения этого требования влажность почвы должна быть всегда близка к наименьшей влагоемкости.

Одновременно с водой в почве должен быть и кислород, который непрерывно расходуется на дыхание корней растений и аэробных бактерий, на окислительные процессы, происходящие в почве.

Таким образом, второе основное требование предъявляемое растениями к водно-воздушному режиму почвы это постоянный приток воздуха в почву.

Водный, воздушный и пищевой режимы почвы взаимосвязаны и наиболее благоприятны для растений тогда, когда в почве все капиллярные промежутки заполнены водой, а некапиллярные воздухом. Однако такого статистического положения в природе нет.

Из почвы вода постоянно расходуется на испарение с ее поверхности и на транспирацию. Поэтому соотношение в почве воды и воздуха постоянно меняется. При этом влажность почвы в условиях орошения не должна опускаться меньше минимально допустимой, при которой начинает замедлятся накопление растительной массы.




III

Основными причинами недостатка влаги в почве является: климатические условия (малое количество осадков и неравномерное их выпадение), недостаточная водовместимость корнеобитаемого слоя, как результат слабой его окультуренности, неправильная обработка почвы (не способствующая задержанию в почве влаги).


Регулирование водного режима почвы (совокупность явлений поступления, передвижения и удерживания влаги) в таких условиях должно быть направлено в первую очередь на максимальное использование природных вод и, в случае недостаточности этих мер на искусственное пополнение запасов влаги в почве и повышении влажности воздуха.

Водный режим почв при недостаточности в них влаги регулируется разными методами.



Уменьшение испарения воды почвой. Оно достигается соответствующими агротехническими способами и приемами, получившими название агролесомелиоративных мероприятий. К этому методу можно отнести следующие приемы: рыхление почвы; внесение органических удобрений; загущение посевов и повторные культуры; ликвидация плужной подошвы; планирование поверхности; мульчирование почвы; сохранение минимальной испаряющей поверхности поля в сочетании по возможности с полезащитными лесонасаждениями; устранение фильтрации из каналов.

Уменьшение испарения воды растениями. Для этого возделываются растения с низким транспирационным коэффициентом; уничтожение сорняков; уменьшение коэффициента водопотребления и применение полезащитных лесонасаждений.

Повышение аккумуляционной способности корнеобитаемого слоя минеральных почв и увеличение водоотдачи торфяных почв. Мероприятия по окультуриванию почв и увеличению глубины корнеобитаемого слоя, а на засоленных почвах как агротехнических, так и гидротехнических (промывка засоленных почв с устройством дренажа).

Уменьшение и прекращение стока воды по пахотному слою и по поверхности. Оно достигается соответствующими приемами обработки почвы (поперечная на склонах), ликвидация плужной подошвы, устройство борозд, щелей, валиков и окультуривание корнеобитаемого слоя, снегозадержание в сочетании с полезащитным лесоразведением.

Усиление капиллярного подъема воды из нижележащих слоев. Оно достигается уплотнением почвенного слоя (прикатывание) и возделывание сельскохозяйственных культур с глубоко проникающей корневой системой.

Искусственное увлажнение почвы орошением.

IV

Для обеспечения растений водой в нужном количестве во все фазы его развития надо поливами поддерживать оптимальную влажность в корнеобитаемом слое почвы. При понижении влажности почвы растения увядают, а при повышении страдают от недостатка воздуха в почве.

По В.Р. Вильямсу, основным условием, определяющим потребность растений в воде является продолжительность так называемых критических фаз развития растений: прорастание, кущение, цветение и созревание. В эти фазы растения наиболее чувствительны к недостатку влаги в почве.

Для правильного установления режима орошения данной культуры надо знать ее требования к водному режиму почв. Потребность в воде от начала развития постепенно возрастает и в период полного развития вегетативных органов бывает наибольшей. В период созревания культур водопотребление сильно сокращается и в конце созревания потребность в воде полностью прекращается.

