Способ орошения для которого характерны наибольшие поливные нормы

Способ орошения для которого характерны наибольшие поливные нормы

Оросительная норма — количество воды, которое необходимо дать при поливах с.-х. культуре за весь период вегетации. Оросительная норма восполняет дефицит водного баланса 1 га посева, т. е. разницу между суммарным водопотреблением (расход воды на транспирацию растениями и испарение почвой) и естественными водными запасами влаги в почве. Величина оросительной нормы зависит от климатических и погодных условий, свойств почвы, особенностей растений и технологии их возделывания. Оросительная норма для хлопчатника 6-10 тыс. м 3 /га, зерновых культур до 2,5 тыс., люцерны 2-12 тыс. м 3 /га воды. Оросительную норму разделяют на поливные нормы.

Поливная норма — количество воды, подаваемое на 1 га посева орошаемой культуры за один полив. Сумма поливных норм за период вегетации должна быть равна просительной норме. Поливная норма зависит от глубины корнеобитаемого слоя почвы, подлежащего увлажнению, особенностей культуры и фазы её развития, механического состава и водно-физических свойств почвы, способа и назначения полива и др. Обычно при самотёчных вегетационных поливах поливные нормы (м 3 /га) 600-1200, при дождевании — 300-800, при влагозарядковых поливах — 1000-2000.

Е — общее водопотребление культуры, м 3 /га

У — запланированный урожай культуры, т/га,

K_в, — коэффициент водопотребления, м 3 /т — отношение суммарного расхода влаги в м 3 /га (т.е. расход на испарение из почвы плюс транспирация) к урожаю основной продукции в т/га,

H_ос — количество осадков, выпавших за вегетационный период данной культуры, мм,

μ — коэффициент использования осадков;

W_н — запас влаги в расчетном слое почвы в начале вегетационного периода, м 3 /га;

W_к — то же в конце вегетационного периода, м 3 /га;

W_г — количество воды, поступающее в расчетный слой почвы по капиллярам от грунтовых вод за вегетационный период, м 3 /га.

Различают оросительную норму нетто (M_н) и оросительную норму брутто (M_бр).

Оросительная норма нетто не учитывает потери воды на фильтрацию через стенки и дно каналов, на испарение, утечку через соединения труб и т.д., поэтому из источника орошения нужно брать воды больше на величину этих потерь.

Потери воды учитываются коэффициентом полезного действия (η) оросительных систем, который равен для закрытых 0,9-0,95 и открытых 0,6-0,8. Отсюда норма брутто определяется:

Поскольку потребность растений в воде на протяжении вегетационного периода неодинакова и частично удовлетворяется выпадающими осадками, оросительную норму следует подавать в засушливые периоды на поле не сразу, а частями.

Норма отдельного полива равна разности запасов воды в расчетном слое до и после полива.

Количество воды, которое необходимо подать на 1 га за один полив, называется поливной нормой (m) и определяется по формуле:

m = 100 h d (ß_max — ß_min), м 3 /га ,

h — глубина активного слоя почвы, м;

d — объемная масса расчетного слоя почвы, т/ м 3 ;

ß_max — влажность в % к массе сухой почвы,

ß_min — влажность в % к массе сухой почвы, соответствующая нижнему пределу увлажнения, т.е ß_min = (0,6/0,8) ß_max;

Поливные нормы и сроки полива сельскохозяйственных культур определяются графоаналитическим способом, разработанным акад.А.Н. Костяковым.

В течение вегетационного периода оросительную норму подают частями в соответствии с изменением мощности корнеобитаемого слоя, потребности растений в воде, естественным увлажнением, допустимыми пределами влажности. Чем чаще и меньше по значению поливы, тем точнее может быть выдержан требуемый режим влажности в расчетном слое, но при этом возрастают технические и организационные трудности и экономические затраты. Непрерывная подача воды, согласованная с режимом орошения, возможна только на автоматизированных системах капельного и подпочвенного орошения, которые пока не достигли достаточного уровня технического совершенства и распространения. Традиционные способы полива (поверхностный и дождевание) позволяют осуществлять только периодические поливы.

