Режим орошения основных сельскохозяйственных культур в Волгоградской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградская ГСХА, г. Волгоград, Россия

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

М.С. Григоров - академик РАСХН,

С.М. Григоров -- доктор технических наук, профессор

Аннотация

Приведено обоснование параметров режима орошения основных орошаемых в условиях Волгоградской области сельскохозяйственных культур. Выполнен анализ качества оросительной воды, водопотребления, норм и сроков полива.

The justification of parametres of a regime of an irrigation of the cores of crops irrigated in the conditions of the Volgograd area is resulted. The quality audit of an irrigation water, water consumption, size standards and showering times is fulfilled.

Основная часть

Мелиорации в условиях недостаточного увлажнения (оросительные мелиорации) применяются в тех случаях, когда растения испытывают острый недостаток влаги на всем протяжении вегетационного периода или на части его. Для характеристики засушливости климата и установления потребности в оросительных мелиорациях служат условные коэффициенты водообеспеченности растений. А.Н.Костяков предложил водообеспеченность растений характеризовать степенью засушливости климата по коэффициенту водного баланса

К =,

мелиорация орошение сельскохозяйственный волгоградский

где К - коэффициент характеризующий водообеспеченность растений;

ц - коэффициент стока - определяется опытным путем;

Р - среднегодовое количество атмосферных осадков в мм;

Е - годовая величина испарения мм;

Если К<1 - климат засушливый данной территории;

К=1 - неустойчивое увлажнение;

К>1 - переувлажненная территория;

Пользование этой зависимостью затруднено, т.к. К - определяется опытным путем, поэтому на практике пользуются зависимостью Селянинова:

где Р- количество осадков за период вегетации, выпавших на данную территорию в мм;

- сумма среднесуточных температур, °С за вегетационный период;

10 - переводной коэффициент из мм в м³;

Если К<1 - климат засушливый;

К=1 - неустойчивое увлажнение;

К>1 -влажно.

Волгоградская область в зоне недостаточного увлажнения.

Орошение изменяет направление хозяйств, т.к. можно возделывать наиболее ценные культуры (технические и продовольственные), рис, хлопчатник, овощные, цитрусовые культуры, кормовые травы (люцерна, суданка), плодовые насаждения, виноградники.

Все посевы риса производятся только на орошаемых землях.

Качество оросительной воды

Оросительная вода содержит определенное количество солей и взвешенных частиц. От количества этих элементов зависит плодородие почвы. В речной воде содержится различное количество взвешенных твердых частиц. Горные реки несут в отдельных случаях 102 кг на 1 м. Обычно в паводок горные реки несут 8-10 кг/м³ взвешенных наносов. В межень количество снижается до 1 кг/м. Амударья и Сыр-Дарья в паводок 5 кг/м, а в межень 0,4-0,5 кг/м, а наши равнинные реки в паводок 0,4-0,5 кг/м, а в межень 0,01-0,05 кг/м.

По своим размерам взвешенные частицы 0,1> мм являются вредными и их нельзя допускать на орошаемую землю.

При малой скорости они будут оседать на дно каналов, а увеличение скорости способствуют стиранию бетонной облицовки. Для задержание этих частиц устраиваются специальные отстойники. Частицы от 0,1 до 0,005 мм условно полезные. Они улучшают водно-физические свойства почвы. Повышают скважность почвы. Частицы < 0,005 мм обладают определенным плодородием. Попадая на поля они повышают плодородие, но если их очень много, то происходит кольматация и ухудшаются водно-физические свойства почвы. Количество растворенных солей в реках 0,2-0,7 г/л. В воде степных рек, также в грунтовых водах содержится больше солей. В грунтовых водах содержание солей зависит от глубины залегания грунтовых вод, от характера грунтов, климатических условий. Чем ближе к поверхности грунтовые воды и чем суше климат, и слабее отток грунтовых вод, тем минерализация выше.