Почвенная влага постоянно расходуется на испарение. Поэтому чтобы поддерживать в почве оптимальную влажность для различных культур, оросительная система должна непрерывно подавать воду в почву в требуемом количестве. Практически это возможно только при поливе затоплением риса, при подпочвенном орошении с устройством автоматической подачи воды в почву или при импульсном и капельном орошении.

При поливе по полосам, бороздам и дождеванием запасы воды в почве пополняется периодически прерывисто: во время полива вода аккумулируется в почве, а после полива расходуется растениями.

До полива влажность почвы должна быть не ниже минимальной, то есть растения не должны страдать от недостатка воды, а после полива – не выше наименьшей влагоемкости, чтобы к корням растений поступал воздух.

Режим орошения (совокупность числа, норм и сроков поливов) должен обеспечивать оптималь­ный для данной культуры водный режим корнеобитаемого слоя почвы при данных конкретных природных и агротехнических ус­ловиях. Режим поливов каждой культуры орошаемого севооборота при данных агроклиматических условиях должен отвечать следующим требованиям:

соответствовать потребностям растений в воде в каждую фазу развития, обеспечивать получение высоких урожаев данной культуры при определенной агротехнике с внесением удобрений и необходимые сроки созревания.

осуществлять наиболее точно требуемое регулирование водного и связанных с ним питательного, солевого и теплового режимов почвы;

повышать плодородие орошаемых земель, не допуская эрозии, заболачивания и засоления почвы;

отвечать плановым заданиям, организации труда в хозяйстве и повышать производительность труда.

Величину оросительных и поливных норм, сроки полива сельскохозяйственных культур определяют двумя методами.

Первый - на основании данных опытных учреждений и практики передовиков для старых районов орошаемого земледелия.

Второй устанавливается на основе расчета. Вначале определяется количество воды, необходимое для развития данной культуры за весь вегетационный период. Это так называемая величина суммарного водопотребления Е, которая выражается в кубических метрах на гектар площади (м3 /га).

Величина суммарного водопотребления Е определяется в зависимости от величины планируемого урожая данной культуры по формуле:



Е= КУ,

где К – коэффициент водопотребления;

У – планируемая урожайность.

В течение вегетационного периода из атмосферы выпадают осадки, часть которых впитывается в почву. Для определения величины впитавшихся в почву осадков А за вегетационный период необходимо помножить количество выпавших за этот период осадков А на коэффициент их использования μ,

который зависит от структуры почвы и от зоны расположения орошаемого участка. Таким образом,

А = А μ

Количество выпадающих осадков А определяется по данным ближайшей метеостанции. Кроме того, растение может использовать ранее накопившуюся в почве влагу W. Следовательно, для нормального развития растения необходимо ввести в почву не Е м3/га, а Е- (А+ W), м3/га.

Используемые внутренние запасы влаги в почве ∆ W за вегетационный период определяется как разность между величинами запасов влаги в активном слое (в котором расположена основная [до 90%] масса корневой системы растения) почвы в начале расчетного периода Wнач. и в конце его Wкон. или

Wнач. - Wкон. = 100 · h ·α · (γнач. –γкон.),

где h – глубина активного слоя почвы, м;

α – объемная масса этого слоя почвы, г/см3;

γнач.начальная влажность почвы перед посевом однолетних культур или перед возобновлением активной вегетации многолетних трав, в процентах от массы абсолютной сухой почвы;

γкон - конечная влажность почвы при уборке однолетних культур перед возобновлением активной вегетации многолетних трав, в процентах от масы сухой почвы.

При неглубоком (менее 2,5 м) залегании грунтовых вод необходимо учитывать количество влаги, поднимающейся в активный слой почвы снизу по тонким порам, образующимися между отдельными мелкими частицами почвы (так называемыми капиллярами) – капиллярной влаги Wгр. Теперь можно подсчитать количество воды, которое необходимо расходовать для орошения данной культуры на каждый гектар орошаемой площади в течение вегетационного периода, т.е. величину оросительной нормы М:


М = Е – А - W - Wгр, или

М = КУ – 10 А μ – (Wнач. – Wкон.) – Wгр, м3/га.