На поливные нормы влияют также мощность почвенного слоя и литологическое строение подстилающих грунтов. На маломощных почвах, подстилаемых хорошо проницаемыми грунтами, нормы уменьшают. Оказывает влияние и рельеф местности: при больших уклонах поливные нормы следует уменьшать. На засоленных и склонных к засолению почвах нормы поливов больше, чем на незасоленных. Из опыта орошения земель установлены пределы поливных норм при разных способах полива (m, мм): поверхностный — 80-120; дождевание — 15-70; капельный — 5-10; подпочвенный — 5-10.

Сроки и нормы поливов устанавливают различными методами. На работающих оросительных системах эксплуатационные режимы орошения разрабатывают на основе рекомендаций научных учреждений, опыта других хозяйств, непосредственных полевых наблюдений за всасывающей силой корней, концентрацией клеточного сока, влажностью почвы.

При проектировании или реконструкции оросительных систем разрабатывают или принимают по объектам-аналогам проектный режим орошения с расчетной обеспеченностью увлажнения.

Избранная библиография

Статьи

Ольгаренко Г.В., Цекоева Ф.К. — Нормирование орошения с использованием комплексной агрометеорологической информации (2012)

Источник

Mse-Online.Ru

Способы и техника полива

Для получения высо­ких и устойчивых урожаев в орошаемом земледелии поливы необходимо проводить с учетом биологических особенностей сель­скохозяйственных культур и почвенно-климатических условий. До­биться этого можно путем строгого соблюдения требуемого режи­ма орошения.

Режимом орошения сельскохозяйственных культур на­зывается совокупность числа, сроков и норм поливов. Он выража­ется схемой поливов и характеризуется такими показателями, как поливная норма и оросительная норма.

Поливная норма — это количество воды, даваемой за один полив, в метрах кубических на 1 га.

Оросительная норма — это общее количество воды, ко­торое расходуется при поливе культуры за весь период ее веге­тации.

Режимы орошения отдельных культур, следующие в порядке, определяемом чередованием всех культур севооборота, составляют вместе систему орошения в севообороте.

Для образования единицы сухого вещества наземной массы урожая растения расходуют определенное количество воды. Коли­чество воды, расходуемое растением на образование единицы аб­солютно сухой массы органического вещества, получило название транспирационного коэффициента однако в полевой обстановке вода из почвы расходуется не только растениями путем транспирации, но и самой почвой путем поверхностного испа­рения. Таким образом, для полевых условий важнейшее практи­ческое значение имеет суммарный расход воды с единицы площа­ди как растениями (на транспирацию), так и почвой (на поверх­ностное испарение) на образование урожая, который получил название общего водопотребления.

Коэффициент водопотребления — это общий, как производительный, так и непроизводительный расход воды в ку­бических метрах на одну тонну основной продукции. Так, на удоб­ренном фоне для условий Северного Кавказа коэффициент водо­потребления на 1 т зерна озимой пшеницы составляет 1180 м3, для кукурузы — 550, для клубней картофеля летней посадки — 280 м3. Коэффициент водопотребления этих культур без удобрений ока­зался гораздо выше. Для юга Украины коэффициент водопотреб­ления на 1 ц зерна озимой пшеницы при урожайности 40 ц/га со­ставляет 90—80 м3, а при урожайности 50 u/га — 75—65 м3.

Способы полива: поверхностный, дождеванием, внутрипочвенный, капельное орошение, мелкодисперсное орошение.

Поверхностный способ проводится по бороздам, по полосам и затоплением.

