Применение малообъемных способов полива для орошения сельскохозяйственных культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.674: 626.844

ТарГУ им.М.Х.Дулати, Тараз

Применение малообъемных способов полива для орошения сельскохозяйственных культур

Жатканбаева А.О., Маймакова А.К.

В сложившихся хозяйственно - экономических условиях Казахстана для сохранения плодородия орошаемых земель важным элементом мелиорации является разработка и внедрение новых водосберегающих технологий и способов орошения, обеспечивающих подачу оросительной воды с питательными веществами непосредственно в корневую зону растений. орошение питательный корневой сельскохозяйственный

Современный этап сельскохозяйственной мелиорации происходит в условиях острого дефицита водных ресурсов, дефицита энергетических и материальных ресурсов, платного водопользования. С переходом части земель сельскохозяйственного назначения в частные владения в виде небольших фермерских наделов очень актуальным стало снижение непроизводительных потерь воды во время транспортировки и поливов являющихся основной причиной засоления и заболачивания земель. Перевод оросительной сети на более высокий технический уровень и применение новой технологии орошения может значительно улучшить мелиоративное состояние земель и повысить их эффективность, особенно в условиях рыночной экономики.

Вопросами совершенствования и развития техники и технологии поливов сельскохозяйственных культур занимались: А.Н.Костяков, А.Н.Аскоченский, С.М.Кривовяз, В.Ф.Носенко, М.С.Григорьев, В.А.Сурин, И.А.Шаров и многие другие.

В условиях растущего дефицита водных ресурсов перспективными являются способы орошения, которые обеспечивают не только экономию оросительной воды, но и возможность подать с ней питательных веществ непосредственно в зону расположения корневой системы растения. В этих условиях наиболее перспективным является малообъемное орошение. Которое позволяет поднять коэффициент земельного использования (КЗИ) до 95%, ликвидирует непроизводительные потери воды на испарение, глубинные и поверхностные сбросы [1, 2].

Малообъмные способы поливов отличаются друг от друга характером распределения воды по орошаемому участку (таблица 1). Благодаря отсутствию глубинного и поверхностного сброса, а также существенному сокращению испарения с поверхности почвы приводят к значительной экономии воды.

Как показывает опыт, при малообъемном орошении обеспечивается: повышение урожайности овощных культур на 20-30 %; экономия поливной воды от 30% при микродождевании, до 50% при капельном орошении; сведение к минимуму отрицательного воздействия полива на окружающую среду; окупаемость капитальных затрат в течение двух-трех лет за счет прибавки урожая, экономии материала до 25% и электроэнергии до 50% [1, 2].

Из малообъемных способов поливов перспективным является капельное орошение.

Большой вклад в изучение и практическое применение капельного орошения в разные годы внесли видные ученые стран содружества: Б.Г.Штепа, Г.Ю.Шейнкин, Д.П.Семаш, Н.Ф.Носенко, Е.С.Акопов, В.С.Краснощеков и другие. Ими доказано, что дозированная, направленная подача воды в течение вегетационного периода при капельном орошении создает оптимальный режим влажности почвы в зоне корневой системы, что способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

В настоящее время капельное орошение применяется во многих странах мира на площади более 1млн. га, из которых 380 тыс. га приходится на долю США и 90 тыс. га на долю Израиля.

В большинстве литературных источниках, особенно зарубежных, приводятся данные, характеризующие отдельные технологические параметры капельного орошения. Основные составляющие технологии капельного орошения, также как расходы капельниц, количество, взаимное расположение, продолжительность полива и межполивного периода, объем и степень увлажнения почвогрунтов, поливные и оросительные нормы и др., приводятся здесь, как установленные величины.

Таблица 1.Классификация малообъемных способов орошения по основным параметрам

Американские ученые предложили принять расход капельниц в пределах от 3,8 до 15,0 л/час, а их количество на один куст или растение в зависимости от типа, возраста и схем посадок от 1 до 8 штук [3]. При этом урожай цитрусовых повысился на 20-40 % по сравнению с поливом по бороздам, при экономии оросительной воды на 30-50%.