Общий объем воды, подаваемый на орошаемые поля в течение всего оросительного сезона для одной культуры, называется оросительной нормой (М) и выражается в кубических метрах на 1 га.

В зависимости от климатических, почвенных и агротехнических условий величины оросительных норм по разным районам и годам в среднем колеблется в следующих пределах (по акад. А.Н. Костякову), м3/га:


пшеница 200-600;

кукуруза 2000-5000;

люцерна 2000-6000;

сады 1000-4000;

пропашные 1600-3500.




V

Верхний (активный) слой почвы может удержать в себе только определенное количество влаги в зависимости от наименьшей влагоемкости почвы. Величина оросительной нормы превышает это предельное количество влаги. Таким образом, оросительную норму можно подавать в почву лишь по частям (отдельными поливами), причем в каждый полив количество воды не должно превышать наименьшую влагоемкость почвы, так как переувлажнение почвы вредно для развития растений.

Количество воды, подаваемое за один полив на площадь в один гектар для повышения влажности почвы от естественного состояния на день полива до уровня благоприятного для роста и развития растений (в пределе до наименьшей влагоемкости) называется поливной нормой m.

Поливная норма (m) рассчитывается следующим образом.

Если известны глубина распространения корневой системы растения h м, то объем корнеобитаемого слоя на 1 га составляет 10000·h· α м3.

При объемной массе почвы α г/ м3 масса этого объема будет



10000∙h∙α,т

Если влажность почвы на день полива составляла α min, % от массы сухой почвы, а после полива αнв %, от массы сухой почвы, то полив должен повышать влажность почвы на αнв - α min %, от массы сухой почвы, следовательно, при поливе в почву необходимо ввести



или m вег. = 100· h·α· (γнв - γ min), м3/га.


VI

Назначение влагозарядковых поливов заключается в том, чтобы перенести часть поливов на осенний и ранневесенний периоды и дать возможность сократить число вегетационных поливов, более рационально использовать оросительную воду, технику и трудовые ресурсы.

Влагозарядковые поливы под яровые культуры позднего срока сева целесообразно проводить весной до посева, а для остальных – в летне-осенний период. Поливы должны быть закончены за 5-10 дней до посева. Это время необходимо для предпосевной подготовки почвы.

Перед расчетом нормы влагозарядкового полива необходимо установить сроки проведения полива и посева однолетних культур или начала отрастания многолетних трав. Ориентировочные сроки приведены в таблице.


Таблица – Ориентировочные сроки полива и посева однолетних культур или отрастания многолетних трав

Группы культур

Время проведения полива

Посев однолетних культур или отрастание многолетних трав

Многолетние травы посева прошлых лет

октябрь текущего года

II-III декады марта будущего года

Ранние яровые

октябрь текущего года

III декада марта – I декада апреля будущего года

Поздние яровые

апрель

III декада апреля – I-II декады мая

Озимые зерновые

август – сентябрь текущего года

II-III декады сентября,

I декада октября текущего года



Озимые кормовые

август текущего года

III декада августа – I декада сентября текущего года

При влагозарядковых поливах глубина увлажняемого слоя почвы может быть принята: многолетние травы посева прошлых лет – 1 м; кормовые, зерновые, технические – 0,8 м; овощных культур – 0,6 м.

Расчет нормы влагозарядкового полива проводят по формуле

m вл =100·h·α·нв -γmin ) + 10·Z - 10·μ·A,

m вл . – поливная норма, м3/га;

h – глубина увлажняемого слоя почвы, м;

α – объемная масса этого слоя, т/м3;

γнв- влажность почвы при наименьшей влагоемкости, %;

γmin- влажность почвы перед поливом, в долях от НВ

μ – коэффициент использования осадков;

А – сумма осадков за период от середины полива до посева или начала отрастания многолетних трав, мм;

Z – количество испарившейся влаги за этот же период, мм.

Суточное испарение Z определяют по формуле:



Z = 0,2 ·d,

где d – среднесуточный дефицит влажности воздуха.