Считают допускаемым солей в воде 1-1,5 г/л, не зависимо от состава солей. Если в воде содержится 3 г/л, необходим анализ для установления состава солей. Если представлены соли Са, CaS04, то такая вода безвредна, если соли Na, NaCl, Na₂S04, то такой водой при 3 г/л можно пользоваться на сравнительно проницаемых почвах. Если содержится сода углекислая №СОз - то вода непрегодна для орошения при 3 г/л.

Допускаемое содержание солей зависит от климатических и почвенных условий, от уровня агротехники, а также от характера культур. Рис выдерживает большую минерализацию. Плодовые и хлопчатник не выдерживает минерализацию. Имеет значение температура воды. Полив с/х теплолюбивых культур холодной водой может вызвать физиологический шок, происходит отставание протоплазмы от стенок оболочки. Оптимальная температуры воды для риса не ниже 20-25 °С, иначе рис снизит урожайность или вообще не созреет. Один полив теплолюбивых культур эфиромаслечных холодной водой вызывает их гибель.

Водопотребление сельскохозяйственных культур

Одно взрослое растение кукурузы за вегетационный период расходует около 200 л воды, а за сутки 2-3 л/га. 40-45 тыс. растений кукурузы 120 м³ воды с 1 га за сутки. Для учета количественной стороны водопотребления существует несколько способов:

1. Способы -методы, основанные на связи водопотребления с другими климатическими или гидрометеорологическими факторами. Для процесса испарения нужно тепло, а показателем является температура, в связи с этим академик Шаров предложил метод определения расхода воды полем, т.е. расход воды на испарение с поверхности почвы и транспирация растениями.

а) E = eУt, м /га, где Е- расход воды полем, е - модуль испарения с единицы поверхности с га, приходящийся на 1 ° t В среднем величина е = 2 м /га. Уt, -- сумма среднесуточных температур за период вегетации в С. Метод очень простой, но очень неточный.

б) Предложил Алпатьев A.M. - он установил связь между водопотреблением и испаряемостью с водной поверхности. Е₁= КУД, где Е₁ водопотребление с/х культур (транспирация) в мм; К - корреляционный коэффициент, который устанавливается опытным путем для каждой культуры и не остается постоянным, и изменяется от 0,2-0,7; УД - сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха в мм.

в) Из зарубежных авторов назовем Блейни - Криддлом - американские ученые установили связь между водопотреблением с/х культур и температурой воздуха, солнечной радиацией и характером культур U(E) =УK f,где U(E) - суммарное водопотребление (транспирация и испарение с поверхности почвы) в дюймах; К - месячный коэф. культуры, который устанавливается опытным путем. Для США К колеблется от 0,5-1,5; f - среднемесячный фактор водопотребления определяется по зависимости

,

где t - среднемесячная температура воздуха в градусах Форенгейта;

Р - процент годового количества световых часов, приходящийся на данный месяц;

t и Р принимаются по данным ближайшей метеостанции.

Водопотребление вычисленное для различных культур в районе Ср. Азии дало близкие результаты к фактическим величинам, расхождение не превышали от 3-5 %.

2. Ко второму способу относится метод основанный на данных коэф. транспирации. Транспирационный коэф. отношения количества воды в м³, которое необходимо затратить растению для получения 1 тонны сухого вещества, м /т. В сухое вещество входят стебли, листва, корни, основная продукция высушенная до абсолютно сухого состояния. Непосредственную величину, расходуемую на транспирацию можно учесть только лишь в вегетационных опытах. Транспирационный коэффициент очень изменчив. Для одного района при одной и той же методике определения и той же культуры, но в разные годы величина его может отличаться в 2 и более раз. На величину транспирационного коэф. влияют все внешние факторы. Для обоснования расчетного значения транспирационного коэф. необходимо провести многолетние наблюдения и принять за расчетное то, которое соответствует году соответствующей обеспеченности осадками