Полив по бороздам проводится преимущественно при возделывании пропашных культур, при ленточном способе посева полевых, овощных культур, а также плодовых и ягодных насаждений. Борозды бывают мелкие — 8—12 см, средние—12—16, глубокие —22 и очень глубокие — более 22 см. Расстояния меж­ду бороздами в зависимости от глубины и механического состава почвы могут быть 0,6—0,7; 0,7—0,9 и 0,9—1,1 м. Длина поливных борозд зависит от водопроницаемости почвы, уклона поливного участка и может быть равна 100—300 м.

Недостатки этого способа полива: большая трудоемкость, низ­кая производительность труда поливальщика, невозможность по­лива малыми нормами. Кроме того, если засоленные горизонты располагаются неглубоко, то возможно засоление межбороздных полос в результате испарения влаги.

Полив по полосам применяется для влагозарядки, по­лива культур сплошного, реже широкорядного, способа посева, садов.

Этот способ полива применяется на полях со спокойным релье­фом, с однородным продольным склоном от 0,002 до 0,015. По­перечный склон не должен превышать 0,005 на узких и 0,003 на широких полосах. Ширина полос колеблется от 3,6 до 20—30 м, длина — от 50 до 400 м и более. Длинные полосы нарезаются на хорошо спланированных полях с продольным склоном 0,001—0,003 и незначительной водопроницаемостью почвы.

При этом способе полива смачивается практически вся по­верхность орошаемого участка. Это особенно важно для получения дружных равномерных полных всходов сельскохозяйственных куль­тур. Такой способ полива большими поливными нормами обеспе­чивает нисходящий ток поливной воды, не допускающий подъема солей к поверхности почвы, если грунтовые воды залегают на большой глубине. Производительность труда поливальщика при этом способе выше, чем при поливе по бороздам.

Недостатком этого способа полива является уплотнение почвы на всей площади и образование поверхностной почвенной корки. При запоздании с поливом могут образовываться трещины в почве, что приводит к разрыву корневой системы растений. Для рыхления почвы требуется боронование зубовыми боронами или обработка ротационной мотыгой, игольчатой бороной. Вслед за поливом рез­ко уменьшается аэрация почвы, что сопровождается временным снижением микробиологической активности в почве и образова­нием нитратов, а накопившиеся ранее нитраты вымываются вглубь оросительной водой. Эти явления временно ухудшают азот­ное питание растений. К недостаткам этого способа полива сле­дует отнести также разрушение структуры почвы и неравномер­ность по глубине увлажнения почвы на поливном участке.

Полив затоплением проводится на участках (чеках), ограниченных земляными валиками. Он требует больших перво­начальных затрат на сооружение чеков, особенно тщательную планировку и, в ряде случаев, на устройство дренажной сети. Длительное воздействие воды при этом способе полива приводит к размыву, заиливанию и сильному уплотнению почвы.

Этот способ полива применяется при возделывании риса, для влагозарядки, при лиманном орошении и для промывки засолен­ных почв. Иногда такой способ полива используется при поливе многолетних трав, кукурузы. Склон орошаемого участка не дол­жен превышать 0,001 или он должен полностью отсутствовать.

Недостатки этого способа полива следующие. Прежде всего, расходуется большое количество воды. Вследствие длительного затопления чеков почва разобщается с приземным слоем воздуха, на длительное время прекращается газообмен между почвенным и атмосферным воздухом, замедляется аэробный процесс и ухуд­шаются условия питания растений. При этом способе полива мно­го расходуется воды на ее испарение с поверхности орошаемой площади.

Полив дождеванием состоит в разбрызгивании воды над поверхностью орошаемой площади специальными дождеваль­ными агрегатами. Это наиболее эффективный способ, так как он приближает создающиеся условия к естественному увлажнению. При этом происходит увлажнение не только почвы, но и призем­ного слоя воздуха и растений. При таком способе можно регули­ровать поливные нормы в широком диапазоне и применять его не только для предпосевных и вегетационных, но и для специальных поливов: освежительных, удобрительных, противозаморозковых.