Величина d в учитываемом месяце умножается на количество дней в нем, а затем суммируется за все месяцы периода, то есть от середины полива до посева или начала отрастания многолетних трав.

Таблица – Ведомость расчета нормы влагозарядкового полива

Культура



Увлажняемый слой

Количество испарившейся влаги, м3/га

10·Z


Сумма осадков, м3/га

10·μ·A


Поливная норма, м3/га

глубина,

м, h


объемная масса, α г/м3



влажность почвы,%

при наименьшей влагоемкостии, γнв

пред

поливная


γmin

расчетная

принятая с округлением

от полива до посева однолетних культур или отрастания многолетних трав посева прошлых лет









VII

Количество поливов можно определить путем деления оросительной нормы М на поливную норму mвег.

Сроки второго и последующего поливов определяют исходя из условия, что влажность в почве γmin предполивная, достигшая в момент предыдущего полива величины γнв не должна быть меньше допустимой минимальной влажности (равной удвоенному значению коэффициента увядания) для данного растения.

Таким образом, полив следует назначать тогда, когда влажность в активном слое почвы близка к допустимой минимальной влажности. Календарные даты поливов необходимо приурочивать к фазам развития растения, в противном случае культуре можно нанести большой урон.

Сроки поливов на протяжении вегетации зависят от биологических особенностей выращиваемой культуры, погодных условий, характера почвогрунтов и гидрогеологических особенностей орошаемых земель. Поливы обычно распределяют так, чтобы обеспечить растения влагой в так называемые критические периоды, когда растения наиболее чувствительны к подсушиванию почвы. Критический период ( по Б. А. Шумакову) наступает во время следующих фаз развития:

озимая и яровая пшеницы - выход в трубку - налив зерна;

просо- выметывание метелки - налив зерна;

гречиха – цветение;

сорго – образование соцветий - налив зерна;

кукуруза – за 10 дней до и 20 дней после массового (50%) выметывания метелок;

зернобобовые – бутонизация – цветение;

подсолнечник – образование корзинки – цветение;

картофель – бутонизация – массовое клубнеобразование;

бахчевые – цветение – начало созревания.

Обычно полив начинают или в срок наступления соответствующей фазы развития растения, или 3-5 дней спустя. Полив не рекомендуется растягивать, так как это приводит к снижению урожая. Обычно продолжительность поливного периода колеблется от 3 до 12-15 дней в зависимости от сельскохозяйственных культур и климатических условий.

Расчет поливного режима для всех культур рассматриваемого орошаемого участка выполняется аналогично расчету поливного режима отдельной культуры. В итоге подсчитывают общее количество воды, необходимое для орошения всего участка. Чтобы сделать это, после установления норм и сроков полива каждой культуры определяют количество воды, требующееся на орошение (или расход).

В

F·m
еличину расхода каждой культуры определяет при круглосуточном поливе по формуле:


, л/с

где m – поливная норма;

F – чистая площадь, занимаемая данной культурой;

t – поливной период в сутках, в течение которого проводится полив культуры.

Суммарный расход, определяемый путем графического суммирования расходов всех культур за каждый день вегетационного периода. По оси абсцисс откладывают в масштабе календарное время оросительного периода с указанием месяцев, декад и дней, а по оси координат – расход. Поливы каждой культуры на графике изображают в виде прямоугольников, ширина которых означает продолжительность полива, а высота – расход в л/с. На каждом прямоугольнике пишут порядковый номер полива и чертят условный знак (штриховка, раскраска) поливаемой культуры.

Построение графика начинают обычно с культуры, имеющей наибольшее число поливов или наибольшую продолжительность поливных периодов. Закончив построение графика водоподачи одной культуры, приступают к построению графика водоподачи другой культуры, затем третьей и т.д.

Если поливы двух или более культур полностью или частично совпадают во времени, то в эти дни ординаты (расходы) суммируют и прямоугольники частично или полностью надстраивают один над другим. Построив расходы всех культур, получают неукомплектованный график водоподачи всех культур орошаемого севооборота.