Е = К_тр-В,м³/га,

где К_тр - значение транспир. Коэф.;

В - вес сухого вещества в тоннах

Динамика поглощения воды почвой

При поверхностных самотечных поливах вода движется по поверхности почвы и впитывается. Скорость движения воды определяется по формулам для равномерного установившегося движения:

v = ,м/сек

где С - скоростной коэффициент Шези, зависит от степени шероховатости поверхности;

R - гидравлический радиус, принимают R ~ h;

J - уклон поверхности почвы. Закономерность поглощения воды почвой, насыщенной водой подчиняется закону Дарси:

v _погл = К_ф *I, м/сек

где К_ф - коэффициент фильтрации, м/сек;

i - градиент напора, который определяется по следующей формуле:

i ₌ h/а

где h - слой воды на поверхности почвы, м;

а - глубина просачивания, м.

С увеличением глубины просачивания «а» скорость поглощения воды почвой уменьшается. Вода встречает на своем пути защемленный воздух. Водопроницаемость тоже уменьшается под влиянием просачивания. Почва заплывает, почвенные агрегаты распадаются, почва уплотняется. При поливах мы имеем дело с процессом впитывания, при котором почва не полностью насыщена водой. Закономерность поглощения воды почвой, ненасыщенной водой, определяется рядом эмпирических зависимостей. Все эти зависимости можно разделить на две группы:

1. зависимости Костякова, Аристовского, Гольдмана и других - общий вид этих зависимостей:

v_t=A₁/t^a + К_ф

где v_t, - скорость поглощения воды почвой в данный момент;

А - параметр, характеризующий скорость поглощения воды почвой в конце первой единицы времени;

t - время от начала впитывания;

а - показатель степени, характеризующий динамику впитывания.

2. зависимости Аверьянова, Алексеева, Сазыкина и других

где v_t - скорость поглощения воды почвой в данный момент;

А -параметр, отражающий скорость поглощения воды почвой в конце первой единицы времени, уменьшенный на величину Кф;

t - время от начала впитывания;

а -показатель степени, характеризующий динамику впитывания; Кф - коэффициент фильтрации.

Зависимости первой группы отражают динамику поглощения воды на сравнительно проницаемых почвах, а формулы второй группы отражают динамику тяжелых почв.

Наибольшее распространение получила формула Костякова:

Kt = K₁/f^a

где K_t - скорость поглощения воды почвой в данный момент;

К₁ -параметр, характеризующий скорость поглощения воды почвой в конце первой единицы времени;

t - время от начала впитывания;

а - показатель степени, характеризующий динамику впитывания.

Режимом орошения сельскохозяйственных культур называется порядок проведения поливов, обеспечивающий оптимальную влажность почвы. Известны поливные нормы, сроки поливов и их число, а также оросительная норма.

Режим орошения риса

Рис является ценнейшей продовольственной культурой и питаются им 3/5 населения земного шара и для них он основной продукт. Рис по уровню урожая среди зерновых занимает 1 место. Рекорд СССР Ибрай Жанаев 172 ц/га. Посевная площадь превышает 130 млн. га на земле, а все площадь 220 млн. га. В СССР в 1965 г. 230 тыс. га риса. К 1970 г. довести до 500 тыс. га. В настоящее время удовлетворяем 40 %, а остальные 60 % привозим из-за рубежа. В 1913 г. было примерно столько же риса, а затем хлопчатник вытеснил рис и его площади упали до 110-120 тыс. га. Рис культура влаголюбивая и возделывается даже при слое воды.

Режим орошения риса при затоплении

Режим орошения риса при постоянном затоплении зависит от сорта риса, почвенных и климатических условий, а также от уровня агротехники.