При этом способе полива исключается возможность заболачи­вания и резко уменьшается опасность засоления, вместе с водой удобно наносить некорневую подкормку и совмещать полив с опрыскиванием растворами препаратов для уничтожения вреди­телей. Поливной водой смываются с листьев некоторые насекомые. У растений быстро восстанавливается тургор, увеличивается сте­пень раскрытия устьиц, в результате чего повышается интенсив­ность ассимиляции и улучшается воздушное питание растений.

Дождевание позволяет не только получать высокие урожаи, но и существенно улучшать качество продукции овощных и других культур.

К недостаткам орошения относятся неравномерная степень увлажнения почвы при ветре более 3 м/с, малая глубина промы­вания почвы, повреждение неокрепших растений (рассады), буто­нов цветов крупными каплями дождя.

Чтобы не допустить поверхностный сток воды и смыв почвы на тяжелых глинистых почвах, интенсивность дождя не должна превышать 0,1—0,2 мм/мин, на среднесуглинистых — 0,2—0,3 и на легких почвах — 0,5—0,8 мм/мин.

Внутрипочвенное (подпочвенное) орошение осуще­ствляется путем подачи воды в почву через поры — отверстия или стыки трубчатых увлажнителей, а также из кротовин, проделан­ных в почве на глубине 40—50 см. Расстояние между увлажните­лями в полевых и овощных севооборотах 1,0—1,2 м, в садах 1,8— 2,0, на виноградниках 2,0—2,5 м.

В увлажнители вода подается из открытых каналов или труб. Затем в результате капиллярного поднятия воды вверх увлажня­ется активный слой почвы. Такой способ орошения позволяет под­держивать влажность почвы, близкую к капиллярной влагоемкости. При этом способе поверхность почвы не подвергается смыву и размыву, не образуется почвенная корка, значительно меньше, чем при других способах, теряется влаги на испарение, отсутству­ет оросительная сеть, что позволяет в любое время проводить по­левые работы, снижаются затраты на полив.

Недостатки внутрипочвенного орошения: недостаточное увлаж­нение самого верхнего слоя почвы, уход части воды вглубь за пределы корнеобитаемого слоя почвы, поднятие солей на засо­ленных почвах вверх, высокая стоимость.

Капельное орошение — это подача малыми порциями (каплями) воды непосредственно в зону корневой системы расте­ний с помощью Tpyбы уложенных неглубоко в почву, или на по­верхности почвы через микровыпуски — капельницы. Такой способ обеспечивает поддержание в течение всей вегетации влажности почвы близкой к оптимальной. Этот способ применяется в много­летних насаждениях: садах, виноградниках и в насаждениях не­которых других культур на почвах со сложным рельефом и с высо­кой водопроницаемостью.

Особенность этого способа орошения состоит в том, что вода подается непрерывно и равномерно на протяжении всей вегетации растений.

Капельное орошение имеет ряд преимуществ над другими спо­собами: небольшие затраты на полив, возможность дозировать по­дачу воды на испарение и фильтрацию ее за пределы корнеобитаемого слоя, исключается поверхностный сток и экономится вода. Можно с орошаемой водой вносить локально питательные веще­ства, создавать благоприятные водно-воздушный и питательный режимы почвы. При этом способе орошения исключаются возмож­ность поднятия грунтовых вод и вторичное засоление почвы.

Мелкодисперсное, или аэрозольное, орошение обеспечивает увлажнение приземного слоя воздуха, растений и частично поверхности почвы. Величина капель воды достигает 200—300 микромиллиметров, которые не скатываются с листьев, а остаются на них до полного испарения. Такие капли воды обра­зуются при дроблении струи воды туманообразующими установ­ками. В течение дня посевы, посадки увлажняют до 10 раз, рас­ходуя за один полив 100—200 л/га.

Мелкодисперсное орошение снижает температуру приземного слоя воздуха и растений на 5—10 °С, одновременно повышая влаж­ность воздуха. При этом снижается расход воды на транспирацию растений и усиливается их фотосинтетическая деятельность.

Источник