В Молдавии, согласно утвержденному техническому указанию, расход и количество капельниц подбирают из расчета средней суточной водоподачи на каждое дерево или виноградный куст. Для конкретных условий основными показателями режима орошения являются физические свойства почвы. Так, по результатам исследований, на почвах легкого механического состава, используемых под виноградники, для более полного увлажнения всей активной зоны, целесообразно устанавливать по 2 капельницы с расходами 4,0 л/ч каждая, а для почв тяжелого механического состава и садовых культур по 2 капельницы с расходом по 8,0 л/ч каждая, расстояние между деревьями 3м и более; от 4,0 до 6,0 л/ч - при 2-2,5 м и 1 капельница с расходом от 6,0 до 8,0 л/ч - при расстоянии между деревьями - 1,5м.

По мнению украинских ученых установка 2-х и более капельниц у каждого растения нарушает основной принцип капельного орошения, а именно подачу воды «под корешок», в зону наиболее интенсивного потребления ее корнями растений. Так, например, установка 2-х капельниц способствует формированию двух самостоятельных контуров увлажнения. При такой ситуации корневая система растений формируется раздельно, в обособленных контурах, а не в объемном едином пространстве.

Сочетание капельного полива и дождевания позволяет объединить положительные качества, присущие каждому способу в отдельности, устранить ряд недостатков, свойственных им при раздельном применении для комбинированных поливов в закрытых грунтах [3].

Следует отметить, что ранее системы капельного орошения, в основном, применялись для полива многолетних насаждений в открытом грунте. В настоящее время системы капельного орошения получили распространение для полива овощей в закрытом грунте. В общем, виде они включают в себя: источник воды; подкормки растений минеральными удобрениями; фильтры грубой и тонкой очистки; магистральный, транспортирующий и поливной трубопроводы; регулирующую запорную арматуру (задвижки, краны, клапаны дистанционного управления и другие); соединительные детали и рабочие органы капельниц.

На качество и надежность технологического процесса полива при капельном орошении наибольшее влияние оказывают микроводовыпуски (капельницы), которые подают воду каждому растению.

Решение проблемы по устранению засоряемости капельниц идет в направлении усложнения их конструкции. Например, в целях уменьшения засорения капельниц американские специалисты предложили систему капельного полива, включающая напорный бак, в который опущен конец жгута из мягких систем труб, размещенных на поверхности поля в рядах растений. В трубах на определенном расстоянии друг от друга имеются отверстия, через которые пропущен жгут. Вода из бака по жгуту поступает к растениям.

Однако заполнение труб жгутом трудоемко и материалоемко, часто жгут кольматируется и трубы приходится периодически прочищать.

Ученые Туркменистана, развивая эту идею, предложили более сложную конструкцию капельниц, состоящую из 2-х трубопроводов, из 3-х щелевых отверстий, через которые пропущен шнур из прочных водопроводящих синтетических волокон. При работе трубопровода, перемещаясь, шнур и капиллярно промачивает по его волокнам, стекает в виде капель через отверстия в корнеобитаемую зону растений [4].

Основное достоинство капельного орошения - возможность создания оптимального водно - питательного режима в непосредственно в зоне корневой системы каждого растения, что позволяет сократить расход воды и удобрений, до 40-50% и автоматизировать процесс полива.

На среднесуглинистых каменисто-щебенистых сероземах с высокой водопроницаемостью при подаче поливной нормы капельницами с расходом по 4,6 и 8 л/час образуются вытянутые на расчетную метровую глубину контуры увлажнения с площадью поперечного сечения соответственно 0,45, 0,48 и 0,53 м².

При поливе с расходом 4 л/ч в процессе полива происходит равноскоростное просачивание воды вниз по профилю до глубины 0,4 м в первые 2 часа полива, со средней скоростью фильтрации 0,2 м/ч. За пределы расчетного слоя почвы вода начинает поступать спустя 5часов. Увеличение расхода до 6…8 л/ч ведет к увеличению скорости фильтрации и просачиванию воды за пределы метрового слоя почвы соответственно через 4 и 3 часа. При этом площадь контура увлажнения практически не увеличивается (0,48 и 0,53 м²). Поэтому на данных почвах с уклонами в пределах 0,03…0,5 рациональным расходом капельниц является 4 л/ч, обеспечивающий площадь увлажнения равную 0,45 м².