Рассмотрим режим орошения на чистых полях и на незасоленных почвах. В этом случае после посева риса слой воды не создают влажность почвы поддерживают примерно на уровне наименьшей влагоемкости. После окончания периода всходов, который наступает при появлении третьего листа, (у риса появилась корневая система) и рис становится устойчивым к слою воды, т.к. появилась аэренхема. С появлением 3 листа приступают к созданию слоя воды и повышают его так, чтобы одна треть растения находилась над поверхностью воды, но не более 10 см. К моменту кущения подачу воды прекращают и снижают слой до 2-3 см. Фаза проходит за 6-9 дней. Продолжительность кущения зависит от климатических условий. Чем выше температура, тем быстрее кущение и наоборот. После кущения снова повышают слой до 14-16 см и поддерживают до мол очно-восковой зрелости. Подачу воды прекращают, слой снижается, поле подсыхает и готовятся к уборке. М= 12000-14000 м³/га в этом случае.

Режим орошения риса на засоренных полях

Немедленно после посева приступают к созданию слоя воды, доводят до 5-6 см, а на последнем этапе всходов производят снижение слоя (кратковременно) до 2-3 см на одни сутки, а затем быстро повышают слой воды таким образом, чтобы сорняки были полностью затоплены водой. Полная гибель сорняков наступает через 7-9 суток в зависимости от климатических условий. После гибели сорняков слой воды немедленно снижают и доводят его до нормальных отметок (1/3 риса над поверхностью воды). Дальнейший режим такой же как и в первом случае.

Режим риса на засоленных почвах

Немедленно после посева создают слой 6-8 см. Если через 5-6 дней этот слой не впитывается, то его сбрасывают. После появления всходов приступают к созданию слоя воды, так чтобы 1/3 была над водой. К моменту кущения слой сбрасывается. В период кущения поддерживается слой 2-3 см. После кущения слой повышают до 15 см, поддерживают до молочно-восковой зрелости и слой постепенно сбрасывают. М= 20000-25000 м /га в этом случае.

В некоторый случаях применяют проточность, т.е. замену минерализованной воды в чеках пресной водой. Проточность применяют на тяжелых засоленных почвах. В настоящее время рекомендуют вместо проточности периодические сбросы, т.к. на проточность уходит много воды.

Режим орошения риса складывается из двух основных этапов:

этап - создается слой воды на рисовом поле,

этап - поддерживается этот слой.

Режим орошения овощных культур.

Порядок проведения первых поливов зависит от способа возделывания культур (рассадный способ или семенами в грунт). Когда высеваются семенами в грунт, то всходы стараются получить без полива. Если верхний слой почвы пересыхает, то нарезается поливная сеть и производится предпосевной полив нормой m₀₁ = 3000 м³/га и проводят его, как правило дождеванием, а после появления всходов рыхлят почву и ведут борьбу с сорняками, а через 15-20 дней в зависимости от погодных условий приступают к вегетационным поливам и производят их так, чтобы влажность почвы не была ниже 80 % от НВ. Для этого необходимо 6 - 8 поливов по 400 м /га и оросительная норма примерно 3000 м /га. Если овощные культуры возделываются рассадным способом, причем рассада высаживается механизировано, то перед высадкой рассады нарезается поливная сеть, высаживается рассада и немедленно производится посадочный полив m_o1=350 м /га, а через 4-5 дней производится второй посадочный полив такой же нормой. И в этот момент производится подсадка. Этих двух поливов хватает на 15-20 дней. Овощные культуры высаживаются рассадой вручную, нарезается сеть, пускают воду и высаживают рассаду, а остальной режим аналогичен предыдущему.

Картофель весенней посадки - режим орошения.

В случае необходимости делают осенью влагозарядковый полив в октябре m₀ = 800 м³/га. Весной боронуют и высаживают обычным способом картофель. К моменту бутонизации проводят первый вегетационный полив m_о = 600 м³/га, второй в фазу цветения m₁=600 м³/га и третий в период нарастания клубней m = 600 м /га.

Картофель летней посадки.

Обязательно предпосевной влагозарядковый полив m₀=800 м³/га в июне, а затем режим аналогичен по предыдущему.