Этот график характеризуется достаточно большим колебанием ординат. Проводить поливы по такому графику неудобно, так в одни периоды получается потребность в воде очень большая, а в другие – совсем незначительная. Соответственно этому на орошаемый участок необходимо подавать то очень большое количество воды, то очень малое. Расчет каналов орсительной системы и ее оборудования приходится выполнять, ориентируясь на самое большое количество подаваемой воды, а работать при таком режиме система будет крайне редко. Кроме того, отмеченная неравномерность подачи воды вызывает существенные трудности и при эксплуатации оросительной системы.

Полив по неукомплектованному графику водоподачи практически невозможен еще и потому что в соответствии с колебаниями ординат расхода должно изменяться и потребное число поливальщиков, дождевальных машин и пропашных агрегатов для своевременной послеполивной культивации.

Таким образом, полив по неукомплектованному графику экономически невыгоден и технически неприемлем.

По этим и еще многим другим соображениям стремятся выровнять координаты графика, укомплектовать его.

При укомплектовании соблюдаются следующие условия:

количество воды, назначенное для данного полива данной культуры, не изменяется, т.е. Qнtн = Qуtу;

полив нельзя производить позже намеченного срока; начать его можно не

раньше чем за 3 дня до срока, и следовательно, изменение поливного периода достигается в основном лишь его сжатием;

это сжатие не должно быть чрезмерным и определяется:

увязкой новой длительности полива и послеполивных операций (вспашка, культивация), с одной стороны, и числа поливальщиков, мощности машинного парка, численности рабочих и распорядка других работ в хозяйстве, с другой;

условием, чтобы расход воды в секунду не был чрезмерно велик, что бывает при очень сильном сжатии поливного периода.

Средняя дата полива может передвинуться при укомплектовании не больше чем на 3 суток;

Интервал между средними датами двух соседних поливов одной и той же культуры (межполивной период) может изменяться (особенно – удлиняться) не более чем на 3 суток.

Сжимая поливные периоды отдельных культур, стремятся устранить совпадение их и тем уничтожить пики.

Благодаря этому максимальные ординаты графика могут быть значительно снижены (на 20-30% и более) в результате чего:

снижаются расчетные расходы, уменьшаются размеры канала;

работа канала становится более равномерной во времени;

достигается лучшая увязка с системным планом водопользования и пропускной способностью каналов.

При эксплуатации график поливов предпочитают комплектовать так, чтобы поливы различных поливных участков шли последовательно, один за другим, а не одновременно.

График поливов учитывает столь много индивидуальных особенностей культур, почвы, климата, хозяйства, оросительной и агротехнической техники, что тоже становится строго индивидуальным, как, например, график подкормок. Поэтому он строится только для данного хозяйства или небольшой оросительной системы, никакой экстраполяции на другие орошаемые участки, даже близко расположенные, не подлежит и почти ежегодно перестраивается с учетом изменения определяющих его факторов.

VIII

В зависимости от назначения различают следующие виды поливов:



влагозарядковые (запасные) поливы проводят до посева однолетних сельскохозяйственных культур или в период прекращения активной вегетации многолетних трав. Главная задача влагозарядки – увлажнить корнеобитаемый слой почвы, создать запас влаги для сельскохозяйственных культур на время их вегетации. Вода в глубоких слоях почвы хорошо сохраняется в течение многих месяцев и усваивается растениями, когда в эти слои проникнут корни. При влагозарядке увлажняется слой почвы глубиной 1-2 м.

Влагозарядочные поливы эффективны в тех районах, где в осенне-зимний период выпадает недостаточное количество осадков, чтобы увлажнить корнеобитаемый слой почвы до наименьшей влагоемкости.

Влагозарядочные поливы создают хорошие условия для получения дружных всходов и проникновения корней в глубокие слои почвы. На полях, где проведена влагозарядка, растения, поглощающие воду из глубинных слоев почвы, менее чувствительны к недостатку водоснабжения перед очередным вегетационным поливом.