Одна капельница обеспечивает площадь увлажнения, равную 0,45 м², две капельницы при расстановке их на поливном трубопроводе через 0,3, 0,4 и 0,5м увеличивает эту площадь до 0,92 м². При трех капельницах со схемой установки через 0,5 м достигается проектная площадь увлажнения равная 1,28 м² с объемом насыщения 1 м слоя 0,45 м² [4].

При любом способе полива главное обеспечить выход планируемого урожая. Для чего мы должны поддерживать в тканях растений определенное количество влаги. Она во многом зависит от внешних факторов и режима полива. Наиболее важным показателем является суммарное водопотребление растений, которое в значительной степени зависит от способа полива.

При капельном орошении создаются оптимальные влагозапасы почвогрунтов. Анализ составляющих водного баланса показывает, что водопотребление виноградника (5990 м³/га), для получения урожая 203 ц/га, было обеспечено в среднем за счет: водоподачи на 85,8% (5350 м³/га); поступления атмосферных осадков 12% (742 м³/га); из запасов влаги в почве 2,2% (259 м³/га) [4].

Одним из важнейших показателей эффективности орошения является коэффициент водопотребления, т.е. определение затрат воды на формирование единицы товарной продукции. Обычно численные значения коэффициента водопотребления изменяются в зависимости от условий влагообеспеченности, уровня плодородия почв, технологии выращивания, применения удобрений, складывающихся в период вегетации погодных условий, способов полива и других факторов. Решающее влияние на величину коэффициента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая. На изменение этого показателя сыграет водообеспеченность растений при капельном орошении. Самые низкие значения коэффициента водопотребления наблюдаются на вариантах самым высоким предполивным порогом влажности 90-90-80% НВ.

Принято считать, что водный дефицит в тканях виноградной лозы никогда не бывает четко выражен. Это может быть объяснено хорошей координацией в работе корневой и проводящей систем и в деятельности ассимиляционного аппарата. Однако при годовом количестве осадков менее 600мм высоких и кондиционных урожаев винограда можно добиться только в условиях оптимального режима орошения. Величина суммарного водопотребления, которая характеризует потребность растений во влаге в системе почва-растение-атмосфера, является основополагающей при разработке режимов орошения для виноградных растений.

Несмотря на определенные преимущества капельного орошения, оно имеет ряд недостатков: периодичность увлажнения активного слоя почвы на протяжении вегетационного периода от близкого к оптимальной (70-80% от НВ) от максимальной (90-100% от НВ); наличие водооборота на системах с применением сложной регулирующей арматуры; невозможность влиять на микроклиматический режим в теплицах; отношение солей и примесей в малых проходных сечениях капельниц; неравномерность полива в пределах поливного участка; потери напора на преодоление путевых сопротивлений разветвленной трубопроводной сети; повышенные требования к очистке поливной воды.

Наиболее серьезной проблемой, затрудняющей применение капельниц, является засорение ее водоводов частицами песка или органическими отложениями.

Резюмируя анализ литературных источников можно констатировать, что параметры водного и пищевого режима, технология и техника капельного полива, имеют свою специфичность и всецело зависят от конкретных природно-климатических условий. Следовательно, для усовершенствования и внедрения капельного орошения требуется проведение специальных исследований, применительно к конкретным почвенно-климатическим и хозяйственным (фермерским) условиям, разработки более дешевых безнапорных устройств для орошения сельскохозяйственных культур.

Литература

1. Храбров М.Ю. Технология малообхемного орошения. М.; №4, 2000. -18-23с.

2. Малюга А.В. Изучение элементов техники капельного орошения виноградников. С сб. Водосберегающие технологии сельскохозяйственных культур. Волгоград, 2001.-124-126с.

3. Альпатлев С.М., Будишт А.А. и др. Капельно-инъекционный способ полива: Гидротехника и мелиорация, 1985, №2, -24-26с.

4. Атаканов А.Ж. Технология и режим капельного полива виноградников в южных регионах Киргистана. Бишкек, 2000. -23с.

Размещено на Allbest.ru