Режим орошения кукурузы на зерно.

Если необходимо дают влагозарядку в октябре m₀=800-1000 м³/га или весной в апреле. При достижении высоты кукурузы 60-70 см вместо культиватора проходят окучники вдоль направления полива. Первый вегетационный полив делают к началу выбрасывания метелки в июне m₁ = 600 м³/га, в июле m₂ = 600 м³/га перед наливом и в начале августа m₃=600 м³/га, М= 2500 м /га. Для получения урожая кукурузы на силос последний полив не делают и М= 2000 м³/га.

Режим орошения многолетних трав.

I год жизни трав при летнем посеве предусматривается предпосевной влагозарядковый полив m=800-1000 м³/га в конце июля, затем в начале августа посев и осенью второй влагозарядковый полив m=1000 м³/га, М= 2000-1800 м /га. Иногда травы высеивают весной под покров других культур, а поливы дают для основной культуры. После уборки основной культуры делают влагозарядку. На втором году жизни поливы производятся после каждого укоса 3-4, последний полив влагозарядковый М= 3000-4000 м³/га. На третьем году делают один полив m=1000 м³/га после первого укоса, затем поле перепахивают и занимают другой культурой.

Режим орошения плодовых насаждений семечковых (яблони).

Первый полив после цветения, конец мая начало июня m=800 м³/га, второй полив в конце июня в начале июля m=800 м³/га, третий полив в конце июля в начале августа m=800 м³/га, осенью четвертый полив влагозарядковый m = 1000-1200 м³/га, М= 3000-3500 м³/га. Для косточковых дают влагозарядку 1000-1200 м³/га и один вегетационный после цветения 800 м³/га.

Режим орошения виноградников.

Орошение повышает урожай виноградников. После укрытия дают 1000 - 1200 м³/га, весной первый полив дают или до цветения или после в зависимости от погодных условий в конце мая начале июня 800 м³/га или в июне и второй 800 м³/га, за три недели до уборки урожая необходимо прекратить поливы.

Режим орошения озимой пшеницы.

Важнейшим условием возделывания у пшеницы на орошаемых землях является проведение влагозарядкового полива. Этот полив обеспечивает дружные всходы, хорошее развитие озимой пшеницы с осени и хорошую зимовку. Проводят его в конце августа - начале сентября m = 1000-1200 м³/га. При близком уровне грунтовых вод дают два влагозарядковых полива. Одного влагозарядкового полива достаточно, при хорошей весне, но при плохой весне необходим вегетационный полив в конце мая m =800 м³/га, М= 1200-2000 м³/га. Для расчета внутрихозяйственной сети нужно знать определение сроков полива.

Для установления сроков полива существует несколько методов:

Визуальный;

Метод основан на систематических определениях влажности почвы (по влажности);

По физиологически показателям;

По критическим фазам развития растений.

1. Субъективный - необходим навык и оценку влагообеспеченности растений дают по внешним признакам. Если комок при сдавливании не образуется, то 55-60 %, если образуется, но распадается, то 65-70 % и если оставляет отпечаток на бумаге, то 75-85 % НВ.

2. Например:

1 июня в_нв -30 %; в_min =30*0.7=21 %; в_{фактическое} = 26 %

через 5 дней 5 июня в _{фактическое} = 24 %

Систематические определения влажности почвы определяют среднесуточный расход влаги

Дв =

7,5дней полив необходимо начать примерно 12 июня, если климатические условия не изменяются.

3. В зависимости от влагообеспеченности растений изменяются все физиологические показатели, в том числе и концентрация клеточного сока. Считают, что если клетка насыщена водой и концентрация превышает 90 %, то растение влагообеспечено. Если количество сухого вещества превышает 10 %, то необходимо назначать полив. Концентрацию клеточного сока определяют с помощью рефрактометра.

Размещено на Allbest.ru