Влагозарядочные поливы способствуют очищению поля от сорняков, усиливают микробиологическую деятельность в почве и, таким образом, накоплению растворимых питательных веществ.

В получении высокого урожая озимых культур влагозарядковые поливы могут иметь решающее значение. Они очень важны также для скороспелых яровых и культур с мощной корневой системой – кукурузы, свеклы, безрассадных помидоров, люцерны, садов, виноградников и др.

Влагозарядковые поливы проводят большими поливными нормами – 800-1500 м3/га обычно по глубоким бороздам или напускам по полосам.

Различают предпосевной влагозарядковый, который проводят перед посевом, с целью не только получения дружных и полных всходов, но и создания запасов влаги в более глубоких слоях почвы; и влагозарядковый полив проводимый в осенний или предзимний период, с целью создания запасов воды для яровых колосовых, сахарной свеклы, многолетних трав, плодовых культур и винограда.

Влагозарядку не проводят на просадочных почвах и на участках с близким залеганием грунтовых вод. В последнем случае может возникнуть потребность во влагозарядочных поливах лишь в очень засушливые годы.

Провокационный полив дают с целью вызвать прорастание семян сорняков, которые уничтожают предпосевной культивацией. Провокационный полив имеет большое значение на засоренных землях в степных районах, где из-за сухости почвы семена сорняков накапливаются и в естественных условиях не прорастают. Поливы проводят обычно осенью после уборки урожая. Вначале дают предпахотный полив с использованием существующей поливной сети, а затем после всходов сорняков проводят культивацию. Эту операцию повторяют несколько раз с применением вспашки на разную глубину. Сорняки уничтожают не только в одном верхнем, но и в более глубоких слоях почвы. Для провокационных поливов выгодно применять дождевание с промачиванием почвы на 0,25 – 0,30 м.

Предпахотные поливы проводят при пересыхании почвы до вспашки.

Задача его – увлажнить пахотный слой и создать благоприятные условия для высококачественной обработки почвы. Если возникает потребности в проведении предпахотного полива и позволяют почвенные условия, поливную норму целесообразно увеличить, чтобы предпахотный полив одновременно выполнял функцию влагозарядкового.



Предпосевной полив проводят с целью увлажнения почвы и получения дружных и полных всходов, укоренения и быстрого роста и развития сельскохозяйственных культур в начальной , по существу решающей, период жизни растений. Предпосевной полив обычно проводят небольшой нормой 600-800 м3/га, с расчетом увлажнения слоя почвы в 0,6 – 0,8 м. Поливы проводят по бороздам, напуском по полосам и даже многоопорными дождевальными машинами.

Подпитывающие поливы по существу относятся к провокационным поливам, но применительно не к сорнякам, а к культурным растениям - зерновым, сахарной свекле и др., когда неожиданно вслед за посевом устанавливается длительная (в течение 2-3 недель) сухая погода и семена не прорастают.

Если вовремя не провести полив, то наклюнувшиеся семена погибнут. Подпитывающие поливы удобно проводить дождевальными машинами.

Посадочные поливы применяют главным образом при рассадной культуре для улучшения приживаемости и начального развития рассады.

Подкормочные поливы применяют для внесения и равномерного распределения удобрений в соответствии с потребностями растений в питании. Сроки подкормочных поливов и применяемые удобрения устанавливают с учетом биологических особенностей культур.

Вегетационные поливы являются основными поливами сельскохозяйственных культур. Для их осуществления надо знать не только биологию сельскохозяйственных культур, но и сроки наступления наиболее ответственных фаз и периодов роста и развития растений.

Освежительные поливы нормой 50-100 м3/га особенно эффективны для большинства культур (овощные, чай, картофель, свекла и др.) при атмосферной засухе, когда в связи с перегревом листьев задерживаются процессы ассимиляции.

Промывные поливы проводят, как правило, в весенний или осенне-зимний периоды с целью удаления из почвогрунтов в дренажную сеть избытка водорастворимых солей. Промывные поливы выполняют большими нормами – 4-6 тыс. м3/га и более с целью капитальной промывки почвы или сравнительно небольшими нормами в профилактических или эксплуатационных целях. Капитальную промывку проводят обычно 1-2 раза за ротацию севооборота, профилактическую – через 1-2 года. Её проводят обычно осенью в виде влагозарядкового полива повышенной нормой – 2,2-5 тыс.м3/га напуском по полосам или чекам.

В ряде случаев при одном поливе можно выполнять различные хозяйственные задачи, например, при сочетании предпахотных и провокационных поливов с влагозарядковыми.


IX

Наивысший технический и биологический эффект от орошения в значительной мере зависит от правильности выбора времени для полива. В схеме поливов лишь в общем, приближенно, намечают его сроки. Конкретно же время полива устанавливают в процессе развития растений: учитывают их состояние, потребность в воде и условия влагообеспеченности.

Стандартным является установление срока полива по заданной влажности почвы. Чтобы применять этот метод нужно заблаговременно определить опытным путем пределы допустимого снижения влажности почвы, которое не наносит существенного ущерба урожаю. Это нижний предел оптимальной влажности, переход через который предотвращается очередным поливом. Предполивную влажность устанавливают для слоя почвы, в котором размещается основная часть корней (активный слой). Так как глубина этого слоя меняется в зависимости от фаз развития растений, то для его увлажнения требуются разные нормы полива. Метод расчета полива по заданной влажности активного слоя почвы обычно довольно полно учитывает конкретные уловия влагообеспеченности. Применение этого метода требует систематических наблюдений за состоянием влажности почвы. При этом предполивную ее влажность выражают в разных показателях: в процентах от массы абсолютно сухой почвы, в процентах ее полевой влагоемкости, скважности (так называемая объемная влажность), по отношению к коэффициенту завядания, величине «мертвого» запаса влаги и т.д.

В настоящее время наряду с методом высушивания разработаны и продолжают совершенствоваться способы ускоренного определения влажности почвы: электрометрический, метод радиоактивных излучений (нейтронный, гаммаскопический).

Для производственных условий удовлетворительный вывод о состояния влажности почвы дает определение количества влаги в образце, взятом на глубине 30-40 см. Это середина активного слоя почвы. Влажность его обычно соответствует средней влажности всего активного слоя.

Приборы, установленные стационарно, могут непрерывно регистрировать состоянии влажности почвы, колебания ее водоудерживающей способности (или «сосущей» силы). Принципиально возможно автоматическое устройство, срабатывающее при уменьшении запаса почвенной влаги до определенного предела и включающее работу дождевальные или другие машины. При увеличении запаса влаги до нужной величины машины автоматически отключаются.

Есть попытки заменить определение влажности почвы косвенными показателями, характеризующими расходование почвенной влаги на транспирацию и испарение.

Таким показателем является, например сумма температур. Чем выше температура воздуха тем больше транспирация и испарение. Эту связь используют для того, чтобы по сумме температур судить о степени иссушения почвы.



T =

m +(m0 µ)
Имея прогноз среднедекадных температур (или среднемесячных) воздуха и пользуясь данными о расходе воды на 1° тепла, можно заблаговременно определить срок полива культуры. Автор метода Г.К. Льгов предлагает в этом случае пользоваться зависимостью:

Κ·t

где, Т- время (в сутках), в течение которого может быть израсходована допустимая норма воды на испарение;

m – запас допустимой нормы расходования воды на испарение, в м3 на 1 га;

m0 – эффективные осадки (более 5 мм), в м3 на 1 га;

µ – коэффициент использования осадков, равный 0,6-0,7;

К – расход воды на 1° для данного периода развития растений;

t – среднесуточная температура, по прогнозу.

Поливную норму в этом случае определяют как разность между запасом влаги, соответствующим полевой влагоемкости, и тем запасом, который остается в расчетном слое, когда будет исчерпана допустимая норма расходования воды на испарение. Этот метод, хотя и имеет невысокую точность, может быть использован в практике, и оказаться полезным. Он удобен тем, что опирается на широкодоступные метеорологические данные.

Связь между испаряемостью (со свободной водной поверхности) и суммарным водопотреблением, устанавленная С.М. Алпатьевым, можно использовать для расчета оросительных и поливных норм.

Е = 0,61 Д ,

где Е- испаряемость за сутки, в мм;

Д – средний суточный дефицит влажности воздуха, в мб.

Суммарное водопотребление или суммарное испарение за период вегетации можно рассчитать по формуле:



Е = К ∑d ,

где Е- эмпирический коэффициент суммарного испарения;

∑d – сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха.

В настоящее время (Д.А. Штойко) разработал метод диагностики полива, основанный на одновременном учете двух показателей температуры и влажности воздуха.


а

100
Расчет расхода почвенной влаги в вегетационный период проводится по формуле:

Е = ∑ t [ 0.1 tс + ( 1- ) ) ] ,

где Е – расход почвенной влаги, м3/га;

∑ t – сумма среднесуточных температур воздуха в расчетный период, в градусах;

tс - среднесуточная температура (в градусах) за расчетный период;

а – относительная влажность воздуха за расчетный период, %.

Распространено установление сроков поливов по фазам развития растений в соответствии с изменяющимися потребностями их в воде. Оно легко осуществляется, доступно для любого хозяйства и довольно широко применяется в Средней Азии и Закавказье. Поливные нормы устанавливаются опытным путем.

При построении и планировании схемы поливов с учетом прохождения важнейших фаз развития растений поливы приурочивают к календарным срокам, которые определяют как средние даты наступления соответствующих фаз. Однако как бы правильно не были спланированы поливы, в конкретных условиях в эти планы приходится вносить существенные коррективы. При наступлении запланированного срока полив в действительности может не понадобиться или оказаться даже вредным, если недавно прошли обильные дожди.

Заблаговременно намеченные календарные сроки полива неточны еще и потому, что кроме отклонения от нормы климатических показателей, в ряде случаев значительно сдвигаются и сроки наступления важнейших фаз. Не учитывается при этом действительная влагообеспеченность.

Высокую оценку получают биологические методы диагностирования поливов, учитывающие состояние растений. Для этого используются внешние показатели (изменение цвета листьев, скорости роста вегетативных и появления репродуктивных органов, потеря тургора листьями) и особенно физиологическое состояние растений (сосущая сила листьев, степень открытости устьиц и др.).

Морфологические показатели менее приемлемы для диагностирования очередных сроков полива, например, потеря тургора листьями, определяемая визуально, с запозданием указывает на недостаток воды, а иногда она является результатом не столько недостатка воды в почве, сколько чрезмерного повышения температуры и сухости воздуха. Однако опытные работники довольно успешно используют внешние признаки влагообеспеченности растений, соответствующие особенностям культуры и сигнализирующие о необходимости полива.

Физиологические показатели более надежны и дают лучшие результаты, чем определение срока полива по заранее намеченной схеме.

Величина сосущей силы листьев зависит от влажности почвы; с температурой и влажностью воздуха она связана слабее. Для практического применения физиологических показателей должны быть установлены их величины, при которых необходимо проводить очередной полив. Они могут изменяться по периодам жизни растений.

На овощных культурах хорошие результаты дает диагностирование очередных сроков полива по методу М.Ф. Лобова, основанному на установлении при помощи рефрактометра предельных показателей концентрации клеточного сока, отжатого из листьев ручным прессом.

Концентрацию клеточного сока (% сухих веществ) на юге, как и сосущую силу, определяют в 10-11 часов дня в солнечную погоду. Это важное условие точности определения срока полива, так как на протяжении дня и в пасмурную погоду физиологические показатели растений несколько изменяются.

При использовании физиологических показателей поливную норму устанавливают на основе корреляционной связи между ними и влажностью активного слоя почвы. Как правило, принятый показатель указывает на потребность растения в дополнительном увлажнении и одновременно на то, что в почве остается запас влаги.

Физиологический показатель более точно, чем влажность почвы, отображает потребность растений в засушливые и влажные годы.